selamat datang -...

38
SELAMAT DATANG PRESENTASI TUGAS AKHIR OLEH : SANTORO NIM. L2F002610 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG TAHUN 2007 Karakteristik Peluahan Sebagian Pada Model Void Dalam Polyvinyl Chloride ( PVC ) Menggunakan Elektroda Metoda II CIGRE

Upload: lamquynh

Post on 21-Feb-2018

232 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

SELAMAT DATANGPRESENTASI TUGAS AKHIR

OLEH :

SANTORO NIM. L2F002610

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG TAHUN 2007

Karakteristik Peluahan Sebagian Pada Model VoidDalam Polyvinyl Chloride ( PVC )

Menggunakan Elektroda Metoda II CIGRE

Page 2: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Latar Belakang

• Keberadaan material isolasi yang baik menjadi salah satu hal yang perlu diwujudkan untuk memberikan keandalan dan kualitas dalam transmisi dan distribusi daya listrik

• Kejadian Partial Discharge (PD) pada sebuah void dalam material isolasi dipercaya menjadi salah penyebab utama terjadinya breakdown atau kegagalan isolasi.

• Fenomena pre breakdown dapat dideteksi dengan pengamatan dan pengukuran PD

• Sebagian besar isolasi kabel menggunakan PVC

Page 3: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Tujuan

• Untuk mengetahui karakteristik dan pola distribusi pulsa Partial Discharge (PD) pada bahan isolasi selama pengukuran, berkaitan dengan adanya rongga (void) dalam material isolasi polimer jenis PVC.

• Mengetahui waktu atau sudut fasa tegangan dan daerah konsentrasi pulsa PD

• Mengetahui rugi energi selama pengukuran yang diakibatkan oleh peristiwa partial discharge dari banyak dan besarnya muatan elektron.

Page 4: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Batasan Masalah • Pengamatan pulsa PD dilakukan melalui osiloskop digital TDS 200

Tektronik secara simultan• Sampel polimer yang digunakan dari jenis PVC sheet dengan sistem

elektroda metoda II CIGRE.• Void yang terjadi merupakan bentukan dari tiga lapisan PVC sheet dimana

bagian tengah adalah spacer• Spacer yang digunakan untuk sampel terbuat dari bahan PVC yang

dilubangi dengan diameter 1 cm pada bagian tengahnya sehingga ketebalannya dianggap sama untuk setiap sample yaitu 0,125 mm.

• Kurva karakteristik partial discharge yang terjadi merupakan fungsi waktu dan pola PD yang digunakan adalah pola Φ-q-n (fasa-muatan-jumlah)

• Magnitude dari noise yang timbul pada pulsa PD dianggap berada di bawah 0,01 volt sehingga data yang digunakan sebagai bahan analisis memiliki magnitud tegangan di atas 0,01 volt

• Tidak membahas secara detil alat dan komponen serta software yang digunakan dalam sistem pengukuran dengan elektroda metoda II CIGRE.

• Software bantu yang digunakan dalam pengukuran dan pengolahan data adalah software Labview 5.1 dan Mathlab 7.1 serta Microsoft Excell.

Page 5: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

DASAR TEORI

• Polyvinyl Chloride (PVC) memiliki rumus kimia

CH2 = CHCl

PVC termasuk jenis polimer termoplasti yang banyak digunakan sebagai isolasi kawat dan kabel ( NYA, NYY, NYM dll. ) dengan menggunakan standar Enviromental Pretection Agency (EPA).

