BlueMild Blog

Abdul Syakur
Winarko Ap
Hamzah Berahim
Sarjiya
Rochmadi
Abstract : Polimer materials now have been broadly used for high voltage isolation device.
After long operation the polimer isolation can have degradation or decreasing in isolation
quality until it became improper isolation. One main caused about this degradation is the
deformity for instance the pointed conductor between the conductor to isolation interface that
could make the partial discharge. Therefore is so important to have the information about the
partial discharge characteristics of isolation material at operational condition.
In this paper the research about the influences of voltage and application time of voltage to
partial discharge characteristics was explained . This research used the epoxy resin for isolation
and needle-plane electrode measurement method with 50 Hz ac voltage to investigate the
partial discharge parameters such as the number of positive and negative charge and the
maximum charge of positive and negative.

Material polimer sekarang ini telah digunakan secara luas sebagai isolasi peralatan tegangan tinggi karena mempunyai banyak keunggulan dibanding dengan material lain. Beberapa faktor yang berpengaruh pada performansi material
isolasi polimer adalah cacat ( defect ). Cacat itu dapat timbul dalam bentuk void, ketidakmurnian (impurities ), dan tonjolan (protrusion) pada permukaan (interface) antara lapisan semikonduktor atau konduktor dan isolasi polimer sehingga dapat meninggikan tekanan (stress) medan listrik yang tinggi pada bagian yang cacat tersebut. Dalam pemakaiannya akibat adanya stress listrik yang terus-menerus maka akan terjadi penuaan (aging) isolasi polimer dan
pada cacat tersebut akan timbul dan tumbuh electrical treeing yang disertai dengan munculnya peristiwa partial discharge (PD) dalam material isolasi polimer yang merupakan awal terjadinya breakdown pada isolasi polimer. Analisis partial discharge berguna untuk mendiagnosis tingkat degradasi polimer. Fenomena pre-breakdown dapat dideteksi dengan pengamatan dan pengukuran pulsa partial discharge. Studi mengenai pengukuran partial discharge
menyatakan bahwa PD sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, gas yang mengisi rongga serta tekanan, kelembaban, dan temperatur. Disebutkan pula bahwa muatan maksimum secara umum semakin tinggi dengan semakin
tingginya tegangan yang diterapkan, kelembaban, dan temperatur. Salah satu material isolasi polimer adalah resin epoksi yang secara luas digunakan sebagai isolasi pada banyak peralatan listrik karena material ini mempunyai karakteristik listrik dan mekanik yang sangat baik.

(download via depositfiles)

Pikiran Rakyat,Thursday,09 July 2009-TELAH menjadi pengetahuan umum bahwa aliran air sungai yang mengalir menuruni suatu ketinggian dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik. Potensi ini bersifat teoritis.Pada kenyataannya, perbedaan ketinggian aliran air sungai umumnya tidak ekstrem.

