DOI : https://doi.org/10.32502/jse.v7i1.5206
Pengujian Peluahan Sebagian Menggunakan Rogowski Coil Inti Ferit dan Non Ferit dengan Variaasi Lilitan Sebanyak 10 Lilitan
Asri Indah Lestari 1 , Fadilah 2
1,2 Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Palembang asri_indahlestari@um-palembang.ac.id 1 , fadilah@um-palembang.ac.id 2
Received 06 Oktober 2022 | Revised 20 Oktober 2022 | Accepted 08 November 2022

## ABSTRAK
Peluahan Sebagian adalah salah satu fenomena yang terjadi pada sistem tenaga listrik, yang ditandai dengan fenomena panas yang akan mengganggu sistem isolasinya. Apabila fenomena ini dibiarkan pada waktu yang lama  maka  akan  mengganggu  proses  penyaluran  tenaga  listrik  ke  konsumen,  bahkan  bisa  membuat terhentinya proses penyaluran tenaga listrik. Pengujian Peluahan Sebagian dapat dilakukan pengujian dengan 2  cara  yaitu  konvensional  dengan  menggunakan  kopling  kapasitor  dan  non  konvensional  dengan menggunakan  metode  elektromagnetik,  metode  optik,  metode  akustik,  dan  metode  kimia.  Pengujian Peluahan Sebagian pada penelitian ini menggunakan cara non konvensional dengan metode elektromagnetik. Metode  elektromagnetik  yang  digunakan  adalah  Rogowski  Coil  dengan  inti  ferit  dan  non  ferit.  Masing- masing inti Rogowski Coil memiliki diameter dalam 1.2 cm, diameter luar 2.5 cm, tinggi 2.5 cm, dan lilitan sebanyak  10  lilitan.  Hasil  pengujian  Peluahan  Sebagian  terlihat  bahwa  Rogowski  Coil  inti  non  ferit  lebih cepat  merespon  dibandingkan  dengan  Rogowski  Coil  inti  ferit.  Sedangkan  untuk  tingkat  sensitivitas  dari kedua  inti  yang  digunakan  untuk  pengujian  Peluahan  Sebagian,  terlihat  bahwa  Rogowski  Coil  dengan  inti ferit lebih sensitif dari pada inti non ferit dengan nilai sensitivitas sebesar 11.63%.

## Kata kunci: Peluahan Sebagian, Rogowski Coil, Ferit, Non Ferit
Partial Discharge is one of the phenomena that occurs in the electric power system, which is characterized by the phenomenon of heat which will disrupt the insulation system. If this phenomenon is left for a long time, it will disrupt the process of distributing electricity, even stopping the process of distributing electricity. Partial discharge  testing  can  be  tested  in  2  ways,  namely  conventional  using  coupling  and  conventional  using electromagnetic methods, optical methods, acoustic methods, and chemical methods. Moisture testing in part in this study uses a non-conventional method with the electromagnetic method. The electromagnetic method used is the Rogowski Coil with ferrite and non-ferrite cores. Each Rogowski Coil core has an inner diameter of 1.2 cm, an outer diameter of 2.5 cm, a height of 2.5 cm and a total of 10 turns. The results of the partial sweat test show that the non-ferrite core Rogowski Coil responds faster than the ferrite core Rogowski Coil. As  for  the  sensitivity  level  of  the  second  core  used  for  partial  discharge  testing,  it  can  be  seen  that  the Rogowski  Coil  with  a  ferrite  core  is  more  sensitive  than  the  non-ferrite  core  with  a  sensitivity  value  of 11.63%.
Keywords: Partial Discharge, Rogowski Coil, Ferrite, Non-Ferrite

## I. PENDAHULUAN
Peluahan  Sebagian  adalah  salah  satu  fenomena  yang  menghasilkan  panas,  gelombang elektromagnetik  dan  gelombang  akustik,  dimana  semakin  sering  terjadi  maka  akan  semakin  mengganggu sistem isolasinya, baik  itu isolasi  padat, cair, maupun gas, dan akan mengganggu  proses penyaluran  tenaga listrik (Binotto, Castro, Santos, Rey, & Andreoli, 2020). Peluahan sebagian terdiri dari 3 jenis yaitu peluahan sebagian internal, peluahan sebagian permukaan, dan peluahan korona (Solihin, Nainggolan, & Despa, 2016).