Page 6: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Penurunan kualitas Isolasi

Page 7: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Peluahan Sebagian pada Void

Partial discharge adalah peluahan listrik terlokalisasi yang hanya menjembatani secara sebagian isolasi di antara konduktor

Proses dasar discharge pada gas biasanya terjadi melalui dua proses :

4. Pembangkitan ion ( benturan elektron, fotoionisasi, ionisasi termal )

Besarnya energi yang diperlukan untuk melepas 1 elektron adalah :

2. Kehilangan ion (attachment langsung dan terpisah, rekombinasi )

2).21(. eevmVeU ==

2).21(. eevmVeU ==

Page 8: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik
Page 9: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Keadaan bahan isolasi padat itu jika dimisalkan tebal rongga sebesar t dan tebal dielektrik sebesar d dan permitifitas relatif zat isolasi padat adalah εr dimana t <<d pada tegangan kerja Va maka berdasarkan rangkaian ekivalennya (gambar 2.5) besarnya

V1 = εr (t/d) Va

Di mana : V1 = tegangan pada rongga (volt) Va = tegangan yang diterangkan (volt) εr = Permitifitas relative zat isolasi padat

Gambar Rongga dalam bahan isolasiRangkaian ekivalen isolasi padat berongga

Page 10: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Bentuk tegangan ketika

terjadi breakdown

V(t) tegangan yang diterapkan

Vg tegangan pada void

Vg’ Tegangan saat breakdown

Page 11: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

PD mengeluarkan pulsa arus elektrik akibat gas discharge. Pulsa PD mempunyai rise time beberapa ns dan fall time sekitar 10 ns.

isolasi

Void

arus

Waktu (ns)tr tdtw

100 %

90 %

10 %

50 %

tr = rise timetw = lebar pulsatd = fall time

(a)(b)

Gambar (a) Model void. (b) pulsa Partial discharge

Page 12: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Sistem Pengukuran Peralatan yang digunakan untuk mengukur PD adalah sebagai berikut :a). RC Detector d). Aresterb). HPF c). Osiloskop digital Tektronix TDS200

R k

1000

pF

470 pF

1 Ko

hmIn 470 pF

4K7

ohm

4K7

ohm

Out

K e ares ter(os ilos k op)D ar i

e lek troda b idang

Gambar Rangkaian RC detector, sensor dan HPF

Page 13: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Teknik Pengukuran

Gambar . Sistem pengukuran PD

Rk

HPF Arrester

Epoxy

PVC

Void

R

1000 ohm

1000 pF

Osiloskop

RC detector

Personal Computer

printer

data

Fundamental Wave

220 9

A C

R S T N

H igh V oltege S ourc e

C oax ial

C oax ial

GPIB

Page 14: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Bentuk Representasi Data

(a) (b)

(c) (d)Gambar Representasi pulsa PD (a). Urutan pulsa PD (b). Pola Φ-q-n (c) Pola Φ-n (d) Pola Φ-

n

Page 15: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Pola Partial Discharge Gambar Sketsa pola PD

(c) Turtle-like pattern

(d) Wing-like pattern

(e) rabbit-like pattern

(f) Turtle-wing-like pattern

(e) Rabbit-wing-like pattern

(f) Triangular pattern

(g) Rectangular pattern

Page 16: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Distribusi Pulsa PD dengan Faktor Skewness dan Kurtosis

Skewness ( kemiringan ) adalah derajat asimetri atau simetri suatu distribusi data

Sk = 3 ( X - Md ) / s

Ada 3 hal distribusi data PD berkaitan dengan faktor skewness yaitu bila distribusi data simetris maka (Sk = 0) gambar a; distribusi data yang mempunyai ekor kanan mempunyai kemiringan positif (Sk >0) seperti gambar c dan distribusi data yang mempunyai ekor kiri mempunyai kemiringan negatif (Sk < 0) gambar b

Gambar Bentuk distribusi data berdasarkan skewness

Page 17: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Distribusi Pulsa PD dengan Faktor Skewness dan Kurtosis

Kurtosis adalah derajat kelancipan atau kedataran suatu distribusi, jika dibandingkan dengan distribusi normal. persamaan Faktor kurtosis secara baku dapat ditulis :

Ku = ( ∑fi.(xi - X)^4/∑ fi) /s^4

Ada beberapa hal distribusi data berkaitan dengan faktor kurtosis. Satu distribusi data yang lebih lancip daripada distribusi normal yang sesuai, disebut leptokursis ( Ku >0 ) gambar b dan distribusi yang lebih tumpul daripada distribusi normal yang sesuai disebut platikurtis ( Ku < 0 ) gambar c, sedangkan distribusi normal itu sendiri disebut mesokurtis ( Ku = 0) gambar a Namun kadang dijumpai pula distribusi data yang sedikit berbeda dengan ketiga bentuk kurtosis di atas yaitu kurva dengan bentuk dwimode atau sering disebut ”kurva U” sebagaimana ditunjukkan pada gambar disamping

