## JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan)
Vol. 11  No. 1, pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## ANALISIS FLASHOVER DAN WITHSTAND TEST ISOLATOR  SILICONE  RUBBER  DAN  ISOLATOR  RESIN EPOKSI  SISTEM  DISTRIBUSI  20  kV  KONDISI  KERING DAN BASAH
Taryo 1* , Pertiwi Nurul Utami 2 , Abdul Syakur 3
1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Swadaya Gunung Jati Cirebon; Pemuda Raya  32 Kesambi Cirebon; taryo@ugj.ac.id
2 Teknik Elektro Jl. Srijaya Negara, Bukit Lama, Kec. Ilir Bar. I, Kota Palembang, Politeknik Negeri Sriwijaya; tiwipertiwitiwi@yahoo.com
3 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang; Jl. Prof. Soedarto, Tembalang Semarang; syakur@undip.ac.id
Riwayat artikel: Received: 5 September   2022 Accepted: 8  Oktober  2022 Published: 15 Januari  2023

## Keywords:
Flashover, Withstand test, isolator silicone Rubber, isolator resin epoksi, kering dan basah
Corespondent Email: taryo@ugj.ac.id
How to cite this article:
Taryo (2023). Analisis Flashover Dan Withstand Test Isolator Silicone Rubber Dan Isolator Resin Epoksi Sistem Distribusi 20 Kv Kondisi Kering Dan Basah. Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan, 11(1).
©  2023  JITET  (Jurnal  Informatika dan  Teknik  Elektro  Terapan).  This article  is  an  open-access  article distributed  under  the  terms  and conditions  of  the  Creative  Commons Attribution (CC BY NC)
Abstrak. Kegagalan  suatu  isolator  dapat  terjadi  karena  bahan  dielektrik isolator tembus listrik ( breakdown ) atas karena terjadinya lewat denyar udara pada permukaan isolator. Dalam kasus yang pertama, karakteristik listrik tidak dapat  pulih  seperti  semula  dan  sebagian  dari  isolator  mengalami  kerusakan mekanis sehingga tidak dapat digunakan lagi dan harus diganti. Pada peristiwa lewat  denyar,  terjadi  busur  api  yang  menimbulkan  pemanasan  pada permukaan isolator dan menimbulkan hubung singkat fasa-ke-tanah. Jika relai proteksi  bekerja,  tegangan  pada  isolator  menjadi  nol,  akibatnya  busur  api padam. Dengan demikian, isolator tidak sempat mengalami pemanasan yang lama  sehingga  terhindar  dari  kerusakan  Sampel  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah isolator sillicone rubber (buatan pabrik) dan isolator resin epoksi 20 kV (different shed dan same shed). Pengukuran dilakukan dengan menggunakan tegangan tinggi bolak–balik frekuensi 50 Hz guna mendapatkan nilai besaran flashover dan pengujian ketahanan ( withstand test ) pada isolator uji.  Penggunaan  tegangan  tinggi  dimaksudkan  agar  terjadi  tekanan  elektris (kuat medan listrik) yang cukup pada permukaan isolator. Untuk isolator resin epoksi  menggunakan  perbandingan  bahan  dasar  polimer  resin  epoksi  jenis DGEBA  (Diglycidyl  Ether  of  Bisphenol  –  A) (40%),  bahan  pematang  atau pengeras MPDA  (Metaphenylene-diamine) (40%),  Alumina  (Al2O3)  (10%), dan abu sekam padi (10%). Faktor lingkungan seperti kondisi kering dan basah sangat  berpengaruh  terhadap  tegangan flashover dan Withstand  Test . Tegangan  flashover  kondisi  basah  lebih  kecil  daripada  saat  kondisi  kering sedangkan Pengujian Ketahanan Tegangan ( Withstand Test ) tidak dipengaruhi kondisi  lingkungan.Pada  pengujian flashover kondisi  kering  didapat  hasil isolator  silicone  rubber  133,8  kV; Different  Shed 123,5  kV  dan Same  shed 125,1  kV. Silicone  Rubber memiliki  kecenderungan  nilai  flashover  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  isolator  lainnya  salah  satunya di  sebabkan oleh jarak  rayap  isolator silicone  rubber lebih  panjang.Pada  pengujian flashover kondisi basah didapat hasil isolator silicone rubber 124,7 kV; Different Shed 106,4 kV dan Same shed 106,4 kV. Silicone Rubber memilikikecenderungan nilai flashover lebih tinggi dibandingkan dengan isolator lainnya salah satunya di  sebabkan  oleh  jarak  rayap  isolator  silicone  rubber  lebih  panjang. Pada pengujian  ketahanan  tegangan  ( Withstand  Test )  kondisi  kering  dan  basah memiliki  hasil  yang  tidak  jauh  berbeda,  dimana  kondisi  kering  isolator Silicone  Rubber empat  sirip  didapat  hasil  45  kV,  Same  shed  empat  sirip didapat hasil 44 kV, dan different shed empat sirip didapat hasil 42 kV dan hasil pengujian kondisi basah Silicone Rubber empat sirip didapat hasil 45 kV, Same  shed  empat  sirip  didapat  hasil  45  kV,  dan different  shed empat  sirip didapat hasil 42 kV .

