diagnostik motor listrik_imam halimi

ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011

1

KERUSAKAN PADA WINDING MOTOR LISTRIK

Usia Sebuah motor listrik dapat mencapai kira2 20 tahun atau lebih , dengan

preventive dan Prediktive maintenace yang terintregasi dan dilaksanakan dengan

baik. Tetapi diluar perkiraan masih banyak motor yang mengalami kerusakan dini

bahkan kerusakan fatal. Dibawah ini beberapa tanda2 untuk mengetahui sebab2

kerusakan. Mungkin sebagai salah satu refernsi dalam mencari atau mennganalisa /

root cause analysis.

Winding Dengan Kondisi normal

Gambar.1 dibawah ini memperlihatkan winding dalam kondisi baik, warna jernih

merata, tidak ada tanda panas berlebih/over heating, tidak ada kotoran debu, tidak

ada kotoran dari grease akibat overgreasing.

Gambar 1. Winding stator motor listrik kondisi bagus


2

Kerusakan motor listrik disebabkan oleh sangat banyak masalah, terutama karena

masalah mekanis dan atau elektris , dari luar atau dari dalam motor . Kerusakan

motor listrik tidak hanya karena tua umur atau lama jam dioperasikan.

Stess karena panas, power supply tidak normal, humiditas/lembab, kontaminasi,

pelumasan tidak baik, beban mekanis berlebihan , semua itu mengakibatkan

degradasi komponent motor listrik dan mengakibatkan kerusakan.

Environment atau kondisi operasi (electrical/meckanical) yang buruk akan

memperpendek umur dari stator winding motor listrik. Kerusakan winding seperti

pada gambar dibawah ini, terutama karena panas. Mengidentifikasi kerusakan dan

mengetahui sebab2 kerusakan adalah penting.agar kita dapat mempersiapkan

pencegahan apa yang seharusnya di lakukan.

Macam-macam kerusakan Motor Listrik

Kerusakan winding dibawah ini karena overheating al karena:

- Beban berlebih/overloading

- Terlalu sering di start

- Suhu Ambient terlalu tinggi

- Voltage rendah atau tidak balance

- Dioperasikan pada Terlalu tinggi permukaan/ altitude

- Tidak cukup ventilasi

- Gangguan pada Power supply


3

1 . Kerusakan Satu Phase terputus (Winding hub Wye)

Gambar 2. Kerusakan satu phase winding (winding hubungan Y )

Kerusakan satu ini diakibatkan oleh satu phase power supply ke motor terbuka atau

putus al:

Satu fuse putus

Kontaktor terbuka satu

Satu line rusak atau Koneksi yang tidak baik Jika satu phase terputus, maka beban

dipikul oleh dua phase saja sehingga dua phase tsb mengalami overload

2. Kerusakan karena satu phase terputus, (Winding Hub Delta)

Gambar 3. Kerusakan satu phase winding (winding hubungan Delta )

Jika satu phase terputus, maka beban dipikul oleh dua phase saja sehingga dua

phase tsb mengalami overload.


4

Kerusakan ini diakibatkan oleh satu phase power supply ke motor terbuka atau

putus al:

Satu fuse putus

Kontaktor terbuka satu

Satu line rusak

Koneksi yang tidak baik

3. Kerusakan karena antar phase hubung pendek

Gambar 4. Kerusakan short / hubung pendek antar phase

Winding Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator antar phase

sehingga menyebabkan short-circuit / terbakar pada titik tsb. Penyebabnya al : Ada

kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi, misal grease Abrasi,

isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran, Vibrasi / voltage surge, bila terjadi

vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu sama lain.


5

4. Kerusakan pada lengkungan winding

Gambar 5. Kerusakan antar lengkungan winding

Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator antar phase sehingga

menyebabkan short-circuit dan terbakar pada lengkungan winding Penyebabnya al :

Mungkin pada saat melakukan lengkungan terjadi kurang hati-hati sehingga ada

kerusakan pada lengkungan.

Ada kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi, misal grease

Abrasi, isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran,

Vibrasi / voltage surge, bila terjadi vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu

sama lain

5. Kerusakan winding/grounded pada sudut slot.

Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator di ujung slot,

menyebabkan gound dengan lamel atau core.