Perbedaan ketinggian yang ekstrem biasanya ditemukan di daerah pegunungan. Oleh karena itu. pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang banyak dikembangkan adalah PLTA dengan reservoir atau waduk. PLTA run off river yang memanfaatkan aliran dan perbedaan ketinggian alami sungai jarang dikembangkan, meskipun PLTA run off river dapat mengatasi konflik kepentingan penggunaan air.
Teknik yang dikembangkan untuk mengatasi permasalahan perbedaan ketinggian aliran air-sungai yang rendah adalah penggunaan turbin untuk beda ketinggian rendah yang dikenal sebagai low head turbine. Teknik ini sekaligus membuka peluang pengembangan PLTA run off river di Indonesia.
Apa yang sebenarnya disebut sebagai low head turbine? Dr. Ir. Mukmin W. Atmopawiro dari Laboratorium Sistem Tenaga dan Distribusi Energi STEI ITB membatasi pengertian low head pada berbagai penelitiannya sebagai ketinggian terjun air antara 3 rn hingga di bawah 14 rn. Sadrul Islam dari Bangladesh, negara yang dikenal banyak mengembangkan mikrohidro untuk listrik perdesaan membatasi tow head sebagai ketinggian terjun air di bawah 10 rn. Akan tetapi, batasan ini diberikan mengingat perbedaan ketinggian aliran air sungai di Bangladesh rata-rata di bawah 10 rn. Batasan low head lainnya adalah wilayah kerja turbin propelar dan Kaplan yaitu pada kisaran 2 m-40 rn. Selain itu, ada pula yang membatasi low head dengan melihat kecepatan putar turbinnya. Dengan demikian, yang disebut low head adalah perbedaan ketinggian di bawah 30 rn. Bila pendapat-pendapat ini dirangkum, maka low head berada pada rentang 2 m-40 rn, dengan konsenterasi terbesar berada di bawah 15 m.
Di Indonesia, dari sekitar 84 MW PLTA Minihidro dan Mikrohidro yang dibangun dari tahun 1924 sampai 1962, hanya satu PLTA yang mempunyai head di bawah 14 meter yaitu PLTA Lodoyo dengan head 8,5 meter. Kondisi ini merupakan ironi tersendiri mengingat melimpahnya sungai di Indonesia baik dari segi jumlah maupun dari kuantitas aliran air. Ilustrasi besarnya potensi energi air di Indonesia dapat dilihat pada gambar berikut yang menunjukkan perbedaan ketinggian pada salah satu ruas aliran Sungai Cisadane. Jawa Barat.
Sebagaimana yang diketahui. Sungai Cisadane memiliki panjang sungai induk 138 km. Sungai ini bermata air di dua gunung yaitu Gunung Mandalawangi di Kabupaten Bogor, Jawa Barat dengan ketinggian 3.002 meter dan Gunung Salak di Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat dengan ketinggian 2.211 meter. Sungai ini bermuara di Tanjung Burung, Tangerang, Banten. Sungai Cisadane melewati dua kabupaten dengan topografi yang sangat berbeda. Kabupaten Bogor yang dipenuhi oleh perbukitan sedang dan tinggi mempunyai banyak potensi daya listrik tenaga air sepanjang aliran sungainya. sedangkan Tangerang yang berupa dataran rendah menerima limpahan air yang sering meluap sebagai banjir di tiap musim hujan.
Bila pada salah satu ruasnya saja bisa didapatkan perbedaan ketinggian antara 4 rn sampai dengan 11 rn seperti pada gambar, maka pada aliran sepanjang 138 km yang terdiri atas beberapa ruas dapat ditemukan sejumlah perbedaan ketinggian yang dapat dikonversi menjadi potensi energi listrik. Kondisi ini berlaku di sungai-sungai lain di Indonesia, sehingga dapat dibayangkan besarnya potensi teoretis listrik yang dapat dibangkitkan dengan teknik low head turbine simultan dengan PLTA run off river. Apalagi di wilayah-wilayah yang memiliki banyak sungai seperti Kalimantan, yang ironisnya mengimpor listrik dari Malaysia untuk memenuhi kebutuhan listrik di wilayah perbatasan.
Salah satu aspek penting dalam teknik pembangkitan listrik low head adalah pemilihan turbin. Turbin yang optimal untuk beda ketinggian relatif kecil adalah turbin reaksi. Turbin ini bekerja memanfaatkan perubahan tekanan dan beroperasi terendam dalam air. Contoh turbin reaksi adalah turbin Francis. ropellar, dan Kaplan. Akan tetapi, yang banyak digunakan untuk tow head adalah turbin Propellar dan Kaplan
Karakteristik khas turbin reaksi adalah tekanan Jatuh terjadi pada sudu tetap dan sudu berputar. Turbin Propellar memiliki blade yang minp dengan propeler pesawat terbang atau kapal laut. Turbin ini biasanya memiliki 3-6 blade. Aliran air yang melewati turbin diatur oleh gate yang berada di sisi atas propeler. Turbin Axial yang canggih memiliki gate dan blade yang variabel. Artinya gate dan blade dapat diatur gerak dan posisinya, sehingga dapat bekerja sama baiknya pada rentang variasi debit yang lebar. Turbin Axial seperti ini dikenal dengan nama turbin Kaplan.
PUA low head sebagai salah satu teknik pembangkitan listrik tenaga air masa depan di Indonesia telah menjadi suatu kebijakan pemerintah melalui Kemeterian Riset dan Teknologi yang dituangkan dalam road map jangka pendek 2005 2010 Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). Mengembangan turbin low head menjadi dasar bagi pengembangan generator dan sistem kendali PLTMH yang menggunakan komponen lokal sampai dengan kapasitas 1 MW pada tahun 2025. Saat ini, industri dalam negeri baru sampai pada kapasitas 400 kW. Mengingat besarnya potensi PLTA low head yang dikombinasikan dengan run off river di Indonesia, maka pengembangan industri Ini menarik dan berprospek. Teknologi ini bukanlah teknologi yang relatif sulit bagi anak-anak bangsa. Yang dibutuhkan adalah kemauan yang didukung kebijakan pemerintah yang pro emandirian bangsa sendiri.***
Sudarmono Sasmono. mahasiswa magister Teknik Elektro Option Teknik Tenaga Listrik. STEI ITB.

