際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

Studi Tegangan Tembus Minyak Kemiri Sunan Sebagai Alternatif Pengganti Minyak Transformator Daya

Download as DOCX, PDF
Harief Kurrahman
Harief Kurrahman

1. Penelitian ini menguji tegangan tembus minyak kemiri sunan sebagai alternatif minyak transformator dengan menggunakan berbagai jarak sela antar elektroda. 2. Hasilnya, tegangan tembus meningkat dengan peningkatan jarak sela. Nilai tegangan tembus standar sesuai IEC adalah 17,55 kV/2,5 mm, belum memenuhi standar minyak transformator. 3. Minyak ini masih memiliki peluang jika ditambah zat

1 of 13
Downloaded 39 times
1 STUDI TEGANGAN TEMBUS MINYAK KEMIRI SUNAN SEBAGAI ALTERNATIF PENGGANTI MINYAK TRANSFORMATOR DAYA Harief Taufik Kurrahman1, Prof. Ir. Syamsir Abduh, MM, Ph.D2, Ir. Maula Sukmawidjaja, Ms3 Teknik Elektro Universitas Trisakti Jakarta ABSTRAK Isolasi cair pada peralatan tegangan tinggi digunakan sebagai media pendingin peralatan listrik. Apabila tegangan yang diterapkan melebihi kekuatan dielektrik isolasi cair maka akan terjadi tegangan tembus yang menandakan kegagalan isolasi. Pengujian tegangan tembus terhadap minyak kemiri sunan dimaksudkan untuk mengetahui peluang minyak kemiri sunan sebagai alternatif minyak transformator. Pengujian ini berlandaskan standar IEC 156:1995 yaitu menggunakan elektroda setengah bola-setengah bola berukuran 50 mm dengan jarak sela 2,5 mm. Pengujian ini juga dilakukan dengan menggunakan variasi jarak sela. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa seiring kenaikan jarak sela antar elektroda nilai tegangan tembus menjadi semakin besar. Hasil akhirnya nilai tegangan tembus minyak biodiesel kemiri sunan pada kondisi standar sesuai IEC 156 sebesar 17,55 kV/2.5 mm. Nilai ini belum memenuhi standar SPLN 49-1:1982 yaitu sebesar > 30 kV/2,5 mm. Tetapi masih memiliki peluang jika ditambahkan zat aditif fenol yang dapat menaikkan tegangan tembus minyak isolasi. Kata kunci: Isolasi Cair, Tegangan Tembus, Minyak Biodiesel Kemiri Sunan I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang dapat memindahkan dan mengubah tegangan dan arus bolak-balik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan nilai yang sama maupun berbeda besarnya pada frekuensi yang sama, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Salah satu bagian penting dari transformator adalah minyak transformator. Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Dimana ada dua bagian yang secara aktif membangkitkan panas yaitu kumparan (tembaga) dan inti (besi). Jika panas itu tidak diberi pendingin akan 1 Mahasiswa teknik elektro 2 Dosen Pembimbing 1 3 Dosen Pembimbing 2
1 menyebabkan kumparan dan inti mencapai suhu yang terlalu tinggi, sehingga bahan isolasi yang ada pada kumparan (kertas isolasi) akan menjadi rusak. Disamping itu juga, minyak isolasi berfungsi sebagai bahan pendingin atau menyalurkan panas ke sirip- sirip transformator, serta sebagai pemadam busur api apabila terjadi percikan-percikan dalam belitan transformator. Berdasarkan bahan pembuatannya, minyak isolasi terbagi atas beberapa bagian, yaitu minyak isolasi dari olahan minyak bumi yang saat ini banyak digunakan, dan minyak isolasi dari minyak tumbuh-tumbuhan atau disebut minyak nabati (minyak organik) yang saat ini banyak diteliti. Akhir-akhir ini, terutama dipicu oleh perhatian terhadap lingkungan yang semakin intens, para ahli mulai mengembangkan penelitian ke arah minyak isolasi ramah lingkungan yang terbarukan. Adapun persyaratan umum suatu bahan dapat dijadikan minyak transformator adalah tegangan tembus (30 kV/2,5 mm), konstanta dielektrik (2.2 - 2.3), resistivitas (1012 - 1043 立.m), Titik tuang (-30o C ppm), dan titik nyala (140o C fpm)[1]. Adapun beberapa aspek minyak kemiri sunan dapat dijadikan sebagai alternatif minyak transformator adalah sebagai berikut: a. Aspek karakteristik, minyak kemiri sunan memenuhi 2 poin dari beberapa persyaratan minyak isolasi transformator yaitu titik tuang dan titik nyalanya. b. Aspek produktif dan ekonomis, pohon kemiri sunan memiliki tingkat produktifitas yang tinggi dalam menghasilkan minyak dibandingkan minyak nabati lainnya. Dari aspek ekonomisnya, minyak ini lebih murah dibanding dengan harga biodiesel pasaran. Dengan mempertimbangkan faktor karakteristik dan faktor ketersediaan, maka jenis minyak nabati menjadi penting untuk diteliti dan dikembangkan sebagai alternatif minyak isolasi di Indonesia adalah minyak kemiri sunan. Adapun karakteristik dari minyak biodiesel kemiri sunan yaitu:[2] 1. Viskositas Kinematik 40oC = 4.2 to 4.6 centi-Stoke(cSt) 2. Kepadatan 25o C = 0,86 g/mL 3. Angka Setana (Kualitas minyak diesel) = 49 4. Nilai Kalor Tinggi = 40.1 J 5. Sulfur, wt%(weight percentage) = 0.001 6. Angka Iodine (Ikatan tidak jenuh) = 125 7. Titik beku = -3o C 8. Titik tuang = -6o C 9. Titik nyala = 164o-183o C Minyak ini memenuhi beberapa persyaratan umum minyak isolasi transformator yaitu titik tuang dan titik nyalanya. Oleh sebab itu patut untuk diuji dan diteliti karena memliki banyak manfaat dibanding minyak nabati lainnya. Dari aspek produktif dan ekonomis juga kemiri sunan diunggulkan dari minyak nabati lainnya. Hal ini dikarenakan dari pertanaman kemiri sunan setiap 1 ha bisa diperoleh 10 ton minyak kasar/ tahun. Hasil ini jauh lebih tinggi dari kelapa sawit yakni sekitar 6 ton/ha/tahun minyak kasar. Kemiri sunan dapat dijadikan sebagai tanaman konservasi termasuk pada lahan bekas tambang (reklamasi paska tambang) karena pohon kemiri sunan ini tidak memerlukan air yang banyak (cocok ditanam pada lahan kritis) dan sangat rimbun sehingga suhu dibawahnya itu dapat menjadi lebih rendah 11 derajat. Perhitungan nilai ekonomi dilakukan dengan mengasumsikan 1 liter biodisel dihasilkan dari 2.5 kg biji kering dengan harga Rp. 750-1.250 dan harga pengolahan Rp. 1.750 per liter menghasilkan keuntungan sekitar Rp. 1.300-4.000 per liter apabila dibandingkan dengan harga solar Rp. 4.300-7.000/liter[3]. Metode-metode untuk mengevaluasi berbagai karakteristik standar minyak isolasi yang menjamin kualitas dan umur teknis minyak isolasi beberapa diantaranya
1 memiliki sifat saling mempengaruhi. Parameter-parameter yang paling penting meliputi tegangan tembus, permitivitas, faktor disipasi, kandungan air dan stabilitas[4]. Dalam tugas akhir ini dipaparkan satu dari sekian parameter yang disebutkan di atas, yaitu tegangan tembus. 1.2 Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dari penyusunan tugas akhir ini adalah untuk menganalisis hasil pengujian tegangan tembus minyak kelapa murni dan menentukan kelayakan minyak kelapa murni sebagai isolasi cair dengan mengetahui: 1. Nilai tegangan tembus AC minyak kemiri sunan dengan menggunakan elektroda standar pengujian IEC 156:1995. 2. Pengaruh jarak sela antar elektroda terhadap nilai tegangan tembus minyak kemiri sunan. 3. Fenomena yang terjadi dalam pengujian tegangan tembus minyak kemiri sunan. 4. Peluang minyak kemiri sunan memenuhi persyaratan IEC 156:1995 untuk dijadikan minyak isolasi transformator. 1.3 Pembatasan Masalah Adapun batasan masalah penelitian adalah sebagai berikut : 1. Sampel uji yang digunakan minyak biodiesel kemiri sunan. 2. Pengujian menggunakan variasi elektroda setengah bola. 3. Elektroda setengah bola yang digunakan mempunyai diameter 50 mm 4. Jarak sela antara elektroda yang digunakan mulai 2,5 mm sampai 2 mm dengan interval 1,5 mm. 5. Tegangan yang diterapkan untuk pengujian adalah tegangan AC (bolak- balik) frekuensi rendah 50 Hertz. 6. Temperatur ruang pengujian yang digunakan adalah temperatur minyak kemiri sunan pada suhu 260 sampai 300 derajat celcius. 7. Analisis difokuskan pada mekanisme terjadinya tegangan tembus minyak kemiri sunan. II. MEKANISME KEGAGALAN PADA ISOLASI CAIR 2.1 Pembangkitan Tegangan Tinggi AC Untuk pengujian tegangan tembus digunakan tegangan tinggi AC Untuk membangkitkan tegangan tinggi arus bolak balik. Trafo uji yang digunakan adalah trafo satu fasa. Hal ini disebabkan karena pengujian biasanya dilakukan untuk setiap fasa. 2.2 Kekuatan Dielektrik Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron-elektron bebas. Misalnya suatu dielektrik ditempatkan diantara dua elektroda kemudian elektroda diberi tegangan , maka akan timbul medan listrik di dalam dielektrik. Medan listrik ini akan memberi gaya kepada elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas. Maka dapat dikatakan bahwa medan listrik merupakan suatu beban yang menekan dielektrik agar berubah sifat menjadi konduktor. Beban yang dipikul dielektrik disebut juga terpaan medan listrik. Setiap dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan listrik. Jika terpaan listrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung lama, maka dielektrik akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini dielektrik mengalami tembus listrik atau breakdown. [5] 2.3 Isolasi Cair 2.3.1 Teori Kegagalan Isolasi Cair Karakteristik pada isolasi cair akan berubah jika terjadi ketidakmurnian di dalamnya. Hal ini akan mempercepat terjadinya proses
1 kegagalan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kegagalan isolasi antara lain adanya partikel padat, uap air dan gelembung gas. Teori kegagalan zat isolasi cair dapat dibagi menjadi empat jenis sebagai berikut:[5] a. Teori kegagalan zat murni atau elektronik Teori ini merupakan perluasan teori kegagalan dalam gas, artinya proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap serupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itu supaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang dimasukkan ke dalam zat cair. Elektron awal inilah yang akan memulai proses kegagalan. b. Teori kegagalan gelembung gas Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan yang disebabkan oleh adanya gelembung- gelembung gas didalam isolasi cair. Gelembung-gelembung udara yang ada dalam cairan tersebut akan memanjang searah dengan medan. Hal ini disebabkan karena gelembung-gelembung tersebut berusaha membuat energi potensialnya minimum. Gelembung gelembung yang memanjang tersebut kemudian akan saling sambung-menyambung dan membentuk jembatan yang akhirnya akan mengawali proses kegagalan. c. Teori kegagalan bola cair Jika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair dari jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat ketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik. Medan listrik akan menyebabkan tetesan bola cair yang tertahan di dalam minyak yang memanjang searah medan dan pada medan yang kritis tetesan ini menjadi tidak stabil. Setelah menjadi tidak stabil bola air akan memanjang, dan bila panjangnya telah mencapai dua pertiga celah elektroda maka saluransaluran lucutan akan timbul sehingga kemudian kegagalan total akan terjadi. d. Teori kegagalan tak murnian padat Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan yang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel) di dalam isolasi cair yang akan memulai terjadi kegagalan. 2.4 Kekuatan Kegagalan Dari semua teori yang membahas tentang kegagalan zat cair tidak memperhitungkan hubungan antara panjang ruang celah (sela) dengan kekuatan peristiwa kegagalan. Semuanya hanya membahas tentang kekuatan kegagalan maksimum yang dicapai. Namun dari semua teori diatas dapat ditarik suatu persamaan baru yang berisi komponen panjang ruang celah dan komponen kekuatan peristiwa kegagalan pada benda cair, yaitu: [5] Vb = Adn (2.1) Dimana : Vb = tegangan gagal / breakdown (kV) d = panjang ruang celah (mm) A = konstanta n = konstanta yang nilainya <1 2.5 Minyak Biodiesel Kemiri Sunan Minyak Biodiesel Kemiri Sunan adalah minyak kemiri sunan yang mengalami proses lanjutan menjadi minyak biodiesel. Sehingga minyak ini memenuhi beberapa parameter persyaratan minyak isolasi yaitu angka viskositas, titik nyala dan titik tuang. 2.5.1 Tahap Pemrosesan Minyak Biodiesel Kemiri Sunan Ada 4 tahap proses untuk menghasilkan minyak biodiesel kemiri sunan yaitu:[6] 1. Transesterifikasi Transesterifikasi atau sering disebut dengan alkoholisis adalah suatu reaksi kimia pada lemak atau minyak dengan alkohol dengan bantuan katalis untuk menghasilkan ester atau gliserol. Proses ini merupakan suatu reaksi kesetimbangan sehingga untuk
1 mendorong reaksi bergerak ke kanan maka perlu digunakan alkohol dalam jumlah berlebih. Beberapa jenis alkohol yang dapat digunakan untuk proses transesteifikasi antara lain metanol, etanol, propanol, dan amil alkohol. Namun yang lebih sering digunakan adala metanol karena lebih murah dan mudah penggunaannya. 2. Pemisahan Gliserol Pemisahan gliserol dilakukan menggunakan tabung pemisah. Metil ester yang dihasilkan akan terpisah dari gliserol karena proses pengendapan yang disebabkan oleh perbedaan massa jenis bahan. Untuk memisahkan gliserol dari metil ester cukup dengan mengeluarkan gliserol yang berada di bagian bawah dari metil ester secara grafitasi. Metil ester yang telah bebas dari gliserol selanjutnya dilakukan transesterifikasi kembali (transesterifikasi II) untuk menyempurnkan proses koversi minyak nabati mentah yang masih belum terkonversi menjadi metil ester. Proses ini memakan waktu sekitar 30 menit. Kemudian dipisahkan kembali gliserol yang terbentuk melalui proses pengendapan. 3. Pencucian Biodiesel Proses pencucian dilakukan dengan menggunakan air bersih yang telah dipanaskan pada suhu 55 0C sambil di aduk. Pencucian dilakukan beberapa kali sampai pH air cucian netral atau tidak berwarna. Proses pencucian ini digunakan untuk menghilangkan sisa gliserol, metanol yang tidak bereaksi, katalis, serta sabun yang larut dalam air. Dengan penambahan air, pengotor-pengotor akan terikat dalam air karena memiliki kepolaran yang sama sehingga air cucian menjadi keruh. Proses pencucian sampai sebanyak 2-3 kali sehingga air cucian terliat jernih yang menandakan semua pengotor telah hilang. 4. Pengeringan Biodiesel Proses pengeringan diperlukan untuk menghilangkan air yang kemungkinan terperangkap di dalam biodiesel setelah proses pencucian. Proses pengeringan selesai dengan indikasi biodiesel yang dihasilkan telah jernih dan bebas dari gelembung uap air. 2.5.2 Karakteristik Minyak Biodiesel Kemiri Sunan Minyak biodiesel kemiri sunan mempunyai karakteristik yaitu: [2] 1. Viskositas Kinematik 40oC = 4.2 to 4.6 cSt 2. Kepadatan 25o C = 0,86 g/mL 3. Angka Cetane = 49 4. Nilai Kalor Tinggi = 40.1 J 5. Sulfur, wt% = 0.001 6. Angka Iodine = 125 7. Titik beku = -3o C 8. Titik tuang = -6o C 9. Titik nyala = 164o-183o C Dari aspek produktif dan ekonomis, pohon kemiri sunan memiliki tingkat produktifitas yang tinggi dalam menghasilkan minyak dibandingkan minyak nabati lainnya. Dari aspek ekonomisnya, minyak ini lebih murah dibanding dengan harga biodiesel pasaran. 2.6 Standardisasi Pengujian Isolasi Cair 2.6.1 Prosedur Pengujian Prosedur pengujian yang harus diperhatikan sebelum melakukan pengujian tegangan tembus isolasi cair menurut IEC 156:1995 antara lain:[7] a. Persiapan Sampling Sesegera mungkin sebelum mengisi kotak uji, sampling harus dikocok berulang kali secara lembut untuk memastikan adanya homogenisasi kontaminan cairan tanpa menimbulkan gelembung udara pada cairan. Udara dari suhu ruang yang tidak diperlukan sedapat mungkin dihindarkan. b. Pengisian Kotak Uji Sebelum melaksanakan pengujian, bersihkan kotak uji, dinding-dindingnya, elektroda dan komponen lainnya. Kemudian tuang
