praktikum tt

LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNIK TEGANGAN TINGGI

NAMA : MAHA DIKA PUTRA

NIM : 03121004059

KELOMPOK : XII (DUA BELAS)

ANGGOTA: 1. Jefrinal Hendra Putra

(03101004044)

2. Reza Saputra

(03111004024)

3. Rhamadanza Tri Rizki

(03111004047)

TANGGAL : 10 Maret 2015

ASISTEN : Lukmanul Hakim, ST

LABORATORIUM TEKNIK TEGANGAN TINGGI

DAN PENGUKURAN LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2015

LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNIK TEGANGAN TINGGI

PERCOBAAN I

Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi AC

NAMA : MAHA DIKA PUTRA

NIM : 03121004059

KELOMPOK : XII (DUA BELAS)

ANGGOTA: 1. Jefrinal Hendra Putra

(03101004044)

2. Reza Saputra

(03111004024)

3. Rhamadanza Tri Rizki

(03111004047)

TANGGAL : 10 Maret 2015






2015

PERCOBAAN 1

I. Nama Percobaan : Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi AC

II. Tujuan Percobaan :

1. Mempelajari dan mengamati cara-cara

pembangkitan tegangan tinggi dengan menggunakan

transformator tegangan tinggi satu fasa.

2. Mempelajari dan mengamati cara-cara pengukuran

tegangan tinggi bolak-balik dengan menggunakan

metode-metode

- Sela bola,

- Pembagi tegangan kapasitif.

3. Mempelajari dan mengamati karakteristik tembus

dari beberapa elektroda yang diberi tegangan

tinggi bolak-balik.

4. Mempelajari cara menentukan tegangan tembus

dengan menggunakan konsep efisiensi medan.

III. Alat-alat Yang digunakan

1. Trafo Pembangkit Tegangan Tinggi 220V/60 kV, 5

kV A

2. Elektroda-elektroda Bola, Piring, Jarum, Batang

3. Instrumen Ukur dan Panel Kontrol

4. Barometer

5. Voltmeter AC

IV. Teori Dasar

Umumnya pada laboratorium-Iaboratorium, tegangan

tinggi bolak-balik diperoleh dengan cara menaikkan

tegangan jala-jala dengan menggunakan transformator

penguji tegangan tinggi satu phasa. Untuk memperoleh

harga tegangan yang melebihi batas rating tegangan dari

sebuah transformator, maka dibuatlah suatu susunan

cascade dari beberapa buah transformator.

A. Metode Pengukuran Tegangan Tinggi Bolak-Balik

Dengan Sela Bola

Pada gambar (1) diperlihatkan prinsip pengukuran

tegangan puncak dengan menggunakan susunan elektroda

bola. Salah satu bola diketanahkan dan bola yang lain

diberi

tegangan bolak-balik U(t).

Untuk suatu sela S tertentu, terdapat suatu harga

puncak U(t) yang dapat menyebabkan tembus pada sela,

sehingga terjadi breakdown pada beda tegangan , dim

ana sesaat sebelum breakdown, harga U(t) sama dengan

harga . Gejala breakdown ini dipengaruhi oleh suatu

kelambatan waktu statistik yang singkat yang merupakan

waktu penantian timbulnya sebuah eIektron untuk

mengawali suatu lompatan elektron, dan suatu

kelarnbatan waktu formatif yang sarna singkatnya yang

diperlukan agar terjadi breakdown tegangan atau

kenaikan arus yang cepat pada jalur lompatan elektron.

Agar hasil pengukuran tegangan cukup baik, rnaka

harus diusahakan Jangan sampai terjadi gejala "Pre-

Discharge" dan gejala korona sebelum breakdown, dengan

cara membatasi lebar sela S sedemikian rupa, sehingga

medan listrik pada sela bola bersifat homogen.

Tegangan breakdown pada sela bola dengan isolasi udara

dapat ditentukan berdasarkan rumus berikut :

Ud = kd Udo ..........(1)

Dimana:

Kd adalah faktor koreksi yang harganya ditentukan oleh

kerapatan udara relatif (RAD), yang dapat ditentukan

harganya berdasarkan rumus :

.

