Foreword
Meskipun energi
elektrik memiliki fleksibilitas konversi yang praktis, namun bentuk energi ini
memiliki bahaya yaang luar biasa. Dengan demikian, keberadaan energi ini harus
diiosilasi dari lingkungan sekitarnya. Pengisolasian ini bertujuan tidak hanya
untuk keselamatan manusia, namun juga bertujuan mengamankan suplai energi
elektrik.
Isolasi elektrik (electrical insulation) atau nantinya
akan dikenal dengan sebutan isolator, memiliki 3 bentuk utama yaitu padat, cair
dan gas. Untuk mengetahui kualitas suatu isolator, tentunya perlu dibuat sebuah
standar pengetesan agar dapat diterima secara universal.
Salah satu
pengetesan isolator yang banyak dilakukan adalah Insulation Resistance Test (IR atau IRT) atau seringkali, untuk
tujuan praktis, disebut sebagai Megger Test.
Ini mengacu pada brand peralatan yang digunakan dalam pengetesan tersebut.
Sebagian pembahasan kali ini akan didasarkan pada IEEE Std 43-2000 yang
merupakan dasar dari IRT untuk mesin berputar (motor dan generator). Namun,
untuk peralatan elektrik lain, biasanya diacu pada standar tersebut.
Teori Dasar IRT:
Berdasarkan IEEE
Std 43-2000, Insulation resistaance didefinisikan
sebagai kemampuan isolator listrik pada sebuah lilitan dalam menahan aliran
arus DC. Dengan definisi lain, IR adalaah hasil bagi tegangan yang diinjeksikan
ke sebuah isolator dengan aarus bocor
yang mengalir dalam tempo tertentu. Hal ini daat dipahami karena standar
tersebut dibuat untuk mesin berputar dan menggunakan tegangan injeksi searah.
Apabila sebuah
isolator diinjeksi dengan tegangan searah, karena ketidaksempurnaan isolasi,
maka akan ada arus yang mengalir. Arus ini terdiri dari beberapa macam komponen,
sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 1.
Pada gambar 1
ditunjukkan bahwa arus yang mengalir terdiri dari 4 buah komponen, yaitu:
1. Surface Leakage Current (IL)
Arus yang biasanya muncul pada permukaan lilitan stator atau konduktor dan
struktur rotor. Komponen ini dicirikan dengan arus yang relatif konstan.
Magnitudonya ditentukan oleh kelembaban dan banyaknya material konduktif yang
berada di permukaan isolator.
2. Geometric Capacitive Current (IC)
Arus ini memiliki karakteristik dengan magnitudo tinggi, namun akan turun
secara eksponensial selama periode injeksi. Nilai ini bergantung pada
resistansi internal instrumentasi dan kapasitansi geometris sebuah isolator.
Arus ini kebanyakan tidak mempengaruhi hasil pengukuran karena karakteristiknya.
3. Conduction Current (IG)
Adalah arus yang nilainya relatif konstan, yang mengalir dari bagian yang
di-ground-kan ke struktur bertegangan
(konduktor). Nilai arus ini bergantung pada material bonding yang digunakan
pada isolasi. Material isolasi baru seperti poliester dan epoksi-mika memiliki
IG relatif nol, kecuali jika kondisinya sangat lembab. Namun, jenis
material isolator lama memiliki IG yang secara natural relatif lebih
tinggi.
4. Absorbtion (Polarization) Current (IA)
Adalah arus yang mengalir pada isolatr sebagai akibat dari polarisasi molekul
dan pergerakan elektron. Nilainya akan menurun hingga mendekati nol seiring
dengan periode injeksi yang umumnya berlangsung antara 30 sekon hingga beberapa
menit, dan magnitudnya ditentukan oleh material bonding yang ditentukan pada
material isolasi.
IA ditentukan oleh 2 komponen, yaitu:
-
Polarisasi material karena molekul organik, yang akan berubah
arah ketika terekspos dengan medan listrik searah. Karena material melalukan
gaya balik, maka butuh beberapa saat agar arus polarisasi menjadi nol yang
berarti molekul-molekul tersebut sudah berubah arah.
-
Pergerakan gradual dari elektron dan ion melalui molekul
organik. Pergerakan ini akan berhenti ketika elektron dan ion tersebut terjebak
di antara permukaan molekul.
Keempat komponen
arus tersebut akan menghasilkan arus total IT. Karakteristik keempat
komponen arus dan resultannya ditunjukkan oleh gambar 2, dimana jenis
isolasinya adalah asphaltic-mica.
To be continued...
Malang, 6 Dec 2015 08:28.
Mantabs
ReplyDelete