Abstract — Ceramic  insulation  is  widely,  has  been  widely used as a part of the voltage to one part with the other voltage. But in  fact  the  use  of  isolation  in  both  distribution  and  transmission networks  is  often  found  to  cause  partial  discharge  failure.  This final project makes a device that can detect the existence of partial discharge in solid insulation made from ceramics. Partial discharge can  be  detected  using  an  RC  Detector  and  High  Pass  Filter  with auxiliary equipment such as a ball and oscilloscope to observe the waves displayed. Tests in this study use two ceramic insulators that are  still  new  and  that  have  already  been  used.  From  the  tests  that have been carried out on the two ceramic insulators, different wave results are obtained on the same test.
Keywords:  Ceramic  insulation;  High  Pass  Filter;  Partial Discharge; RC Detector.
Abstrak — Isolasi  berbahan  keramik  secara  luas,  telah banyak  digunakan  sebagai    penyekat  bagian  yang  bertegangan satu  dengan  bagian  yang  bertegangan  lainnya.  Namun  dalam kenyatannya  penggunaan  isolasi  baik  pada  jaringan  distribusi maupun  transmisi  sering  ditemukan partial  discharge penyabab terjadinya  kegagalan.  Penelitian  ini  membuat  suatu  alat  yang dapat  mendeteksi  adanya  partial  discharge  pada  isolasi  padat berbahan keramik. Partial discharge dapat dideteksi menggunakan RC  Detector dan High  Pass  Filter dengan peralatan  bantuh  seperti  selah  bola  dan osiloskop  untuk mengamati  gelombang  yang  ditampilkan.  Pengujian  dalam penelitian  ini  menggunakan  dua  isolator  keramik  yang  masih baru  dan  yang  sudah  pernah  digunakan.  Dari  pengujian  yang telah  dilakukan  pada  kedua  isolator  keramik  maka diperoleh hasil gelombang yang berbeda pada pengujian yang sama.
Kata kunci: Isolasi keramik; High Pass Filter; Partial Discharge; RC Detector.

## I. P ENDAHULUAN
Penyaluran  energi  listrik  dari  pembangkit  ke  konsumen akan  mengalami  rugi-rugi  sepanjang  saluran,  untuk  itu  maka perlu  dinaikkan  tegangan  yang  dihasilkan  pada  pembangkit untuk mengurangi rugi-rugi yang terjadi sepanjang saluran.[1] Tegangan yang dinaikkan bisa menjadi tegangan tinggi dari 70 kv  bahkan  sampai  tegangan  extra  tinggi  500  kv  Tegangan tinggi  sangat  dipengaruhi  oleh  kondisi  isolasi.  Isolasi  adalah salah  satu  faktor  yang  penting  sebagai  penyekat  bagian bertegangan  yang  satu  dengan  bagian  bertegangan  lainnya. Bahan isolasi terdiri dari tiga jenis yaitu yaitu isolasi padat,
isolasi cair dan isolasi gas/udara, dimana bahan-bahan tersebut memiliki kelebihan dan kelemahan masing-masing.
Mekanisme  terjadinya  kegagalan/ breakdown pada isolasi yaitu kegagalan intrinsic , kegagalan thermal , kegagalan electromechanical ,  kegagalan streamer dan  kegagalan partial discharge .  Penyebab  terjadinya  kegagalan  Partial  discharge karena  adanya  void  yang  berisi  gas/udara  pada  bahan  isolasi. Partial  discharge juga  dapat  dikatakann  sebagai  rugi-rugi karena  dapat  menurunkan  kualitas  dari  bahan  isolasi tersebut[2].
Dalam  pabrikasinya  isoalasi  besar  kemungkinan  tidak sempurna,  sehingga  dapat  menyebabkan  cacat  ( defect ).  Cacat itu dapat timbul dalam bentuk rongga udara ( void ), yang berisi gas.  Didalam  bahan  isolasi  padat  terdapat  permitivitas  relatif lebih  besar  dibandingkan  dengan  isolasi  gas  yang  lebih kecil[3]. Dengan demikian apabilah isolasi padat terdapat void maka pada saat beroprasi gas akan menahan kuat medan yang lebih  besar  dari  isolasi  padat,  sedangkan  kekuatannya  jauh lebih  kecil  dibawa  isolasi  padat.  Akibatnya  gas  sudah mengalami breakdown, sementara  isolasi  padat  masih  dalam kondisi  sehat.  Peristiwa  ini  disebut  dengan partial discharge [4].  Dengan  adanya  masalah  tersebut  maka  kami mencoba  untuk  membuat  suatu  Penelitian  yang  berjudul “Perancangan  Pendeteksi Partial  Discharge pada  Isolasi Padat”.

