Andika Pradnya S
1614122045
E. PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI AC
Sekarang ini saluran transmisi dan distribusi bekerja pada tegangan AC, karena itu kebanyakan perlatan uji / test equipment berhubungan dengan tegangan tinggi AC untuk membangkitkan tegangan tinggi AC untuk keperluan pengujian dan percobaan digunakan transformator uj, meskipun peralatan didalam suatu sistem umunya memakai sistem 3-fasa,dalam hal pengujian tegangan tinggi AC digunakan Trafo uji 1-fasa. Trafo uji untuk keperluan ini memiliki daya relative lebih kecil dari trafo daya. Bagian utama trafo uji adalah isolasi, yang digunakan untuk mengisolir kumparan tegangan tinggi dengan inti, tangki, dan kumparan tegangan rendah. Harga suatu trafo uji terutama ditentukan oleh harga isolasinya. Isolasi ini dirancang agar mampu memikul tegangan maksimum yang dibangkitkan. Saat trafo uji bekerja, terjadi terpaan elektrik pada isolasinya. Tebal isolasi yang digunakan pada trafo uji sebanding dengan terpaan elektrik yang dipikul isolasi tersebut. Jika tepaan elektrik yang dipikul suatu isolasi semakin besar, maka isolasi harus semakin tebal sehingga volume isolasi semakin banyak. Oleh karena itu, terpaan elektrik pada isolasi pada trafo uji harus diusahakan sekecil mungkin agar isolasi yang digunkan juga sesedikit mungkin. Konstuksi lilitan dan isolasinya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dihasilkan terpaaan elektrik merata.
Ciri-ciri dari trafo uji itu sendiri adalah sebagai berikut :
• Perbandingan jumlah lilitanya lebih besar dari pada trafo daya. Hal ini sebabkan trafo uji yang dipasang pada laboraturium tegangan yang diterapkan dengan tegangan input 127 volt sampai 220 volt sedangkan output yang harus dihasilkan adalah besarnya sampai beberapa ratus ribu volt.
• Kapasitas KVA-nya lebih kecil dibanding dengan trafo daya, karena untuk keperluan lompatan api tidak perlu daya yang besar melainkan tegangan yang besar.
• Trafo yang dipakai biasanya satu phasa, kecuali pada pengujian khusus yang memerlukan trafo tiga phasa.
• Satu ujung lilitannya biasanya ditanam dalam tanah untuk keperluan keamanan dan pengamanan terhadap manusia dan alat ujinya.
• Pada waktu merencanakan isolasi untuk trafo penguji hanya diperhitungkan isolasinya tahan terhadap tegangan penguji yang maksimum.
Tegangan tinggi AC ini dapat dibangkitkan dengan menggunakan trafo tegangan tinggi. Trafo uji hanya digunakan untuk daya yang kecil tetapi dengan nilai tegangan yang besar, trafo ini biasanya digunakan untuk pengujian jangka pendek untuk peralatan tegangan tinggi. Desain dari trafo uji ini mirip dengan trafo tegangan yamg digunakan untuk mengukur daya dan tegangan pada slauran transmisi, kerapatan fluks yang rendah dipilih agar tidak menimbulkan arus magnetisasi yang besar yang sebaliknya akan memenuhi inti besi dan menimbulkan harmonisa yang tinggi. Tegangan tinggi bolak-balik banyak dipergunakan untuk pengujian peralatan listrik, untuk pengujian, pembangkitan tegangan searah dan impuls. Pembangkitan tegangan tinggi bolak-balik dapat mempergunakan trafo dengan perbandingan belitan yang tinggi jenis dua belitan dan jenis tiga belitan (untuk keperluan rangkaian kaskade). Trafo tegangan tinggi bolak-balik untuk keperluan pengujian mampu menghasilkan tegangan yang sangat tinggi namun menghasilkan daya yang kecil. Untuk keperluan pengujian peralatan tegangan tinggi kapasitif seperti kabel tegangan tinggi, kondensator atau pengujian peralatan berisolasi gas SF6 yang memiliki daya reaktif yang besar dilakukan cara kompensasi disisi primer atau sekunder dengan menggunakan rangkaian resonansi seri. Untuk membangkitkan tegangan tinggi AC dibutuhkan banyak peralatan, antara lain sumber tegangan AC 220 V, Regulator tegangan, Trafo Tegangan Tinggi, Resistor Tegangan Tinggi, Kapasitor, Konektor, Elektroda Bola-Bola, Operating Terminal, Digital Measuring Instrument (DMI), dan Jumper.