## 1. Pendahuluan
Ditinjau  dari  segi  kelistrikan,  isolator  dan udara  membentuk  suatu  sistem  isolasi  yang berfungsi  untuk  mengisolir  suatu  konduktor bertegangan dengan kerangka penyangga yang dibumikan sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir dari konduktor tersebut ke tanah. Ada dua hal yang dapat menyebabkan sistem isolasi ini  gagal  melaksanakan  fungsinya  yaitu terjadinya  tembus  listrik  pada  udara  di  sekitar permukaan  isolator  yang  disebut  peristiwa lewat-denyar  ( flashover )  dan  tembus  listrik pada isolator yang menyebabkan isolator pecah. Kegagalan  suatu  isolator  dapat  terjadi  karena bahan  dielektrik  isolator  tembus  listrik ( breakdown )  atas  karena  terjadinya  lewat denyar [1][2][4]udara pada permukaan isolator. Dalam kasus yang pertama, karakteristik listrik tidak  dapat  pulih  seperti  semula  dan  sebagian dari  isolator  mengalami  kerusakan [3][5][7] mekanis  sehingga  tidak  dapat  digunakan  lagi dan harus diganti. Pada peristiwa lewat denyar, terjadi busur api yang menimbulkan pemanasan pada  permukaan  isolator  dan  menimbulkan hubung  singkat  fasa-ke-tanah.  Jika  relai proteksi  bekerja,  tegangan  pada  isolator menjadi  nol,  akibatnya  busur  api  padam. Dengan  demikian,  isolator  tidak  sempat mengalami  pemanasan  yang  lama  sehingga terhindar dari kerusakan [1][15][16] Pengujian ketahanan ( withstand test ) adalah pengujian  tegangan  tinggi  yang  dilakukan dengan  memberikan  tegangan  pada  suatu peralatan  yang  diuji,  mulai  dari  tegangan nominal  alat  tersebut  hingga  mencapai  nilai tegangan  yang  lebih  tinggi  dari  tegangan nominalnya  pada  waktu  tertentu. [7] Bahan dielektrik  dikatakan  memiliki  ketahanan  yang baik  apabila  dapat  menahan  tegangan  untuk waktu  yang  cukup  lama  tanpa  terjadinya kegagalan  isolasi.  Prosedur  Pengujian  yang direkomendasikan bergantung pada sifat objek uji,  apakah  isolator  internal  atau  isolator eksternal, atau apakah isolator yang daoat pulih sendiri atau isolator tidak dapat pulih sendiri.
Dalam  makalah  ini  dibahas  mengenai pengujian flashover dan  pengujian  ketahanan ( withstand  test )  yang  dilakukan  pada  isolator silicon rubber dan isolator resin epoksi [6,11,12]
tegangan  menengah  yang  dilakukan  di Laboratorium  Tegangan  Tinggi  Universitas Gajah Mada.

## II. Eksperimen
Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah isolator sillicone rubber (buatan pabrik) dan isolator resin epoksi 20 kV (different shed dan same shed). Pengukuran dilakukan dengan menggunakan  tegangan  tinggi  bolak–balik frekuensi  50  Hz  guna  mendapatkan  nilai besaran  flashover  dan  pengujian  ketahanan ( withstand  test )  pada  isolator  uji  [13][14]. Penggunaan tegangan tinggi dimaksudkan agar terjadi  tekanan  elektris  (kuat  medan  listrik) yang  cukup  pada  permukaan  isolator.  Untuk isolator resin epoksi menggunakan perbandingan bahan dasar polimer resin epoksi jenis DGEBA (Diglycidyl Ether of Bisphenol – A) (40%),  bahan  pematang  atau  pengeras MPDA (Metaphenylene-diamine) (40%),
Alumina  (Al2O3)  (10%),  dan  abu  sekam  padi (10%) [8,9,10,17]
(a)
(b)
Gambar 1, Isolator uji (a). Isolator resin epoksi different sheed dan same shed (b). Isolator silicone rubber (buatan pabrik).