Gambar Bentuk distribusi data berdasarkan kurtosis

Gambar Bentuk kurva distribusi dwimode atau kurva U

Page 18: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

SISTEM PENGUKURAN DAN AKUISISI DATA

Peralatan yang digunakan dalam mendukung penelitian ini adalah :

Soft ware Labview dan mathlab Personal computer (PC) General Purpose Interface Bus (GPIB) Oscilloskop Tektronix TDS 220 Two channel digital real-time, High Pass Filter RC detector Elektroda II CIGRE dan Holder Pembangkit tegangan tinggi variabel, Sumber tegangan fundamental AC 220 / 9 V. BahanPolymer Polyvinyl Chloride (PVC).

Page 19: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Persiapan sample dan Holder Sampel yang digunakan adalah polyvinile chloride ( PVC ) yang dimensi, bahan dan susunan elektrodanya ditunjukan dalam gambar berikut

Susunan sample dan elektroda

Page 20: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Elektroda II CIGRESistem elektroda II CIGRE ( Conference Internationale Grand Reseaux Electriques ) adalah pengembangan dari sistem elektroda I CIGRE, dengan kelebihan sebagai berikut : 1 ). Ketahanan PD dari material dapat diperkirakan 2 ). Menggunakan bahan percobaan berupa lembaran tipis 3 ). Bermacam-macam material isolasi padat dapat diuji coba, 4 ). Pembuatan sel percobaan termasuk bahan uji relatif sederhana 5 ). Secara geometris ruang void lebih besar 100 kali dibandingkan dengan sistem metoda

I CIGRE6 ). PD dikonsentrasikan dalam area yang tertentu dan akan berlanjut hingga kegagalan

akhir tidak terpengaruh akan dinding sisi dari rongga.

Gambar Elektroda metoda I CIGRE

Gambar Elektroda metoda II CIGRE

Page 21: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Mekanisme Pengujian dan Akuisisi Data

Dalam sistem pengukuran metuda II CIGRE ini komputer bertindak sebagai controller dalam pengambilan data PD dari osiloskop. Beberapa mekanisme percobaan yang dilakukan untuk mendapatkan data hasil pengukuran, pengolahan data adalah sebagai berikut :

2. Merangkai semua bahan,peralatan dan software yang dibutuhkan untuk pengukuran 3. Menghidupkan osiloskop, Personal Computer dan menjalankan program Labview dengan

fungsi pengukuran (TDS measure) 4. Menghidupkan pembangkit tegangan tinggi dan mengatur tegangan kerja hingga terlihat

pulsa PD pada osiloskop TDS 200 pada range skala 5 kVrms.5. Mengatur pengambilan data dengan program Labview TDS measure yaitu jumlah

pengambilan data, lokasi (folder) penyimpanan hasil running program, interval waktu pencuplikan data pengukuran, dan isian keterangan mengenai permitifitas sampel, ketebalan dan tegangan kerja yang diterapkan.

6. Melakukan eksekusi pengambilan dan penyimpanan data pengukuran untuk menit ke-1, menit ke-5. menit ke-10 dan seterusnya sampai selesai (menit ke-90).

7. Bila pengukuran telah selesai maka sumber tegangan tinggi dimatikan dan kemudian elektroda tegangan tingginya ditanahkan untuk membuang muatan sisa

8. Mengolah data hasil akuisisi program labview TDSmeasure dengan menggunakan program analisa PD yang dibuat oleh H.Nagae.