Tegangan suplai 220 V AC dihubungkan dengan regulator tegangan yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Karena kinerja dari regulator tegangan ini tidak dapat dioperasikan dengan tangan secara langsung, maka kita dapat gunakan operating terminal, operating terminal ini dapat menaikkan dan menurunkan tegangan input dan regulator sehingga tegangan tersebut sesuai dengan yang kita inginkan. Setelah keluar dari regulator, tegangan mulai menyupali trafo. Keluaran dari trafo ini adalah tegangan ac yang memiliki tegangan dengan niai yang tinggi. Sekeluarnya dari trafo, akan melalui resistor. Resistor disinu berfungsi untuk menghindari arus balik yang besar menuju sumber ketika terjadi short circuit sehingga tidak terjadi kerusakan pada trafo. Setelah itu, tegangan sumber akan menyuplai kapasitor pembangkitan sehingga kapasitor tersebut akan terisi. Tegangan pada kapasitor pembangkitan ini akan dicuplik dengan menggunakan jumper yang terdapat pada kapasitor ujinya, sehingga tegangan dapat terukur melalui Digital Measuring Instrument (DMI), Tegangan AC maksimal dan tegangan AC efektir dapat diukur.
Untuk lebih mengamankan trafo agar tidak terjadi kerusakan ketika ada tegangan lebih, maka digunakanlah elektroda bola-bola yang disetting memiliki celah yang besar. Sehingga ketika terjadi kelebihan tegangan yang berpotensi merusak trafo, dapat diatasi dengan flash yang terjadi antar elektroda bola-bola. Untuk menghubungkan elektroda bola-bola dengan kapasitor, dapat digunakan konektor.
Masing-masing sisi ground dari komponen-komponen tersebut dapat dijadikan satu dengan menggunakan jumper kemudian disambungkan langsung dengan grounding yang tertancap di dalam tanah. Pastikan sebelum memulai menggunakan peralatan-peralatan yang ada untuk digrounding terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan tegangan kerja dari peralatan yang tinggi, sehingga memungkinkan arus sisa dari komponen tinggi. Sehingga berbahaya jika kita menyentuh peralatan-peralatan tersebut secara langsung.
Selain itu, sebelum menggunakan peralatan, pastikan tahanan pentanahan grounding yang tertancap di tanah bernilai rendah. Jika setelah diukur dengan menggunakan earth tester tahanan pentanahannya tinggi, maka dapat diturunkandengan menyiram grounding tersebut dengan menggunakan air atau lebih baik lagi dengan menggunakan air garam. Namun perlu diingat, air garam dapat menimbulkan korosi pada elektrode grounding. Sehingga justru akan bersifat merugikan.
Tegangan tinggi AC umumnya digunakan di laboratorium untuk pengujian dan percobaan dengan tegangan DC dan tegangan impuls. Perbedaantransformator uji dengan transformator daya adalah kapasitas dayanya rendah,akan tetapi ratio lilitannya tinggi.Transformator tegangan tinggi terdiri dari : Kumparan sekunder, satu terminal pada level yang rendah dekat potensialtanah dan terminal lainnya terisolasi dengan tanah sebagai terminal tinggi. Serta Kumparan primer yang dihubungkan dengan tegangan rendah.
Pengukuran Tegangan AC
Pengukuran tegangan AC dapat diakibatkan oleh perbedaan arti. Tiga kelas dari pengukuran dapat dibedakan atas :
- Peralatan yang menunjukkan nilai rms.
- Peralatan yang menunjukkan nilai puncak.
- Peralatan pengukuran kombinasi tegangan divider.
Nilai puncak dari suatu tegangan adalah nilai yang paling tinggi selama setengah siklus. Nilai rms dapat juga diukur dengan voltmeter elektrostatik atau dengan transformator arus.