## 2.1 Pengujian Flashover
Pengujian  tegangan  lewat  denyar  dilakukan dengan  memberikan  tegangan  yang  secara terus-menerus dinaikkan sampai pada akhirnya terjadi  flashover. [2] Berikut  adalah  rangkaian pengujian tegangan flashover :
Gambar 2, Rangkaian Pengujian Flashover.
2.2 Pengujian Ketahanan

## Tegangan
(Withstand Test)
Pengujian ketahanan tegangan adalah pengujian tegangan  tinggi  yang  dilakukan  dengan memberikan  tegangan  pada  suatu  peralatan yang  diuji,  mulai  dari  tegangan  nominal  alat tersebut  hingga  mencapai  nilai  tegangan  yang lebih  tinggi  dari  tegangan  nominalnya  pada waktu tertentu. [2]
Pada  pengujian  kali  ini  dilakukan  pengujian sirip,  2  sirip  dan  4  sirip,  hal  ini  dikarenakan pada  pengujian  langsung  6  sirip,  alat  di laboratorium  tidak  mampu  sampai  terjadinya flash .
Gambar 3, Pengujian ketaanan tegangan ( Withstand Test ).

## III. Hasil dan Pembahasan
3.1 Pengujian Flashover
3.1.1  Tegangan flashover kondisi kering Kondisi kering disini adalah kondisi dimana pengujian  dilakukan  pada  kondisi  kelembaban yang  normal  (58%  -  67%), [6] kondisi  ini menggambarkan kondisi normal ketika isolator gantung  dipasang  di  lapangan  dan  keadaan cuaca dalam keadaan cerah. Berikut tabel hasil pengujian flashover kondisi kering :
Tabel 1, Hasil uji Flashover kondisi kering pada tiap – tiap isolator
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian flashover kondisi  kering  dari  Tabel  1,  dapat digambarkan grafik pada gambar 3.
Gambar 3, Grafik tegangan flashover pada kondisi kering.
Dari  grafik  pada  Gambar  3,  terlihat  bahwa isolator  type Silicone  Rubber kecenderungan memiliki nilai flashover lebih tinggi dibandingkan  dengan  isolator  lainnya.  Hal  ini salah  satunya  di  sebabkan  jarak  rayap  yang digunakan  pada  isolator  silicone  rubber  lebih panjang.  Semakin  panjang jarak  yang  dilewati oleh loncatan api akan semakin besar tegangan flashover nya .
SiR Different Shed Same Shed 1 131,6 123 124 2 133,7 124 122,9 3 135,7 124,3 124,9 4 135,8 124,4 125,4 5 134,7 122,7 123,5 6 133,8 122,8 125,6 7 131,3 123,3 129,5 Rata - rata 133,8 123,5 125,1 Jenis Isolator Percobaan
Ke -
Terlihat bahwa isolator  Resin Epoksi Same Shed kecenderungan  memiliki  nilai flashover lebih tinggi dibandingkan dengan isolator Resin Epoksi Different  Shed .  Hal  ini  salah  satunya disebabkan karena isolator dengan variasi sirip Same  Shed jarak flashover nya  lebih  panjang daripada  variasi Different  Shed .  Semakin panjang  jarak  yang  dilewati  oleh  loncatan  api akan semakin besar tegangan flashover nya.

## 3.1.2 Tegangan flashover kondisi basah
Pada pengujian ini yang dimaksud basah adalah kondisi  dimana  permukaan  isolator  basah (berembun), bukan kondisi basah karena hujan yang  besar.  Pengkondisian  kondisi  basah dilakukan  dengan  menyemprotkan  campuran antara aquades, Kaolin  dan  NaCl.  Setelah dilakukan  penyemprotan  segera  dilakukan pengujian sebelum permukaan isolator kembali kering.
Tabel 2, Hasil uji Flashover kondisi Basah pada tiap – tiap isolator.
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian flashover semua  kondisi  basah  dari  Tabel  2, dapat digambarkan grafik pada Gambar 4.
Gambar 4, Grafik tegangan flashover pada kondisi basah.
Dari  grafik  Gambar  4,  terlihat  bahwa isolator  type Silicone  Rubber kecenderungan memiliki nilai flashover lebih tinggi dibandingkan  dengan  isolator  lainnya.  Hal  ini salah  satunya  di  sebabkan  jarak  rayap  yang digunakan  pada  isolator silicone  rubber lebih panjang.  Semakin  panjang jarak  yang  dilewati oleh loncatan api akan semakin besar tegangan flashover nya .
Terlihat bahwa isolator Same Shed kecenderungan  memiliki  nilai flashover lebih tinggi  dibandingkan  dengan  isolator Different Shed . Hal ini salah satunya disebabkan karena isolator  dengan  variasi  sirip Same  Shed jarak flashover nya  lebih  panjang  daripada  variasi Different  Shed .  Semakin  panjang  jarak  yang dilewati  oleh  loncatan api akan  semakin besar tegangan flashovernya .
3.2 Pengujian Withstand Test
3.2.1 Pengujian  Withstand  Test  Kondisi