Page 22: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Listing program analisa PD H.Nagae

Gambar Flowchart listing program analisis PD

Mulai

Inisiasi program (memori dan variabel lokal)

Memasukkan parameter input :Files(file pertama),filen(file terahir),cyclen,

rfn1(alamat file sumber), rfn2(alamat file output), chanel1,chanel2,osc data

Pembacaan file dari alamat peyimpanan file (D:\\data kuliah\\percobaan itb\\PVC\\10kv...\5kv ..._)

Mengatur tampilan grafik PD

Ubah range ?Memasukkan nilai range

Menampilkan grafik

Perhitungan data oleh program (jumlah pulsa PD, siklus, Pdpersiklus positif & negatif, dan muatan max,total

muatan, rata-rata muatan PD positif & negatif

Menampilkan hasil perhitungan dan menyimpan file hasil eksekusi

selesai

Y (1)

T(0)

Alamat file sumber benar ?

salah

benar

Error (proses berhenti)

Error

Page 23: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Pengolahan Data• Hasil dari eksekusi listing program di atas kemudian dibuka dengan menggunakan

program mikrosoft excell untuk mendapatkan informasi mengenai jumlah, sudut fasa dan muatan PD

• Dengan fasilitas yang ada pada program Microsoft excell maka data kejadian PD dapat diolah untuk mendapatkan informasi gambar grafik maupun Jumlah PD, rata-rata PD persiklus,muatan maksimum dan minimum, total muatan positif dan negatif dari tiap waktu pengukuran kemudian ditabelkan dan dibuat grafiknya dengan terlebih dahulu menghilangkan muatan noise yang ada.

• Untuk mempermudah atau menyingkat ruangan dan tenaga dalam penggambaran distribusi PD dengan faktor skewness ataupun kurtosis, maka terlebih dahulu data dikelompokkan menjadi 10 kelas sudut fasa dengan lebar interval 15 yaitu untuk kelas sudut fasa 120 sampai 270 (PD negatif) dan kelas sudut fasa -60 atau 300 sampai 90 (PD positif). Kemudian baru diolah untuk mendapatkan nilai skewness dan kurtosisnya melalui program bantu Microsoft excell, kemudian digambarkan pola distribusi PD yang terjadi dengan cara sebagaimana pembuatan grafik pada karaktersitik jumlah PD

• Menghitung rugi energi akibat PD berdasarkan besarnya muatan tiap PD dan nilai tegangan saat PD terjadi

Page 24: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

GambarData informasi kejadian PD hasil dari program analisa PD setalah dibuka dalam Ms. Excel

(c) kondisi awal sebelum noise dihilangkan

(d) (b). Kondisi setelah noise dihilangkan.

a b

Page 25: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS

HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS

1. Karakteristik PD Terhadap Waktu Karakteristik Jumlah Pulsa PD pada PVC Karakteristik Muatan Maksimum Pulsa PD pada PVC Karakteristik Rataan Muatan Pulsa PD pada PVC

2. Distribusi pulsa PD dengan faktor Skewness dan Kurtosis

Skewness ( Kemiringan ) Kurtosis ( Kelancipan )

3. Perubahan pola ( Φ - q – n) PD sebagai fungsi waktu

4. Perhitungan Rugi Energi Partial Discharge

Page 26: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Karakteristik PD Terhadap Waktu

84.9881061147311163856639104neg

99.71071061491431049782795278pos

906050403020151051rata-rata

Jumlah PD pada menit ke-

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

0 45 90 135 180 225 270 315 360

sudut fasa

mua

tan

PD (p

C)

Karakteristik Jumlah Pulsa PD pada PVC

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100menit

Jum

lah

PD d

alam

300

sik

lus

pada

sa

mpe

l PV

C

pos neg Poly. (neg) Poly. (pos)

Gambar Tegangan saat terjadi PD pada PVC 5 kVrms menit 90.

