all about electricity (indonesia)

Penuaan Isolasi Trafo

Sudah lama saya ingin berbagi tulisan ini, judul aslinya “Ageing of Transformer Insulation”, sebuah materi kuliah yang dibikin padat, dan dapat dijelaskan dalam 2 jam, namun menjelaskan isu-isu fundamental yang terkait trafo daya.

Karena kuliah dari Prof Saha ini diajarkan di level graduate, beliau tidak membahas hal-hal tentang trafo yang biasa ditulis dalam pelajaran di SMU/SMK atau undergraduate.

Secara disain, biasanya umur trafo berkisar 30-40 tahun. Namun demikian, trafo yang dipasang tahun 1940 – 1950-an banyak yang sekarang masih beroperasi dengan normal. Ada fakta-fakta yang harus kita ketahui, misalnya bahwa isolasi trafo mengalami penuaan, belitan trafo harus diisolasi dari turn ke turn dan dari coil ke coil, ada berbagai bahan material yang bisa dipakai untuk isolasi ini.

Untuk trafo daya, bahan isolasi yang biasa dipakai adalah kertas Kraft (kertas isolasi selulosa). Sekarang juga mulai banyak bahan kertas sintetik yang dipakai, yang bisa beroperasi pada temperatur kerja tinggi (isolasi hybrid), yang dikenal sebagai kertas Aramid.

Di awal abad ke-20 bahan isolasi yang dipakai adalah asbestos, low grade pressboard, kertas shellac impregnated. Kemudian dikembangkan kertas resin impregnated, lalu kertas isolasi dengan selulosa high sulfate. Kertas, pressboard, transformer board dari selulosa adalah bahan isolasi yang paling banyak digunakan. Minyak hidrokarbon juga merupakan bagian dari isolasi.

Isolasi solid seperti kertas, press board dan transformer board terbuat dari selulosa tumbuhan. Sumber utama serat selulosa adalah kayu. Kayu mengandung 40 sampai 50% selulosa, 20 sampai 30% lignin dan 10 sampai 30% hemi selulosa. Selulosa sendiri adalah polimer linier yang unit-unit glukosa-nya terhubung pada atom Karbon yang pertama dan ke-4. Selulosa dalam keadaan baru mempunyai 1000 sampai 3000 rantai glukosa.

Kertas Kraft mengandung polimer selulosa dengan berat molekul tinggi sekitar 75 sampai 90%, hemi selulosa dengan berat molekul rendah 10 sampai 20% dan lignin 0 sampai 5%.

Apa arti DP (Degree of Polymerisation) ?

Selulosa adalah polimer linier yang terdiri dari unit-unit glukosa anhydrous tunggal yang terhubung pada atom-atom Karbon pertama dan keempat melalui ikatan glukosidik. Jumlah unit monomer dalam polimer disebut sebagai degree of polymerisation. Sering kali, kualitas selulosa diukur dari tingkat polimerisasi (DP) dengan metode viskometrik rata-rata. Panjang rantai selulosa yang diukur dari tingkat polimerisasi rata-rata berdasar metode viskositas dinyatakan oleh DP.

Kekuatan isolasi bergantung pada:

  • Komposisi kimia
  • Berat molekul polimer
  • Morfologi polimer

Pada isolasi padat, pengeringan dan impregnasi minyak sangat penting untuk menjaga kekuatan isolasi kertas. Kadang-kadang kapas juga dipakai sebagai isolasi. Kertas yang telah diupgrade secara thermal disebut kertas Aramid yang terbuat 100% dari serat polyamide aromatik. Penggunaan kertas Aramid tidak terlalu umum karena mahal.

Minyak trafo modern mempunyai ketahanan dielektrik yang tinggi, viskositas rendah, bebas dari sludging, hambatannya bagus terhadap listrik statis. Minyak trafo terdiri dari senyawa campuran hidrokarbon. Kandungan utamanya adalah Parafin, Iso Parafin, Naphtene dan Aromatic. Cairan Silicone lebih baik daripada minyak mineral namun lebih mahal.

Aplikasi pada trafo distribusi kecil dan trafo daya besar dibedakan. Pada trafo kecil sampai dengan beberapa MVA, variasi isolasinya biasanya tidak banyak atau sistemnya konvensional, contohnya trafo jenis kering, trafo yang diisi minyak silicone dan trafo yang diisolasi gas dan didinginkan uap air. Untuk trafo yang bekerja pada suhu tinggi, serat Aramid merupakan alternatif yang bagus.

Penuaan Material Isolasi Trafo

Bersambung…

Comments on: "Penuaan Isolasi Trafo" (3)

  1. Artikel Bapak sangat menarik, um.. membuat saya bertanya-tanya:
    Apakah terdapat metode/measurement tertentu untuk mendeteksi adanya kemungkinan failure karena aging? (apakah dari nilai DP? jika iya, apakah pengukuran tersebut dilakukan juga pada practice lapangan?) Apakah aging pada insulasi trafo memiliki sifat yang mirip dengan aging pada generator?

    terimakasih sebelumnya

  2. Pak, ijin meng-copy gambar trafonya (antohendarto).

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Awan Tag

Nulis Apaan Aja Deh

all about electricity (indonesia)

%d blogger menyukai ini: