Jurnal Media Elektro , Vol. 1, No. 2, Oktober 2012                                                                           ISSN 9772252- 669007

## PENGARUH KABUT GARAM TERHADAP KINERJA   ISOLATOR 20 KV BERBAHAN POLIMER RESIN EPOXY

## Sudirman S. dan Sri Kurniati A.
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknik Undana Jl. Adisucipto, Penfui-Kupang- Nusa Tenggara Timur-Indonesia
Email: sridirman@yahoo.com dan sri_kurniatia@yahoo.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja  isolator  polimer  jenis  epoksi  resin  20  kV  dalam kondisi kabut garam dan dibandingkan dengan kabut bersih. Pengukuran dilakukan dalam suatu kamar kabut ( Test Chamber ) yang temperaturnya diatur menjadi 3 tingkatan, yakni tingkat rendah (0 0 – 25 0 C), sedang  (25 0 –  35 0 C)  dan  tinggi  (35 0 -  45 0 C).  Kemudian  dilakukan  pengukuran  arus  bocor  baik  dalam kondisi  kabut  bersih  maupun  kabut  garam  dengan  mengambil  sampel  isolator  polimer  dalam  kondisi bersih  dan  berpolutan.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  kinerja  isolator  sangat  dipengaruhi  oleh kondisi lingkungan terutama yang berada di daerah pantai yang sering berkabut garam.  Dalam kondisi kabut  bersih  tanpa  polutan  diperoleh  pengujian  arus  bocor  sebesar  20  uA  pada  suhu  40  derajat, sedangkan  pada  kondisi  kabut  garam  sebesar  25  uA.  Kemudian  dalam  kondisi  berpolutan ringan  arus bocor naik menjadi 21 uA pada kondisi bersih sedangkan pada kondisi kabut garam menjadi 26 uA.

## Abstract
This paper aim to know polymer isolator performance of epoksi resin 20 kV in condition of salt fog and compared  to  cleanness  fog.  Measurement  done  in  a  cloud  chamber  (Chamber  Test)  which  its  the temperature is arranged to become 3 level: low (0 0 - 25 0 C), medium (25 0 - 35 0 C) and height (35 0 - 45 0 C). And  then  is  done  measurement  of  good  blowby  current  in condition  of  clean  fog  and also  salt  fog  by taking  polymer  isolator  sample  in  condition  of  cleanness  and  pollutant.  Result  of  study  indicates  that isolator  performance hardly  influenced  by  condition  of  area  of  especially  residing  in  coast  area  that  is often foggy salt. In condition of clean fog without pollutant is obtained by examination of leaky current 20 uA at temperature 40 0 , while at condition of salt fog 25 uA. Finally, in condition of light pollutant of rising blowby current becomes 21 uA at condition of cleanness while at condition of salt fog becomes 26 uA.