Gambar karaketristik jumlah pulsa PD pada void dalam PVC

Page 27: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Karakteristik Jumlah Pulsa PD menurut Mizutani dan Kondo T terkait dengan perubahan kadar gas elektronegatif dan dibagi 4 tahap yaitu :

2. Permulaan, volume gas dengan cepat menurun mencapai kira-kira 80 % sekitar menit ke-30.

3. Setelah 30 menit berangsur-angsur naik hingga mencapai 95 % pada menit ke -125.

4. Kemudian turun secara perlahan sampai sekitar menit ke-1030 ( jam ke-17 )

5. Akhirnya akan naik kembali sebelum terjadinya breakdown.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100menit

Jum

lah

PD

dal

am 3

00 s

iklu

s pa

da

sam

pel P

VC

pos neg Poly. (neg) Poly. (pos)

Gambar karaketristik jumlah pulsa PD pada void dalam PVC

Gambar Perubahan volume gas elektronegatif pada void dalam LDPE

Gambar Perkiraan kadar gas elektronegatif dalam volume gas dalam void

Page 28: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Secara umum dapat dilihat bahwa karaketristik jumlah pulsa PD per 300 siklus pada void dalam PVC untuk PD positif dan negatif pada menit-menit awal jumlah pulsa PD lebih besar,

kemudian akan turun secara drastis hingga menit ke-10, beberapa saat kemudian jumlah PD kembali meningkat dengan jumlah yang lebih besar hingga menit ke-50 dan kembali turun hingga pada akhirnya akan kembali naik

sebelum terjadinya breakdown.

Jika dibandingkan dengan hasil pengukuran T. Mizutani dan Kondo Takeshi[6] tersebut di atas maka karakteristik jumlah

pulsa PD yang terjadi pada sample PVC merupakan representasi degradasi isolasi pada tahap 1 hingga tahap 4

Karakteristik Jumlah Pulsa PD pada PVC

Page 29: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Karakteristik Muatan Maksimum Pulsa PD pada PVC

854.41198.71182.91614.0462.0894.4718.6478.9735.1607.0652.1neg

583.1657.2625.0624.8544.7720.8640.4512.6448.8416.8639.9pos

906050403020151051rata-rata

Muatan maksimum (pC) pada pengukuran menit ke-

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

1600.00

1800.00

0 20 40 60 80 100menit

mua

tan

mak

sim

um P

D p

ada

PVC

(pC

)

pos neg Poly. (neg) Poly. (pos)

Gambar Karaketristik muatan maksimum PD

Karakteristik muatan maksmum masih terkait dengan kondisi gas dalam void sehingga kurva mirip dengan

karakteristik jumlah PD Terjadinya PD yang pertama kali dianggap karena

peningkatan molekul-molekul seperti CO2 dan H2O dalam void. Gas-gas

elektronegatif dapat menangkap (attachment) elektron-elektron bebas yang dibangkitkan oleh PD sebelum

polaritas teganagan yang diterapkan berubah dan oleh karenanya menyebabkan kenaikkan time-lag yaitu

waktu antara tegangan inisiasi gas dengan tegangan minimum yang diperlukan untuk terjadinya PD. Suatu

Over voltage karena sebuah time-lag menjadikan magnitud muatan pulsa PD yang besar. Sehingga

umumnya muatan max membentuk telinga dalam sketsa pola PD

Page 30: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Karakteristik Rataan Muatan Pulsa PD pada PVC

154.0197.6176.2185.2123.5158.1172.5130.6153.4140.6102.4neg

142.0144.5142.2149.6147.6156.1148.0126.8134.6139.0131.9pos

906050403020151051rata-rata

Muatan rata-rata (pC) menit ke-

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0 20 40 60 80 100menit

rata

-rat

a m

uata

n PD

pad

a PV

C (p

C)

pos neg Poly. (pos) Poly. (neg)

Gambar Karaketristik rataan muatan pulsa PD maksimum sampel PVC

karakteristik rata-rata muatan pulsa PD karakteristik yang sama dengan karakteristik muatan maksimum

pulsa PD. Namun Secara umum rata-rata muatan PD mengalami kenaikan seiring bertambahnya waktu

karena pada waktu gas dalam rongga gagal, Benturan –benturan elektron pada anoda akan mengakibatkan terlepasnya ikatan kimiawi zat padat. Demikian pula,

pemboman katoda oleh ion-ion positif akan mengakibatkan rusaknya zat isolasi padat karena

kenaikan suhu, Keadaan ini menyebabkan dinding zat padat lama-kelamaan rusak, rongga menjadi semakin

besar dan zat padat bertambah tipis[1] sehingga tegangan pada rongga akan semakin besar dan

muatan PD pun semakin besar karena muatan PD adalah fungsi dari tegangan kerja

Page 31: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Distribusi pulsa PD dengan faktor Skewness dan Kurtosis

Nilai skewness kejadian PD positif menunjukkan Sk > 0 yang berarti banyak kejadian PD pada kelas atas (di sekitar sudut 70o) atau kurva mempunyai ekor kanan. Sedangkan kejadian PD negatif menunjukkan nilai Sk yang berubah-ubah disekitar nol (0).

Nilai kurtosis untuk kedua kejadian PD baik positif maupun negatif menunjukkan Ku > 0 yang berarti distribusi kejadian-kejadian PD berbentuk lancip (leptokurtis).

1.25497720001.6768716742-0.0745542761-0.0065540420rata-rata

1.70131516902.059016000

01.70140083900.573358000090

1.52376800201.168358000

01.9151188950-0.521487000060

1.49248044600.623588000

01.4756140970-0.021374000050

1.46969889401.611096000

01.46183972600.496360000040

1.45110206001.340123000

01.61618064400.554727000030

1.51084383301.132993000

01.44014093800.361040000020

1.41557854701.288873000

01.4311560000-0.192260000015

1.99989722001.118870000

02.1272407900-1.082253000010

1.53125370301.028377000

01.7819973130-1.06112500005

2.01792432901.178478000

01.81802750000.14747123901

MENIT

KE -

kurtosisskewnessKurtosisskewnessnilai

PD positifPD negatif

Page 32: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Pola distribusi PD dengan faktor Skewness dan Kurtosis

0

2

4

6

8

10

12

14

302.95 318.95 334.95 350.95 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

302.95 318.95 334.95 350.95 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

302.95 318.95 334.95 350.95 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

0

5

10

15

20

25

302.945 318.945 334.945 350.945 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

(a). menit ke-1 (b). Menit ke-30

Gambar Distribusi pulsa PD dengan faktor skewness dan kurtosis untuk PD positif

0

2

4

6

8

10

12

14

16

122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95

nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

(a). menit ke-1 (b). Menit ke-30

0

5

10

15

20

25

122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i PD

0

2

4

6

8

10

12

14

122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95nilai tengah kelas interval sudut fasa

jum

lah

frek

uens

i

(a). menit ke-60 (b). Menit ke-90

(a). menit ke-60 (b). Menit ke-90 Gambar Distribusi pulsa PD dengan faktor skewness dan kurtosis untuk PD negatif

Berdasarkan bentuk kurva yang dibentuk oleh sebaran distribusi PD maka dapat dilihat bahwa kurva membentuk kurva ”U” atau dwi mode yang berarti modus kejadian PD nya terdapat di samping kiri-kanan median dan mean. Hal ini menunjukkan banyaknya data kejadian PD pada kelas bawah atau dan kelas atas yaitu disekitar sudut fasa 320 dan 70 (pada PD positif) dan disekitar sudut fasa 150 dan 250 (pada PD negatif ).

Page 33: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Perubahan pola ( Φ - q – n) PD sebagai fungsi waktu

(a). menit ke-1 (b). menit ke-30

(a). menit ke-50 (b). menit ke-90

Gambar Pola (Φ - q – n) PD PVC pada tegangan 5 kV (a). menit ke-1 (b). menit ke-30 (c). menit ke-50 (d). menit ke-90

Berdasarkan sketsa pola PD pada gambar 2.23 maka pola PD untuk sampel void dalam PVC seperti gambar disamping yaitu untuk menit ke-1 dan 90 mirip dengan pola rabbit-like-pattern sedangkan pada menit ke-30 dan menit ke-90 mirip pola rabbit-wing-like pattern. Hasil ini menunjukkan bahwa pola PD dalam sebuah void berubah terhadap waktu seiring dengan proses penuaan