## A. Pengertian Isolasi
Isolasi  adalah  suatu  bahan  yang  tidak  dapat mengahantar  aliran  listrik,  bersifat  memisahkanan/menyekat bagian  yang  bertegangan  satu  dengan  bagian  bertegangan lainnya  agar  tidak  terjadi  kebocoran  pada  suatu  peralatan tegangan  tinggi.  Fungsi  lainnya,  isolasi  sebagai  pelindung dengan  tujuan  melindungi  bagian  yang  bertegangan  agar manusia yang berada disekitar peralatan atau penghantar tidak tersengat  listrik.  Penggunaan  bahan/materal  isolasi  pada tegangan tinggi terbagi atas tiga bahan utama yaitu isolasi cair, isolasi gas/udara dan isolasi padat[5].

## B. Bahan Isolasi Padat
Isolasi  padat  secara  umum  mempunyai  sifat  dielektrik yang  baik,  mempunyai  kemampuan  mekanik  dan  dapat menjadi protektor terhadap lingkungan. Beberapa keuntungan

## Perancangan Pendeteksi Partial Discharge Pada Isolasi Padat
Mika, Lily Setyowati Patras, Fielman Lisi Teknik Elektro Universitas Sam Ratulangi Manado, Jl. Kampus Bahu-Unsrat Manado, 95115 e-mail: mikadarius96@gmail.com, lily.patras@unsrat.ac.id, fielman_lisi@unsrat.ac.id
Gambar 1. Grafik Kegagalan Pada Bahan Isolasi Padat
Gambar 2.  Kegagalan Thermal
dari  isolasi  padat  diantaranya  bersifat self  supporting (tidak perlu  pendukung)  dan  tidak  perlu  wadah.  Isolasi  padat  juga memiliki  kelemahan  yaitu  sifat recovery isolasinya  rendah sehingga  sekali  mengalami  tembus  maka  sudah  tidak  dapat lagi  digunakan  dan  fungsi  sebagai  pendingin  kurang  baik. Adapun bahan-bahan isolasi padat bersumber dari alam melaui tumbuh-tumbuhan dan pertambangan.

## 1) Isolasi Kertas dan Press Boards
Kertas  dan  papan  ( board )  terbuat  dari  bahan  baku selulosa yang berasal dari berbagai bahan seperti kayu, kapas, papyurs ,  serat  alam  (yute,rami)  dan  bambu.  Kertas  untuk dielektrik biasanya diproses dari pulp kayu kraft yang berasal dari  konifer,  kayu  lunak  atau  pinus.  Selulosa  mempunyai rumus  kimia  (C6H10O5)  yang  merupakan  polimer  dengan berat molekul tinggi yang terdiri dari kristalin yang bergabung dengan bagian amorphous . Secara umum selulosa mempunyai ikatan  linier.  Namun  tidak  jarang  dilakukan cross  linking ringan.
Perbedaan  antara  kertas  dan paper  board kurang  jelas namun  biasanya  dilihat  dari  ketebalannya.  Kertas  biasanya untuk  ketebalan  kurang  dari  0,8  mm  sedangkan paper  board untuk ketebalan yang lebih dari itu. Pada proses pembentukan awal maka kandungan air dapat mencapai 98% namun proses selanjutnya,  kertas  dikeringkan  dan  kandungan  kelembaban didalamnya  turun  hingga  sekitar  5%.  Kertas  mempunyai  sifat higriskopik  (muda  menyerap  air).  Oleh  karena  itu  dalam pemakaiannya  dikeringkan  dahulu  kemudian  diimpregnasi dengan minyak mineral, minyak sintetik atau minyak sayur
Gambar 3. Kegagalan Partial Discharge dan Ragkaian Ekivalennya
Gambar 4.  Isolator Piring Tipe Clevis
( vegetable  oil ).  Konstata  dielektrik  kertas  sangat  tergantung dari minyak impregnasi dan selulosa bahan kertasnya.

## 2) Karet
Karet  organik  berasal  dari  getah  karet.  Dengan pemrosean tertentu maka dapat diperoleh isolasi karet organik dengan bentuk yang diinginkan. Karet mempunyai sifat elastis dan  temperatur  operasi  relatif  rendah.  Pada  suhu  tinggi  karet akan lembek dan bahkan meleleh.

## 3) Kayu
Kayu  sudah  sangat  lemah  diguankan  sebagai  isolasi. Menara  kayu  banyak  dipergunakan  hingga  tegangan menengah.  Kelemahan  kayu  sebagai  isolasi  adalah  tingkat penyerapan  terhadap  air  yang  sangat  mempengaruhi  sifat kayu.  Pada  saat  ini  kayu  masih  digunakan  untuk  isolasi terutama di daerah-daerah terpencil.