## Keywords: Current, Cloud, Resin Epoxy

## 1. Pendahuluan
Polusi  pada  isolator  dapat  menimbulkan  arus  bocor  pada permukaan isolator, arus bocor ini akan bertambah besar jika udara  lembab  atau  pada  saat  hujan  gerimis  [1,  2].  Sebagai isolator pasangan luar, kondisi lingkungan cukup berpengaruh  terhadap  material  isolasi.  Adanya  polutan  di udara  dapat  menyebabkan  permukaan  isolator  dilapisi  oleh polutan  yang  mengendap.  Saat  terjadi  hujan,  polutan  pada permukaan  isolator  akan  larut  dalam  air  dan  membentuk jalur  konduktif  yang  kontinu  sehingga  dapat  menyebabkan arus bocor. Adanya arus bocor ini menimbulkan panas yang akan  mengeringkan  polutan  pada  permukaan  isolator.  Hal inilah  yang  menyebabkan  terbentuknya  pita kering.  Dengan adanya  pita  kering  memicu  terjadinya  pelepasan  muatan  ke udara  dikarenakan  distribusi  medan  listrik  pada  pita  kering
lebih  tinggi  dibanding  daerah  lainnya.  Jika  pita  kering semakin meningkat, maka semakin lama akan menyebabkan terjadinya flashover yang  merupakan  kegagalan  suatu isolator.  Hal  ini  telah  dipertegas  oleh  [3],  yakni  apabila polutan  tersebut  dibiarkan,  maka  jalur  konduktif  pada permukaan isolator yang terbentuk akan semakin tinggi nilai konduktivitasnya,  yang  menyebabkan  adanya  arus  bocor bahkan dapat terjadi tegangan lewat denyar / flashover.
Selanjutnya,  efek  kelembaban  memberi  pengaruh  yang signifikan bagi kenaikan arus bocor pada isolator baik dalam keadaan  bersih  maupun  terpolusi  [4,5].  Pada  kondisi lingkungan  dengan  polusi  tinggi  dan  kelembaban  tinggi, lapisan  polutan  yang  menempel  pada  permukaan  terjadi pembasahan  sehingga  arus  bocor  yang  mengalir  dapat menyebabkan  pemanasan  polutan  pada  lapisan.  Lapisan  ini
Jurnal Media Elektro , Vol. 1, No. 2, Oktober 2012                                                                           ISSN 9772252- 669007
dapat  membentuk  pita  kering  ( dry  band )  akibat  dialiri  arus bocor  yang  terus  menerus.  Kondisi  ini  pada  tegangan tertentu dapat menyebabkan pelepasan muatan melintasi pita kering. Busur pelepasan muatan dapat memanjang sehingga terjadi flashover yang melalui seluruh permukaan isolator.
Oleh karena itu, saat ini penggunaan isolator berbahan jenis polimer  resin  epoksi  semakin  digiatkan  karena  mempunyai kelebihan  dibanding  dengan isolator  keramik  dan  gelas  [6]. Terdapat beberapa keuntungan yang dimiliki bahan polymer jika  dibandingkan  dengan  bahan  porselin  /  keramik,  yaitu konstruksi lebih ringan (rapat massa rendah), sifat dielektrik, resistifitas  volume  dan  sifat  thermal  lebih  baik,  bersifat hydrophobic (anti  air),  dan  proses  pembuatan  lebih  cepat (Salama Manjang, 2000). Adapun kekurangan yang dimiliki oleh  isolator  polymer  (non-keramik)  adalah  penuaan  / degradasi  pada  permukaan  isolator,  kekuatan  mekaniknya kecil  /  kurang  bagus,  kompabilitas  material,  kurang  tahan terhadap perubahan cuaca, dan bahan mentah relatif mahal.

## 2. Metode Penelitian

## 2.1 Bahan dan Alat yang Digunakan

## Bahan Pengujian
Bahan  pengujian  meliputi  semua  bahan  yang  diperlukan untuk melakukan pengujian, baik sebagai bahan uji maupun yang  membantu  pengujian.  Bahan  pengujian  ini  terdiri  dari isolator uji, bahan pengotor, bahan pelapis ( coating ), pelarut pelapis  ( solvent )  dan air  distilasi.  Bahan  kontaminan dibuat dari  campuran  sejumlah  garam  laut  dengan  bahan  tak  larut berupa  40  gram  kaolin  untuk  setiap  1  liter  air  destilasi  dan bahan kontaminan semen kupang.
Gambar 1. Isolator Uji

## Alat Pengujian
1. Peralatan pengujian tegangan tinggi, peralatan pengujian tegangan  tinggi  terdiri  dari  trafo  uji  dan  panel pengendali.  Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini berupa    satu  unit  alat  uji  tegangan  tinggi  220V/100kV,
berkapasitas 5 kVA beserta beberapa peralatan lain yang terhubung.
2. Pembagi  tegangan  yang  berfungsi  membagitegangan agar  teganganyang  masuk  sesuai  dengan  kemampuan osiloskop.  Adapun  rangkaian  pengukuran  tegangan kritis  flashover  AC  dan  rangkaian  pengukuran  arus bocor seperti yang terlihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2. Rangkaian Pengukuran Tegangan Kritis Flashover AC
Gambar 3.  Rangkaian Pengukuran Arus Bocor
3. Chamber  pengujian,  merupakan  tempat  pengujian isolator.
4. Thermometer,  barometer,  dan  hygrometer,  digunakan untuk mengetahui kondisi lingkungan saat pengujian.
5. Seperangkat  alat  pembasahan,  menggunakan sprayer , kompresor dan alat pembantu penyemprotan.
6. Sela  jarum  untuk  melindungi  pembagi  tegangan  dan osiloskop apabila terjadi flashover .