-800

-400

0

400

800

0 45 90 135 180 225 270 315 360

Sudut Phasa (derajat)

mua

tan

PD (p

C)

-1000

-500

0

500

1000

0 45 90 135 180 225 270 315 360

sudut phasa (derajat)

mua

tan

PD (p

C)

-1800

-900

0

900

1800

0 45 90 135 180 225 270 315 360

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

0 45 90 135 180 225 270 315 360

sudut phasa (derajat)

mua

tan

PD (p

C)

Page 34: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Perhitungan Rugi Daya Partial Discharge

69.72725099.8703Total

11.1043997.007Menit 90

9.1933309.2974Menit 60

13.9805032.2255Menit 50

5.2901904.1576Menit 40

9.1153281.0887Menit 30

6.3282277.7991Menit 20

3.7441347.8724Menit 15

4.1621498.3794Menit 10

2.555919.5937Menit 5

4.2571532.4495Menit 1

.10-16 kWH.10-12 Joule

Rugi energi PD PVC

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

1menit

rugi

ene

rgi P

D P

VC

(10^

16 k

WH

)

menit1 menit5 menit10 menit15 menit20 menit30 menit40 menit50 menit60 menit90

Gambar Rugi energi PD tiap pengambilan pengukuran PVC

Dari rumus

U = e.V

maka dapat dilihat bahwa besarnya energi yang hilang akibat PD ini tergantung dari besarnya jumlah

dan muatan PD serta tegangan (medan listrik) yang terjadi saat PD berlangsung. Dan dari data tabel di

samping dapat diketahui energi yang hilang saat pengambilan cuplikan PD yaitu pada PVC sebesar

69,727 x10-16 kWH dalam 10 kali (300 siklus) pencuplikan atau rata-rata 6,97x 10-16 kWH tiap

siklus. Berdasarkan grafik perkembangan rugi energi PD

tampak rugi energi pada PVC yang cenderung makin naik sebanding dengan perubahan jumlah kejadian

PD dan muatan PD.

Page 35: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN Rata-rata jumlah pulsa PD positif lebih besar daripada PD negatif Berdasarkan karakteristik jumlah PD maka proses degradasi selama

pengukuran PD dari lubang ( void ) pada PVC menunjukan empat tahap pola PD degradasi yakni tahap 1 dari menit pertama hingga menit ke-10 ( jumlah PD turun ), tahap 2 dari menit ke-10 hingga menit ke-50 ( jumlah PD naik ), tahap 3 dari menit ke-50 hingga menit ke-80 ( jumlah PD kembali turun ) dan tahap 4 setelah menit ke-80 ( jumlah PD kembali meningkat).

Pola rabbit-like-pattern dan rabbit-wing-like pattern ditemukan selama proses pengukuran PD pada void polimer PVC.

Pola distribusi data PD yang terbentuk berupa kurva U atau dwi mode yang memiliki dua nilai modus pada kelas atas dan bawah yaitu pada nilai tengah 320o dan 70o (untuk PD positif ) dan 150o dan 250o (untuk PD negatif)

Semakin besar dan semakin banyaknya pulsa PD yang terjadi mengakibatkan rugi energi semakin besar.

Page 36: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

Saran

Penelitian terhadap material isolasi polimer selanjutnya dilakukan dengan perlakuan kondisi yang berbeda seperti variasi suhu, kelembaban, dan tekanan . sebagaimana kondisi saat polimer PVC digunakan dalam ketenagalistrikan.

Hendaknya penelitian juga dilakukan pada material isolasi yang memiliki bentuk cacat yang lain seperti adanya tonjolan dipermukaan isolasi, ketidak murnian isolasi karena ada material lain .

Sampel lain dapat digunakan misalnya dari jenis bahan isolasi cair maupun gas.

KESIMPULAN DAN SARAN

Page 37: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik

TERIMA KASIH

Page 38: SELAMAT DATANG - elektro.undip.ac.idelektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F002610...selamat datang presentasi tugas akhir oleh : santoro nim. l2f002610 jurusan teknik