B. Metode Pengkuran Tegangan Tinggi Bolak-Balik

Dengan Pembagi Tegangan Kapasitif

Pembagi tegangan kapasitif berfungsi menurunkan

harga tegangan yang tinggi ke harga tegangan yang dapat

diukur dengan aman. Proses pengukuran dapat dijelaskan

dengan menggunakan keterangan seperti gambar (2).

Dengan mengabaikan arus-arus yang mengalir pada

cabang-cabang CM1 dan CM2, maka didapatkan harga tegangan

U2 sebagai berikut :

..................................(3)

Kapasitor CM2 diisi melalui dioda D2 sampai ke

harga tegangan puncak dari U2 ke U2 maks. Galvanometer G

akan menunjukkan harga rata-rata dari UG dimana:

....................................(4)

Sedangkan

..............................(5)

Substitusikan persamaan (1.2) clan 1.4) ke persamaan

(1.3) akan menghasilkan :

Jadi :

............................(6)

V. Prosedur Percobaan :

A. Pembangkit dan Pengukuran Tegangan Tinggi Bolak

Balik

1. Rangkaian Percobaan :

TH =Transformator tegangan tinggi, 100 kV rms , 5

kVA

CST =Pembagi tegangan kapasitif, 100 kV rms , 500

pF

CWS =Bagian pengukuran dari pembagi tegangan

kapasitif

SB = Voltmeter AC pada kontrol box

TSM =Pengukur arus AC pada sisi sekunder

transformator tegangan tinggi S = Sela bola R6 = Tahanan peredam tegangan impulsR7 = Tahanan peredam tegangan AC F = Arrester

2. Kalibrasi

1. Catat temperatur dan tekanan udara sekeliling.

2. Buat rangkaian pereobaan seperti diatas.

3. Atur lebar sela S pada harga tertentu.

4. Atur trafo pengatur, sehingga harga tegangan pada

sela S dapat menyebabkan tembus.

5. Catat penunjukkan voltmeter pada SB sesaat sebelum

terjadi tembus.

6. Atur kembali sela S untuk beberapa harga, dan

untuk setiap harga S Inl diulangi pereobaan

diatas.

7. Gunakan elektroda bola dengan D = 10 em dan

pereobaan dilakukan untuk nilai S = 1,0; 1,5 ;

2,0; 2,5 ; 3,0 em.

8. Matikan sumber listrik.

9. Bandingkan nilai yang ditunjukkan pada voltmeter.

B. Karakteristik Tembus Beberapa Elektroda

1. Ganti susunan bola pada gambar (3) dengan

elektroda yang lain seeara bergantian, seperti

piring-piring, jarum-jarum, batang-batang.

2. Untuk setiap susunan elektroda, atur lebar S dan

naikkan harga tegangan selasela, dengan mengatur

transformator pengatur, sampai terjadi tembus.

3. Catat penunjukkan SB sesaat sebelum terjadi

tembus.

4. Lakukan pereobaan ini dengan lebar sela seperti

diatas.

5. Setelah percobaan seperti diatas dilakukan dengan

semua elektroda, maka turunkan tegangan sampai

minimum dan matikan sumber listrik.

Catatan:

Untuk setiap elektroda, maka harga-harga lebar sela S harus sama

V. Pertanyaan dan Jawaban

Pertanyaan :

1. Jelaskan cara kerja alat ukur tegangan SB.

2. Buat tabel-tabel yang berisi hasil-hasil percobaan

tegangan oleh alat ukur SB dan harga tegangan yang

dihitung dari pengukuran sela bola.

3. Jelaskan kegunaan dan prinsip kerja arrester yang

dipasang pada SISI tegangan rendah transformator.

4. Gambarkan kurva tegangan tembus Ub sebagai fungsi

dari setiap elektroda.