1 kedalam kotak uji secara perlahan dan hindari terjadinya gelembung-gelembung udara. c. Pemberian Tegangan Berikan tegangan pada elektroda dengan kenaikan yang seragam (konstan) dimulai dari 0 V sampai sekitar 2,0 kV/dt 賊 0.2 kV/dt sampai timbul tegangan tembus. d. Pencatatan data Lakukan 6 kali percobaan tembus pada kotak uji yang sama dengan jeda sekurang- kurangnya 2 menit dari setiap pengujian baru kemudian diulang kembali. Pastikan tidak muncul gelembung udara diantara jarak sela. Kecuali jika menggunakan pengaduk maka percobaan dapat dilakukan secara terus-menerus. e. Laporan Data yang dimasukkan dalam laporan adalah hasil dari nilai rata-rata. 2.6.2 Tegangan Tembus Isolasi Cair Menurut standarisasi SPLN 49-1 tegangan tembus yang harus dipenuhi untuk spesifikasi minyak isolasi baru adalah > 30 kV/2.5 mm[8]. III. METODOLOGI PENGUJIAN 3.1 Peralatan dan Bahan Peralatan yang digunakan meliputi kit pembangkit tegangan tinggi ac (hipotronics), elektroda uji, kotak uji dan minyak biodiesel kemiri sunan, 3.2 Kotak Uji Horisontal Kotak uji adalah sebagai sebuah sistem yang berkaitan dengan kerja tertentu dalam ruang dan keseluruhan ruang yang ditutupi oleh lapisan permukaan sebagai pembatas sistem. Kotak uji terbuat dari bahan plastik acrylic dengan ketebalan 3 mm. Pada pengujian ini kotak uji yang dipakai adalah kotak uji horizontal. Gambar 3.1 Kotak Uji Horisontal 3.3 Elektoda Setengah Bola Elektroda setengah bola yang digunakan untuk pengujian ini mempunyai diameter 50 mm yang sesuai dengan standar IEC 156:1995 3.4 Urutan Pengujian Urutan pengujian isolasi cair berdasarkan IEC 156:1995 adalah sebagai berikut: 1. Sampel minyak kemiri sunan biodiesel yang akan diuji terlebih dahulu di filter untuk menghilangkan partikel padat dan minyak kemiri sunan biodiesel dipanaskan pada suhu 500C untuk menghilangkan uap air yang terkandung dalam minyak kemiri sunan biodiesel. 2. Setelah mencapai suhu tersebut minyak kemiri sunan biodiesel didinginkan kembali sampai pada suhu ruang yaitu sekitar 260 C 300 C. Saat pendinginan minyak ditutup menggunakan kertas saring. Sebelum minyak dituang, kotak uji harus dalam keadaan bersih dan kering. 3. Pada saat menuang minyak ke dalam kotak uji harus hati-hati agar tidak menimbulkan gelembung gas dalam minyak. 4. Banyaknya minyak harus sedemikian rupa sehingga tingginya di atas puncak elektroda lebih dari 20 mm atau 40 mm dari sumbu elektroda. 5. Kemudian minyak dibiarkan kira-kira 10 menit untuk menghilangkan gelembung
1 gas yang masih mungkin terjadi saat pengisian minyak ke dalam kotak uji. 6. Selanjutnya tekan tombol on pada alat Hipotronics kemudian tekan tombol start maka tegangan akan naik secara otomatis 2 kV/detik (Auto Test). 7. Perhatikan apabila tombol fail/reset sudah berwarna merah maka lihat angka pada alat ukur dan itu adalah hasil tegangan tembusnya. 8. Setelah terjadi tembus listrik minyak diaduk secara otomatis didalam kotak uji dengan suatu tangkai tipis untuk menghilangkan gelembung gas yang timbul saat terjadi tembus listrik. 9. Selanjutnya apabila sudah mencatat datanya maka tekan tombol fail/reset dan selang dua menit pengujian di ulang kembali sampai dengan enam kali pengujian. 10. Tegangan tembus dari keenam pengujian dijumlahkan untuk mendapatkan tegangan tembus rata-rata. 3.5 Variasi Pengujian Variasi pengujian dalam percobaan diperlukan untuk mengetahui nilai tegangan tembus minyak kemiri sunan. Variasi pengujiannya adalah variasi jarak sela. 3.6 Perencanaan Tahapan Pengujian Tahap-tahap Pengujian Tegangan Tembus minyak kemiri sunan biodiesel. Pengujian direncanakan dalam 5 (empat) tahap yang dilaksanakan di PT. MESINDO TEKNINESIA dengan menggunakan alat Hipotronics. Tahap 1 : Pengujian dengan menggunakan variasi isolasi cair minyak kemiri sunan biodiesel Elektroda yang digunakan adalah elektroda setengah bola-setengah bola. Posisi pengujian secara horisontal dengan diameter 50 mm jarak sela 2,5 mm. Dilakukan sebanyak 6 kali pengujian dengan sela waktu 2 menit setiap pengujian. Data yang dimasukkan dalam laporan adalah hasil dari nilai rata-rata dari 6 kali percobaan yang sudah dilakukan. Tahap 2 : Tahap pengujiannya sama dengan tahap pertama tetapi dengan jarak sela yang berbeda yaitu 2 mm. Tahap 3 : Tahap pengujiannya sama dengan tahap pertama tetapi dengan jarak sela yang berbeda yaitu 1.5 mm. IV. DATA DAN ANALISIS Pengujian dilakukan pada tanggal 10 November 2014 di Testing Area PT. Mesindo Tekninesia, jl.Rorotan IV No.169 Cilincing, Jakarta Utara. Metode pengujian tegangan tembus yang dilakukan adalah sesuai standar menurut IEC 156. Sampel yang digunakan adalah minyak biodiesel kemiri sunan. 4.1 Hasil Data Pengujian 1. Hasil pengujian dengan jarak sela 1.5 mm Tabel 4.1 Pengujian dengan jarak sela 1.5 mm Percobaan ke- Tegangan Tembus (kV) 1 11.1 2 12.3 3 12.2 4 11.6 5 11.3 6 12.4
1 Gambar 4.1 Grafik pengujian dengan jarak sela 1.5 mm Rata-rata nilai tegangan tembus = 11.81 kV/1.5 mm 2. Hasil pengujian dengan jarak sela 2 mm Tabel 4.2 Pengujian dengan jarak sela 2 mm Percobaan ke- Tegangan Tembus (kV) 1 15.2 2 14.8 3 15.0 4 15.4 5 14.4 6 15.7 Gambar 4.2 Grafik pengujian dengan jarak sela 2 mm Rata-rata nilai tegangan tembus = 15.08 kV/2 mm 3. Hasil pengujian dengan jarak sela 2.5 mm Tabel 4.3 pengujian dengan jarak sela 2.5 mm Percobaan ke- Tegangan Tembus (kV) 1 14.7 2 16.6 3 19.4 4 16.3 5 17.3 6 21 Gambar 4.3 Grafik pengujian dengan jarak sela 2.5 mm Rata-rata nilai tegangan tembus = 17.55 kV/2.5 mm 11.1 12.3 12.2 11.6 11.3 12.4 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 TeganganTembus(kV) Percobaan ke- Jarak Sela 1.5 mm Hasil pengujian SPLN 49-1 15.2 14.8 15 15.4 14.4 15.7 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 TeganganTembus(kV) Percobaan ke- Jarak Sela 2 mm Hasil pengujian SPLN 49-1 14.7 16.6 19.4 16.3 17.3 21 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 TeganganTembus(kV) Percobaan ke- Jarak Sela 2.5 mm Hasil pengujian SPLN 49-1
1 4.2 ANALISIS KELAYAKAN MINYAK BIODIESEL KEMIRI SUNAN SEBAGAI ALTERNATIF ISOLASI CAIR Menurut IEC 156 pengujian tegangan tembus isolasi cair pada kondisi standar dilakukan dengan sepasang elektroda setengah bola diameter 50 mm dengan jarak sela 2,5 mm. Selanjutnya SPLN 49-1 menyebutkan bahwa tegangan tembus yang harus dipenuhi untuk spesifikasi minyak isolasi baru adalah 30 kV/2,5 mm. Berdasarkan hasil pengujian kondisi standar (menurut IEC 156) yang dilakukan pada minyak biodiesel kemiri sunan didapat nilai tegangan tembus sebesar 17.55 kV pada jarak sela 2,5 mm sehingga masih jauh dibawah standar SPLN 49-1 untuk memenuhi persyaratan alternatif isolasi cair. Sedangkan menurut standarisasi NESC (National Electrical Safety Code) tahun 1990 menyatakan untuk tegangan kerja 2,4 kV batas tegangan tembus yang ditanggung sebesar 20 kV dan untuk tegangan kerja 6,9 kV batas tegangan tembusnya 39 kV. Berdasarkan standar tersebut maka minyak biodiesel kemiri sunan yang diuji tidak memenuhi persyaratan untuk dipakai sebagai minyak isolasi transformator. Nilai tegangan tembus minyak biodiesel kemiri sunan ini lebih rendah dari standar SPLN 49-1 sebesar 30 kV/2,5 mm. Tetapi penelitian ini masih memiliki peluang untuk dilanjutkan jika ditambahkan sebuah katalis zat aditif untuk meningkatkan ketahanan listrik minyak transformator. Karena secara analisis kimia ketahanan listrik suatu minyak transformator dapat menurun akibat adanya pengaruh asam dan pengaruh tercampurnya minyak dengan air. Untuk menetralisir keasaman suatu minyak transformator dapat menggunakan potas hidroksida (KOH). Sedangkan untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat dalam minyak tersebut yaitu dengan cara memberikan suatu bahan higroskopis yaitu silica gel. Selain senyawa diatas ada satu senyawa yang secara langsung dapat menaikkan tegangan tembus pada minyak transformator yaitu fenol. Fungsi fenol pada transformator adalah menaikkan angka tegangan tembus pada minyak transformator telah dibuktikan pada penelitian yang dilakukan oleh David Supriyantoro, Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Dipenogoro dalam tugas akhirnya yang berjudul Analisis Karakteristik Tegangan Tembus Minyak Trafo Sebelum Dan Sesudah Dipurifikasi Dengan Fenol. Pengujian dilakukan dengan standar IEC 156 (Elektroda setengah bola dengan jarak sela 2.5 mm) dengan variasi purifikasi konsentrasi fenol sebesar 20 ml, 25 ml dan 30 ml. Berikut dibawah ini adalah grafik tegangan tembus pengaruh konsentrasi fenol sesuai standar IEC 156 (elektroda setangah bola-setengah bola jarak sela 2.5 mm). Gambar 4.4 Grafik Tegangan Tembus Pengaruh Konsentrasi Fenol Hasil dari pengujiannya adalah Tegangan tembus minyak trafo sebelum di purifikasi (6.979/2.5mm) dan sesudah di purifikasi (29.400/2.5mm)[9]. Hal ini dapat disimpulkan bahwa tegangan tembus minyak trafo sesudah di purifikasi bertambah besar seiring dengan
1 bertambahnya konsentrasi fenol yang di campur kedalam minyak trafo bekas. Oleh karena itu peneliti menyarankan untuk peneliti selanjutnya melakukan penelitian dengan menggunakan sampel minyak biodiesel kemiri sunan dengan menambahkan fenol sebagai zat aditif pada pengujian tegangan tembus. 4.3 ANALISIS PENGARUH JARAK SELA Berdasarkan pada tabel 4.1, 4.2, dan 4.3 dapat diketahui bahwa hasil pengujian tegangan tembus pada posisi kotak uji horisontal elektroda setengah bola jarak elektroda mempengaruhi nilai tegangan tembus pada minyak biodiesel kemiri sunan. Jika jarak antara elektroda bidang semakin jauh, maka kuat medan listrik semakin kecil sehingga energi yang dibutuhkan elektron kurang mencukupi untuk melepaskan diri dari ikatannya. Maka pada jarak sela yang besar akan sulit untuk mencapai terjadinya kegagalan pada minyak biodiesel kemiri sunan, sehingga nilai tegangan tembus juga semakin besar. Berdasarkan rumus hubungan tegangan tembus dengan jarak sela yaitu Vb =Adn, nilai tegangan tembus berbanding lurus terhadap jarak sela, sehingga dengan bertambahnya jarak sela antara kedua elektroda bertambah besar pula nilai tegangan tembusnya begitu juga sebaliknya tegangan tembus akan semakin kecil dengan berkurangnya jarak sela antara kedua elektroda. 4.4 FENOMENA YANG TERJADI PADA PENGUJIAN TEGANGAN TEMBUS MINYAK BIODIESEL KEMIRI SUNAN Suatu dielektrik dalam hal ini isolasi cair tidak mempunyai elektron-elektron bebas, melainkan elektron-elektron yang terikat pada struktur molekul yang membentuk dielektrik cair tersebut. Jika suatu tegangan diterapkan pada elektroda yang di celup pada isolasi cair maka akan timbul medan listrik pada isolasi cair tersebut. Medan listrik ini akan memberi gaya kepada elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas. Sehingga medan listrik ini merupakan beban yang menekan isolasi cair agar berubah sifat menjadi konduktor. Beban yang dipikul isolasi cair disebut juga terpaan medan listrik. Setiap isolasi cair atau dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan listrik. Jika terpaan listrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung lama, maka isolasi cair akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini isolasi cair atau dielektrik mengalami tembus listrik. Jika zat cair yang digunakan dalam pengujian ini adalah minyak trafo maka pada saat tegangan diterapkan pada dua buah elektroda yang dicelup pada minyak trafo , maka akan timbul medan listrik dalam minyak trafo tersebut. Medan listrik ini akan memberikan gaya pada elektron-elektron yang terikat pada struktur molekul minyak trafo agar terlepas dari ikatannya. Jika ikatan ini lepas maka isolasi hilang pada tempat itu dan minyak trafo akan menghantar arus (konduktor) dan minyak trafo gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Jadi sesungguhnya bagi bahan isolasi tegangan merupakan tekanan yang harus dilawan oleh suatu gaya dalam bahan isolasi itu sendiri supaya bahan isolasi tidak gagal menjalankan fungsinya sebagai isolator. Untuk memperoleh tegangan tembus pada setiap pengujian, tegangan uji diberikan pada sistem secara bertahap dengan tingkat kenaikan yang sama per satuan waktu menggunakan peralatan pengontrol. Dengan demikian dapat diamati fenomena apa saja yang terjadi selama pelaksanaan pengujian dengan digolongkan kedalam kelompok sebagai berikut :
1 4.4.1 Saat Sebelum Terjadi Tegangan Tembus Proses sebelum terjadi tembus dimulai dari menaikkan tegangan uji secara bertahap dari keadaan tegangan rendah sampai mendekati tegangan tembus. Dalam kondisi mendekati nilai tegangan tembus timbul suara mendesis, Hal ini terjadi karena adanya tekanan yang terus menerus dan semakin besar pada minyak isolasi. 4.4.2 Saat Terjadi Tegangan Tembus Pada saat terjadi tegangan tembus terjadi lucutan diantara kedua elektroda tersebut. Lucutan dalam ini terdiri dari unsur-unsur sebagai berikut:[10] 1. Aliran listrik yang besarnya ditentukan oleh karakteristik rangkaian. 2. Lintasan cahaya yang cerah yang bergerak dari satu elektroda ke elektroda lainnya. 3. Pembentukan lubang pada elektroda. 4. Tekanan impulsif dalam zat cair disertai suara ledakan. 4.4.3 Saat Sesudah Terjadi Tegangan Tembus Dalam kondisi sesudah terjadi tegangan tembus timbul gelembung gas dan kabut hitam (arang) pada minyak isolasi. Hal ini disebabkan oleh: [10] 1. Permukaan elektroda tidak rata, sehingga terdapat kantong-kantong udara di permukaannya. 2. Adanya tabrakan elektron saat terjadi tegangan tembus, sehingga muncul produk-produk baru berupa gelembung gas atau arang, 3. Adanya penguapan cairan karena lucutan pada bagian-bagian elektroda yang tajam dan tak teratur. 4. Zat cair dikenai perubahan suhu dan tekanan. V. KESIMPULAN Dari hasil pengukuran tegangan tembus minyak biodiesel kemiri sunan menggunakan variasi elektroda setengah bola dalam posisi horizontal dengan menggunakan alat hipotronics di PT. Mesindo Tekninesia pada temperatur suhu ruang 26oC-30oC dengan kelembaban relatif (RH) sebesar 41 % dan tekanan atmosfer 991 mm Hg, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Nilai tegangan tembus pada minyak biodiesel kemiri sunan pada kondisi pengujian menurut IEC 156:1995 sebesar 17.55 kV/2.5 mm. 2. Nilai tegangan tembus pada minyak biodiesel kemiri sunan cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya jarak sela antar elektroda. 3. Pada saat sebelum mengalami tembus listrik, fenomena yang terjadi berupa suara mendesis akibat tekanan karena tumbukan elektron. Fenomena saat terjadi tembus listrik muncul kilatan cahaya dan gelembung gas yang naik ke atas, kemudian setelah terjadi tembus listrik timbul kabut hitam (arang) diantara sela elektroda. 4. Hasil pengujian kondisi standar (menurut IEC 156) yang dilakukan pada minyak biodiesel kemiri sunan didapat nilai tegangan tembus sebesar 17.55 kV pada jarak sela 2.5 mm sehingga masih dibawah standar SPLN 49-1 yaitu sebesar >30 kV/2.5 mm untuk memenuhi persyaratan alternatif isolasi cair. Tetapi penelitian ini memiliki peluang untuk dilanjutkan dengan menambahkan zat aditif yang mampu menaikkan tegangan tembusnya. 5.2 Saran Saran yang dapat dikemukakan bagi para peneliti adalah penelitian ini masih berpeluang dilanjutkan untuk memenuhi persyaratan minyak isolasi IEC 156:1995, dengan menambahkan zat aditif yaitu fenol yang berfungsi untuk menaikkan nilai tegangan tembus minyak isolasi.
