Dokumen tersebut membahas tentang teknik tegangan tinggi, termasuk pengertian, klasifikasi, dan jenis-jenis pembangkitan tegangan tinggi seperti tegangan AC, DC, dan impuls serta pengukurannya.
1. PEMBANGKITAN TEGANGAN
TINGGI
Oleh :
Annisa Hafizatul Raihan 062001700010
Maulana Ilham Saputra
062001700020
01
TEKNIK TEGANGAN TINGGI
Prof. Ir. Syamsir Abduh, MM, PhD. IPU
Teknik Elektro – Universitas Trisakti
87
3. TEKNIK TEGANGAN TINGGI
Pengertian
Tegangan tinggi merupakan tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh para teknisi listrik sehingga
diperlukan pengujian dan pengukuran yang bersifat khusus dan berdasarkan aspek subjektif dan
objektif.
Klasifikasi
1. Tegangan Rendah (low voltage)
2. Tegangan Menengah ( medium
voltage)
3. Tegangan Tinggi (high voltage)
4. Tegangan Ekstra Tinggi (extra high
voltage)
5. Tegangan Ultra Tinggi (ultra high
voltage)
4. Berkisar antara 0
Volt sampai 1.000
volt (1 KV)
Berkisar antara
2,4 kV sampai
69 kV
Berkisar antara
110 kVsampai
230 kV
Berkisar antara
275 kV sampai
765 kV
Berkisar diatas
1000 kV
LV MV HV EHV UHV
KLASIFIKASI TEGANGAN
Tegangan Normal Line Di Eropa & Amerika
5. KLASIFIKASI TEGANGAN MENURUT SPLN 1 : 1995
Tegangan Normal Line Indonesia (50 Hz)
220/380 V
6.6 kV
11 kV
20 kV
33 kV
70 kV
150 kV
275 kV
500 kV
LV MV HV EHV
6. PENGGOLONGAN TEGANGAN TINGGI
BENTUKNYA SEBAB KEJADIAN
1. APERIODIK 2. PERIODIK
Bentuk gelombang
tegangan : impuls
contoh : petir dan switching
Bentuk gelombang
tegangan : sinusoidal 50 Hz
contoh : overvoltage
1. Alamiah 2. Buatan
Berasal dari luar
sistem
Contoh : petir
Berasal dari dalam
sistem
Contoh : switching
dan man made
overvoltage
7. PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI
PENYEBAB KEGAGALAN
ISOLASI
TUJUAN PENGUJIAN
1. Isolasi sudah lama pakai
(mendekati kelapukan),
setiap peralatan listrik
mempunyai batas umur
pemakaian.
2. Kerusakan karena faktor
mekanis (terbentur waktu
transportasi atau waktu
perbaiki)
3. Berkurangnya kekuatan
dielektrik
1. Mencari jenis bahan yang
kualitasnya tidak baik atau
ada kesalahan pada waktu
pembuatan.
2. Dapat dipakai sebagai
jaminan bahwa alat yang
dihasilkan dapat dipakai
dalam jangka waktu yang
lama
3. Memberikan jaminan bahwa
isolasi alat listrik ini tahan
terhadap tegangan lebih
8. JENIS PENGUJIAN
Pengujian yang apabila
dalam waktu tertentu tidak
terjadi loncatan api (flash
over) maka alat tersebut
dianggap lulus
ketika tegangan dinaikkan
maka terjadi pelepasan
tegangan muatan pada benda
yang diuji. Pengujian ini
bisa dilakukan dalam
keadaan kering ataupun
basah.
Tegangan dinaikkan sampai
terjadi breakdown di dalam
benda yang sedang diuji
KETAHANAN PELEPASAN KEGAGALAN
BERSIFAT MERUSAK (DESCRUCTIVE)
9. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui kondisi isolasi
antara belitan dengan ground.