Peluahan  sebagian  internal  biasanya  terjadi  pada  celah  atau  rongga  didalam  material  isolasi  padat atau cair, maka kuat medan didalam rongga tersebut akan lebih besar dari pada disekelilingnya. Apabila hal ini dibiarkan dalam waktu yang lama, maka akan memperburuk keadaan dielektrik disekelilingnya. Peluahan sebagian permukaan terjadi di permukaan isolasi padat yang tidak tertutupi oleh konduktor yang diakibatkan karena adanya pelepasan muatan dari konduktor ke media gas atau cair. Sedangkan peluahan korona adalah peluahan  yang  terjadi  pada  titik  logam  yang  tajam  di  suatu  medan  listrik,  peluahan  ini  dapat  ditemukan  di elektroda tegangan tinggi, tetapi peluahan korona juga dapat terjadi di sisi yang dibumikan (Kreuger, 1992).
Berdasarkan  Standar  IEC  ( International  Electrotechnical  Commission )  pengujian  Peluahan Sebagian  dapat  dilakukan  dengan  2  cara  yaitu  secara  konvensional  dan  non  konvensional.  Standar  IEC ( International  Electrotechnical  Commission )  62070  menjelaskan  bahwa  pengujian  Peluahan  Sebagian dilakukan secara konvensional dengan menggunakan kopling kapasitor (Standard, 2001). Sedangkan Standar
IEC  ( International  Electrotechnical  Commission )  62748  menjelaskan  bahwa  pengujian  Peluahan  Sebagian dilakukan  secara  non  konvensional  dengan  menggunakan  metode  elektromagnetik,  metode  optik,  metode akustik, dan metode kimia (Standard, 2016).
Rudolf  Ribeiro  Riehl  dkk,  melakukan  penelitian  dengan  membandingkan  anatara  dua  jenis  inti Rogowski  Coil  yang  berbeda  yakni  ferit  dan  teflon.  Dalam  pengujian  eksperimental,  pelepasan  penuh diinduksi dalam transformator yang berisi minyak, dan sinyal arus yang dihasilkan oleh Rogowski Coil akan dibandingkan  dengan  menggunakan  Power  Spectrum  Density  (PSD)  (Riehl,  et  al.,  2021).  Eka Putra  Waldi dkk,  melakukan  penelitian  perbandingan  inti  Rogowski  Coil  yakni  inti  non  ferit  menggunakan back  wire dengan  inti  yang  tidak  menggunakan back  wire ,  dengan  variasi  jumlah  lilitan  sebanyak  5,  10,  20,  dan  40 lilitan (Waldi, et al., 2020).
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran Peluahan Sebagian menggunakan metode Rogowski Coil dengan  inti  yang  berbeda,  yakni  inti  ferit,  dan  inti  non  ferit  dengan  lilitan  sebanyak  10  lilitan.  Selain melakukan perbandingan pengukuran dengan inti yang berbeda, penelitian ini juga  membandingkan dengan pengukuran sensor Haefely.