Penyebabnya al :

Mungkin pada saat melakukan pemasangan wedge kurang hati-hati sehingga ada

kerusakan ujung kawat.

Ada kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi,


6



sama lain

Gambar 6. Kerusakan winding grounded pada sudut slot

7. Kerusakan / winding grounded didalam slot

Gambar 7. Kerusakan winding grounded dalam slot

Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator di dalam slot,

menyebabkan gound dengan lamel atau core.

Penyebabnya al :

Mungkin pada saat melakukan pemasangan wedge kurang hati-hati sehingga ada

kerusakan kawat dalam slot.




7


sama lain

8. Hubung pendek pada terminal koneksi

Gambar 8. Kerusakan winding hubung pendek pada koneksi

Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan konektor di sambungan ,

menyebabkan hubung pendek.

Penyebabnya al :

Mungkin pada saat melakukan penyambungan kurang hati-hati sehingga ada

kerusakan kawat atau kendor .




sama lain


8

9. Winding Satu Phase rusak karena Unbalance Voltage

Gambar 9. Kerusakan winding phase rusak akibat unbalance Voltage

Kerusakan ini merupakan kerusakan (thermal deteriorasi isolasi) satu phase

stator winding yang kemungkinan akibat tegangan suplai tidak seimbang.

Unbalance voltage bisa di akibatkan oleh unbalance beban/load di sumber

listriknya.

Penyebabnya al :

Unbalance voltage bisa di akibatkan oleh unbalance load di sumber listriknya.

Penyambungan terminal koneksi sangat buruk.

Resistansi kontak sangat tinggi.

10. Kerusakan Winding akibat Overload

Gambar 10. Kerusakan winding karena overload


9

Kerusakan semua phase karena (thermal deteriorasi isolasi) ini akibat

beban atau load yang melebihi kapasitas motor.

Under-voltage dan Over-voltage akan berakibat sama yaitu thermal-

deterioration.

11. Kerusakan akibat Locked-Rotor

Gambar 11. Kerusakan Motor akibat Locked-Rotor

Kerusakan winding semua phase karena (thermal deteriorasi isolasi) ini juga akibat

dari :

Arus listrik atau load yang sangat tinggi di stator dengan kondisi locked rotor

Terlalu sering start-stop.

12. Kerusakan Winding akibat Voltage-Surge

Gambar 12. Kerusakan winding karena voltage surge


10

Kerusakan seperti gambar umumnya disebabkan oleh voltage-surge akibat dari :

Switching power circuits

Lightning strikes

Capasitor discharges

Solid-state power devices

13. Kontaminan Grease

Gambar 13. Kerusakan Motor akibat Kontaminan Grease

Dalam praktek banyak dijumpai kondisi seperti ini, yang berakibat merusak

ketahanan insolasi. Over-greased lebih banyak terjadi dibanding kurang

grease. Program regreasing harus di susun dengan baik dan dilaksanakan dengan

metode dan peralatan dengan standard yang memadai dilakukan oleh tenaga

skilled terdidik/terlatih.

--END--


11

BATASAN START & STOP OPERASIONAL MOTOR LISTRIK

Ketika motor di start, motor memerlukan arus start yang sangat tinggi, dapat

mencapai beberapa kali atau lebih dari 5 kali. Arus tinggi menimbulkan panas dan

thermal shock, sehingga jika ini dilakukan berkali-kali dan tanpa ada jedah waktu,

maka berakibat sangat buruk terhadap winding motor, overheating.

Sehingga sangatlah perlu mendapat perhatian serius perihal start dan stop semua

motor listrik agar kerusakan fatal dapat dihindari. Tabel dibawah ini memberi

gambaran jumlah start dan stop operasi motor yang ada korelasinya dengan putaran

dan daya motor.

Banyak dokumen perawatan motor mencatat bahwa kerusakan motor kebanyakan

diakibatkan oleh pembebanan yang terlalu berlebihan. Umur pendek antara lain

hubung pendek (short circuit) disebabkan karena terlalu sering start dan stop.

Kuncinya ialah harus lebih dimonitor jumlah START dan STOP motor yang

dioperasikan.