## 4) Gelas
Berbeda  dengan  keramik  yang  merupakan  kristalin maka  gelas  adalah amorphous cair  dengan  viskositas  tinggi dan  dicampur  dengan  oksida  logam  seperti  kalsium  atau timbal.  Gelas  didinginkan  ke  fase  padat  tanpa  mengalami kristalisasi. Gelas merupakan material inorganik thermoplastic . Pada temperatur dibawah transisi gelas bersifat keras  dan  pada  temperatur  diatas  transisi  gelas  menyerupai plastik  dan  melembek.  Gelas  untuk  aplikasi  sebagai  isolasi secara umum adalah dari jenis silikat.
Gamba 5.  Isolator Piring Jenia Ball and Socket
Gambar 6.  Isolator Pasak

## 5) Keramik (Porselen)
Keramik termasuk bahan  isolasi/dielektrik  yang secara luas telah dipergunakan sajak lama baik untuk isolasi maupun pada  jaringan  transmisi  dan  distribusi.  Keramik  terbuat  dari aluminium  silikat  hidrat  dengan  rumus  kimia    Al2O3SiO2.  x H2O.  Secara  umum  keramik  mempunyai  susunan  kristalin dengan  pengikat amorphous yang  terbentuk  selama  proses terutama pada saat pembakaran ( friying ). Rasio antara kristalin dan amorphous menentukan kualitas keramik.
Formasi  kristal  ditentukan  oleh  profil  temperatur  dan waku  pembakaran  disamping  oleh  bahan  baku  yang dipergunakan.  Keramik  dibagi  kedalam  dua  kelompok  dari harga  konstanta  dielektrik.  Keramik  dengan  konstanta dilektrik  rendah  (lebih  kecil  dari  dua  belas)  banyak dipergunakan  untuk  isolator  sedangkan  keramik  dengan konstanta  dielektrik  tinggi  dipergunakan  untuk  kapasitor  dan sensor/tranduser.

## 6) Mika
Istilah  mika  berasal  dari  bahasa  latin  Micare  yang artinya  bersinar.  Mika  ditemukan  di  india  sejak  tahun  2000 sebelum  masehi.  Mika  digunakan  sejak  awal  listrik diperkenalakan. Mika adalah senyawa kompleks silikat. Untuk keperluan  sebagai  isolasi  memiliki  dua  jenis  yaitu  mika moscovite dan  mika philoghopite. Secara  umum  sifat  mika sebagai berikut.
Gambar 7.  Isolator Batang Panjang
Gambar 8. Multicone Insulator
Isolasi  mika  digunakan  dalam  bentuk  pelat  atau  papan yang bervariasi. Pengaplikasian untuk isolasi bayak ditemukan pada  kapasitor,  jendela mocrowave spacer pada  tabung hampa,  partisi  pada  kubikel  dan  sebagainya.  Isolasi  ini  juga dibuat  secara  sintetik  dengan  sifat  yang  bahkan  lebih  baik. Temperatur operasinya bisa mencapai 900°C.

## 7) Polimer
Polimer  merupakan  zat  yang  terdiri  dari  rangkaian  panjang molekul  kecil  (monomer)  yang  berantai  yang  membentuk molekul besar (makromolekul). Dalam kehidupan  sehari-hari, polimer  kita  kenal  sebagai  plastik.  Polimer  mengandung makromolekul-makromolekul yang panjang dengan monomer- monomer yang berulang. Polimer biasanya dinamakan dengan menempatkan pol- di  depan  nama  monomer  yang  diambil. Sebagai  contoh,  monomer  etilen  merupakan  monomer  yang berulang dalam politielen.
Unit  molekul  yang berbeda diambil diambil sampai ke ujung rantai (contohnya, pada polhyethylene ). Bagamana karena  n  (tingkat  polimerisasi)  sangat  besar  dalam  kasus  ini (biasanya dalam interval - ), akhir dari satu unit tidak berpengaru pada karakteristik fisik polimer.
Unit  molekul  yang  berbeda  diambil  diambil  sampai  ke  ujung rantai (contohnya, pada polhyethylene ). Bagamana karena n (tingkat polimerisasi) sangat besar dalam kasus ini (biasanya dalam  interval - ),  akhir  dari  satu  unit  tidak berpengaru pada karakteristik fisik polimer.
Gambar 9.  Isolator Post Pin
Gambar 10.  Resistor Keramik

## C. Jenis Isolasi Pada Jaringan (Isolator)
Untuk  penggunaan  isolator  pada  sistem  distribusi maupun  transmisi  memiliki  tipe  dan  sifat  elektrik  tergantung dari komposisi, ketebalan, kondisi permukaan dan temperatur. Adapun  isolator  yang  digunakan  terbagi  atas  beberapa jenis[6].