Pembagi Tegangan Kapasitif
Kini telah dikembangkan beberapa rangkaian penyearah untuk mengukur puncak tegangan tinggi bolak balik dengan bantuan pembagi kapasitif. Metode-metode ini lebih menguntungkan dibanding dengan rangkain Chubb-Furtesque dikarenakan nilai terukur tidak bergantung pada frekuensi serta membolehkan pengukuran dengan banyak puncak tegangan dalam setiap setengah periode.
Keburukan pembagi tegangan kapasitif ini antara lain adalah :
1) Hasil pengukuran dipengaruhi oleh kapasitansi kabel ukur
2) Kesalahan bisa terjadi karena adanya kapasitansi antara kondensator dan tanah yang disebut kapasitansi sasar.Kapasitansi sasar dijumpai juga antara kondensator Ch dan selubung kabel.Hal ini berpengaruh terhadap hasil pengukuran terutama pada saat pengukuran tegangan tinggi impuls.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan pembagi tegangan kapasitif adalah :
1) Kabel ukur harus kabel koaksialn yang konduktor luarnya ditanahkan.Hal ini dimaksudkan untuk mencegah pengaruh induksi dari pembagi tegangan terhadap inti kabel.
2) Untuk mengurangi pengaruh induksi pembagi tegangan terhadap osiloskop, maka jarak osiloskop dan pembagi tegangan harus relatif jauh.
3) Sebaiknya osiloskop diberi perisai (shielding) untuk mencegah pengaruh induksi dari pembagi tegangan terhadap tampilan osiloskop.
Pengujian tegangan AC, dibedakan berdasarkan frekuensi tinggi atau rendah. Pengujian tegangan tinggi AC frekuensi rendah dilakukan untuk menyelidiki apakah peralatan listrik yang terpasang pada jaringan tegangan tinggi dapat menahan tegangan yang melebihi tegangan operasinya untuk waktu yang terbatas. Hal ini dilakukan karena tidak selamanya tegangan yang diberikan ke peralatan tersebut stabil. Ada kalanya tegangan yang diberikan melebihi batas nominalnya karena putusnya kawat saluran atau hal lainnya. Pengujian tegangan tinggi AC frekuensi tinggi dilakukan untuk berbagai menguji adanya kerusakan-kerusakan mekanis (keretakan, kantong udara, dan lain-lain) pada isolator, terutama isolator porselen. Tegangan tinggi ini memungkinkan adanya lompatan api pada isolator tersebut. Frekuensi tinggi memungkinkan terjadinya rambatan pada kulit isolator yang diuji. Apabila isolator yang diuji tidak terdapat kerusakan mekanis, maka arus akan merambat melalui permukaan isolator. Apabila isolator yang diuji mengalami kerusakan mekanis, tidak akan terlihat percikan api pada bagian kulit karena arus merambat melalui bagian dalam isolator yang mengalami keretakan (adanya rongga udara).
Yang dimaksud dengan tegangan tinggi dalam dunia teknik tenaga listrik (elektrik power engineering) adalah semua tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh kaum teknisi listrik sehingga diperlukan pengujian dan pengukuran tegangan tinggi yang semuanya bersifat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu (sujektif), atau dmana gejala-gejala tegangan tinggi mulai terjadi (objektif). Batas yang menyatakan kapan suatu tegangan dapat dikatakan tinggi H.V (high Voltage), dan kapan sudah ahrus dsebut tinggi sekali E.H.V (Extra High Voltage) serta Ultra tinggi U.H.V (Ultra High Voltage). Tegangan ini berbeda-beda untuk setiap negara atau perusahaan tenaga listrik dinegara-negara tersebut, dan biasanya tergantung kepada kemajuan tekniknya masing-masinng. Salah satu faktor yang menentukan ialah tingginya tegangan transmisi yang dipakai. Sebagi mana diketahui, ini tegantung kepada besarnya tenaga yang harus disalurkan dari pusat-pusat listrik kepusat beban (load centres) dan jarak yang harus ditempuh untuk memindahkan tenaga tersebut secara ekonomis. Dinegara –negara yang sudah maju H.V. dianggap mulai pada tegangan 20-30 kV, E.H.V pada tegangan 220 kV, sedangkan U.H.V pada tegangan 765 kV. Tentu saja harga-harga tersebut dapat berubah menurut keadaan setempat dan kemajuan –kemajuan yang tercapai.