Tabel START vs STOP Motor Listrik

A = Maksimum Jumlah START motor/Jam B = Minimum waktu istirahat (detik) Sumber : NEMA


12

PENGETESAN MOTOR LISTRIK & REKOMENDASI

Rekomendasi Urutan test dari EATA (di ambil dari Baker Instrument Company The Measure of Quality)

Untuk mencapai Program Predictive Maintenance motor listrik tercapai secara

efektif, Baker Instrument Company membuat rekomendasi mengenai urutan

spesipik test motor. Secara umum, melakukan test dengan urutan test secara

progressive yang harus dilakukan Pengukuran atau test dapat menentukan

diagnosa perbaikan atau repair.

Rekomendasi urutan test sbb :

1. Coil Resistance Test

2. Insulation Resistance (IR) test

3. HiPot Test

4. Surge Test

1. Coil Resistance Test

Tahanan coil di test atau diukur terutama untuk mengetahui kesamaan / balance

atau tidak diantarai ketiga phasenya, perbedaan pengukuran dengan pengukuran

sebelumnya dan perbedaan dengan yang tertera di name platenya. Jika

ditemukam problem, maka motor harus diinspeksi untuk menemukan sebab

problem tsb.

Problemnya mungkin :

Hard Shorts / hubung pendek dengan core

Hard Shorts / hubung pendek antar coil dalam phase atau Hard Shorts / hubung

pendek antar coil antar phase

Ukuran kawat/coil tidak sama/salah


13

Connnection atau sambungan terminal kendor atau berkarat Lebih jauh jika

pengukuran dapat diterima maka HiPot atau Surge Test baru diperlukan.

2. Insulation Resistance (IR) Test

Insulation Resistance test atau tes tahanan isolasi dilakukan dengan MEGGER

OHM berdasarkan tegangan kerja motor dan standard pabrikan atau pemakai

sebagai panduan.

Membandingkan hasil pengukuran dengan standard akan menggambarkan

kondisi coil, Jika terukur tahanan atau resistansi rendah maka harus diadakan

pemeriksaan lebih teliti, kemungkinan terjadi ground-wall pada insulasi.

Ground-wall al :

Lapisan insolasi atau enamel kawat terbakar atau rusak

Coil motor mungkin penuh kotoran, debu karbon, ada air/lembab atau

kontaminan

Koneksi pada coil2nya mungkin jelek.

Isolasi yang digunakan untuk terminal connection ke juction-box mungkin salah

ratingnya.

IEEE Stds.43 memberikan panduan sbb:

DC Voltage utk Test Tahanan Isolasi

Winding Rated Insolation Resistance Test

Voltage (V)* Direct Voltage (V)

12.000 5000- 10.000

*rated voltage line to line utk 3 phase motor AC. Line to ground utk phase tunggal,

dan direct voltage utk DC motor. Test voltage dilakukan 1 menit (ref IEEE Stds 43 sec 54


14

Rekomendasi Tahanan minimum pd 40.C

( Satuan Mega Ohm)

Minimum Insulation Test Speciment Resistance

IR(1min) = kV + 1 utk winding yg di buat sebelum 1970

IR(1min) = 100 utk DC armature & winding yg di buat stelah 1970

IR(1min) = 5 utk hampir semua motor-wound coils rated < 1kV

Catatan:

1. IR(1min) adalah tahanan isolasi yg direkomendasikan, MegaOhm pad 40.C utk semua winding

2. KV rated mesin antar terminal voltage, dlm rms kV. Ref IEEE Stds 43 table 3.

3. HIPOT Test

HiPOT test dilakukan menggunakan test voltage yang pada pokoknya lebih

tinggi dari Megohm-test, tetapi tergantung dari voltase operasi motordan

sesuai dengan standard tertentu atau panduan perusahaan pemakai.

Tujuannya antara lain : kebocoran arus tinggi, atau bocor tidak tetap/sesekali,

atau loncat naik-turun.

Rusak atau bocor arus tinggi merupakan indikasi kerusakan ground-wall

insulasi. Periksalah : liner-slot, wedges, konduktor antara junction box dan coils

dll.