Tahanan isolasi yang diukur
merupakan fungsi dari arus
bocor yang menembus
melewati isolasi pada
permukaan eksternal
Pengujian dielektrik terjadi
jika terdapat perubahan arah
medan elektrik yang berulang
ulang dan hanya terjadi pada
medan elektrik bolak-balik,
yaitu medan yang ditimbulkan
oleh tegangan bolak-balik
TAHANAN ISOLASI
FAKTOR DAYA
DIELEKTRIK
KORONA
BERSIFAT TAK MERUSAK (NON DESCRUCTIVE)
10. JENIS PELEPASAN MACAM PENGUJIAN
1. SPARK OVER
terjadi pada udara atau gas yang
tidak menyangkut pada permukaan
isolasi.
2. FLASH OVER
yaitu percikan api di dekat
permukaan isolasi
3. DISCHARGE
fenomena dimana terjadi
kegagalan isolasi karena tekanan
dielektrik yang menyebabkan hilangnya
tegangan dan meningkatnya nilai arus
1. ENDURANCE TEST
Untuk mengetahui pengaruh suhu, kerugian dan partial
discharge
2. PENGUJIAN 1 MENIT
mengetahui nilai isolasi dari peralatan
3. PENGUJIAN AC
mengetahui ketahanan terhadap overvoltage saat gangguan
4. PENGUJIAN DC
mengetahui kekuatan dielektrik bahan
5. PENGUJIAN IMPULSE
mengetahui pengaruh tegangan gangguan surja petir dan surja
hubung
11. TUJUAN PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI
SEARAH
IMPULS
BOLAK-BALIK
Penyelidikan pada fisika & fisika
terapan (lab) untuk menyelidiki sifat
isolasi dari kabel dan kapasitor, X-ray,
pengujin peralatan HVDC (high
voltage direct current)
1. Untuk mampu menahan dan
memikul tegangan tinggi surja
2. Diperlukan suatu pembangkitan
tegangan tinggi impuls untuk
pengujian peralatan tersebut
Dipergunakan untuk pengujian
peralatan listrik, dan untuk
pengujian pembangkitan tegangan
searah dan impuls.
12. Konstruksi trafo uji Pengoperasian singkat (tidak ada
masalah pada pendingin trafo)
Sistem isolasi minyak
Inti umumnya core type
Lilitan berbentuk (50-60 kV)
“polylayer polyline wound disc winding”
lilitan primer digulung di inti, sedangkan lilitan
sekunder digulung diluar inti
TRANSFORMATOR UJI
13. TRANSFORMATOR UJI
• Perbandingan lilitan besar
• Kapasitas kVA kecil
• Menggunakan trafo satu phasa
• Salah satu ujun lilitan ke ground
• Perencanaan isolasi hanya diperhitungkan
sampai tegangan uji maksimum
• Konstruksi sedemikian sehingga gradien
tegangan (dV/dt) seragam dan osilasi dapat
diabaikan
CIRI-CIRI TRANSFORMATOR UJI
P = V2
X 2πf X Cb X 10−9
kVA
Dimana :
P = Daya (kVA)
F = Frekuensi (Hz)
V = Tegangan (kV)
Cb = Kapasitas seluruh beban (pF)
Menentukan kapasitas trafo uji
15. PENYEARAH SETENGAH
GELOMBANG
Rangkaian paling sederhana untuk
membangkitkan tegangan tinggi adalah
dengan menggunakan penyearah setengah
gelombang (half wave rectifier)
Apabila kapasitor tidak terhubung tegangan
terminal keluaran DC masih bergelombang.
Dengan adanya kapasitor akan meratakan
tegangan output sehingga hasil tegangan output
mendekati DC murni (sinusoidal murni)
Sebelum diberi kapasitor
Rangkaian setengah
gelombang
Sesudah diberi kapasitor
16. PENYEARAH VILLARD/PELIPAT GANDA TEGANGAN
Rangkaian penyearah
villard
Output penyearah villard
Rangkaian ini terdiri dari satu buah kapasitor dan diode.
Ketika tegangan berada pada siklus negatif, kapasitor
terisi penuh hingga mencapai puncak sumber tegangan
sehingga outputnya menjadi 2Vin (Vkapasitor + Vin)
Ketika tegangan berada pada siklus positif,
kapasitor mulai mengosongkan tegangannya
sehingga tegangan outputnya 0 (Vkapasitor -
Vin).