1 DAFTAR PUSTAKA [1] SPLN 49 1. 1982. Specification for New Insulating Oils for Transformers and Switchgear. Perusahaan Umum Listrik Negara. [2] Pranowo, Dibyo [et al.]. 2014. Pembuatan Biodiesel dari Kemiri Sunan (Reutealis trisperma Blanco Airy Shaw) dan Pemanfaatan Hasil Samping: Karakteristik minyak kemiri sunan. Jakarta: IAARD. [3] Dewan Pengurus Pusat Asosiasi Hutan Tanaman Rakyat Mandiri Indonesia. 2011. Kemiri Sunan Sumber Bio Energi: Membangun Pemberdayaan Ekonomi Rakyat melalui Kemiri Sunan. Jakarta: DPP-AHTRMI. [4] B. Dolata, H. Borsi and E. Gockenbach. 2007. Comparison of Electric and Dielectric Properties of Esters Fluids with Mineral Based Transformer Oil. Proceeding of XVth International Symposium on High Voltage Engineering. Ljubljana. [5] Abduh, Syamsir. 2003. Teori Kegagalan Isolasi. Universitas Trisakti. [6] Fukuda, H. 2001. Biodiesel fuel production by transesterification of oils. J. Biosci. Bioeng., 92:405-416. [7] IEC-156. 1995. Insulating Liquid Determinan of Breakdown Voltage at Power Frequency Tes Method. [8] SPLN 49 -1. 1982. Minyak Isolasi Transformator. Perusahaan Umum Listrik Negara. [9] Supriyantoro, David. 2007. Analisis Karakteristik Tegangan Tembus Minyak Trafo Sebelum Dan Sesudah Dipurifikasi Dengan Fenol. Teknik Elektro Universitas Dipenogoro. [10] Arismunandar, A, Teknik Tegangan Tinggi Suplemen. Ghalia. 1982. Harief Taufik Kurrahman (062.11.027) Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Trisakti Jakarta dengan Pilihan Konsentrasi Arus Kuat Menyetujui, Dosen Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Prof. Ir. Syamsir A, MM, Ph.D Ir. Maula S, Ms
1

More Related Content

Studi Tegangan Tembus Minyak Kemiri Sunan Sebagai Alternatif Pengganti Minyak Transformator Daya

  • 1. 1 STUDI TEGANGAN TEMBUS MINYAK KEMIRI SUNAN SEBAGAI ALTERNATIF PENGGANTI MINYAK TRANSFORMATOR DAYA Harief Taufik Kurrahman1, Prof. Ir. Syamsir Abduh, MM, Ph.D2, Ir. Maula Sukmawidjaja, Ms3 Teknik Elektro Universitas Trisakti Jakarta ABSTRAK Isolasi cair pada peralatan tegangan tinggi digunakan sebagai media pendingin peralatan listrik. Apabila tegangan yang diterapkan melebihi kekuatan dielektrik isolasi cair maka akan terjadi tegangan tembus yang menandakan kegagalan isolasi. Pengujian tegangan tembus terhadap minyak kemiri sunan dimaksudkan untuk mengetahui peluang minyak kemiri sunan sebagai alternatif minyak transformator. Pengujian ini berlandaskan standar IEC 156:1995 yaitu menggunakan elektroda setengah bola-setengah bola berukuran 50 mm dengan jarak sela 2,5 mm. Pengujian ini juga dilakukan dengan menggunakan variasi jarak sela. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa seiring kenaikan jarak sela antar elektroda nilai tegangan tembus menjadi semakin besar. Hasil akhirnya nilai tegangan tembus minyak biodiesel kemiri sunan pada kondisi standar sesuai IEC 156 sebesar 17,55 kV/2.5 mm. Nilai ini belum memenuhi standar SPLN 49-1:1982 yaitu sebesar > 30 kV/2,5 mm. Tetapi masih memiliki peluang jika ditambahkan zat aditif fenol yang dapat menaikkan tegangan tembus minyak isolasi. Kata kunci: Isolasi Cair, Tegangan Tembus, Minyak Biodiesel Kemiri Sunan I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Transformator merupakan suatu alat listrik statis yang dapat memindahkan dan mengubah tegangan dan arus bolak-balik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain dengan nilai yang sama maupun berbeda besarnya pada frekuensi yang sama, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis, dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Salah satu bagian penting dari transformator adalah minyak transformator. Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Dimana ada dua bagian yang secara aktif membangkitkan panas yaitu kumparan (tembaga) dan inti (besi). Jika panas itu tidak diberi pendingin akan 1 Mahasiswa teknik elektro 2 Dosen Pembimbing 1 3 Dosen Pembimbing 2
  • 2. 1 menyebabkan kumparan dan inti mencapai suhu yang terlalu tinggi, sehingga bahan isolasi yang ada pada kumparan (kertas isolasi) akan menjadi rusak. Disamping itu juga, minyak isolasi berfungsi sebagai bahan pendingin atau menyalurkan panas ke sirip- sirip transformator, serta sebagai pemadam busur api apabila terjadi percikan-percikan dalam belitan transformator. Berdasarkan bahan pembuatannya, minyak isolasi terbagi atas beberapa bagian, yaitu minyak isolasi dari olahan minyak bumi yang saat ini banyak digunakan, dan minyak isolasi dari minyak tumbuh-tumbuhan atau disebut minyak nabati (minyak organik) yang saat ini banyak diteliti. Akhir-akhir ini, terutama dipicu oleh perhatian terhadap lingkungan yang semakin intens, para ahli mulai mengembangkan penelitian ke arah minyak isolasi ramah lingkungan yang terbarukan. Adapun persyaratan umum suatu bahan dapat dijadikan minyak transformator adalah tegangan tembus (30 kV/2,5 mm), konstanta dielektrik (2.2 - 2.3), resistivitas (1012 - 1043 立.m), Titik tuang (-30o C ppm), dan titik nyala (140o C fpm)[1]. Adapun beberapa aspek minyak kemiri sunan dapat dijadikan sebagai alternatif minyak transformator adalah sebagai berikut: a. Aspek karakteristik, minyak kemiri sunan memenuhi 2 poin dari beberapa persyaratan minyak isolasi transformator yaitu titik tuang dan titik nyalanya. b. Aspek produktif dan ekonomis, pohon kemiri sunan memiliki tingkat produktifitas yang tinggi dalam menghasilkan minyak dibandingkan minyak nabati lainnya. Dari aspek ekonomisnya, minyak ini lebih murah dibanding dengan harga biodiesel pasaran. Dengan mempertimbangkan faktor karakteristik dan faktor ketersediaan, maka jenis minyak nabati menjadi penting untuk diteliti dan dikembangkan sebagai alternatif minyak isolasi di Indonesia adalah minyak kemiri sunan. Adapun karakteristik dari minyak biodiesel kemiri sunan yaitu:[2] 1. Viskositas Kinematik 40oC = 4.2 to 4.6 centi-Stoke(cSt) 2. Kepadatan 25o C = 0,86 g/mL 3. Angka Setana (Kualitas minyak diesel) = 49 4. Nilai Kalor Tinggi = 40.1 J 5. Sulfur, wt%(weight percentage) = 0.001 6. Angka Iodine (Ikatan tidak jenuh) = 125 7. Titik beku = -3o C 8. Titik tuang = -6o C 9. Titik nyala = 164o-183o C Minyak ini memenuhi beberapa persyaratan umum minyak isolasi transformator yaitu titik tuang dan titik nyalanya. Oleh sebab itu patut untuk diuji dan diteliti karena memliki banyak manfaat dibanding minyak nabati lainnya. Dari aspek produktif dan ekonomis juga kemiri sunan diunggulkan dari minyak nabati lainnya. Hal ini dikarenakan dari pertanaman kemiri sunan setiap 1 ha bisa diperoleh 10 ton minyak kasar/ tahun. Hasil ini jauh lebih tinggi dari kelapa sawit yakni sekitar 6 ton/ha/tahun minyak kasar. Kemiri sunan dapat dijadikan sebagai tanaman konservasi termasuk pada lahan bekas tambang (reklamasi paska tambang) karena pohon kemiri sunan ini tidak memerlukan air yang banyak (cocok ditanam pada lahan kritis) dan sangat rimbun sehingga suhu dibawahnya itu dapat menjadi lebih rendah 11 derajat. Perhitungan nilai ekonomi dilakukan dengan mengasumsikan 1 liter biodisel dihasilkan dari 2.5 kg biji kering dengan harga Rp. 750-1.250 dan harga pengolahan Rp. 1.750 per liter menghasilkan keuntungan sekitar Rp. 1.300-4.000 per liter apabila dibandingkan dengan harga solar Rp. 4.300-7.000/liter[3]. Metode-metode untuk mengevaluasi berbagai karakteristik standar minyak isolasi yang menjamin kualitas dan umur teknis minyak isolasi beberapa diantaranya