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Hasil Penelitian

## Flashover
Flashover adalah  gangguan  eksternal  yang  terjadi  pada permukaan isolator atau proses loncatan api pada permukaan suatu  isolator  yang  disebabkan  oleh  berbagai  faktor, diantaranya  suhu,  kelembaban,  dan  lingkungan  sekitarnya
Jurnal Media Elektro , Vol. 1, No. 2, Oktober 2012                                                                           ISSN 9772252- 669007
(debu,  asap  pabrik  dan  polutan  garam).  Di  Indonesia  pada musim  kemarau  terjadi  penumpukan  partikel-partikel kontaminan  pada  permukaan  isolator  dengan  jenis  dan tingkat  kontaminan  yang  berbeda-beda.  Sesuai  dengan kondisi sekitar isolator itu dipasang, semakin jauh dari pantai semakin kecil Equivalent Salt Deposit Density (ESDD) nya. Tegangan flashover adalah nilai  atau  ukuran tegangan  yang dapat  ditahan  isolator  sampai  terjadinya  lompatan  api  / flashover [7].
Kegagalan  tegangan  pada  isolator  dapat  dibedakan  dalam dua  kejadian,  yaitu  kegagalan  tegangan  tembus (puncture voltage) dan  kegagalan  permukaan  yang  berupa flashover . Tegangan  gagal flashover lebih  rendah  dari  tegangan  gagal tembus,  apabila isolator mengalami tegangan tembus,  maka isolator dapat mengalami kerusakan total (hancur).

## Pengujian Kabut Garam
Kabut garam yang digunakan pada pengujian ini dilewatkan melalui nozzle ke  dalam  ruang  uji.  Konduktivitas  kabut menengah (800  S/cm) dan konduktivitas kabut sangat berat (2100  S/cm)  digunakan  untuk  pengujian  ini.  Untuk kelembaban  rendah,  kabut  garam  disemprotkan  dulu  ke dalam  ruang  uji,  sebelum  pengujian  dilakukan,  karena apabila  dilewatkan  melalui nozzle bersamaan  dengan pengujian,  kelembaban  ruang  uji  menjadi  meningkat, sehingga kelembaban rendah tidak memungkinkan terjadi.

## Pola Arus Bocor Dengan Kenaikan Tegangan Uji
Dalam  pengujian  dengan  kabut  garam  digunakan  tegangan uji  yang  berbeda,  dan  diperoleh  pengujian  arus  bocor  yang lebih besar dibanding dengan pengujian kabut bersih. Hal ini disebabkan karena adanya partikel-partikel garam dari kabut yang mempengaruhi unjuk kerja permukaan isolator uji.
Tabel 1. Pengukuran Arus Bocor Pengujian Kabut Garam

## dengan Tegangan 12,5 kV
No. Tingkat Kelembaban Temperatur Arus Bocor 1. Rendah ( 50%-60%) 0 - 25 0 22,4 uA 2. Sedang (65% - 75%) 25 0 - 35 0 24,6 uA 3. Tinggi (80% - 95%) 35 0 - 45 0 26,5uA
Tabel 2. Pengukuran Arus Bocor Pengujian Kabut Garam, Isolator Polutan Ringan 300  S/cm No. Tingkat Kelembaban Temperatur Arus Bocor 1. Rendah ( 50%-60%) 0 - 25 0 30,8 uA 2. Sedang (65% - 75%) 25 0 - 35 0 35,3 uA 3. Tinggi (80% - 95%) 35 0 - 45 0 40,5uA
Tabel 3. Pengukuran Arus Bocor Pengujian Kabut Bersih, Isolator Polutan Ringan 600  S/cm
No. Tingkat Kelembaban Temperatur Arus Bocor 1. Rendah ( 50%-60%) 0 - 25 0 25,07 uA 2. Sedang (65% - 75%) 25 0 - 35 0 32,3 uA 3. Tinggi (80% - 95%) 35 0 - 45 0 38,1uA
Tabel 4. Pengujian Arus Bocor pada Isolator Berpolutan dengan Konduktivitas yang Bervariasi pada Kenaikan

## Temperatur, Kelembaban Tinggi
Isolator  dengan  polutan 300  S/cm dengan konduktivitas 800 uS/cm Isolator  dengan  polutan 2100  S/cm dengan konduktivitas 1200 uS/cm 35 o C (uA) 40 o C (uA) 45 o C (uA) 35 o C (uA) 40 o C (uA) 45 o C (uA) 49,4 292,5 498,5 69 195 407
Untuk melihat besar arus bocor setiap kenaikan tegangan uji pada isolator bersih, isolator terpolutan ringan dan terpoluan menengah dengan kabut garam yang mempunyai konduktivitas 300  S/cm dan 600  S/cm dengan kelembaban rendah  sampai  kelembaban  tinggi,  dapat  dilihat  pada  Tabel 5.  Seperti  pada  pengujian  kabut  bersih,  pada  kabut  garam kenaikan  arus  bocor  akan  naik  sesuai  dengan  kenaikan tegangan uji.