5. Jelaskan proses terjadinya tembus pada elektroda

dan bandingkan serta jelaskan perbedaan antara

elektroda-elektroda tersebut.

Jawaban :1. Cara kerja alat ukur tegangan SB adalah berdasarkan

prinsip pembagi tegangan kapasitif. Kapasitor CS dan

CWS diberi tegangan puncak Vs, dimana karakteristik

tegangan AC berbentuk sinusoidal, CS dan CWS akan

melepaskan muatan yang melalui sela pada saat tegangan

puncak pelepasan kapasitor telah mencapai harga

tegangan tersebut maka akan terjadi flash over pada

sela bola. Harga dari tegangan puncak pada tegangan

tembus sama dengan tegangan jatuh pada CWS yang

terukur pada voltmeter SB.

2. Tabel hasil percobaan tegangan oleh alat ukur SB dan

harga tegangan yang dihitung dari pengukuran sela bola

dapat dilihat di halaman Data Hasil Percobaan.

3. Berikut adalah kegunaan dan prinsip kerja arrester :

Kegunaan arrester :

Untuk menjaga kumparan tegangan rendah dari

pengukuran perubahan tegangan yang besar secara

tiba-tiba pada saat melakukan percobaan.

Arrester dipasang di sisi sekunder agar sisi

belitan primer tidak terbakar akibat lonjakan pada

saat terjadi tegangan tembus.

Arrester akan bekerja dengan tahanan non linear,

jadi saat terjadi lonjakan arrester akan memotong

lonjakan arus tersebut, sehingga alat akan normal

kembali.

Prinsip kerja arrester : Melewatkan arus lebih ke sistem

pentanahan/grounding, sehingga tidak menimbulkan tagangan

lebih yang dapat merusak isolasi peralatan listrik. Pada

saat keadaan normal arrester berlaku sebagai konduktor

dengan pentanahan relatif rendah.

4. Gambar kurva tegangan tembus Ub sebagai fungsi dari

setiap elektroda terlampir di halaman lampiran grafik.

5. Proses terjadinya tembus pada elektroda dan serta

perbedaan antara elektroda-elektroda tersebut :

Bila sisi primer transformator disuplay oleh tegangan,

maka phasa sisi sekunder terdapat tegangan yang

besarnya dapat dilihat pada voltmeter. Pada sisi

primer ini terdapat dua ujung yang bermuatan listrik

tidak sama. Apabila diantara kedua ujung diberi sela

yang kecil, maka akan terjadi perpindahan muatan

listrik atau loncatan energi listrik. Perpindahan

muatan inilah yang menyebabkan tembus elektroda.

Perbedaan tembus pada setiap elektroda :

Elektroda bola

Kuat medan yang terbentuk pada elektroda bola

belum hampir merata. Hal ini menyebabkan

diperlukannya muatan yang cukup besar terkumpul

pada sekitar elektroda untuk menghasilkan

tegangan tembus.

Elektroda Piring

Proses tembus udara diantara dua elektroda

terjadi melalui proses ionisasi tumbukan dari

molekul yang jumlahnya bertambah secara

eksponensial. Oleh karena itu, elektroda ini

mempunyai medan yang homogenyang berarti tembus

pada elektroda piring lebih sulit dan membutuhkan

tegangan tembus yang besar.

Elektroda Jarum

Dengan menggunakan elektroda jarum akan terbentuk

ketidak homogenan medan, sehingga tegangan tembus

pada elektroda jarum akan lebih mudah tembus

dengan tengangan yang rendah dan arus yang sangat

tinggi yang dikarenakan luas penampang nya kecil.

Elektroda Batang

Adanya ketidak homogenan membuat medanya lebih

sedikit berbeda, sehingga pembentukan avalanche

lebih lambat. Tegangan tembus pada elektroda

batang akan lebih besar daripada tegangan tembus

elektroda jarum.