## Kering
Kondisi kering disini adalah kondisi dimana pengujian  dilakukan  pada  kondisi  kelembaban yang  normal  (58%  -  67%),  kondisi  ini menggambarkan kondisi normal ketika isolator gantung  dipasang  di  lapangan  dan  keadaan cuaca dalam keadaan cerah. Berikut tabel hasil pengujian  tegangan  tembus  ( Withstand  Test ) kondisi kering : SiR Different Shed Same Shed 1 122,7 87,2 105 2 125,6 107,6 100 3 117,8 109,8 107,6 4 125,9 108,1 121,1 5 126,5 106,7 123,3 6 127,5 113 81,3 7 127,2 112,7 107, 4 Rata - rata 124,7 106,4 106,4
Percobaan
Ke -
Jenis Isolator
Tabel 3, Hasil pengujian Ketahanan Tegangan (Withstand Test) kondisi kering.
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian ketahanan  tegangan  ( Withstand  Test ) semua kondisi kering dari Tabel 3, dapat digambarkan grafik pada Gambar 5.
Gambar  5,  Grafik  Pengujian  ketahanan tegangan ( Withstand Test ) pada kondisi kering.

## 3.2.2 Pengujian  Withstand  Test  Kondisi Basah
Pada  pengujian  ini  yang  dimaksud  basah adalah  kondisi  dimana  permukaan  isolator basah (berembun), bukan kondisi basah karena hujan yang besar. Pengkondisian kondisi basah dilakukan  dengan  menyemprotkan  campuran antara aquades, Kaolin  dan  NaCl.  Setelah dilakukan  penyemprotan  segera  dilakukan pengujian sebelum permukaan isolator kembali kering.  Berikut  hasil  pengujian  Ketahanan tegangan (Withstand Test) :
Tabel 4, Hasil pengujian Ketahanan Tegangan (Withstand Test) kondisi basah.
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian ketahanan  tegangan  ( Withstand  Test ) semua kondisi basah dari Tabel 4, dapat digambarkan grafik pada Gambar 6.
Gambar  6,  Grafik  Pengujian  ketahanan tegangan ( Withstand Test ) pada kondisi basah.