oleh : Asep Bayu Dani Nandiyanto

1. Latar Belakang
Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh  kenaikan harga minyak dunia yang  ignifikan, pemerintah mengajak masyarakat  untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama karena kenaikan  harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa [1]. Harga ini  membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah ini  memang sulit sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla  bahwa  kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan  bakar minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh  Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat  perlu untuk melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM,  listrik, air, dan telepon [2].  Sebetulnya, proses penghematan ini sudah berlangsung sejak dahulu terutama  sejak pemerintah melakukan program penghematan energi secara nasional [3].  Dan proses penghematan ini telah berhasil menurunkan pengeluaran negara  terutama subsidi  ada listrik dan BBM.  Adapun hal yang menyebabkan keharusan setiap warga untuk melakukan  proses penghematan adalah karena pasokan bahan bakar yang berasal dari  minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat  diperbarui  (unrenewable), sementara permintaan menunjukkan kecenderungan yang terus  meningkat dan demikian pula dengan kondisi harga sehingga tidak ada stabilitas  keseimbangan antara permintaan dan penawaran. Dengan adanya ketidakstabilan  permintaan dan penawaran ini mengakibatkan peningkatan harga  minyak yang terus-menerus hingga saat ini [4]. Salah satu jalan untuk melakukan  penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama  yang dapat diperbarui (renewable) [5]. Sebagai contoh, potensi sumber daya  alam yang dapat dikembangkan menjadi sumber energi adalah batu bara, panas  bumi, aliran sungai, angin, matahari, sampah serta sumber-sumber lain yang  berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti pohon jarak, dan energi biogas [6].  Dalam paper ini, akan dijelaskan tentang teknologi biogas yang merupakan salah  satu sumber energi pengganti minyak bumi. Hal yang menyebabkan biogas  menarik perhatian penulis adalah proses pemeliharaan pada pembangkit biogas  yang sederhana dan energi yang dihasilkan cukup besar (8900 kkal/m3 gas  methan murni) [7].

(read more)

Abdul Syakur, Mochammad Facta
Jurusan Teknik Elektro, F.T., Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email : mfacta@elektro.ft.undip.ac.id

Abstrak

Isolasi memiliki peranan yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik. Isolasi sangat diperlukan untuk memisahkan dua atau lebih penghantar listrik yang bertegangan sehingga antara penghantarpenghantar tersebut tidak terjadi lompatan listrik atau percikan. Bahan isolasi akan mengalami pelepasan muatan yang merupakan bentuk kegagalan listrik apabila tegangan yang diterapkan melampaui kekuatan isolasinya. Kegagalan yang terjadi pada saat peralatan sedang beroperasi bisa menyebabkan kerusakan alat sehingga kontinuitas sistem terganggu. Udara merupakan bahan isolasi yang banyak digunakan pada peralatan tegangan tinggi misalnya pada arrester sela batang yang terpasang di saluran transmisi, selain itu udara juga digunakan sebagai media peredam busur api pada pemutus tenaga (CB = Circuit Breaker). Sementara bahan isolasi cair banyak digunakan sebagai isolasi dan pendingin pada trafo karena memiliki kekuatan isolasi lebih tinggi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai tegangan tembus yang terjadi pada media isolasi udara dan minyak cenderung meningkat seiring pertambahan jarak sela. Selain itu juga dilakukan pengujian pada minyak bekas dan minyak baru. Hasil pengujian menunjukkan tegangan tembus pada minyak baru lebih tinggi daripada minyak bekas dan tegangan tembus isolasi udara lebih kecil daripada tegangan tembus minyak.