## II. METODE PENELITIAN
Rogowski  Coil  bekerja  berdasarkan  Induksi  Elektromagnetik  dengan  salah  satu  faktor  umumnya yaitu banyaknya jumlah belitan, dimana arus sesaat yang mengalir melalui belitan primer akan menghasilkan medan  magnet  berupa fluks.  Medan  magnet  fluks  ini  menginduksi  belitan  sekunder.  Belitan  sekunder  akan menghasilkan fluks yang berlawanan pada belitan primer, yang ditunjukkan dengan terjadinya beda potensial antara ujung-ujung belitan, yakni belitan primer dan belitan sekunder. Tegangan ini digunakan untuk meihat respon  dari  arus  sesaat  yang  akan  dideteksi.  Tegangan  yang  dihasilkan  sebanding  dengan  perubahan  arus yang  dihasilkan  dari  waktu  ke  waktu.  Tegangan  induksi  yang  dihasilkan  dapat  dihitung  dengan  persamaan (1) berikut ini (Waldi, et al., 2020), (Waldi, et al., 2021):
𝐸 = 𝑀 𝑑𝑖 0 𝑑𝑡 (1)
Dimana 𝑖 0 adalah arus sesaat  dari  Peluahan Sebagian yang melewati  belitan primer, yang  berubah terhadap waktu. M adalah adalah induktansi bersama antara belitan sekunder dan belitan primer pada Rogowski Coil. M dapat dihitung dengan persamaan (2) berikut ini:
𝑀 = 𝑁𝑊 𝜇
2𝜋 𝑙𝑛 𝑏 𝑎 (2)
Dimana  N  adalah  banyaknya  jumlah  lilitan  yang digunakan  pada  Rogowski  Coil.  W  adalah  tinggi Rogowski Coil dengan ukuran 2.5 cm, a adalah diameter dalam Rogowski Coil dengan ukuran 1.2 cm, dan b adalah diameter luar Rogowski Coil dengan ukuran 2.5 cm yang ditunjukan pada Gambar 1. Pada penelitian sebelumnya  semua  peneliti  setuju  (Argueso,  Robles,  &  Sanz,  2005),  (Waldi,  et  al.,  2020),  (Waldi,  et  al., 2021), (Waldi, et al., 2019) bahwa rangkaian ekivalen untuk Rogowski Coil ditunjukan seperti pada Gambar 2. Sedangkan untuk persamaan induktansi diri dapat ditunjukan pada persamaan (3) berikut:
𝐿 = 𝑁 2 𝑊 𝜇 2𝜋 𝑙𝑛 𝑏 𝑎 (3)
Pengujian linieritas dilakukan pada sensor untuk mengetahui kenaikan input pada charge kalibrator. Perhitungan total muatan pada Peluahan Sebagian dapat dihitung menggunakan persamaan (4) berikut ini:
𝑄 = 𝐶𝑉
(4)
Dimana  Q  adalah  besaran  simulasi  muatan  dengan  satuan  pico  coulombs  (pC),  C  adalah  kapasitor  dengan satuan Farad (F), dan V adalah besaran tegangan.
DOI : https://doi.org/10.32502/jse.v7i1.5206

## Gambar 1. Dimensi Rogowski Coil
Gambar 2. Rangkaian Ekivalen Rogowski Coil
Penelitian  ini  menggunakan  metode  non  konvensional  dengan  menggunakan  metode elektromagnetik  yaitu  Rogowski  Coil  yang  berinti  ferit  yang  dinamakan  dengan  FN10  dan  non  ferit  yang dinamakan dengan NN10, masing-masing intinya memiliki 10 jumlah lilitan yang ditunjukan pada Gambar 3.
(a) (b)
Gambar 3. (A) Rogowski Coil Inti Ferit (B) Rogowski Coil Inti Non Ferit
Pengujian Rogowski  Coil  ditunjukan pada Gambar  4  yang  memerlukan beberapa alat pendukung seperti generator fungsi dengan impedansi 50 Ohm, kalibrator muatan, osiloskop, kapasitor kopling, detektor PD, dan sensor Haefely (sensor komersial) sebagai pembanding. Generator fungsi berfungsi sebagai sumber dan  pengatur  beban  yang  menjadi  masukan  untuk  kalibrator  muatan.  Bagian  atas  dari  kapasitor  kopling terhubung ke salah satu input kalibrator muatan, kapasitor kopling berfungsi sebagai pembagi tegangan dan sebagai sensor frekuensi rendah yang artinya sensor ini hanya menerima frekuensi tinggi dan tidak menerima frekuensi rendah. Sedangkan bagian bawah kapasitor kopling terhubung dengan detektor PD dan output dari sensor  terhubung  ke  Chanel  2  pada  osiloskop.  Bagian  ground  dari  sensor  tersebut  terhubung  ke  salah  satu input  dari  Rogowski  Coil  dan  sisi  lainnya  terhubung  ke  charge  kalibrator  yang  belum  terhubung. Kemampuan membaca sensor ini dapat dilihat dengan menghubungkan output dari Rogowski Coil ke Chanel 3 pada osiloskop, setelah selesai maka hasil pengukuran dapat disimpan.