17. PENYEARAH GREINACHER/PELIPAT GANDA
TEGANGAN
Rangkaian penyearah greinacher
Perbedaannya dengan penyearah villard terletak pada
tegangan output yang lebih rata. Komponen utama
penyearah greinacher adalah trafo uji, 2 buah diode dan
2 kapasitor.
Ketika tegangan pada kapasitor C1 naik hingga
2Vmaks, diode D2 melewatkan arus untuk mengisi
kapasitor C2 hingga tegangannya sama.
Ketika tegangan di kapasitor C2 mencapai puncak,
maka tegangan di kapasitor C1 menjadi nol.
18. PENYEARAH COCKCROFT - WALTON
Setengah
gelombang
Gelombang
penuh
Keduanya memiliki bentuk hampir sama,
akan tetapi rangkaian gelombang penuh
gelombang output tampak lebih rata
Hasil output cockroft -
walton
19. RANGKAIAN RESONANSI
SERI
Rangkaian resonansi seri
Rangkaian ekivalen dari trafo uji
tegangan tinggi mengandung
kebocoran reaktansi pada lilitan,
resistansi lilitan, reaktansi magnetis
dan kapasitansi shunt melewati
terminal output diakibatkan oleh
bushing oleh terminal tegangan tinggi
21. JENIS TEGANGAN IMPULS
Impuls petir
Impuls hubung buka
Impuls petir
terpotong
Disebabkan oleh
sambaran petir
Disebabkan oleh adanya
operasi hubung buka
(switching operation)
22. RANGKAIAN TEGANGAN IMPULS
Tegangan impuls dapat dinyatakan
dengan persamaan berikut
V = Vo (e−at
− e−bt
)
Rangkaian tegangan impuls
Yang dimana nilai konstanta a dan b
ditentukan oleh nilai komponen
rangkaian
23. PEMBANGKITAN DENGAN RANGKAIAN R-C
Rangkaian seri R-C yang banyak dipakai adalah
rangkaian type (A) dan type (B). Keuntungan dari
rangkaian ini adalah bila kita ingin mengubah waktu
yang diperlukan oleh gelombang penguji, bagian depan
atau belakang yang terpisah, dengan begitu kita dapat
mengubah-ubah nilai tahanan R1 dan R2 .
Dengan menggunakan impedansi operasional,
maka rangkaiannya menjadi :
24. PEMBANGKITAN DENGANSUSUNAN
BERTINGKAT (KASKADE)
Pertama kali yang berhasil membuat rangkaian
bertingkat (kaskade) bernama Marx. Dengan
susunan tegangan impulse yang rendah dapat
dihasilkan tegangan impulse yang tinggi. Pada
rangkaian bertingkat satu, mulanya kapasitor Cs
diberi muatan dari sumber tegangan bolak-balik
yang telah disearahkan, bila kapasitor telah dimuati
nilai tegangan maka akan didapat nilai tertentu
Rangkaian susunan bertingkat
(kaskade)
25. Kapasitor dimuati secara bersama-sama sehingga rangkaian seolah-olah disambung paralel, karena
rangkaian panjang dapat terjadi induktansi. Karena itu rangkaian dianggap kurang memuaskan, maka
dibuat perubahan dengan menyatukan rangkaian pembentuk gelombang dengan rangkaian generator
impuls, sehingga mendapatkan breakdown yang tepat yaitu sela bola S1 diletakkan dibawah sela bola
S2 dan seterusnya
PEMBANGKITAN DENGANSUSUNAN
BERTINGKAT (KASKADE)
Rangkaian yang sudah disatukan
26. PEMBANGKITAN SURJA HUBUNG
Surja hubung adalah suatu transient tegangan yang terjadi pada waktu yang singkat. Surja hubung
berasal dari pemutusan atau penyambungan dari suatu saklar tegangan tinggi atau mungkin
disebabkan gangguan pada rangkaian yang bertegangan tinggi. Berikut memperlihatkan suatu
rangkaian impulse generator diubah menjadi surja hubung
Sedangkan pada rangkaian berikut
dapat diproduksi gelombang yang
sangat diredam dengan menggunakan
L maka nilai R1 dapat dikurangi dan
effisiensi dapat diperbaiki
27. PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI
1. Meter arus dengan
impedansi seri
2. Elektrostatic
voltmeter
3. Sela bola
1. Mikro ampere
meter dengan
tahanan seri
2. Pembagi tegangan
3. Bola dan percikan
dalam udara
4. Dll
1. Pembagi tegangan
dengan kapasitor
atau tahanan
2. Osciloskop
3. Voltmeter puncak
sela dua bola
BOLAK-BALIK IMPULSSEARAH
28. [1] S. Abduh, Dasar Pembangkitan dan Pengukuran, 1st ed. Jakarta: Salemba Teknika, 2001.