4. Surge Test

Surge test dilakukan untuk setiap phase, juga memilih test voltage berdasarkan

voltage operasi motor dan standard dan panduan perusahaan pemakai.


15

Rekomendasi Test Voltage :

Formula HiPot dan Surge Test motor, generator, transformator :

(2 x Tegangan Nominal) + 1000V

Sesuai dengan NEMA MG-1, IEEE 95-1977 (untuk voltage lebih tinggi dari 5000

volts) dan IEEE 43-1974 ( test voltage kurang dari 5000 volts)

Contoh :

Motor 460 VAC -> test voltase = 2 x 460 V + 1000V = 1920 V

Motor 4160 VAC -> test voltase = 2 x 4160V + 1000V = 9320 V

Untuk winding baru atau rewound motor , test motor kadang ditambah dengan

safety-factor 1,2 1,7. Dimaksudkan untuk quality control yang lebih tinggi

derajatnya untuk mendapatkan motor dengan kwalitas tinggi.

Contoh :

Motor460 VAC-> tets voltase = 2 x 460V +1000V x 1,2 = 2304 V atau

Motor 460 VAC -> tets voltase = 2 x 460V+1000V x 1,7 = 3464 V

Catatan :

meski CRT sudah dikalibrasi tetapi sulit untuk mendapatkan besar voltase yang sama persis

dengan permintaan test, jadi gunakan harga pembulatan yang terdekat.


16

Prinsip Kerja :

Coil Resistance Test atau Pengetesan Tahanan Coil prinsipnya mudah untuk

dilakukan dan dapat langsung mengetahui kondisi konduktor dari winding.

Test ini terdiri dari :

menginjeksi arus listrik dengan besaran konstan ke winding

mengukur voltage-droop dalam winding,

kemudian menghitung resistansi menggunakan Hukum Ohm

Jika terjadi short didalam winding maka resistansi lebih rendah dari normal. Hasil

penghitungan bisa dibandingkan dengan winding yang sama, atau catatan resistansi

sebelumya atau data dari nameplate, sudah buruk atau masih baik.

Hasil pengukuran resistansi dipengaruhi oleh konduktivitas tembaga dan temperatur

ruang. Maka agar hasil teliti harus ada koreksi karena temperature ruang. Juga untuk

mendapatkan akurasi hasil voltage-droop, injeksi arus listrik ke coil sekurang-

kurangnya sebesar 10 Ampere (Hight Voltage DC Testing).

--END--


17

REFERENSI MAINTENANCE & DIAGNOSTIC

ELECTRIC MOTOR


18


19


20

REFERENSI MAGNETIC CONTACTOR Capacity

KW I (A) SIEMENS TELE MITSUB FUJI ABB

2.2 5 3TF 28/29 LC1-K06 4 8.8 3TF 20/21/22 LC1-K09 B6 4 8.8 3TF 30/40 LC1-D09 SK-10 SC-03 B9

5.5 11.3 3TF 31/41 LC1-D12 SK-11/12 SC-0/05 B12 7.5 15 3TF 32/42 LC1-D18 SK-18 SC-4-0 B16/18 11 21.4 3TF 33/43 LC1-D25 SK-20/21 SC-4-

1/5-1 B25/26

15 29 3TF 34/44 LC1-D32 SK-25 SC-1N B30 18.5 35.5 3TF 35/45 LC1-D40 SK-35 SC-2N B40 22 41.5 3TF 46 LC1-D50 SK-50 SC-2SN B50 30 56 3TF 47 LC1-D65 SK-65 SC-3N B63 37 68 3TF 48 LC1-D80 - SC-4N B75 45 81 3TF 49 LC1-D95 SK-80 - EH90 55 98 3TF 50 LC1-