VI. Data Hasil Percobaan

No Elek-

troda

Jarak(mm)

Parameter

Teg.Input

Teg.Tembu

Arus(mA)

Tekanan

Kelembaban

(V) s(kV) (Atm) (%)

Suhu(°F)

1 Jarum

19 3 16 988 91 8511 4 21 988 91 8510 3,8 19 988 91 85

1,515 4,8 24 988 91 8514 4,5 24 988 91 8515 4,3 26 988 91 85

215 4,5 23 988 91 8515 4,8 27 988 91 8514 4,3 22 988 91 85

2,514 4,3 23 988 91 8516 5 30 988 91 8517 5 25 988 91 85

No

Elek-

troda

Jarak(mm)

Parameter

Teg.Input(V)

Teg.Tembus(kV)

Arus(mA)

Tekanan

(Atm)

Kelembaban

(%)

Suhu(°F)

2 Bata 1 6 2 10 988 91 85

ng

7 2 11 988 91 858 2 12 988 91 85

1,510 3 18 988 91 8510 3 18 988 91 859 3 16 988 91 85

214 4,5 23 988 91 8514 5 24 988 91 8515 4,8 23 988 91 85

2,518 5,5 28 988 91 8518 5,5 28 988 91 8517 5,5 28 988 91 85

NoElektro-da

Jarak(mm)

Teg.Input(V)

Teg.Tembu

s(kV)

Arus(mA)

Tekanan

(Atm)

Kelembaban

(%)

Suhu(°F)

3 Piring

14 1 1 988 91 852 1 0,5 988 91 852 1 0,5 988 91 85

1,52 1 0,5 988 91 855 1,2 0,5 988 91 853 1,2 0,5 988 91 85

28 2 0,5 988 91 855 2 0,5 988 91 856 2 1 988 91 85

2,59 3 0,5 988 91 8510 3 1 988 91 8510 3 1 988 91 85

No

Elek-

troda

Jarak(mm)

Parameter

Teg.Input(V)

Teg.Tembus(kV)

Arus(mA)

Tekanan

(Atm)

Kelembaban

(%)

Suhu(°F)

4 Bola

19 2,5 12 988 91 859 2,5 13 988 91 858 2,5 12 988 91 85

1,510 3 16 988 91 8510 3 16 988 91 859 3 17 988 91 85

212 5 25 988 91 8513 4,5 25 988 91 8513 4,5 23 988 91 85

2,514 5 29 988 91 8514 5 31 988 91 8517 5,5 29 988 91 85

VII. PENGOLAHAN DATA

Jarum

1. Pada Jarak 1 mm

Vinput

o

o

o

o Kesalahan absolute

= 0,6 + 10 = 10,6

= 0,6 – 10 = -9,4

o Kesalahan relative

Voutput

o

o


= 0,4+ 3,6 = 4

= 0,4 – 3,6 = - 3,2


Ioutput

o

o

o


= 0,4466 + 18,66 =

19,1066

= 0,4466 – 18,66 = -

18,2143


2. Pada Jarak 1,5 mm

Vinput

o

o


= 0,46 + 14,6 = 15,06

= 0,46 – 14,6 = -

14,14


Voutput

o

o


= 0,13 + 4,6 = 4,73

= 0,13 – 4,6 = -4,47


Ioutput

o

o

o



3. Pada jarak 2 mm

Vinput

o

o



Voutput

o

o



Ioutput

o

o

o



4. Pada jarak 2,5 mm

Vinput

o

o



Voutput

o

o



Ioutput

o

o

o



Batang

1. Pada Jarak 1 mm

Vinput

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

Voutput

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

Ioutput

o

o




Vinput

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

Voutput

o

o


oKesalahan relative

Ioutput

o

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

3. Pada Jarak 2 mm

Vinput

o

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

Voutput

o

o


oKesalahan relative

Ioutput

o

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative


Vinput

o

o


oKesalahan relative

Voutput

o

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

Ioutput

o

o

o

oKesalahan absolute

oKesalahan relative

Piring

1. Pada Jarak 1 mm

Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative


Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

3. Pada Jarak 2 mm

Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative


Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Bola

1. Pada Jarak 1 mm

Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative


Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

3. Pada Jarak 3 mm

Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative


Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

5. Pada Jarak 4 mm

Vinput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Voutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

Ioutput

Kesalahan absolute

Kesalahan relative

IX. Analisa

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

........................