  • 3. 1 memiliki sifat saling mempengaruhi. Parameter-parameter yang paling penting meliputi tegangan tembus, permitivitas, faktor disipasi, kandungan air dan stabilitas[4]. Dalam tugas akhir ini dipaparkan satu dari sekian parameter yang disebutkan di atas, yaitu tegangan tembus. 1.2 Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dari penyusunan tugas akhir ini adalah untuk menganalisis hasil pengujian tegangan tembus minyak kelapa murni dan menentukan kelayakan minyak kelapa murni sebagai isolasi cair dengan mengetahui: 1. Nilai tegangan tembus AC minyak kemiri sunan dengan menggunakan elektroda standar pengujian IEC 156:1995. 2. Pengaruh jarak sela antar elektroda terhadap nilai tegangan tembus minyak kemiri sunan. 3. Fenomena yang terjadi dalam pengujian tegangan tembus minyak kemiri sunan. 4. Peluang minyak kemiri sunan memenuhi persyaratan IEC 156:1995 untuk dijadikan minyak isolasi transformator. 1.3 Pembatasan Masalah Adapun batasan masalah penelitian adalah sebagai berikut : 1. Sampel uji yang digunakan minyak biodiesel kemiri sunan. 2. Pengujian menggunakan variasi elektroda setengah bola. 3. Elektroda setengah bola yang digunakan mempunyai diameter 50 mm 4. Jarak sela antara elektroda yang digunakan mulai 2,5 mm sampai 2 mm dengan interval 1,5 mm. 5. Tegangan yang diterapkan untuk pengujian adalah tegangan AC (bolak- balik) frekuensi rendah 50 Hertz. 6. Temperatur ruang pengujian yang digunakan adalah temperatur minyak kemiri sunan pada suhu 260 sampai 300 derajat celcius. 7. Analisis difokuskan pada mekanisme terjadinya tegangan tembus minyak kemiri sunan. II. MEKANISME KEGAGALAN PADA ISOLASI CAIR 2.1 Pembangkitan Tegangan Tinggi AC Untuk pengujian tegangan tembus digunakan tegangan tinggi AC Untuk membangkitkan tegangan tinggi arus bolak balik. Trafo uji yang digunakan adalah trafo satu fasa. Hal ini disebabkan karena pengujian biasanya dilakukan untuk setiap fasa. 2.2 Kekuatan Dielektrik Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron-elektron bebas. Misalnya suatu dielektrik ditempatkan diantara dua elektroda kemudian elektroda diberi tegangan , maka akan timbul medan listrik di dalam dielektrik. Medan listrik ini akan memberi gaya kepada elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas. Maka dapat dikatakan bahwa medan listrik merupakan suatu beban yang menekan dielektrik agar berubah sifat menjadi konduktor. Beban yang dipikul dielektrik disebut juga terpaan medan listrik. Setiap dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan listrik. Jika terpaan listrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung lama, maka dielektrik akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini dielektrik mengalami tembus listrik atau breakdown. [5] 2.3 Isolasi Cair 2.3.1 Teori Kegagalan Isolasi Cair Karakteristik pada isolasi cair akan berubah jika terjadi ketidakmurnian di dalamnya. Hal ini akan mempercepat terjadinya proses
  • 4. 1 kegagalan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kegagalan isolasi antara lain adanya partikel padat, uap air dan gelembung gas. Teori kegagalan zat isolasi cair dapat dibagi menjadi empat jenis sebagai berikut:[5] a. Teori kegagalan zat murni atau elektronik Teori ini merupakan perluasan teori kegagalan dalam gas, artinya proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap serupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itu supaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang dimasukkan ke dalam zat cair. Elektron awal inilah yang akan memulai proses kegagalan. b. Teori kegagalan gelembung gas Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan yang disebabkan oleh adanya gelembung- gelembung gas didalam isolasi cair. Gelembung-gelembung udara yang ada dalam cairan tersebut akan memanjang searah dengan medan. Hal ini disebabkan karena gelembung-gelembung tersebut berusaha membuat energi potensialnya minimum. Gelembung gelembung yang memanjang tersebut kemudian akan saling sambung-menyambung dan membentuk jembatan yang akhirnya akan mengawali proses kegagalan. c. Teori kegagalan bola cair Jika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair dari jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat ketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik. Medan listrik akan menyebabkan tetesan bola cair yang tertahan di dalam minyak yang memanjang searah medan dan pada medan yang kritis tetesan ini menjadi tidak stabil. Setelah menjadi tidak stabil bola air akan memanjang, dan bila panjangnya telah mencapai dua pertiga celah elektroda maka saluransaluran lucutan akan timbul sehingga kemudian kegagalan total akan terjadi. d. Teori kegagalan tak murnian padat Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan yang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel) di dalam isolasi cair yang akan memulai terjadi kegagalan. 2.4 Kekuatan Kegagalan Dari semua teori yang membahas tentang kegagalan zat cair tidak memperhitungkan hubungan antara panjang ruang celah (sela) dengan kekuatan peristiwa kegagalan. Semuanya hanya membahas tentang kekuatan kegagalan maksimum yang dicapai. Namun dari semua teori diatas dapat ditarik suatu persamaan baru yang berisi komponen panjang ruang celah dan komponen kekuatan peristiwa kegagalan pada benda cair, yaitu: [5] Vb = Adn (2.1) Dimana : Vb = tegangan gagal / breakdown (kV) d = panjang ruang celah (mm) A = konstanta n = konstanta yang nilainya <1 2.5 Minyak Biodiesel Kemiri Sunan Minyak Biodiesel Kemiri Sunan adalah minyak kemiri sunan yang mengalami proses lanjutan menjadi minyak biodiesel. Sehingga minyak ini memenuhi beberapa parameter persyaratan minyak isolasi yaitu angka viskositas, titik nyala dan titik tuang. 2.5.1 Tahap Pemrosesan Minyak Biodiesel Kemiri Sunan Ada 4 tahap proses untuk menghasilkan minyak biodiesel kemiri sunan yaitu:[6] 1. Transesterifikasi Transesterifikasi atau sering disebut dengan alkoholisis adalah suatu reaksi kimia pada lemak atau minyak dengan alkohol dengan bantuan katalis untuk menghasilkan ester atau gliserol. Proses ini merupakan suatu reaksi kesetimbangan sehingga untuk
  • 5. 1 mendorong reaksi bergerak ke kanan maka perlu digunakan alkohol dalam jumlah berlebih. Beberapa jenis alkohol yang dapat digunakan untuk proses transesteifikasi antara lain metanol, etanol, propanol, dan amil alkohol. Namun yang lebih sering digunakan adala metanol karena lebih murah dan mudah penggunaannya. 2. Pemisahan Gliserol Pemisahan gliserol dilakukan menggunakan tabung pemisah. Metil ester yang dihasilkan akan terpisah dari gliserol karena proses pengendapan yang disebabkan oleh perbedaan massa jenis bahan. Untuk memisahkan gliserol dari metil ester cukup dengan mengeluarkan gliserol yang berada di bagian bawah dari metil ester secara grafitasi. Metil ester yang telah bebas dari gliserol selanjutnya dilakukan transesterifikasi kembali (transesterifikasi II) untuk menyempurnkan proses koversi minyak nabati mentah yang masih belum terkonversi menjadi metil ester. Proses ini memakan waktu sekitar 30 menit. Kemudian dipisahkan kembali gliserol yang terbentuk melalui proses pengendapan. 3. Pencucian Biodiesel Proses pencucian dilakukan dengan menggunakan air bersih yang telah dipanaskan pada suhu 55 0C sambil di aduk. Pencucian dilakukan beberapa kali sampai pH air cucian netral atau tidak berwarna. Proses pencucian ini digunakan untuk menghilangkan sisa gliserol, metanol yang tidak bereaksi, katalis, serta sabun yang larut dalam air. Dengan penambahan air, pengotor-pengotor akan terikat dalam air karena memiliki kepolaran yang sama sehingga air cucian menjadi keruh. Proses pencucian sampai sebanyak 2-3 kali sehingga air cucian terliat jernih yang menandakan semua pengotor telah hilang. 4. Pengeringan Biodiesel Proses pengeringan diperlukan untuk menghilangkan air yang kemungkinan terperangkap di dalam biodiesel setelah proses pencucian. Proses pengeringan selesai dengan indikasi biodiesel yang dihasilkan telah jernih dan bebas dari gelembung uap air. 2.5.2 Karakteristik Minyak Biodiesel Kemiri Sunan Minyak biodiesel kemiri sunan mempunyai karakteristik yaitu: [2] 1. Viskositas Kinematik 40oC = 4.2 to 4.6 cSt 2. Kepadatan 25o C = 0,86 g/mL 3. Angka Cetane = 49 4. Nilai Kalor Tinggi = 40.1 J 5. Sulfur, wt% = 0.001 6. Angka Iodine = 125 7. Titik beku = -3o C 8. Titik tuang = -6o C 9. Titik nyala = 164o-183o C Dari aspek produktif dan ekonomis, pohon kemiri sunan memiliki tingkat produktifitas yang tinggi dalam menghasilkan minyak dibandingkan minyak nabati lainnya. Dari aspek ekonomisnya, minyak ini lebih murah dibanding dengan harga biodiesel pasaran. 2.6 Standardisasi Pengujian Isolasi Cair 2.6.1 Prosedur Pengujian Prosedur pengujian yang harus diperhatikan sebelum melakukan pengujian tegangan tembus isolasi cair menurut IEC 156:1995 antara lain:[7] a. Persiapan Sampling Sesegera mungkin sebelum mengisi kotak uji, sampling harus dikocok berulang kali secara lembut untuk memastikan adanya homogenisasi kontaminan cairan tanpa menimbulkan gelembung udara pada cairan. Udara dari suhu ruang yang tidak diperlukan sedapat mungkin dihindarkan. b. Pengisian Kotak Uji Sebelum melaksanakan pengujian, bersihkan kotak uji, dinding-dindingnya, elektroda dan komponen lainnya. Kemudian tuang