## 1) Isolator Piring
Isolator  piring cap-and-pin telah  diterapkan  secara universal  mendukung  mekanik  dan  isolasi  elektrik  pada saluran  udara.  Pada  saluran  tegangan  tinggi,  jenis  isolator  ini banyak  digunakan  karena  isolator  ini  dapat  dihubungkan secara seri dengan menggukan sambungan logam, membentuk suatu  rentangan  dengan  isolator  bawah  pemegang  konduktor sebuah  isolator  piring  bagian  bawahnya  berlekuk  untuk memperbesar  jarak  rayap.  Pada  bagian  atas  disemenkan sebuah tutup (cap) yang terbuat dari besi dan digalvanisasi
Gambar 11.  Kapasitor Keramik
Gambar 12.  Rangkaian RC Detector
serta  bagian  bawahnya  disemenkan  sebuah  pasak  yang digalvanisasi (pin).
Keuntungannya  adalah  tiap  isolator  dirancang  untuk tegangan  yang  tidak  terlalu  tinggi.  Sehingga  dengan menghubungkan  seri  isolator  didapat  kekuatan  elektrik  yang dibtuhkan  atau  paralel  untuk  kekuatan  mekanis  yang diinginkan.  Rentanan  bersifat  lentur.  Jika  salah  satu  rusak maka  proses  penggantian  mudah.  Isolator  jenis  piring  dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.

## 2) Isolator pasak (Pin type Insulator)
Untuk  isolator  yang  lebih  tinggi  lapisan  konduktif ditujukan  oleh  lapisan  Q  pada  bagian  puncak.  Lapisan  ini dibuat  dengan  menambah  oksida  besi  pada  campuran  lapisan dan diaplikasikan pada konduktor. Isolator pasak dapat dilihat pada Gambar 6.

## 3) Multicone insulator
Isolator  ini  dibuat  dengan  maksud  alternatif  dari  cap- and-pin  isolator  isolator  piring)  untuk  aplikasi  peralatan  dan gardu.  Desain  laminasinya  menyediakan  penyangga  yang tinggi, banyak pembatas dielektrik konsentrik sehingga
Gambar 12.  Rangkaian High Pass Filter
Gambar 13.  Pendeteksi Partial Discharge
isolator  ini  flashover  sebelum puncture. Jenis  isolator dapat dilihat pada Gambar 8.

## 4) Isolator batang panjang (long rod insulator)
Pemakaian  isolator  jenis  ini  menghemat  penggunaan logam. Karena bentuknya yang sederhana pemeliharaan
mudah. Sayangnya kemungkinan kerusakan adalah akibat dari busur  atau  adanya  pukulan  mekanis.  Isolator  jenis  ini  dapat dilihat pada Gambar 7.

## 5) Isolator pos pin (post pin insulator)
Isolator pospin digunakan pada daerah yang membutukan  kehandalan  tinggi.  Kelebihan  isolator  jenis  ini adalah  Bebas  dari  cacat,  karena  semen  dan  tangkai  besi dipasang  pada  sisi  luar  porselin  sehingga  tidak  menyebabkan pemuaian,  bebas  dari  kerusakan  lewat  denyar,  kuat  medan listrik  pada  isolator  seragam,  mempunyai  sifat  anti kontaminasi  yang  baik  karena  50%  jarak  rayap  terlindungi, bentuk  propil  yang  baik  karena  mampu  meneteskan kontaminan dari tubuhnya dan jarak celah udara antara bagian sirip  permukaan  isolator  besar,  tahan  terhadap  busur  api. Isolator post pin dapat dilihat pada Gambar 9.

## D. Mekanisme Kegagalan Isolasi Padat
Mekanisme  kegagalan  bahan  isolasi  padat  terdiri  dari beberapa jenis sesuai fungsi waktu penerapan tegangannya[7]. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 14.  Transformator Tegangan Tinggi
Gambar 15.  Spesifikasi Transformator

## 1) Kegagalan Intrinsic
Kegagalan intrisic adalah  kegagalan  yang  disebabkan oleh  jenis  dan  suhu  bahan  dengan  menghilangkan  pengaruh luar  seperti  tekanan,  bahan  elektroda,  ketidak  murnian, kantong-kantong  udara.  Kegagalan  ini  terjadi  jika  tegangan yang  dikenakan  pada  bahan  dinaikkan  sehingga  tegangan listriknya mencapai nilai tertentu pada waktu detik[8].

## 2) Kegagalan Elektromekanik
Kegagalan  elektromekanik  adalah  kegagalan  yang disebabkan  oleh  adanya  perbedaan  polaritas  antara  elektroda yang  menjepit  material  isolasi  padat  sehingga  timbul  tekanan listrik  pada  bahan  tersebut.  Tekanan  listrik  yang  terjadi menimbulkan  tekanan  mekanik  yang  menyebabkan  tarik menarik antara kedua elektroda tersebut. Tekanan atau tarikan mekanis  ini  berupa  gaya  yang  bekerja  pada  zat  padat berhubungan dengan Modulus Young[9][6].