Besarnya tegangan pengujian yang harus diterapkan pada pengujian tegangan tinggi tergantung pada tegangan nominal alat lisrik yang diuji pada standar yang berlaku. Tegangan tinggi yang diterapkan atau yang dialami oleh sistem tenaga dapat berupa :
• Tegangan biasa (nominal) yaitu tegangan yang seharusnya dapat ditahan oleh sistem tersebut untuk waktu yang tak terhingga.
• Tegagan lebih (Over Voltage) yang hanya dapat ditahan untuk waktu terbatas.
Pada pengujian tegangan tinggi tersebut terdapat pengujian yang bersifat merusak dan tidak merusak alat yang diuji, pengujian ang sifatnya merusak pada umumnya terdiri dari tahap yang tegantung pada tingkat tegangan.
Pengujian tegangan tinggi dikelompokkan kedalam :
a. Pengujian sifat-sifat dielektrik temuan baru.
b. Pengujian untuk memeriksa kualitas isolasi peralatan listrik.
c. Mengetahui ketahanan isolasi peralatan dalam memikul tegangan lebih yang terjadi
Jenis-jenis pengujian
Pengujian tidak merusak meliputi :
• Pengukuran tahanan isolasi
• Pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik
• Pengukuran korona
• Pengukuran konduktivitas
• Pemetaan medan elektrik, dsb
Pengujian bersifat merusak meliputi :
• Pengujian ketahanan (Withstand Test)
• Pengujian Peluahan (Discharge Test)
• Pengujian Kegagalan (Breakdown Test)
a. Pengujian ketahanan (Withstand Test) : tegangan diberikan pada benda uji bertahap sampai suatu nilai diatas tegangan normalnya. Kemudian tegangan dipertahankan tetap dalam waktu terbatas, jika isolasi peralatan tidak tahan memikul tegangan lebih tersebut,akan terjadi arus bocor yang besar.
b. Pengujian Peluahan (Discharge Test) : mengukur tegangan yang membuat terjadinya peluahan pada benda uji. tegangan uji diberikan diatas tegangan pengujian ketahanan dan dinaikkan secara bertahap sampai terjadi peluahan, hasil pengukuran dinyatakan dalam keadaan standar.
c. Pengujian kegagalan (Breakdown Test) : mengukur tegangan tembus benda uji, tegangan ini lebih tinggi dari tegangan peluahan dan dinaikkan secara bertahap sampai benda uji tembus listrik.
d. Pengujian Tembus listrik dielektrik padat :
- Tergantung durasi tegangan yang dipikul oleh dielektrik tersebut,sehingga tegangan tembusnya tergantung waktu pengujian. Dikenal tiga metode pengujian berdasarkan ASTM D-149 yaitu :
- Pengujian waktu singkat (short time test) : kenaikan tegangan tertentu dilakukan untuk waktu 10 – 20s.
- Pengujian bertegangan (step by step test) : tegangan awal dipilih 50% nilai taksiran tegangan tembus, dengan waktu tertentu secara bertahap tegangan dinaikkan sampai terjadi tembus.
- Pengujian dengan kenaikan tegangan perlahan (slow rate of rise test) : hasil uji awal diperoleh dari uji singkat, lalu tegangan dinaikkan perlahan hingga terjadi tembus listrik dengan syarat waktu tembus harus lebih dari 120s
Evaluasi hasil pengujian :
Setelah diadakan pengujian, beberapa prosedur yang dilakukan terkait hasil pengujian adalah :
1. Catat temperatur, tekanan, kelembabam tempat pengujian.
2. Hitung faktor koreksi δ
3. Catat hasil pengukuran tegangan pengujian.
4. Hitung hasil pengujian dengan menggunakan faktor koreksi (Vs)
5. Lihat hasil yang diharapkan pada keadaan standar sesuai spesifikasi peralatan,
misal hasilnya Vss.
6. Bila Vs ≥ Vss maka peralatan dinyatakan lulus uji.
Semua Tentang Listrik AC Selesai...
"Dikutip dari berbagai sumber..."
Tidak ada komentar:
Posting Komentar