(download disini)

Hasyim Asy’ari, Jatmiko
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta
Abstrak
Kebutuhan tenaga listrik di kota solo yang merupakan salah satu kota besar di
Jawa Tengah harus diimbangi dengan penyediaan tenaga listrik yang memadai baik
dari segi kualitas dan kuantitas. Untuk memenuhi kuantitas daya yang dibutuhkan,
usaha yang dilakukan adalah dengan dibangunnya Gardu Induk di dalam kota yaitu
GIS Mangkunegaran. Karena terbatasnya lahan untuk penyaluran daya antara Gardu
alternative yang digunakan dengan pemakaian jenis kabel berisi minyak (oil filled
cable) untuk saluran transmisi bawah tanah, karena kabel tersebut memiliki
karakteristik listrik yang bagus. Biaya pembangunan saluran transmisi kabel bawah
tanah lebih besar bila dibandingkan dengan biaya pembangunan saluran transmisi
udara. Saluran transmisi bawah tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan,
seperti temperatur tanah, hambatan thermal dari tanah dan kedalaman penanaman
kabel Kegagalan isolasi (break down) dapat terjadi karena terbentuknya kantongkantong
udara (voids) didalam bahan isolasi yang diakibatkan kenaikan suhu
penghantar. Dengan semakin besarnya tekanan pada kantong-kantong udara tersebut
akan menimbulkan pelepasan muatan yang menembus isolasi. Kegagalan isolasi atau
gangguan yang terjadi dapat mengakibatkan kerugian yang besar.

(download disini)

Characterization of Epoxy Nanocomposites by Space Charge Measurements and Breakdown Tests
Yonas T. Gebrekiros
1386085
Supervisor:
Dr. Ing. P.H.F. Morshuis
Thesis Committee:
Dr. Ing. P.H.F. Morshuis (TU Delft)
Prof. Dr. Ir. J. J. Smit (TU Delft)
Prof. Dr. M. Zeman (TU Delft)
Dipl. Ing. T. Andritsch (TU Delft)
Dipl. Ing. A. Lunding (Philips Healthcare DMC)
August 2009

1. Summary
This thesis, Characterization of epoxy nanocomposites with space charge measurements and breakdown tests, tries to analyze the effect of introducing nanofillers of different types and fill grades in to neat epoxy and characterize them based on space charge measurements and breakdown tests. The thesis work was performed partly at TU Delft and partly at Philips Healthcare, Hamburg. Literature study of nanocomposites and space charge measurements, space charge measurements and analysis, preparation of nanocomposites, and preparation for the breakdown tests were performed at TU Delft. DC ramp breakdown tests and the analysis of the results were done at Philips Healthcare.
Approach:
A literature study was conducted on nanocomposites and their merit in improving the insulation characteristics of the base material. Basic understanding and possible improvements of insulation properties attributed to nanocomposites as employed for both DC and AC applications were also assessed. The mechanisms of space charge accumulation and the different procedures used to measure the amount and type of charges were dealt with in the literature study phase. Using the pulsed electro-acoustic (PEA) method, the space charge of about 13 samples of epoxy nanocomposites with Al2O3, AlN, MgO, and BN fillers containing different weight percentages was measured. The procedure was performed at field levels of 10, 15, and 18 kV/mm with about 1 hour of poling and depoling that ranged from 30 minutes to 90 minutes. The raw data was processed with a code written in MATLAB which basically performed denoising, deconvolution, correction for the attenuation and dispersion, and calibration. The final data contained information on space charge profile, field distribution, and potential profile throughout the thickness of the material. The results were then sorted out using time, amount of space charge, type of nanocomposites, weight percentage of nanocomposites, electric field, and approximate charging and discharging time constants as parameters.
For the break down tests that commenced at Philips Healthcare, Hamburg, a test cell was designed consisting of a set of two electrodes, to be immersed in oil to prevent an external flashover. As the electric field distribution in the case of DC application is dependent on the ratio of the conductivities of the insulator and the surrounding insulating medium, mineral oil in this case, conductivity measurements of the oil and the samples were performed. Conductivity values were obtained for the oil (Shell Diala B) with ample reproducibility. Still in the preparation phase for the breakdown testing, determining the number and size of the samples was of importance. Molds, good enough to prepare 4 samples at the same time, had to be designed and prepared. The last part in the preparation for the breakdown testing dealt with identifying the type of breakdown tests that need to be performed. Taking time in to consideration, it was decided to perform short time AC and DC breakdown tests. A ramp test was chosen over step-up test for both the DC and 600 Hz AC short time breakdown tests. As
2. dictated in the standards for AC and DC breakdown tests, 5 samples were needed from each batch of samples [1].
At Philips Healthcare, both DC and AC ramp breakdown tests were planned to be performed. The setup for the 600 Hz AC ramp test couldn’t be realized in time, thus only DC tests were performed. DC ramp tests at 500 V/s on 25 batches with around 5 samples in each batch were first performed and the findings were analyzed. More DC ramp tests were later performed on the samples initially reserved for the AC tests. For the breakdown test, epoxy nanocomposites with Al2O3, AlN, MgO, SiO2, SiO2+Al2O3, SiO2+AlN, and BN fillers were considered. The Weibull distribution was used to fit and analyze the breakdown results. The breakdown results were investigated to find possible correlation with the space charge characteristics of similar samples.