  • 6. 1 kedalam kotak uji secara perlahan dan hindari terjadinya gelembung-gelembung udara. c. Pemberian Tegangan Berikan tegangan pada elektroda dengan kenaikan yang seragam (konstan) dimulai dari 0 V sampai sekitar 2,0 kV/dt 賊 0.2 kV/dt sampai timbul tegangan tembus. d. Pencatatan data Lakukan 6 kali percobaan tembus pada kotak uji yang sama dengan jeda sekurang- kurangnya 2 menit dari setiap pengujian baru kemudian diulang kembali. Pastikan tidak muncul gelembung udara diantara jarak sela. Kecuali jika menggunakan pengaduk maka percobaan dapat dilakukan secara terus-menerus. e. Laporan Data yang dimasukkan dalam laporan adalah hasil dari nilai rata-rata. 2.6.2 Tegangan Tembus Isolasi Cair Menurut standarisasi SPLN 49-1 tegangan tembus yang harus dipenuhi untuk spesifikasi minyak isolasi baru adalah > 30 kV/2.5 mm[8]. III. METODOLOGI PENGUJIAN 3.1 Peralatan dan Bahan Peralatan yang digunakan meliputi kit pembangkit tegangan tinggi ac (hipotronics), elektroda uji, kotak uji dan minyak biodiesel kemiri sunan, 3.2 Kotak Uji Horisontal Kotak uji adalah sebagai sebuah sistem yang berkaitan dengan kerja tertentu dalam ruang dan keseluruhan ruang yang ditutupi oleh lapisan permukaan sebagai pembatas sistem. Kotak uji terbuat dari bahan plastik acrylic dengan ketebalan 3 mm. Pada pengujian ini kotak uji yang dipakai adalah kotak uji horizontal. Gambar 3.1 Kotak Uji Horisontal 3.3 Elektoda Setengah Bola Elektroda setengah bola yang digunakan untuk pengujian ini mempunyai diameter 50 mm yang sesuai dengan standar IEC 156:1995 3.4 Urutan Pengujian Urutan pengujian isolasi cair berdasarkan IEC 156:1995 adalah sebagai berikut: 1. Sampel minyak kemiri sunan biodiesel yang akan diuji terlebih dahulu di filter untuk menghilangkan partikel padat dan minyak kemiri sunan biodiesel dipanaskan pada suhu 500C untuk menghilangkan uap air yang terkandung dalam minyak kemiri sunan biodiesel. 2. Setelah mencapai suhu tersebut minyak kemiri sunan biodiesel didinginkan kembali sampai pada suhu ruang yaitu sekitar 260 C 300 C. Saat pendinginan minyak ditutup menggunakan kertas saring. Sebelum minyak dituang, kotak uji harus dalam keadaan bersih dan kering. 3. Pada saat menuang minyak ke dalam kotak uji harus hati-hati agar tidak menimbulkan gelembung gas dalam minyak. 4. Banyaknya minyak harus sedemikian rupa sehingga tingginya di atas puncak elektroda lebih dari 20 mm atau 40 mm dari sumbu elektroda. 5. Kemudian minyak dibiarkan kira-kira 10 menit untuk menghilangkan gelembung
  • 7. 1 gas yang masih mungkin terjadi saat pengisian minyak ke dalam kotak uji. 6. Selanjutnya tekan tombol on pada alat Hipotronics kemudian tekan tombol start maka tegangan akan naik secara otomatis 2 kV/detik (Auto Test). 7. Perhatikan apabila tombol fail/reset sudah berwarna merah maka lihat angka pada alat ukur dan itu adalah hasil tegangan tembusnya. 8. Setelah terjadi tembus listrik minyak diaduk secara otomatis didalam kotak uji dengan suatu tangkai tipis untuk menghilangkan gelembung gas yang timbul saat terjadi tembus listrik. 9. Selanjutnya apabila sudah mencatat datanya maka tekan tombol fail/reset dan selang dua menit pengujian di ulang kembali sampai dengan enam kali pengujian. 10. Tegangan tembus dari keenam pengujian dijumlahkan untuk mendapatkan tegangan tembus rata-rata. 3.5 Variasi Pengujian Variasi pengujian dalam percobaan diperlukan untuk mengetahui nilai tegangan tembus minyak kemiri sunan. Variasi pengujiannya adalah variasi jarak sela. 3.6 Perencanaan Tahapan Pengujian Tahap-tahap Pengujian Tegangan Tembus minyak kemiri sunan biodiesel. Pengujian direncanakan dalam 5 (empat) tahap yang dilaksanakan di PT. MESINDO TEKNINESIA dengan menggunakan alat Hipotronics. Tahap 1 : Pengujian dengan menggunakan variasi isolasi cair minyak kemiri sunan biodiesel Elektroda yang digunakan adalah elektroda setengah bola-setengah bola. Posisi pengujian secara horisontal dengan diameter 50 mm jarak sela 2,5 mm. Dilakukan sebanyak 6 kali pengujian dengan sela waktu 2 menit setiap pengujian. Data yang dimasukkan dalam laporan adalah hasil dari nilai rata-rata dari 6 kali percobaan yang sudah dilakukan. Tahap 2 : Tahap pengujiannya sama dengan tahap pertama tetapi dengan jarak sela yang berbeda yaitu 2 mm. Tahap 3 : Tahap pengujiannya sama dengan tahap pertama tetapi dengan jarak sela yang berbeda yaitu 1.5 mm. IV. DATA DAN ANALISIS Pengujian dilakukan pada tanggal 10 November 2014 di Testing Area PT. Mesindo Tekninesia, jl.Rorotan IV No.169 Cilincing, Jakarta Utara. Metode pengujian tegangan tembus yang dilakukan adalah sesuai standar menurut IEC 156. Sampel yang digunakan adalah minyak biodiesel kemiri sunan. 4.1 Hasil Data Pengujian 1. Hasil pengujian dengan jarak sela 1.5 mm Tabel 4.1 Pengujian dengan jarak sela 1.5 mm Percobaan ke- Tegangan Tembus (kV) 1 11.1 2 12.3 3 12.2 4 11.6 5 11.3 6 12.4
  • 8. 1 Gambar 4.1 Grafik pengujian dengan jarak sela 1.5 mm Rata-rata nilai tegangan tembus = 11.81 kV/1.5 mm 2. Hasil pengujian dengan jarak sela 2 mm Tabel 4.2 Pengujian dengan jarak sela 2 mm Percobaan ke- Tegangan Tembus (kV) 1 15.2 2 14.8 3 15.0 4 15.4 5 14.4 6 15.7 Gambar 4.2 Grafik pengujian dengan jarak sela 2 mm Rata-rata nilai tegangan tembus = 15.08 kV/2 mm 3. Hasil pengujian dengan jarak sela 2.5 mm Tabel 4.3 pengujian dengan jarak sela 2.5 mm Percobaan ke- Tegangan Tembus (kV) 1 14.7 2 16.6 3 19.4 4 16.3 5 17.3 6 21 Gambar 4.3 Grafik pengujian dengan jarak sela 2.5 mm Rata-rata nilai tegangan tembus = 17.55 kV/2.5 mm 11.1 12.3 12.2 11.6 11.3 12.4 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 TeganganTembus(kV) Percobaan ke- Jarak Sela 1.5 mm Hasil pengujian SPLN 49-1 15.2 14.8 15 15.4 14.4 15.7 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 TeganganTembus(kV) Percobaan ke- Jarak Sela 2 mm Hasil pengujian SPLN 49-1 14.7 16.6 19.4 16.3 17.3 21 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 TeganganTembus(kV) Percobaan ke- Jarak Sela 2.5 mm Hasil pengujian SPLN 49-1
  • 9. 1 4.2 ANALISIS KELAYAKAN MINYAK BIODIESEL KEMIRI SUNAN SEBAGAI ALTERNATIF ISOLASI CAIR Menurut IEC 156 pengujian tegangan tembus isolasi cair pada kondisi standar dilakukan dengan sepasang elektroda setengah bola diameter 50 mm dengan jarak sela 2,5 mm. Selanjutnya SPLN 49-1 menyebutkan bahwa tegangan tembus yang harus dipenuhi untuk spesifikasi minyak isolasi baru adalah 30 kV/2,5 mm. Berdasarkan hasil pengujian kondisi standar (menurut IEC 156) yang dilakukan pada minyak biodiesel kemiri sunan didapat nilai tegangan tembus sebesar 17.55 kV pada jarak sela 2,5 mm sehingga masih jauh dibawah standar SPLN 49-1 untuk memenuhi persyaratan alternatif isolasi cair. Sedangkan menurut standarisasi NESC (National Electrical Safety Code) tahun 1990 menyatakan untuk tegangan kerja 2,4 kV batas tegangan tembus yang ditanggung sebesar 20 kV dan untuk tegangan kerja 6,9 kV batas tegangan tembusnya 39 kV. Berdasarkan standar tersebut maka minyak biodiesel kemiri sunan yang diuji tidak memenuhi persyaratan untuk dipakai sebagai minyak isolasi transformator. Nilai tegangan tembus minyak biodiesel kemiri sunan ini lebih rendah dari standar SPLN 49-1 sebesar 30 kV/2,5 mm. Tetapi penelitian ini masih memiliki peluang untuk dilanjutkan jika ditambahkan sebuah katalis zat aditif untuk meningkatkan ketahanan listrik minyak transformator. Karena secara analisis kimia ketahanan listrik suatu minyak transformator dapat menurun akibat adanya pengaruh asam dan pengaruh tercampurnya minyak dengan air. Untuk menetralisir keasaman suatu minyak transformator dapat menggunakan potas hidroksida (KOH). Sedangkan untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat dalam minyak tersebut yaitu dengan cara memberikan suatu bahan higroskopis yaitu silica gel. Selain senyawa diatas ada satu senyawa yang secara langsung dapat menaikkan tegangan tembus pada minyak transformator yaitu fenol. Fungsi fenol pada transformator adalah menaikkan angka tegangan tembus pada minyak transformator telah dibuktikan pada penelitian yang dilakukan oleh David Supriyantoro, Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Dipenogoro dalam tugas akhirnya yang berjudul Analisis Karakteristik Tegangan Tembus Minyak Trafo Sebelum Dan Sesudah Dipurifikasi Dengan Fenol. Pengujian dilakukan dengan standar IEC 156 (Elektroda setengah bola dengan jarak sela 2.5 mm) dengan variasi purifikasi konsentrasi fenol sebesar 20 ml, 25 ml dan 30 ml. Berikut dibawah ini adalah grafik tegangan tembus pengaruh konsentrasi fenol sesuai standar IEC 156 (elektroda setangah bola-setengah bola jarak sela 2.5 mm). Gambar 4.4 Grafik Tegangan Tembus Pengaruh Konsentrasi Fenol Hasil dari pengujiannya adalah Tegangan tembus minyak trafo sebelum di purifikasi (6.979/2.5mm) dan sesudah di purifikasi (29.400/2.5mm)[9]. Hal ini dapat disimpulkan bahwa tegangan tembus minyak trafo sesudah di purifikasi bertambah besar seiring dengan