a b w w
Gambar 4. Rangkaian Pengujian Rogowski Coil

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian dilakukan dengan membandingkan sensor Haefely  dan Rogowski  Coil inti  ferit dan non ferit dengan jumlah muatan yang diinjeksikan ke rangkaian sebesar 705 pC. Respon dari sensor Haefely saat pengujian memiliki hasil respon yang sama  yaitu 0.706  Volt,  baik itu saat  pengujian sensor haefely dengan Rogowski Coil inti ferit maupun dengan inti non ferit, yang ditunjukan pada Gambar 5. Respon dari sensor Haefely  mengalami  kenaikan  pada  waktu  0.085  mikrodetik  dan  mulai  mengalami  penurunan  pada  waktu 0.175 mikrodetik sampai dengan 0.58 mikrodetik.
Gambar 5. Pengaruh Inti Rogowski Coil Terhadap Tegangan Sensor Haefely
Respon dari sensor Rogowski Coil dengan inti ferit menunjukan hasil yang lebih besar daripada inti non  ferit  yang  ditunjukan  pada  Gambar  6.  Dimana  bentuk  gelombang  yang  dihasilkan  oleh  Rogowski  Coil berbeda  dengan  bentuk  gelombang  yang  dihasilkan  oleh  sensor  Haefely,  yakni  respon  dari  Rogowski  Coil dalam keadaan berisolasi atau berbentuk redaman terlalu rendah.
Coupling Capasitor PD Detector Charge Calibrator S en sor R ogo w sk i C oi l Oscilloscope HUB Personal Computer (PC) Function Generator
DOI : https://doi.org/10.32502/jse.v7i1.5206
Gambar 6. Magnitude Tegangan Haefely, FN10, dan NN10
Perbandingan  tegangan  minimum  dan  maksimum  dari  sensor  Haefely  dan  Rogowski  Coil  dengan inti ferit dan non ferit ditunjukan pada Tabel 1 dibawah ini. Tegangan minum dari Rogowski Coil antara inti non ferit dan ferit mengalami penurunan, sedangkan untuk tegangan maksimumnya mengalami kenaikan.
Tabel 1. Tegangan Minimum dan Maksimum Haefely dan Rogowski Coil Jenis Sensor Tegangan Minumum Tegangan Maksimum NN10 -0.0145 0.02439 FN10 -0.05374 0.08216 Haefely -0.02469 0.706
Hasil  pada  Gambar  6  terlihat  perbedaan  grafik  yang  terlalu  jauh  antara  Rogowski  Coil  dan  sensor Haefely, sehingga dilakukan normalisasi gelombang dengan membagi nilai tegangan maksimum  pada Tabel 1  untuk  setiap  inti  Rogowski  Coil.  Hasil  gelombang  yang  telah  dilakukan  normalisasi  dapat  dilihat  pada Gambar 7, dimana Rogowski Coil inti non ferit lebih cepat merespon jika dibandingkan dengan inti ferit.
Gambar 7. Normalisasi Gelombang Haefely, FN10, dan NN10
Nilai  induktansi  bersama  Rogowski  Coil  inti  ferit  dan  non  ferit  dihitung  menggunakan  persamaan  (2)  dan nilai induktansi diri menggunakan persamaan (3) yang ditunjukkan pada Tabel 2 berikut ini. Perbedaan nilai ini  dipengaruhi  dari  nilai  permeabilitas  masing-masing  inti,  yakni  nilai  permeabilitas  untuk  ferit  adalah  75 H/m, sedangkan permeabilitas untuk non ferit adalah 0,22 H/m.