(download disini)

Partial Discharge Detection and Localization in High Voltage Transformers
Using an Optical Acoustic Sensor

by
Alison K. Lazarevich
Thesis submitted to the faculty of
the Virginia Polytechnic Institute and State University
in partial fulfillment of the requirements for the degree of
Master of Science
in
Electrical Engineering
Approved By:
Dr. Anbo Wang, Committee Chair
Dr. Yilu Liu, Committee Member
Dr. Wayne Scales, Committee Member
May 12, 2003
Blacksburg, Virginia
U.S.A.
Keywords: Partial Discharge (PD), High Voltage Transformer (HVT), Acoustic Emission, Fiber
Optic Acoustic Sensor, Time Difference of Arrival (TDOA), Hyperbolic Positioning
Copyright  2003, Alison K. Lazarevich

ABSTRACT
A partial discharge (PD) is the dissipation of energy caused by the buildup of
localized electric field intensity. In high voltage devices such as transformers, this buildup of
charge and its release can be symptomatic of problems associated with aging, such as floating
components and insulation breakdown. This is why PD detection is used in power systems to
monitor the state of health of high voltage transformers. If such problems are not detected and
repaired, the strength and frequency of PDs increases and eventually leads to the catastrophic
failure of the transformer, which can cause external equipment damage, fires and loss of revenue
due to an unscheduled outage. Reliable online PD detection is a critical need for power
companies to improve personnel safety and decrease the potential for loss of service.
The PD phenomenon is manifested in a variety of physically observable signals
including electric and acoustic pulses and is currently detected using a host of exterior
measurement techniques. These techniques include electrical lead tapping and piezoelectric
transducer (PZT) based acoustic detection. Many modern systems use a combination of these
techniques because electrical detection is an older and proven technology and acoustic detection
allows for the source to be located when several sensors are mounted to the exterior of the tank.
However, if an acoustic sensor could be placed inside the tank, not only would acoustic detection
be easier due to the increased signal amplitude and elimination of multipath interference, but
positioning could also be performed with more accuracy in a shorter time.
This thesis presents a fiber optic acoustic sensing system design that can be used
to detect and locate PD sources within a high voltage transformer. The system is based on an
optical acoustic (OA) sensor that is capable of surviving the harsh environment of the
transformer interior while not compromising the transformer’s functionality, which allows for
online detection and positioning. This thesis presents the theoretical functionality and
experimental validation of a band-limited OA sensor with a usable range of 100-300 kHz, which
is consistent with the frequency content of an acoustic pulse caused by a PD event. It also
presents a positioning system using the time difference of arrival (TDOA) of the acoustic pulse

with respect to four sensors that is capable of reporting the three-dimensional position of a PD to
within ±5cm on any axis.
This work was supported in part by NSF grant 9810688.

download disini