X. Kesimpulan

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

........................

Lampiran Grafik

LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK TEGANGAN TINGGI

PERCOBAAN II

Tegangan Tinggi Impuls

NAMA : DAVID JUJUR

NIM : 03111004049

KELOMPOK : VII (TUJUH)

ANGGOTA: 1. Putranusa Perkasa (03111004063)

2. Andi Yusuf Marsalan

(03111004067)

3. Samuel Nababan

(03111004073)

TANGGAL : 10 April 2014






2014PERCOBAAN II

I. Nama Percobaan : Tegangan Tinggi impuls

II. Tujuan Percobaan :

1. Mempelajari dan memahami pembangkitan tegangan

impuls dan pengukurannya

2. Mempelajari kemungkinan (probabilitas) tembus

tegangan tinggi impuls pada elektroda.

III. Alat – alat Yang Digunakan :

1. Trafo penaik tegangan 60 KV, 5 KVA

2. Generator Marx.

3. Cathode Ray Oscilloscop.

4. Instrumen Pengukuran.

IV. Teori DasarDalam keadaan kerja, peralatan – peralatan

elektik selain dapat dibebani tegangan kerjanya,

juga harus memiliki ketahanan terhadap pembebanan

tegangan lebih impuls akibat sambaran petir maupun

akibat proses pengoperasian saklar daya.

Penguasaan cara pembangkitan tegangan tinggi

impuls diperlukan, agar dapat dihasilkan bentuk

tegangan yang mendekati kejadian pembebanan

transien yang terjadi di jaringan dan agar dapat

dilakukan penelitian dasar tentang tembus

elektrik.

Bentuk–bentuk gelombang tegangan tinggi impuls

diperlihatkan pada gambar (1)

Gambar 1. Bentuk-bentuk gelombang tegangan impuls

Tegangan impuls terpotong adalah tegangan impuls

yang tiba – tiba menjadi nol pada saat mencapai puncak

atau sewaktu di muka atau ekor.

Tegangan impuls eksponensial ganda dipergunakan

untuk peniruan teganagn surja petir dan tegangan surja

hubung. Perbedaan antara tegangan impuls surja petir

dan surja hubung ditentukan pada lama waktu muka dan

waktu ekor, seperti terlihat pada gambar ( 2 ).

Tegangan impuls surja petir memiliki bentuk 1,2/50 yang

berarti waktu muka T1 = 1,2 µ s dan waktu setengah ekor

T2 = 50 µ s. Tegangan impuls surja hubung memiliki

bentuk 250/2500 yang berarti waktu mencapai puncak T1 =

250 µ s dan setengah ekor T2 = 2500 µ s.

a. Tegangan impuls surja petir

b. Tegangan impuls surja hubung

Gambar 2. Bentuk gelombang tegangan impuls

4.1. Pembangkitan Tegangan Terpadu

Rangkaian dasar pembangkitan tegangan impuls surja

petir dan surja hubung adalah sama, hanya berbeda

besar elemen-elemen rangkaiannya. Rangkaian dasar

yang biasa digunakan adalah seperti pada gambar

(3).

Gambar 3. Rangkaian dasar pembangkitan tegangan impuls

Pertama-tama kondensator impuls Cs diisi muatan

dengan tegangan tinggi searah melalui tahanan

tinggi sampai dicapai tegangan pemuat U0. Dengan

penyalaan sela percik F, terjadi pelepasan muatan

mengisi kondensatorbeban Cb. Kemudian ke tahanan

pelepas Re. Teganganb impul diperoleh dari terminal

kondensator beban Cb.

Jika diinginkan waktu muka T1 yang singkat, maka

pelepasan muatan yang mengisi kondensator Cb harus

secepat mungkin dicapai dengan û, sedang waktu ekor

T2yang lama ditentukan oleh tahanan pelepas Re yang

jauh lebih besar dibanding tahanan peredam Rd.