Tabel 2. Nilai Induktansi Bersama dan Induktansi Diri Jenis Sensor Induktansi Bersama (H) Induktansi Diri (H) FN10 2.1913 9.9342 NN10 6.4280 x 10 −3 0.0642
Dari  pengujian  kedua  inti  yang  berbeda  dari  Rogowski  Coil  memiliki  tingkat  sensitivitas  dengan  cara membagi  nilai  tegangan  maksimum  setiap  inti  Rogowski  Coil  dengan  nilai  tegangan  maksimum  sensor Haefely, lalu dikalikan dengan 100%,  maka tingkat sensitivitasnya dapat dilihat pada Tabel 3 berikut ini.
Tabel 3. Tingkat Sensitivitas Rogowski Coil Jenis Sensor Tingkat Sensitivitas FN10 11.63% NN10 3.45%

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan yang didapatkan maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Nilai  tegangan  sensor  Haefely  tidak  mengalami  perubahan  ketika  dilakukan  pengujian  dengan Rogowski Coil berinti ferit dan non ferit.
2. Dari pengujian 2 sensor yang telah dilakukan terlihat bahwa sensor yang memiliki sensitivitas yang baik berada pada sensor Rogowski Coil inti ferit dengan nilai sensitivitasnya sebesar 11.63%.

## DAFTAR PUSTAKA
Argueso,  M.,  Robles,  G.,  &  Sanz,  J.  (2005).  Implementation  of  a  Rogowski  Coil  for  the  Measurement  of Partial Discharges. Review of Scientific Instruments , 1-12.
Binotto,  A.,  Castro,  B.  A.,  Santos,  V.  V.,  Rey,  J.  A.,  &  Andreoli,  A.  L.  (2020).  A  Comparison  between Piezoelectric  Sensors  Applied  to  Multiple  Partial  Discharge  Detection  by  Advanced  Signal Processing Analysis. Engineering Proceedings , 1-6.
Kreuger, F. H. (1992). Industrial High Voltage. Netherlands: Delft University Press.
Riehl, R. R., Castro, B. A., Fraga, J. R., Puccia, V., Lucas, G. B., & Andreoli, A. L. (2021). Assessment of Rogowski  Coils  for  Measurement  of  Full  Discharges  in  Power  Transformers. Engineering Proceedings , 1-7.
Solihin,  A.,  Nainggolan,  J.  M.,  &  Despa,  D.  (2016).  Karakteristik  Peluahan  Sebagian  (Partial  Discharge) pada Isolasi Karet Silikon (Silicone Rubber) Menggunakan Sensor Emisi Akustik. Informatika dan Teknik ElektroTerapan , 1-6.
Standard,  B.  (2001). PD  IEC/TS  62070:  2000  High  Voltage  Test  Techniques  Partial  Discharge Measurement .
Standard,  B.  (2016). PD  IEC/TS  62478:  2016  High  Voltage  Test  Techniques  Measurement  of  Partial Discharge by Electromagnetic and Acoustic Methods.
Waldi, E. P., Frenzi, A. Y., Fernandez, R., Darmawan, Darwison, Laksono, H. D., . . . Hozumi,  N. (2019).
Development of Rogowski Coil Sensor for Partial Discharge Detection. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering , 1-6.
Waldi, E. P., Lestari, A. I., Fernandez, R., Mulyadi, S., Murakami, Y., & Hozumi, N. (2020). Rogowski Coil Sensor in the Digitization Process to Detect Partial Discharge. TELKOMNIKA Telecommunication, Computing, Electronics and Control , 1062-1071.
Waldi, E. P., Winarta, F. P., Lestari, A. I., Fernandez, R., Lasono, H. D., Aulia, . . . Hozumi, N. (2021). The Effect  of  the  Core  Material  of  the  Rogowski  Coil  Sensor  on  the  Sensitivity  of  the  Magnitude  of Partial Discharge. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering , 1-7.