## 3) Kegagalan Thermal
Kegagalan thermal adalah  kegagalan  yang  terjadi  jika kecepatan  pembangkitan  disuatu  titik  dalam  bahan  melebihi laju  kecepatan  pembuangan  panas  keluar.  Akibatnya  terjadi keadaan  tidak  stabil  sehingga  pada  suatu  saat  bahan mengalami  kegagalan[10].  Seperti  yang  terlihat  pada  Gambar 2.
Gambar 16. Tegangan Sumber 1 kV
Gambar 17.  Osiloskop Tipe DS0138 Mini JYETech
1) Kegagalan Streamer
Kegagalan streamer adalah  kegagalan  yang  terjadi sesudah  suatu  banjiran (avalance ).  Sebuah  eletron  yang memasuki band  conduction di  katoda  akan  bergerak  menuju anoda  dibawah  pengaruh  medan  memperoleh  energi  antara benturan  dan  kehilangan  energi  pada  waktu  membentur.  Jika lintasan  bebas  cukup  panjang  maka  tambahan  energi  yang diperoleh  pengionisasi  latis  ( latice ).  Akibatnya  dihasilkan tambahan  elektron  pada  saat  benturan.  Jika  suatu  tegangan  V dikenakan  terhadap  elektroda  bola,  maka  pada  media  yang berdekatan  (gas/udara)  timbul  tegangan.  Karena  gas mempunyai  permivitas  lebih  rendah  dari  zat  padat  sehingga gas
akan  mengalami  tekanan  listrik  yang  besar.  Akibatnya  gas tersebut sudah megalami kegagalan sementara zat padat belum mencapai  kekuatan intristic nya.  Karena  kegagalan  tersebut maka  akan  jatuh  sebuah  muatan  pada  permukaan  zat  padat sehingga  medan  yang  tadinya  seragam  akan  terganggu. Bentuk  muatan  pada  ujung  pelepasan  ini  dalam  keadaan tertentu  dapat  menimbulkan  medan  lokal  yang  cukup  tinggi sekitar  10  MV/cm.  Karena  medan  ini  melebihi  kekuatan intrinsik  maka  akan  terjadi  kegagalan  pada  isolasi  padat. Proses  kegagalan  terjadi  sedikit  demi  sedikit  yang  dapat menyababkan kegagalan  total[11][12].

## 2) Kegagalan Parrtial Discharge
Kegagalan partial  discharge /erosi  adalah  kegagalan yang disebabkan zat isolasi padat tidak sempurna, karena
Gambar 18.  Selah Bola
Gambar 19.  Isolator Lama
adanya  lubang  atau  rongga  dalam  bahan  isolasi  tersebut. Rongga  ( void )  akan  terisi  oleh  gas  atau  cairan  yang  kekuatan gagalnya  lebih  kecil  dari  kekuatan  zat  padat.  Seperti  yang terlihat pada Gambar 3[13].

## II. METODE

## A. Perancangan Pendeteksi Partial Discharge
Perancangan pendeteksi partial discharge terbagi menjadi:

## 1) Perancangan RC Detector
RC  Detector pada  penelitian  ini  dirancang  dengan  konsep yang  sudah  melalui  tahap  simulasi  dengan  fungsi  mendeteksi adanya partial  discharge yang  terjadi  pada  bahan  isolator yang
diuji.  Rangkaian RC  detector dapat  dilihat  pada  Gambar  12. Rangkaian RC  Detector terdapat  komponen  utama  seperti resistor  keramik  dengan  nilai  resistansi  1  k Ω 15  W  dan kapasitor keramik dengan nilai kapasitansi 1 n F pada tegangan kerja 3 kV. Komponen tersebut dapat dilihat pada Gambar 10 dan 11.
Rangkaian rc  detector pada  penelitian  ini  di  rancang dengan  tegangan  kerja  maximum  sebesar  6  kV.  Prinsip  kerja rangkaian RC Detector , tegangan keluaran rangkaian sama
Gambar 20.  Gelombang Murni
Gambar 21.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 1 kV
dengan  arus  percik  pada  bahan  isolasi.  Dengan  demikian rangkaian  ini  berfungsi  sebagai  sumber  tegangan  yang  akan dideteksi dengan mengamati gelombang yang dihasilkan[2][14].
1) Perancangan High Pass Filter
High  pass  filter dirancang sebagai  alat  dengan  fungsi meloloskan  signal partial  discharge pada  frekuensi  tinggi dan  melemahkan  signal partial  discharge pada  frekuensi rendah  maka  dari  itu  gelombang  yang  diamati  pada osiloskop  akan  terlihat  rusak  pada  frekuensi  tinggi  apabila terdapat void pada isolator yang di uji. Rangkaian high pass filter yang  di  rancang  pada  penelitian  ini  hanya  bisa meloloskan  signal partial  discharge pada  frekuensi  138 KHz.  Rangkaian high  pass  filter dapat  dilihat  pada  Gambar 7[2][14].
High pass filter memiliki komponen utama sama dengan komponen  yang  terpasang  pada  rangkaian rc  detector . Perbedaan antara kedua rangkaian tersebut bisa dilihat pada hubungan komponen yang terpasang. Hasil perancangan alat pendeteksi partial  discharge terdiri  dari  dua  modul,  yaitu modul RC detector dan high pass filter. Seperti yang terlihat pada Gambar 13.
Gambar 22.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 2 kV
Gambar 23.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 3 kV