Konstanta waktu pelepasan muatan ke kondensator Cb,

yang menentukan besar waktu muka, besarnya secara

pendekatan adalah Rd x Cb. Waktu muka ekor tegangan

impuls ditentukan oleh pelepasan muatan dari kedua

kondensator diaras. Tinggi harga puncak tegangan

impulsdiperoleh dengan pembanding muatan U0 Cs dan

Cb. Derajat efisiensi dari rangkaian pembangkitan

adalah :

η =

Secara umum diharapkan dengan tegangan pemuat U0

yang ada dapat diperoleh tegangan puncak û yang

tinggi, maka biasanyadipilih harga Cs >Cb. Dengan

demikian maka waktu ekor tegangan impuls ditentukan

oleh konstanta waktu Cs Re. Besaran lain yang

penting pada pembangkitan tegangan impuls adalah

energi impuls yang ditentukan oleh :

W =

Untuk pembangkitan tegangan impuls sangat tinggi

biasanya digunakan rangkaian pelipat ganda Marx,

seperti terlihat pada gambar (4). Disini sejumlah

kondensator impuls yang sama, secara paralel

menerima pengisian muatan dan secara seri terjadi

pelepasan muatan. Dengan demikian jumlah

keseluruhan tegangan penguat sesuai dengan jumlah

tingkatan rangkaian.

Gambar 4. Rangkaian palipat ganda Marx tiga tingkat

Pengisian muatan pada kondensator impuls Cs adalah

melalui tahanan yang tinggi RL yang dipasang

paralel, sampai dicapai tegangan pemuat setiap

tingkat sebesar U0. Dengan demikian penyalaan sela

percik, maka kondensator-kondensator Cs terhubung

secara seri dan terjadi pelepasan muatan ke

kondensator beban Cbmelalui tahanan-tahanan peredam

Rd. Selanjutnya pelepasan muatandari semua

kondensator akan melalui tahanan pelepas Re dan juga

Rd. Rangkaian Cascade Marx n tingkat dapat dibuat

rangkaian pengganti satu tingkatnya, dengan

besaran-besarannya menjadi :

U0 = n U0’ Rd = n Rd’

Cs = Re = n Re’

Denikian juga sama halnya digunakan pembangkit

impuls Cascade menurut rangkaian (3.a).

4.2. Pengukuran Tegangan Impuls

Pengukuran tegangan impuls dapat dilakukan dengan

sela percik bola, karena kejadian tembus elektrik

sela udara trejadi beberapa μ s setelah dicapai

tegangan tembus statis. Dengan demikian sela percik

bola dapat dipergunakan untuk pengukuran tegangan

puncak impuls yang tidak terlalu cepat dan untuk

waktu ekor T2 50 μ s. Hal ini berlaku dengan

mananggap bahwa di dalam ruang antara sela bola

terjadi pembawa muatan yang cukup, dimana tembus

elektrik akan langsung terjadi jika telah dicapai

tinggi dan kuat medan tertentu.

4.2.1. Waktu Keterlambatan Penyalaan

Kejadian tembus elektrik pada gas merupakan akibat

perkembangan “avalance” dengan adanya ionisasi

tumbuhan molekul-molekul gas. Paa sela elektroda di

udara. Pelepasan muatan dapat diawali jika terjadi

muatan pembawa pada posisi yang baik di dalam ruang

medan listrik. Jika pembawa muatan tidak berada

pada posisi tersebut, maka walaupuntegangan anjak

ionisasi Ue telah dilampaui, pelepasan muatan baru

diawali setelah selang waktuketerlambatan statis

ts. Setelah terbentuk avalance elektron pertama untuk

pengembangan kenal pelepasan selanjutnya sampai

erjadi tembus elektrik memerlukan waktu pembentukan

ts. Jumlah waktu-waktu tersebut yaitu setelah

sicapai tegangan anjak ionisasi Us pada t1 sampai

terjadi tembus elektrik, disebut waktu kelambatan

penyalaan tembus elektrik.