[2] “Mengenal Tegangan Listrik – Listrik Sekolah Vokasi.” http://listrik.sv.ugm.ac.id/2018/06/25/mengenal-tegangan-listrik/ (accessed Mar. 26,
2020).
[3] I. M. Y. Negara, Teknik Tegangan Tinggi Prinsip dan Aplikasi Praktis, 1st ed. Yogyakarta: Graha Ilmu, 2013.
[4] H. M.T, High Voltage (Equipment & Testing). .
[5] “PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI D.C | Derry Putranugraha.” http://blog.ub.ac.id/derrypn/2013/10/28/pembangkitan-tegangan-tinggi-d-c/
(accessed Mar. 26, 2020).
[6] “Transformator Pembangkit Tegangan Tinggi untuk Pengujian,” SUPERTHOWI.WORDPRESS.COM, 20-Apr-2013.
https://superthowi.wordpress.com/2013/04/20/transformator-pembangkit-tegangan-tinggi-untuk-pengujian/ (accessed Mar. 26, 2020).
[7] “BAB II.pdf.” .
[8] A. Syakur, G. Susilowati, S. A.K., and A. P. Siregar, “PENGUJIAN TAN δ PADA KABEL TEGANGAN MENENGAH,” vol. 11, 2009.
[9] M. I. Adam, “RANCANG BANGUN PERANGKAP NYAMUK MENGGUNAKAN METODE COCKROFT-WALTON BERBASIS TEGANGAN TINGGI,”
Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta, 2018.
[10] Nurlailati, A. Warsito, and A. Syakur, “Aplikasi Tegangan Tinggi DC Sebagai Pengendap Debu Elektrostatik.”
[11] Gianto, Ir. M. Sarwoko, M.Sc, and E. Kurniawan S.T., M.Sc, “PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PENGENDAP DEBU DENGAN TEGANGAN
TINGGI SECARA ELEKTROSTATIK,” vol. 2, 2015.
[12] D. Adhitama, “FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS LAMPUNG,” p. 50.
[13] A. Raditya, A. Warsito, and A. Syakur, “PERANCANGAN PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI DC FULL WAVE WALTON COCKCROFT DAN
APLIKASINYA SEBAGAI PENGENDAP DEBU SECARA ELEKTRET.”
[14] A. Habibi, “PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI BOLAK – BALIK FREKUENSI TINGGI MENGGUNAKAN KUMPARAN TESLA,” 2007.
[15] S. Makmur, “Proses Pembangkitan Tegangan Tinggi AC,” 2018.
[16] “Tegangan Impuls « ashadi 11.” https://blog.ub.ac.id/ashadirizki/2013/10/27/tegangan-impuls/ (accessed Mar. 24, 2020).
[17] “chapter ii.pdf.” .
[18] P. Kusumaningtyas, “Teknik Pembangkitan & Pengujian Tegangan Tinggi.docx,” Accessed: 24-Mar-2020. [Online]. Available:
https://www.academia.edu/35625868/Teknik_Pembangkitan_and_Pengujian_Tegangan_Tinggi.docx.
[19] “Pembangkitan Tegangan Tinggi Impuls « Mahasiswa Elektro.” https://blog.ub.ac.id/epwnanda/2013/10/23/pembangkitan-tegangan-tinggi-
impuls/ (accessed Mar. 24, 2020).
DAFTAR PUSTAKA