Teknik pembangkitan dan pengujian dengan tegangan tinggi bolak-balik membahas tiga hal utama: (1) keperluan dan fungsi pengujian tegangan tinggi, (2) transformator pembangkit tegangan tinggi untuk pengujian, dan (3) pengukuran tegangan tinggi bolak-balik. Pengujian tegangan tinggi digunakan untuk menjamin kualitas dan kehandalan peralatan listrik. Transformator dan teknik pengukuran khusus diperlukan untuk menghasilk
1. DASAR-DASAR PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI
(a) Menemukan bahan (di dalam atau yang menjadi komponen suatu alat tegangan tinggi)
yang kwalitasnya tidak baik, atau yang cara pembuatannya salah.
(b) Memberikan jaminan bahwa alat-alat listrik dapat dipakai pada tegangan normalnya untuk
waktu yang tak terbatas.
(c) Memberikan jaminan bahwa isolasi alat-alat dapat tahan terhadap tegangan lebih (yang
didapati dalam praktek operasi sehari-hari) untuk waktu terbatas.
t
b
t =
= te g a n g a n n o r m a l
= te g a n g a n le b ih
= w a k tu p e n g u jia n te r b a ta s
V
N
V
L
t
b
V
N
V
L
Teganganpengujian
W a k tu p e n g u jia n
Gambar-1
2. 1 2
3
V
B
V
F
V
W
Teganganpengujian
t
W a k tu p e n g u jia n
P e n g u jia n k e ta h a n a n p a d a te g a n g a n s e la m a t m e n it
P e n g u jia n lo m p a ta n d e n g a n te g a n g a n lo m p a ta n
P e n g u jia n K e g a g a la n d e n g a n te g a n g a n g a g a l
V
W
V
F
1
2
3
Gambar-2
3. Withstand test → Pengujian ketahanan → Sebuah tegangan tertentu
diterapkan untuk waktu tertentu, bila
tidak terjadi lompatan api (flashover,
disruptive discharge), maka
pengujiannya dianggap memuaskan.
Discharge test → Pengujian pelepasan → Tegangan yang dinaikan sehingga
terjadi pelepasan pada benda yang
diuji, tegangan pelepasan lebih tinggi
dari tegangan ketahanan. Pengujian
dapat dilakukan dengan suasana
kering (udara biasa) dan udara basah
(menirukan keadaan hujan)
Breakdown → Pengujian kegagalan → Tegangan dinaikan sampai terjadi
kegagalan (breakdown) di dalam
benda (specimen) yang diuji.
4. TEKNIK PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN DENGAN
TEGANGAN TINGI BOLAK-BALIK.
Frekwensi rendah*)
1. Keperluan dan Fungsi Pengujian
2. Transformator Pembangkit Tegangan Tinggi untuk Pengujian
3. Pengujian Tegangan Tinggin Bolak-balik
4. Pengukuran Tegangan Tinggi Bolak-balik
5. 1.Keperluan dan Fungsi Pengujian
Tegangan lebih :
(a) Kenaikan Amplituda tegangan bolak-balik dengan frekwensi rendah,
disebut tegangan stasioner
(b) Tegangan lebih peralihan (transient), yang menyebabkan sebagian
sistem berosilasi pada frekwensinya sendiri atau frekwensi lain yang
tak-periodik
2. Trasnformator Pembangkit Tegangan Tinggi untuk Pengujian
a. Ciri-ciri transformator penguji
b. Konstruksi transformator penguji
c. Beberapa karakateristik transformator pengujian
6. a. Ciri-ciri transformator Pengujian :
• Perbandingan jumlah lipatannya (turn ratio N) lebih besar dari pada perbandingan
pada transformator tenaga (power transformer).
• Kapasitas kVA kecil dibandingkan dengan kapasitas trafo
• Tarnsformator fasa dipakai untuk pengujian khusus
• Ujung lilitan terminal di tanam di dalam tanah (grounded)
• Isolasi untuk transformator pengujian hanya diperhitungkan isolasi terhadapan
tegangan penguji maksimum.