Tv = ta + ts

Waktu keterlambatan penyalaan tersebut dapat

dilihat pada gambar (5).

Gambar 5. Penentuan waktu kelambatan penyalaan

Pada tembus elektik tegangan impuls

4.2.2. Probabilitas Tembus Elektrik

Berdasarkan pengertian waktu kelambatan penyalaan

seperti yang diuraikan di atas, maka pada

pengukuran tegangan puncak impuls dengan sela

percik bola tidak dapat diketahui besar perbedaan

harga puncak tegangan U dengan tembusnya Ud.

Perbedaan ini dapat diketahui hanya jika dilakukan

berulang kali tembus elektrik pada sela bola

tersebut.

Syarat terjadinya tembus elektrik, secara

pendekatan dapat dipergunakan kriteria waktu,

dimana jika waktu setekah dicapai tegangan anjak

ionisasi melebihi waktu kelambatan penyalaan Tv,

maka dapat dipastikan tembus elektrik akan terjadi.

Karena adanya simpangan pada ts dan ta, maka waktu

pembentukan waktu Tv akan tidak konstan. Harga

rata-rata dari Tv berarti juga harga-harga tegangan

tembus Ud-50, dimana dalam hal ini dari sekian kali

pembebanan tegangan setengahnya terjadi tegangan

tembus elektrik. Secara umum dikatakan sebagai

harga perubahan probabilitas tembus P untuk harga

puncak û atau tegangan impuls. Gambar 6 menjelaskan

fungsi distribusi tegangan tembus impuls pada suatu

sela percik bola. Probabilitas tembus adalah nol

untuk û < Us, dimana tegangan tembus memiliki harga

batas bawah Ud-0 dan disebut sebagai tegangan

ketahanan yang sangat penting pengertiannya untuk

perhitungan kekuataan elektrik suatu isolasi. Ud-50

adalah harga tegangan yang dipergunakan untuk

pengukuran dengan sela percik bola. Ud-100 adalah

harga tegangan kepastian terjadi tembus elektik.

Hal ini memiliki arti penting untuk sela percik

pengaman pada suatu arrester yang merupakan batas

atas daerah simpangan tegangan impuls.

V. Prosedur Percobaan :

A. Pembangkitan Tegangan Tinggi Impuls Petir

1. Buat rangkaian percobaan seperti berikut tanpa

obyek pengujian.

2. Catat temperatur dan tekanan udara sekeliling

3. Atur sela bola S dari elektroda bola pada harga

tertentu.

4. Naikkan tegangan yang ditunjukkan oleh SM sampai

dengan harga tertentu yang diperkirakan dapat

menyebabkan tembus pada sela bola, bila

dilakukan trigger.

5. Lakukan trigger secara manual. Bila belum terjadi

tembus naikkan harga tegangan SM dan di trigger

lagi sampai terjadi tembus.

6. Catat harga tegangan yang diunjukkan oleh SM dan

SV setiap kali terjadi tembus.

7. Atur kembali lebar sela S untuk beberapa harga

dan untuk setiap harga S ini dilakukan percobaan

seperti di atas.

B. Tingkat Kemungkinan Terjadinya Tegangan Tembus

Pada Beberapa Elektroda.

Lakukan prosedur percobaan di atas dengan

mengganti susunan elektroda bola-bola, jarum-

jarum, piring-piring, batang-batang yang dipasang

secara bergantian.

C. Pengaruh Homogenitas Medan Terhadap Tegangan

Impuls Pada Beberapa Elektroda.

1. Lakukan prosedur percobaan di atas dengan

memakai susunan elektroda bola-piring dan jarum-

piring sebagai obyek pengujian (TO).

2. Atur harga sela dari TO untuk harga-harga yang

digunakan, sehingga tembus pada TO adalah 50 %

dari tembus pada sela S.