## 3.2 Pembahasan Hasil Penelitian
Berdasarkan Tabel 1-5 terlihat bahwa ada pengaruh kenaikan arus  bocor  terhadap  lingkungan  yang  berkabut  yang mengandung  polutan.  Semakin  tinggi  polutan  yang menempel  pada  isolator  maka  semakin  tinggi  arus  bocor yang  mengalir  pada  isolator  tersebut,  demikian  juga pengaruh  tingkat  kelembabannya.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  pengaruh  lingkungan  dan  kelembaban  dalam  suatu daerah lingkungan  akan mempengaruhi kinerja  dari isolator yang  digunakana  baik  untuk  jaringan  distribusi  maupun untuk transmisi.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Kinerja  isolator  polimer  sangat  terpengaruh  terhadap lingkungan terutama yang berada di pinggir pantai, akibat adanya kondisi kabut bergaram.
2. Pengaruh    kabut  garam  dapat  menyebabkan  kenaikan arus  bocor  dibanding  dengan  kabut  bersih  yakni  pada isolator tanpa polutan sebesar 25uA pada suhu 40 derajat, sedangkan pada kabut  bersih sebesar 20 uA.
3. Pengaruh  polutan  juga  dapat  mempengaruh  kinerja isolator  polimer,  yakni  pada  kondisi  polutan  sedang
diperoleh  arus  bocor  sebesar  26  uA  pada  kondisi  kabut garam, sedangkan pada kabut bersih diperoleh sebesar 21 uA.
4. Semakin  tinggi  suhu  pada  suatu  lingkungan,  maka semakin  tinggi  tingkat  arus  bocor  yang  terjadi  pada isolator.
Tabel 5 Pengujian Arus Bocor pada Pengujian Kabut Garam dengan Kelembaban Berbeda dengan Tegangan Uji yang
Bervariasi Teg. Uji Isolator Bersih Isolator dengan polutan 300  S/cm Isolator dengan polutan 600  S/cm Rendah (uA) Sedang (uA) Tinggi (uA) Rendah (uA) Sedang (uA) Tinggi (uA) Rendah (uA) Sedang (uA) Tinggi (uA) 5,5 24 25 21 19 23 23 26 18 18 10 28 29 22 21 26 24 28 22 23 12,5 28 30 27 24 29 26 31 23 24 15 29 33 26 27 30 26 25 23 21 20 32 33 27 29 29 28 26 27 27

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Jatmiko, Hasyim Asyari, Hartoyo.2004. Pengaruh  Polutan  Garam  Terhadap  Arus Bocor  pada  Bahan  Isolasi  Resin  Epoksi Bhisphenol  A  untuk  Isolator  Tegangan Tinggi . Jurnal Teknik. UMS. Surakarta.
[2]  Tobing  Bonggas  L,.  2003. Hubungan  Profil Isolator  dengan  Tingkat  Intensitas  Polusi  di Suatu  Kawasan . Makalah,  USU.  Sumatera Utara.
[3]  Djoko  Sedyadi  –  Tumiran  –  Hamzah  Berahim. 2001. Pengaruh  Kontaminan  Terhadap  Arus Bocor  pada  Isolator  Gantung . Tesis  Fakultas Teknik  Elektro  Universitas  Gadjah  Mada,  Mei 2001, Yogyakarta.
[4]  W.  Wiratma  dan  Suwarno.  2000. Pengaruh Temperatur  dan  Kelembaban  Terhadap  Arus Bocor  dan  Tegangan  Lewat  Denyar  Isolator Keramik  Jenis  Pospin  20  kV  untuk  Berbagai
Tingkat  /  Jenis  Polusi .  Proceedings  Seminar Nasional  dan  Workshop  Tegangan  Tinggi  III. Universitas Indonesia. Depok, Jakarta,
[5]   Abdul Syakur, dkk. 2012. Unjuk Kerja Isolator 20  kV  Bahan  Resin  Epoksi  Silane  Silika Kondisi  Basah  dan Kering. Transmisi,  14  (2), hal. 68-72.
[6]    Bahri  Syamsul.  2005. Pengukuran  Sudut Kontak  Terhadap  Kinerja  Material  Isolasi Berbahan Dasar Resin Epoksi dengan Pengisi Alumunium  Trihydate  (ATH)  dan  Silicone Rubber  Terkontaminasi  Polutan  Parangtritis dan Industri Gresik . Skripsi UGM. Yogyakarta.
[7]    Dyah  Ika  Susilawati1,  Hermawan,  dan  Abdul Syakur. 2011. Analisa Arus Bocor Permukaan
Bahan Isolasi Resin Epoksi Silane Menggunakan  Metode  Pengukuran  Inclined- Plane Tracking. Skripsi. Universitas Diponegoro. Semarang.