• Konstruksi lilitan dan isolasinya harus tercapai gradien tegangan (dv/dx)
7. b. Konstruksi Transformator penguji
V
U
G u lu n g a n P r im e r
( te g a n g a n r e n d a h )
G u lu n g a n S k u n d e r
( te g a n g a n tin g g i)
UV
Gambar-1
8. 2 6
1 0
1 4
1
5
9
1 3
1 7 1 8
1 6
1 2
8
4
1 5
1 1
7
3
G u lu n g a n P r im e r
G u lu n g a n S e k u n d e r
T a b u n g Is o la s i
Gambar-2
9. I N T I
4
8
3
7 6
2
1 1 1 0
1 4
1 5
1 6
1 2
1 3 9
1
u
v
T a b u n g Io s la s i
G u lu n g a n P r im e r
G u lu n g a n S e k u n d e r
Gambar-3
11. c. Beberapa karakteristik transformator pengujian
Tegangan
Sekunder pada
Transformator
(kV)
Kapasitas
(kVA)
Frekwensi
Resonasi
(Hertz)
Catatan
500
150
77 (P.Triac.)
40
300
2
0,2
4
315
255
340
220
1250
750
1000
Sebuah terminal dibumikan dengan 6
buah isolator gantung paralel.
Kedua terminal tidak dibumikan
Sebuah terminal dibumikan
Kedua terminal tidak dibumikan
Sebuah terminal dibumikan
Kedua terminal tidak dibumikan
12. a. Pokok-pokok Pengujian :
Pengujian ketahanan dalam udara
Pengujian ketahanan dalam minyak atau air
Pengujian ketahanan untuk tiap lapisan (isolator)
Pengujian lompatan (api) dalam suasana kering
Pengujian lompatan (api) dalam suasana basah
Pengujian tembus (puncture) atau kegagalan
(breakdown)
b. Faktor Koreksi Keadaan Udara
3. Pengujian Tegangan Tinggi Bolak-balik
Japanese Industrial Standard (JIS) C3801 dan Japanese Electrotechnical
Committee (JEC) Standard 106 keadaan standard :
Tekanan barometer ………………………………………760 mm Hg (1013 mbar)
Suhu keliling ……………………………………………… 20 0
C
Kelmbaban mutlak ……………………………………….. 11 gram/m3
13. d
V
V B
s =
Vs : tegangan lompatan pada keadaan standard
VB : tegangan lompatan yang diukur pada keadaan sebenarnya
d : kepadatan udara relatif (relative air density)
B
B
B
B
t273
b0,386
t273
20273
760
b
+
=
+
+
=
bB : Tekanan udara pada waktu pengujian (mm Hg)
tB : Suhu keliling pada waktu pengujian (0
C)
VS = VBKH KH → faktor koreksi
Pers. 1
Pers. 2
14. 1 .2 2
1 .0 4
1 .0 2
1 .0 0
0 .9 8
0 .9 6
0 .9 4
0 .9 2
0 .9 0
0 .8 8
0 .8 6
1 .1 6
1 .1 4
1 .1 2
1 .1 0
1 .0 8
1 .0 6
1 .1 8
1 .2 0
2 42 22 01 81 61 41 21 086420
A
B
G
H
E
F
D C
A
B C
E
F
D
G
K E L E M B A B A N M U T L A K ( g r /m 3 )
Jenis Peralatan 50Hz
IMPLUS
+ (1x40) - (1x40) + (1x5)
ROD GAP B C D F
SUSPENSION
INSULATOR
B C D F
PIN TYPE
INSULATOR
A D E
INSULATOR FOR
APPARATUS
B D E
BUSHING B C D
SEMUA G H
Gambar-5 (a)
15. 3 5
3 0
1 0
1 5
5
0
2 0
2 5
4 0
2 52 01 51 05 3 0
1 09
1
2 3
4
5
6
87
KELEMBABANMUTLAK(GR/M3)
t = t
k e r in g - - - - - t
b a s a h
t = 0
S U H U K E R I N G ( 0 C )
Gambar-5 (b)
17. H a s il P e n g u jia n
p a d a K e a d a a n S e b e n a r n y a
( t B
, b B
, h B
) : V B
R u s u s T r a n s f o r m a s i
V S = V B
V S
= V B
k H
1
d
H a s il P e n g u jia n
p a d a K e a d a a n S t a n d a r
( t S
, b S
, h S
) : V S
B a n d in g k a n
V S
d a n V 1
S
A la t - a la t y a n g d iu ji
T ID A K B A IK
b ila
V S < V 1
S
A la t - a la t y a n g d iu ji
B A IK
b ila
V S
V 1
S
P e r s y a r a t a n p a d a
k e a d a a n s t a n d a r
( t S , b S , h S ) : V 1
S
Gambar-6
...................