## IV. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini antara lain: 1. Faktor  lingkungan  seperti  kondisi  kering dan  basah  sangat  berpengaruh  terhadap tegangan flashover dan Withstand  Test . Tegangan  flashover  kondisi  basah  lebih kecil  daripada  saat  kondisi  kering sedangkan Pengujian Ketahanan Tegangan ( Withstand Test ) tidak dipengaruhi kondisi lingkungan.Pada pengujian flashover kondisi kering didapat hasil  isolator  silicone  rubber  133,8  kV; Different  Shed 123,5  kV  dan Same  shed 125,1  kV. Silicone  Rubber memiliki kecenderungan nilai flashover lebih tinggi dibandingkan  dengan  isolator  lainnya salah satunya di sebabkan oleh jarak rayap isolator silicone rubber lebih panjang. 2. Pada  pengujian flashover kondisi  basah didapat hasil isolator silicone rubber 124,7 kV; Different  Shed 106,4  kV  dan Same shed 106,4 kV. Silicone Rubber memiliki kecenderungan nilai flashover lebih tinggi dibandingkan  dengan  isolator  lainnya salah satunya di sebabkan oleh jarak rayap isolator silicone rubber lebih panjang.
3. Pada  pengujian  ketahanan  tegangan ( Withstand Test ) kondisi kering dan basah memiliki  hasil  yang  tidak  jauh  berbeda, dimana  kondisi  kering  isolator Silicone Rubber empat  sirip  didapat  hasil  45  kV,
Same shed empat sirip didapat hasil 44 kV, dan different shed empat sirip didapat hasil 42  kV  dan  hasil  pengujian  kondisi  basah Silicone Rubber empat sirip didapat hasil
Jumlah Sirip Different Shed (BKB) (kV) Same Shed (BBB) (kV) Silicone Rubber (SiR) (kV) 1 18 21 18 2 28 29 31 4 42 44 45
Jumlah Sirip Different Shed (BKB) (kV) Same Shed (BBB) (kV) Silicone Rubber (SiR) (kV) 1 16 18 14 2 31 32 28 4 42 45 45
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan)    pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062 Taryo et al
45 kV, Same shed empat sirip didapat hasil
45  kV,  dan different  shed empat  sirip didapat hasil 42 kV.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Arismunandar,  A.,  Teknik  Tegangan  Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta, 2001.
[2].  Tobing,  Bonggas  L,  Peralatan  Tegangan Tinggi edisi kedua, Erlangga, Jakarta, 2002.
[3].  D.F  Warne,  A.T  Johns,  Advances  in  Hogh Voltage Engineering, IET Power and Energy Series 40, 2007.
[4]. Karner/Kind, High-Voltage Insulation Technology,  Translate  from  Germany  by  Y. Narayana Rao Indian Institute Of
Technology, 1985.
[5].    Guror,  Ravi  S.,  E.A.  Cherney  dan  J.T Burnham, Outdoor Insulators, USA, 1999.
[6].  Berahim,  Hamzah., Metodologi  untuk Mengkaji  Kinerja  Isolasi  Polimer  Resin Epoksi  Silane  Sebagai  Material  Isolator Tegangan Tinggi di Daerah Tropis, Disertasi
S-3  Fakultas  Teknik  Elektro  Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta, 2005.
[7].  WL  Vosloo,  JP  Holtzhausen,  High  Voltage Engineering Practice and Theory
[8].  SPLN  10-3B. Tingkat    Intensitas    Polusi
Sehubungan    Dengan    Pedoman  Pemilihan
Isolator . Perusahaan Listrik Negara, 1993
[9]. Desain Test report silicone rubber ohio brass 222  kN  (50K  LBS)  SML  Hi*Lite  XL,  IEC 1109, 1998.
[10].  Salama  Manjang,  Ibrahim  Abduh.  Leakage current  patterns  on  artificially  polluted porcelain  and  polymer  insulator.Universitas Hasanuddin.2006.
[11].  Mustamin,  Salama  Manjang,  Karakteristik Isolator  Polimer  Tegangan  Tinggi  di  Bawah Penuaan Tekanan Iklim Tropis Buatan Yang Dipercepat, Universitas Hasanuddin, 2010.
[12]. Sulistyanto, Dwi Aji, Abdul Syakur. Analisis Arus  Bocor  Dan  Tegangan  Flashover  Pada
Isolator  Suspensi  20  Kv  3  Sirip  Dengan  4 Tipe  Sirip  Berbahan  Polimer  Resin  Epoksi Silane Silica, Skripsi, Universtias Diponegoro, 2012.
[13].  Dwi Setiaji, M. Ervan, Pengujian Tegangan Flashover  Dan  Arus  Bocor  Pada  Isolator  20 Kv  Berbahan  Resin  Epoksi  Silane  Kondisi Basah  Dan  Kering,  Skripsi,  Universitas
Diponegoro, 2013.
[14].  Suwarno, Diagnostic  of  Outdorr  Insulator Using Leakage Current Waveform Parameters ,  Departement  of  Electrical Engineering, Bandung Institute of
Technology,2005.
[15].  Yanolanda Suzantry H, Suharyanto, Pengaruh Radiasi  UV  Buatan  Terhadap  Kerusakan Permukaan  Bahan  Isolasi  Resin  Epoksi Silane, Jurusan Teknik Elektro dan Informatika, Universitas Gajah Mada, 2005.
[16].  Arif  Jaya,  Abu  Sekam  Padi  Bisa  Kurangi Radiasi  UV  Pada  Isolator , Jurusan  Teknik Elektro  dan  Informatika,  Universitas  Gajah Mada, 2013.
[17].  Taryo,  A.  Syakur, Comparison  Study  on Leakage Current of 20 kV Silicon Rubber and Epoxy  Resin  Insulator  Under  Dry  and  Wet Condition ,  5th  International  Conference  on Information  Technology,  Computer,  and Electrical Engineering (ICITACEE), 2018.