F115 SK-95 SC-5N EH100

75 134 3TF 51 LC1-F150

SK-150 SC-7N EH145

90 162 3TF 52 LC1-F185

SK-180 SC-8N EH150

110 198 3TF 53 LC1-F225

- SC-10N EH160

132 230 3TF 54 LC1-F265

SK-220 SC-11N -

160 280 3TF 55 LC1-F330

SK-300 - EH250

200 350 3TF 56 LC1-F400

SK-400 SC-12N EH370

250 430 3TF 57 LC1-F500

- - EH550

335 540 3TF 68 LC1-F630

SK-600 SC-14N EH700

450 820 3TF 69 LC1-F780

SK-800 SC-16N EH800


21

REFERENSI KABEL


22

INDEKS PROTEKSI (IP) Pada suatu peralatan listrik sering dicantumkan pada spesifikasi mengenai Indeks Proteksi (IP). IP ini adalah kode yang memberikan tingkat proteksi terhadap akses bagian yang berbahaya, perlindungan terhadap benda asing dan atau perlindungan terhadap air yang memenuhi standart IEC 60529, IEC 60947-1.

Angka Pertama : Proteksi terhadap benda asing

0 : Tanpa Proteksi

1 : Diameter > 50 mm

2 : Diameter > 12.5 mm

3 : Diameter > 2.5 mm

4 : Diameter > 1 mm

5 : Proteksi terbatas terhadap debu

6 : Proteksi total terhadap debu

Angka Kedua : Proteksi terhadap air

0 : Tanpa Proteksi

1 : Tetesan secara vertikal

2 : Tetesan sudut vertikal < 15 deg

3 : Tetesan sudut vertikal < 60 deg

4 : Percikan air

5 : Air dengan tekanan rendah

6 : Air dengan tekanan kuat

7 : Dibenamkan sementara

8 : Dibenamkan permanen


23

REFERENSI BUSBAR


24

GANGGUAN MOTOR 3 PASA 1. Single Phassing Single Phassing atau Phasseloss berarti salah satu dari 3 line supply terputus. Kondisi phaseloss merupakan keadaan terburuk dari unbalance voltage.Jika elmot beroperasi saat terjadi phaseloss, ia akan terus berusaha berputar dengan daya yang sama untuk memutar beban. Elmot akan terus berusaha memutar beban sampai motor terbakar atau starter TRIP ! Penyebab terjadinya phaseloss adalah sbb : 1. Loss kontak pada starter (MCCB/NFB, Contactor atau terminal). 2. Thermal Overload relay yang terputus salah satu fasanya. 3. Salah satu fuse terputus. Jika terjadi phaseloss maka, dua phase yang lain akan dialiri arus setidaknya 1.73X dari arus normal(silakan dihitung dengan persamaan star-delta). Misal untuk elmot dengan aplikasi ringan dibebani 70%, saat terjadi phaseloss arus akan naik menjadi 120% FLA. Misalkan setting overload pada 125% FLA maka SAY GOOD BYE pada elmot tersebut. 2. Voltage Unbalance Jika tegangan diantara tiga phasa adalah sama, arus yang mengalir akan sama pula disetiap phasanya. NEMA standart merekomendasikan untuk elmot dan generator maksimum unbalance tegangan adalah 1%.Saat terjadi unbalance, arus elmot akan naik dan jika berjalan terus menerus elmot akan terbakar. Batasan 1% tersebut bisa diatasi dengan menurunkan beban elmot. Jika beban elmot diturunkan maka toleransi unbalance tegangan bisa lebih longgar. * Saat Unbalance 1%, penurunan beban menjadi 98 % * Saat Unbalance 2%, penurunan beban menjadi 95 % * Saat Unbalance 3%, penurunan beban menjadi 88 % * Saat Unbalance 4%, penurunan beban menjadi 82 % * Saat Unbalance 5%, penurunan beban menjadi 75 % Unbalance tegangan bisa disebabkan beberapa hal berikut : 1. Beban Single Phase yang tidak seimbang di setiap phase. 2. Jaringan Delta terputus. 3. Terjadi phaseloss di trafo. 4. Tap setting trafo yang tidak tepat. 5. Power Faktor Corecction tidak sama atau off-line. Adapun untuk mengetahui unbalance tegangan sebagai berikut: 1. Hitung tegangan rata -rata. Vtot = (Vr + Vs + Vt)/3 2. Cari selisih terbesar antara tegangan rata-rata dengan tegangan line. Vd = V Vtot 3. Unbalance % = (Vd/Vtot) X 100%

--END--

diagnostik motor listrik_imam halimi

Documents