t273
b
0,289dK
B
B
D
+
==
Dimana bB adalah tekanan udara
dalam millibar, maka pers -3
kelihatan sama saja dengan -5.
Sebenarnya persamaan -6 hanya
berlaku pada :
0,9 ≤ d ≤ 1,1 …………………..
Apabila d = 0,7, maka kD =0,73 dan bila
d = 0,8, maka kD = 0,82
Pers. 6
Pers. 7
18. 4. Pengujian dalam suasana basah
1log
3
K
−
=
ρ
ρ
Dimana ρ adalah resistivitas
dalam ohm-cm
Gambar-7
Pers. 8
19. V 1
SPESMEN
YANGDIUJI
R
G U L U N G A N
T E R S IE R
P .T .
6 0 /0 ,1 K v
K E L A S 0 ,2
V 2
S E L A B O L A
T R A F O
P E N G U J IA N
0 ,4 /1 0 0 K v 2 0 K v a
P E M U T U S A N
B E B A N
R O T O R S T A T O R
I. V . R
V 3
5. Alat penguji dan sirkuit pengujian
Gambar-8 (a)
21. A
V
C
I V
V
C
V
C s
V
C
V
C s
V
C O
D. Pengukuran Tegangan Tinggi Bolak Balik
1. Pembagian Kapasitor
..................
C
CCC
vV
..........................
C
CC
vV
...............................
πfC2
I
V
oS
S
++
=
+
=
=
V : tegangan yang diukur oleh (static)
Voltmeter
CS : Kapasitasi dari voltmeter → harganya
berubah bila penunjukan meter berubah
Gambar-9
(a) (b) (c)
Pers. 10
Pers. 11
Pers. 9
22. V 1
V 2
P la t te ta p
P la t b e rg e ra k
F
2. Pembagian Tahanan
3. Voltmeter Elektrostatik
( ) ( ) ....
2
V2V1A
V2V1C
2
1
W
2
2
−
=−=
εo
.......
A
C
oε
=
meter.....Newton
dQ
dC
V1/2
dQ
dW
T
.....
A
F
105x4,745
A
2F
VVV
2
)V(VA
d1
dW
F
2
21
2
2
21
−==
==−=
−
=−=
εo
εo
Gambar-10
Pers. 12
Pers. 13
Pers. 15
Pers. 14
23. T a li p e n g g a n tu n g
E le k tr o d a ( p la t)
b e r g e r a k 1 - 3 m m
E le k tr o d a ( p la t) te ta pC in c in p e n ja g a
( g u a r d r in g )
E le k tr o d a
b e r g e r a k
E le k tr o d a te ta p
O
M
Gambar-11 Gambar-12
24. Alat yang
dipakai
Cara Pengukuran Gambar Rumus
Sela – bola Langsung V2 pada Gbr. 8
(a)
Voltmeter langsung Dengan voltmeter
elektrostatik
Gbr. 10
Gbr. 11
Tidak
langsung
Dengan trafo V1 pada Gbr. 8 (a)
Dengan P.T. V3 pada Gbr. 8
Dengan pembagi C Gbr. 9 (b) dan (c) Pers. 10
Pers. 11
Dengan pembagi R -
Apermeter Tidak
langsung
Dengan pembagi C Gbr. 9 Pers. 9
d. Voltmeter puncak