## 2) Peralatan Pendukung Untuk Pengujian
Adapun perlatan pendukung yang diguanakan diantaranya:

## a. Tranformator pembangkit tegangan tinggi (TERCO)
Berfungsi  untuk  memberih  sumber  pada  isolator  yang akan  di  uji.  Tranformator  tegangan  tinggi  yang  dugunakan adalah  trafo  merek  TERCO  dengan  tegangan  keluaran  0 hingga  200  kV.  Transformator  tegangan  dapat  dilihat  pada Gambar 14 dan 15.

## b. Osiloskop
Osiloskop  berfungsi  pada  penelitian  ini  menampilkan gelombang partial  discharge yang  telah  dideteksi  oleh rc detector dan di filter dengan high pass filter . Osiloskop dapat dilihat pada Gambar 17.

## c. Selah Bola
Selah bola (lihat Gambar 18) berfungsi sebagai proteksi osiloskop  apabilah  arus  berhasil  melewati  rangkaian  HPF, maka  selah  bola  akan  langsung  mengirim  arus  tersebut  ke dalam tanah. Untuk menentukan batas besar arus untuk terjadi tembus,  dalam  mengamankan  suatu  peralatan,  maka  jarak pada selah bola dapat di atur sesui yang di inginkan.
Gambar 24.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 4kV
Gambar 25.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 5kV

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Penulisan  penelitian  ini,  di  uji  dua  sampel  untuk dibandingkan  dan  dianalisa  antara  isolator  keramik  yang masih  baru  dengan  isolator  keramik  yang  lama  untuk membuktikan  apakah  alat  yang  dirancang  telah  berhasil mendeteksi  adanya partial  discharge pada  bahan/material isolasi padat. Dalam hal ini isolator keramik 11 kV Pengujian alat  pendeteksi partial  discharge dilakukan  di  Laboratorium Teknik  Tegangan  Tinggi,  Universitas  Negeri  Gorontalo  pada tanggal 8 hingga 10 juni 2019.

## A. Pengujian Isolator Lama
Isolator  lama  telah  digunakan  selama  6  tahun,  terpasang dari  tahun  2012  sampai  tahun  2017.  Dimana  pada fider pemasangan  sampel  lama  tersebut  sering  terjadi  gangguan penyebab pemadaman semua fider .
Isolator lama di  uji dengan  menerapkan tegangan sumber, dari 1 hingga 5 kV untuk melihat gelombang yang dihasilkan pada  setiap  pengujian partial  discharge yang  terjadi  pada isolator lama di setiap tegangan yang berbeda.
Pada  saat  tegangan  di  atur  pada  1  kV  (lihat  Gambar  13) dari  keluaran  transformator  pembangkit  tegangan  tinggi sebagai sumber untuk pengujian isolator.
Gambar 26.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 1 kV

## Gambar 27.  Isolator Baru
Hasil  pengujian  pendeteksi partial  discharge akan ditampilkan dalam bentuk gelombang.
Gelombang akan terlihat murni apabila isolator yang di uji  tidak  terdapat  rongga  udara  ( void )  yang  berisi  gas  atau faktor  lain  yang  menyebabkan  terjadinya partial  discherge pada isolator. Seperti yang terlihat pada Gambar 20.
Pengujian  pertama,  dengan  menerapkan  tegangan sumber 1 kV pada bahan isolator yang di uji, maka gelombang yang di peroleh, dapat dilihat pada Gambar 21.
Pengujian kedua, tegangan sumber dinaikkan menjadi 2 kV,  kerusakan  pada  gelombang  yang  diperoleh  mulai  terlihat mengalami  peningkatan.  Seperti  yang  terlihat  pada  Gambar 22.
Pengujian  ketiga,  dengan  menaikkan  tegangan  sebesar 3  kV,  maka  gelombang  rusak  yang  diperoleh  dapat  dilihat pada Gambar 23.
Pengujian  keempat.  pada  saat  tegangan  sumber dinaikkan  menjadi  4  kV,  gelombang  rusak  yang  diperoleh dapat dilihat pada Gambar 24.

