Tuesday 26 January 2016

Insulation Resistance Test – Part V (end)




Bagian 1 hingga 4 telah memaparkan bagaimana IRT dan PI test dilakukan serta serba serbi yang mengikutinya. Akhir-akhir ini, dikembangkan metode evaluasi baru untuk mendapatkan informasi yang lebih mendalam mengenai kondisi isolasi suatu mesin dengan menggunakan data-data yang didapatkan pada pengujian PI. Metode ini dikenal dengan IRP atau Insulation Resistance Profile.  
 
Latar Belakang IRP
Pada bagian sebelumnya telah dijelaskan apabila nilai IR lebih dari 5000MΩ, maka direkomendasikan agar tidak melakukan PI. Hal ini dipandang perlu untuk diperhatikan bukan karena nilai IR yang sudah sangat bagus. Namun, pada nilai tersebut, adanya sedikit fluktuasi eksternal (misal pada tegangan injeksi) akan sangat mempengaruhi nilai pengukuran.
Dengan berkembangnya teknologi peralatan uji, maka pengaruh ketidakstabilan tegangan injeksi dapat diabaikaan. Dengan demikian, pengujian PI yang dilakukan pada nilai IR lebih dari 5000MΩ dapat digunakan sebagai indikator tambahan mengenai kondisi isolasi tersebut. Metode assessment  isolasi dengan cara mengevaluasi nilai-nilai ada PI yang direpresentasikan dalam sebuah grafik disebut dengan IRP atau Insulation Resistance Profile.
IRP diplot dengan meggunakan interval waktu (umumnya) 5 sekon. Dengan demikian, untuk waktu 10 menit akan didapatkan nilai pengukuran sebanyak 125 data. Karena terlalu banyak dan dipandang kurang praktis, IRP dapat pula diambil dari data pengujian PI. Karena diplot dengan menggunakan data PI, maka metode ini sebut juga sebagai PIR atau Polarization Index Profile.
Metode Evaluasi IRP
Isolasi dengan kondisi baik akan memiliki karakteristik IRP yang bersifat eksponensial sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 3.
Karakteristik IRP yang berbeda dengn gambar 3, sebetunya adalah indikator dari kondisi isolator yang berbeda pula. Pada gambar-gambar berikut, akan ditunjukkan beberapa karakteristik IRP beserta indikatornya.
 
Gambar 3. Karakteristik IRP untuk Isolator dalam Kondisi Baik
 
Gambar 4. Karakteristik IRP pada Isolator dengan Kelembaban di Permukaan
 
Gambar 5. Karakteristik IRP pada Isolator Terkontaminasi
 
Gambar 6. Karakteristik IRP pada Isolator yang Lembab
Gambar 7. Karakteristik IRP untuk Isolator setelah mengalami Cleaning dan Drying

Dari beberapa contoh gmbar di atas, maka IRP dapat memberikan tambahan informasi mengenai kondisi isolasi secara lebih mendalam. Terlebih lagi untuk nilai IR di atas 5000 MΩ, maka aplikasi IRP sangatlah membantu.

Referensi:
  1. David L. McKinnon. Insulation Resistance Profile (IrRP) and Its Use For Assessing Insulation Systems
  2. IEEE Std 43-2000. IEEE Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery
Paiton, 26 Jan 2016 20:44