  • 10. 1 bertambahnya konsentrasi fenol yang di campur kedalam minyak trafo bekas. Oleh karena itu peneliti menyarankan untuk peneliti selanjutnya melakukan penelitian dengan menggunakan sampel minyak biodiesel kemiri sunan dengan menambahkan fenol sebagai zat aditif pada pengujian tegangan tembus. 4.3 ANALISIS PENGARUH JARAK SELA Berdasarkan pada tabel 4.1, 4.2, dan 4.3 dapat diketahui bahwa hasil pengujian tegangan tembus pada posisi kotak uji horisontal elektroda setengah bola jarak elektroda mempengaruhi nilai tegangan tembus pada minyak biodiesel kemiri sunan. Jika jarak antara elektroda bidang semakin jauh, maka kuat medan listrik semakin kecil sehingga energi yang dibutuhkan elektron kurang mencukupi untuk melepaskan diri dari ikatannya. Maka pada jarak sela yang besar akan sulit untuk mencapai terjadinya kegagalan pada minyak biodiesel kemiri sunan, sehingga nilai tegangan tembus juga semakin besar. Berdasarkan rumus hubungan tegangan tembus dengan jarak sela yaitu Vb =Adn, nilai tegangan tembus berbanding lurus terhadap jarak sela, sehingga dengan bertambahnya jarak sela antara kedua elektroda bertambah besar pula nilai tegangan tembusnya begitu juga sebaliknya tegangan tembus akan semakin kecil dengan berkurangnya jarak sela antara kedua elektroda. 4.4 FENOMENA YANG TERJADI PADA PENGUJIAN TEGANGAN TEMBUS MINYAK BIODIESEL KEMIRI SUNAN Suatu dielektrik dalam hal ini isolasi cair tidak mempunyai elektron-elektron bebas, melainkan elektron-elektron yang terikat pada struktur molekul yang membentuk dielektrik cair tersebut. Jika suatu tegangan diterapkan pada elektroda yang di celup pada isolasi cair maka akan timbul medan listrik pada isolasi cair tersebut. Medan listrik ini akan memberi gaya kepada elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas. Sehingga medan listrik ini merupakan beban yang menekan isolasi cair agar berubah sifat menjadi konduktor. Beban yang dipikul isolasi cair disebut juga terpaan medan listrik. Setiap isolasi cair atau dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan listrik. Jika terpaan listrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung lama, maka isolasi cair akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini isolasi cair atau dielektrik mengalami tembus listrik. Jika zat cair yang digunakan dalam pengujian ini adalah minyak trafo maka pada saat tegangan diterapkan pada dua buah elektroda yang dicelup pada minyak trafo , maka akan timbul medan listrik dalam minyak trafo tersebut. Medan listrik ini akan memberikan gaya pada elektron-elektron yang terikat pada struktur molekul minyak trafo agar terlepas dari ikatannya. Jika ikatan ini lepas maka isolasi hilang pada tempat itu dan minyak trafo akan menghantar arus (konduktor) dan minyak trafo gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Jadi sesungguhnya bagi bahan isolasi tegangan merupakan tekanan yang harus dilawan oleh suatu gaya dalam bahan isolasi itu sendiri supaya bahan isolasi tidak gagal menjalankan fungsinya sebagai isolator. Untuk memperoleh tegangan tembus pada setiap pengujian, tegangan uji diberikan pada sistem secara bertahap dengan tingkat kenaikan yang sama per satuan waktu menggunakan peralatan pengontrol. Dengan demikian dapat diamati fenomena apa saja yang terjadi selama pelaksanaan pengujian dengan digolongkan kedalam kelompok sebagai berikut :
  • 11. 1 4.4.1 Saat Sebelum Terjadi Tegangan Tembus Proses sebelum terjadi tembus dimulai dari menaikkan tegangan uji secara bertahap dari keadaan tegangan rendah sampai mendekati tegangan tembus. Dalam kondisi mendekati nilai tegangan tembus timbul suara mendesis, Hal ini terjadi karena adanya tekanan yang terus menerus dan semakin besar pada minyak isolasi. 4.4.2 Saat Terjadi Tegangan Tembus Pada saat terjadi tegangan tembus terjadi lucutan diantara kedua elektroda tersebut. Lucutan dalam ini terdiri dari unsur-unsur sebagai berikut:[10] 1. Aliran listrik yang besarnya ditentukan oleh karakteristik rangkaian. 2. Lintasan cahaya yang cerah yang bergerak dari satu elektroda ke elektroda lainnya. 3. Pembentukan lubang pada elektroda. 4. Tekanan impulsif dalam zat cair disertai suara ledakan. 4.4.3 Saat Sesudah Terjadi Tegangan Tembus Dalam kondisi sesudah terjadi tegangan tembus timbul gelembung gas dan kabut hitam (arang) pada minyak isolasi. Hal ini disebabkan oleh: [10] 1. Permukaan elektroda tidak rata, sehingga terdapat kantong-kantong udara di permukaannya. 2. Adanya tabrakan elektron saat terjadi tegangan tembus, sehingga muncul produk-produk baru berupa gelembung gas atau arang, 3. Adanya penguapan cairan karena lucutan pada bagian-bagian elektroda yang tajam dan tak teratur. 4. Zat cair dikenai perubahan suhu dan tekanan. V. KESIMPULAN Dari hasil pengukuran tegangan tembus minyak biodiesel kemiri sunan menggunakan variasi elektroda setengah bola dalam posisi horizontal dengan menggunakan alat hipotronics di PT. Mesindo Tekninesia pada temperatur suhu ruang 26oC-30oC dengan kelembaban relatif (RH) sebesar 41 % dan tekanan atmosfer 991 mm Hg, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Nilai tegangan tembus pada minyak biodiesel kemiri sunan pada kondisi pengujian menurut IEC 156:1995 sebesar 17.55 kV/2.5 mm. 2. Nilai tegangan tembus pada minyak biodiesel kemiri sunan cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya jarak sela antar elektroda. 3. Pada saat sebelum mengalami tembus listrik, fenomena yang terjadi berupa suara mendesis akibat tekanan karena tumbukan elektron. Fenomena saat terjadi tembus listrik muncul kilatan cahaya dan gelembung gas yang naik ke atas, kemudian setelah terjadi tembus listrik timbul kabut hitam (arang) diantara sela elektroda. 4. Hasil pengujian kondisi standar (menurut IEC 156) yang dilakukan pada minyak biodiesel kemiri sunan didapat nilai tegangan tembus sebesar 17.55 kV pada jarak sela 2.5 mm sehingga masih dibawah standar SPLN 49-1 yaitu sebesar >30 kV/2.5 mm untuk memenuhi persyaratan alternatif isolasi cair. Tetapi penelitian ini memiliki peluang untuk dilanjutkan dengan menambahkan zat aditif yang mampu menaikkan tegangan tembusnya. 5.2 Saran Saran yang dapat dikemukakan bagi para peneliti adalah penelitian ini masih berpeluang dilanjutkan untuk memenuhi persyaratan minyak isolasi IEC 156:1995, dengan menambahkan zat aditif yaitu fenol yang berfungsi untuk menaikkan nilai tegangan tembus minyak isolasi.
  • 12. 1 DAFTAR PUSTAKA [1] SPLN 49 1. 1982. Specification for New Insulating Oils for Transformers and Switchgear. Perusahaan Umum Listrik Negara. [2] Pranowo, Dibyo [et al.]. 2014. Pembuatan Biodiesel dari Kemiri Sunan (Reutealis trisperma Blanco Airy Shaw) dan Pemanfaatan Hasil Samping: Karakteristik minyak kemiri sunan. Jakarta: IAARD. [3] Dewan Pengurus Pusat Asosiasi Hutan Tanaman Rakyat Mandiri Indonesia. 2011. Kemiri Sunan Sumber Bio Energi: Membangun Pemberdayaan Ekonomi Rakyat melalui Kemiri Sunan. Jakarta: DPP-AHTRMI. [4] B. Dolata, H. Borsi and E. Gockenbach. 2007. Comparison of Electric and Dielectric Properties of Esters Fluids with Mineral Based Transformer Oil. Proceeding of XVth International Symposium on High Voltage Engineering. Ljubljana. [5] Abduh, Syamsir. 2003. Teori Kegagalan Isolasi. Universitas Trisakti. [6] Fukuda, H. 2001. Biodiesel fuel production by transesterification of oils. J. Biosci. Bioeng., 92:405-416. [7] IEC-156. 1995. Insulating Liquid Determinan of Breakdown Voltage at Power Frequency Tes Method. [8] SPLN 49 -1. 1982. Minyak Isolasi Transformator. Perusahaan Umum Listrik Negara. [9] Supriyantoro, David. 2007. Analisis Karakteristik Tegangan Tembus Minyak Trafo Sebelum Dan Sesudah Dipurifikasi Dengan Fenol. Teknik Elektro Universitas Dipenogoro. [10] Arismunandar, A, Teknik Tegangan Tinggi Suplemen. Ghalia. 1982. Harief Taufik Kurrahman (062.11.027) Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Trisakti Jakarta dengan Pilihan Konsentrasi Arus Kuat Menyetujui, Dosen Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Prof. Ir. Syamsir A, MM, Ph.D Ir. Maula S, Ms
  • 13. 1