## Gambar 28.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 2 kV
Gambar 28.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 3 kV
Pengujian  kelima.  pada  saat  tegangan  sumber dinaikkan  menjadi  5  kV,  gelombang  rusak  yang  diperoleh dapat dilihat pada Gambar 25.

## B. Pengujian Isolator Baru
Seperti  halnya  pada  pengujian  isolator  lama,  kembali dilakukan  pengujian  pada  isolator  baru  sebagai  bahan pembanding  untuk  mengetahui  hasil  gelombang partial discharge pada isolator .
Isolator  baru  (lihat  Gambar  27)  kembali  di  uji  dengan mengatur  tegangan  yang  akan  di  terapkan  pada  isolator  yang di  uji.  Sebagai  pembanding  dalam  menguji  alat  pendeteksi yang telah dirancang dan dibuat .
Pengujian  pertama,  dengan  menerapkan  tegangan sumber 1 kV pada bahan isolator yang di uji, maka gelombang yang di peroleh, dapat dilihat pada Gambar 26.
Pengujian kedua, menerapkan tegangan sumber sebesar 2  kV,  maka  gelombang  yang  diperoleh  dapat  dilihat  pada Gambar 28.
Gambar 30.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 4 kV

## Gambar 31.  Tampilan Gelombang Pada Tegangan 5 kV
Pengujian  ke  empat,  dengan  menerapkan  tegangan  sumber 4  kV,  maka  hasil  gelombang  yang  diperoleh,  dapat  dilihat pada Gambar 30.
Pengujian  ke  lima,  dengan  menerapkan  tegangan sebesar 5 kV, maka gelombang  yang di peroleh. dapat dilihat pada Gambar 31.

## C. Analisa
Dari  beberapa  pengujian  yang  telah  dilakukan,  maka hasil yang diperoleh dapat dianalisa.
Untuk  isolator  lama  diperoleh  gelombang  yang mengalami  kerusakan  meningkat  pada  saat  tegangan sumbernya  di  naikkan.  Hal  ini  disebabkan  meningkatnya medan  listrik  pada void yang  berisi  gas.  Gas  yang  berada dalam void akan  membentuk  polaritas katoda-anoda sehingga terjadi  berturan electron pada  anoda  yang  mengakibatkan terjadinya  percikan  dan  terlepasnya  ikatan  kimiawi  pada isolasi  padat.  Peristiwa  inilah  yang  dinamakan partial discharge .
Untuk  isolator  baru  menampilkan  gelombang  yang lebih  halus,  maka  dapat  di  asumsikan  bahwa  pada  isolator baru  tidak  terdapat void atau  faktor  lain  yang  akan mengakibatkan terjadinya partial discharge .
Kerusakan pada gelombang ditandai dengan garis-garis yang muncul sehingga gelombang terlihat tidak murni. Garis
akan  bertamba  mengikuti  tegangan  sumber  yang  diterapkan pada isolator.
Melalui  pengujian  kedua  isolator  yang  telah  diperoleh maka  isolator  keramik  lama  yang  kemungkinan  cepat  gagal dari  isolator  baru  dengan  melihat  hasil  gelombang  yang dihasilkan pada kedua isolator.
Gelombang  yang  telah  diperoleh  dalam  pengujian, dapat  dianalisa  lebih  lanjut  dalam  bentuk  harmonisa  untuk bisa lebih diyakini, sebagai kelanjutan studi.

## IV. ESIMPULAN DAN S ARAN

## A. Kesimpulan
Alat pendeteksi partial discharge yang telah dirancang berfungsi  dengan  baik  untuk  mendeteksi  adanya partial discharge pada  isolasi  padat  bahan  keramik. Partial Discharge dapat  dideteksi  hanya  dengan  melihat  gelombang yang  dihasilkan  isolator  yang  di  uji  (Isolator  Keramik). Sebagai  acuan  untuk  pengujian  selanjutnya  yang  akan dilakukan  secara  bertahap.  Semakin  besar partial  discharge yang terdeteksi pada bahan isolator, maka akan semakin cepat isolator tersebut mengalami kegagalan.

## B. Saran
Pada  penelitian  ini  membahas  tentang  perancangan pendeteksi partial  discharge maka  dari  itu,  hasil  yang diperoleh  hanya  dalam  bentuk  tampilan  gelombang.  Penulis berharap  bagi  pembaca  yang  tertarik  untuk  membahas  judul yang  berkaitan  dengan partial  discharge, pembaca  dapat mengembangkan  penelitian  ini  dengan  menganalisa  lebih lanjut ke dalam bentuk harmonisa sebagai karia tulis.