VIII. Pertanyaan dan Tugas :

1. Hitung besar waktu muka T1 dan waktu ekor T2.

2. Hitung besar derajat efisiensi η dari

rangkaian tersebut berdasarkan elemen

rangkaian.

3. Buat kurva tegangan SV terhadap tegangan SM

berdasarkan data pengamatan pada percobaan

tanpa obyek pengujian.

4. Buat kurva tegangan Ud-50 terhadap S dari

setiap elektroda yang digunakan.

5. Berikan analisa dan kesimpulan saudara.

Jawaban :

1. Hitung besar waktu muka T1 dan waktu ekor T2?

Diketahui :

CS = 500 pF = 500 x 10-12 F

CB = 1200 pF = 1200 x 10-12 F

RB = Rp // Rs

= (1,8 X 8,5) / (1,8 + 8,5)

= 1,7627 k

RD = RSL1 + RSL2 + RSL3 +Rk

= 345 + 115 + 115 + 50

= 625

T1 = ( RD + RB ) ( CS X CB )

= ( 625 + 1762,7 ) (( 500 x 10-12 ) x

( 1200 x 10-12 ))

= 2387,7 x (6 x 10-19)

= 1,43262 x 10-19 Sekon

T2 = (( RD x RB ) / ( RD + RB )) x (( CS x

CB ) / ( CS + CB )

= (( 625 x 1762,7 ) / ( 625 +

1762,7 )) x (( 500 x 10-19 ) x ( 1200 x 10-

19 ) / ( 500 x 10-19) + ( 1200 x 10-19 ))

= ( 1101687,5 / 2387,7 ) x (6 x 10-19 /

1700 x 10-19 )

= 461,401 x (3,529 x 10-10)

=1,6283 X 10-7 Sekon

2. Hitung besar derajat efisiensi η dari

rangkaian tersebut berdasarkan elemen

rangkaian?

η = CS / (CS + CB )

= 500 / ( 500 + 1200 )

= 0,2941 x 100%

= 29,41 %

3. Buat kurva tegangan (V) terhadap tegangan

tembus (Kv) berdasarkan data pengamatan pada

percobaan tanpa obyek pengujian?

TERLAMPIR

4. Buat kurva tegangan Ud-50 terhadap S dari

setiap elektroda yang digunakan?

TERLAMPIR

5. Berikan analisa dan kesimpulan saudara?

TERLAMPIR

VII. Data Hasil Percobaan

NoJarak

(mm)

Teg.Tembus HV(kV)

Jarak/KV

(mm/KV)Arus(mA)

Tekanan

(atm)

Kelembapan (%)

Suhu(0F)

Strip

1 516 5/20 1,8 938 89 86,7 1017 5/20 1,7 938 89 86 1117 5/20 2 938,5 89 86 11

2 623 5/24 3 938,5 89 86 1723 5/24 3 938,5 89 86 1723 5/24 3 938 89 86 17

3 725 7/28 3,6 938,5 89 86 1826 7/28 2,3 938,5 89 86 1825 7/28 3,8 938,5 88,2 86 18

4 828 8/30 4,4 938 88,2 86 2027 8/30 3,4 938,5 88 86 2027 8/30 4 938,5 88,2 86 20

VIII. Pengolahan Data

a. Tegangan Tembus (kV)

Tegangan tembus (VB) pada S = 5 mm

Vb rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif


Vb rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif


Vb rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif


Vb rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif

b. Arus (mA)

Arus (I) pada S = 5 mm

Ib rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif


Ib rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif


Ib rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif


Ib rata-rata

Kesalahan absolut

Kesalahan relatif

IX. Analisa

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

........................

X. Kesimpulan

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

........................

LAMPIRAN GAMBAR

Gambar Praktikan

Peak Voltmeter dan AC Peak

Elektroda

Voltmeter

High Voltage Testing Unit

Barometer

LAMPIRAN GAMBAR

Gambar Praktikan

Multi Test Set Control Module

Barometer

LAMPIRAN GRAFIK

/Percobaan 2

praktikum tt

Documents