## V. K UTIPAN
[1] P.  .  Nugroho,  “Studi  Pengukuran  Peluahan  Sebagian  Pada Pemohonan Listrik dan Void Dalam LDPE,” Tek. elektro ITB , 2000.
[2] Swuarno, Diktat  Kuliah  Teknik  Isolasi .  Bandung:  Sekolah  Teknik
Elektro dan Informatika ITB, 2006.
[3] MS.  Naidu.  V.  Kamaraju, High  Voltage  Engineering,  Mc.  Graw Hill,3^rd . 2004.
[4] M. I. Q. N.H.Malik, A.A.Al-Arainy, Electrical Insulation in Power
System . New York: Marcel Dekker,Inc, 1998.
[5] S.  Hazmi,  A.,  “Pengukuran  Partial  Discharge  Pada  Pemohonan Listrik KoPolimer Ethylene Acrylic Acis (EAA),” Tegangan Tinggi
Indones. , vol. 4 NO 2, 2002.
[6] M. A. R. Al  Saedi and M. M. Yaacob, “Partial discharge detection using  acoustic  and  optical  methods  in  high  voltage  power equipments: A review,” Adv. Mater. Res. , vol. 845, no. 1, pp. 283– 286, 2014.
[7] Santoro, Karakteristik  Peluahan  Sebagian  Pada  Model  Void Berdasarkan  Fungsi  Waktu  Dalam  Polyvinyl  Chloride  (PVC) Menggunakan Elektroda Metode II CIGRE . Semarang, 2007.
[8] A.  Bachtiar  and  Thomas,  “Evaluasi  Dan  Analisa  Partial  Discharge Terhadap  Isolator  Pada  Transformator-Aplikasi  Pada  PT  .  Indah Kiat Pulp And Paper Perawang,” pp. 34–38, 2018.
[9] T.  J.  Sitorus,  Henry  B.  H.,  Diah  Permata,  “Analisis  Peluahan Sebagian (Partial Discharge) Pada Transformator Step-Up Tegangan Rendah Dengan Proses Pengisolasian Yang Bervariasi,” Electrician , vol. 2, no. 1, pp. 1–10, 2008.
[10] D.  Martoni,  “SISTEM  PENGUKURAN  PARTIAL  DISCHARGE PADA MODEL VOID DALAM PVC ( POLYVINYL CHLORIDE ),” J. Tek. Elektro Univ. Diponegoro , vol. 7 NO 1, 2008.
[11] Y. P, Winarko Ari, Abdul Syakur, “Analisis Partial Discharge Pada Material  Polimer  Resin  Epoksi  Dengan  Menggunakan  Elektroda Jarum  Bidang,” Jur.  Tek.  Elektro  Fak.  Tek.  Univ.  Diponegoro ,  pp. 1–8, 2009.
[12] F.  Jurjani,  “Analisis  Dan  Resiko  Partial  Discharge  Pada  Kabel Tegangan Menengah,” pp. 16–28, 2015.
[13] “THE  STUDY  OF  PARTIAL  DISCHARGE  ON  XLPE  CABLES Muh . Yusuf Yunus,” vol. 169, no. 1, p. 169.
[14] S.  -  and  R.  P.  Hutahaean,  “Simulasi Pemohonan  Listrik  (Electrical Treeing)  pada  Isolasi  Polimer  dengan  Menggunakan  Metode Cellular Automata,” ITB J. Sci. , vol. 37, no. 2, pp. 115–129, 2005.

## Tentang Penulis
Mika  lahir  di  Lebani  pada  tanggal  20  Mei 1996.  Anak  kelima  dari  pasangan  Darius  L dan Naomi.
Sebelum menempuh jenjang pendidikan di Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi, penulis menempuh pendidikan di Sekolah Dasar Negeri Lebani (2002 - 2008). Kemudian  melanjutkan  studi  ke  Sekolah Menengah  Pertama  Negeri  Kalumpang (2008  -  2011)  dan  selanjutnya  saya menempuh  studi  ke  Sekolah  Menengah Kejuruan  Negeri  1 Rangas Mamuju  (2011  - 2014).
Pada  tahun  2014  saya  melanjutkan  pendidikan  ke  salah  satu  perguruan tinggi  yang  berada  di  Manado  yaitu  Universitas  Sam  Ratulangi  Manado dengan  mengambil  Program  Studi  S-1  Teknik  Elektro  di  Jurusan  Elektro Fakultas Teknik.
Pada  Tahun  2019  bulan  Maret,  penulis  membuat  penelitian  demi memenuhi  syarat  Sarjana  (S1)  dengan  penelitian  berjudul  Perancangan Pendeteksi Partial Discharge  Pada  Isolasi  Padat,  yang  dibimbing  oleh  dua dosen pembimbing yaitu Ir. Lily S. Patras, ST., MT dan Ir. Fielman Lisi, MT sehingga pada tanggal 2 Oktober 2019 penulis resmi lulus di Teknik Elektro Universitas Sam Ratulangi Manado menyandang gelar sarjana Teknik dengan predikat  memuaskan.