Insulation Resistance Test – Part IV



Pada bagian sebelumnya, telah dijelaskan mulai dari persiapan hingga mengevaluasi nilai IR test maupun PI test. Namun, perlu disadari bahwa pengetesan ini sangatlah dipengaruhi oleh beberapa kondisi. Dengan demikian, setiap pengujian hendaknya dilakukan pada kondisi yang relatif sama atau mendekati. Jika hal tersebut dilakukan, maka historical data sebuah mesin menjadi sangat valid. Data dengan kevalidan tinggi dapat dipergunakan untuk mengambil keputusan secara lebih tepat.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Nilai Pengukuran IRT dan PI
1.   Kondisi Permukaan
Apabila permukaan isolasi mengandung material asing seperti oli, garam, debu, karbon dan semacamnya; sebagaimana dijelaskan pada bagian 1, maka leakage current  IL akan semakin besar. Bahkan, pabila dicermati, bahan coating isolasi juga mempengaruhi besarnya leakage current  tersebut.
Maka, untuk mesin-mesin listrik yang diaplikasikan pada kondisi yang rawan dengan polutan, kondisi permukaan perlu menjadi perhatian serius. Untuk menghindari hasil pengetesan yang kurang representatif, maka pengujian IRT dan PI seringkali dilakukan setelah mesin dibersihkan. Apakah itu dengan menggunakan air blowing, vacuum cleaner, menggunakan cairan pembersih dan semacamnya. Penggunaan bahan kimia sebagai pembersih perlu dievaluasi lebih mendalam, misakan berkonsultasi dengan pabrikan mesin. Hal ini akan menghindari rusaknya isolasi karena penggunaan pembersih yang tidak tepat.
2.   Kelembaban
Tanpa memperhatikan kondisi bersih atau tidaknya permukaan isolasi, apabila temperatur belitan lebih rendah dari dew point  lingkungan, maka akan terbentuk lapisan yang lembab di permukaan isolasi. Tentu saja hal ini akan mempengaruhi hasil pengetesan terutama apabila terdapat crack  pada permukaan isolasi.
Beberapa bahan isolasi yang bersifat higroskopik (mudah menyerap air), perlu mendapat perhatian serius karena akan meningkatkan conductance current IG. Pengetesan pada saat mesin masih dalam keadaan hangat dapat menjadi alternatif yang bagus. Sedangkan penggunaan space heater  sebelum pengetesan bisa dilakukan pada mesin-mesin spare atau tidak bekerja dalam tempo yang cukup lama.
Pada bagian selanjutnya akan ditunjukkan bagaimana PI test dapat mengenali adanya kelembaban yang terbentuk di permukaan isolasi.
3.   Temperatur
Sebagaimana kita tahu bahwa temperatur adalah salah satu bentuk dari manifestasi energi. Elektron yang terdapat pada isolasi dengan temperatur lebih tinggi akan bersifat ‘lebih aktif’ sehingga mempengaruhi hasil pengetesan. Untuk mendapatkan hasil pengetesan yang baik, maka direkomendasikan agar temperatur pengetesan dibuat sekitar 40°C. Namun apabila hal ini tidak dapat dilakukan, penggunaan faktor koreksi harus dipertimbangkan. Untuk PI test, pengaruh temeratur hanya sedikit sehingga dapat diabaikaan.

4.   Magnitudo tegangan pengetesan
Besarnya tegangan injeksi untuk pengujian telah ditunjukkan oleh tabel 1. Secara teori, besarnya tegangan tidak akan mempengaruhi besarnya hasil pengetesan, terutama pada kondisi isolasi yang kering. Namun hal ini tidak sepenuhnya benar.
Variasi hasil pengetesan karena variasi tegangan injeksi adalah tanda dari adanya keadaan abnormal pada suatu isolasi. Ketidaknormalan tersebut dapat berupa kecacatan mekanik pada isolasi, adanya polutan atau kelembaban.
5.   Muatan sisa pada isolasi
Hasil pengetesan isolasi akan kurang representatif apabila pada isolasi tersebut masih terdapat muatan sisa. Dengan demikian, sebelum dilakukan pengetesan, maka isolasi harus di-discharge terlebih dahulu dengan cara menghubungkan belitan ke ground. Kadang kala, proses ini membutuhkan waktu antara 5 menit sampai 1 jam tergantung pada jenis dan kapasitas mesin listrik.

To be continued...
Paiton, 26 Jan 2016 20:18

Saturday 9 January 2016

Insulation Resistance Test – Part III



Persyaratan dalam pengukuran Insulation Resistance Test (IRT)
Sebagaimana kita tahu, hasil pengukuran IRT dipengaruhi oleh banyak faktor (detail akan ditunjukkan di bagian selanjutnya). Dengan demikian, sebelum melakukan pengujian, ada baiknya apabila beberapa faktor berikut dicatat sebagai data pelengkap. Data tersebut antara lain:
-   Temperatur lingkungan sekitar
-    Kelembaban relatif
-   Dew point
-   Temperatur belitan
-   Durasi pengujian
-   Magnitudo tegangan injeksi
-   Koneksi belitan
Dalam beberapa kasus, apabila dalam satu aplikasi sering dilakukan pergantian motor, ada baiknya jika serial number dan manufacturer  dijadikan sebagai data tambahan pula.
Dalam beberapa kasus khusus, misal belitan yang bertipe water-cooled, kadang kala air pendingin harus dikeluarkan hingga isolasi menjadi kering. Namun apabila hal ini tidak dilakukan, beberapa persyaratan harus dipenuhi seperti temperatur dan konduktifitas air. Pabrikan mesin akan memberikan panduan yang lebih spesifik mengenai hal tersebut.
Pada saat ini, IRT bisa dilakukan dengan menggunakan peralatan IRT yang portable. Nilai tegangan injeksi dapat diset mulai 0 hingga 10kV DC atau bahkan lebih tinggi. Hasil pengukuran bisa dibaca langsung dalam satuan Ohm (insulation resistance) atau dalam bentuk micro-ampere (total leakage current ). Hal ini lazim karena beberapa Engineer akan menggunakan grafik karakteristik leakage current sebagai data tambahan dalam menganalisis hasil IRT.

Koneksi Belitan dalam Insuation Resistance Test (IRT)
Pada mesin multiphase, apabila dimungkinkan, sangat direkomendasikan untuk menguji belitan tiap phase. Dengan demikian, kita dapat membandinkan nilai tiap phasenya. Apabila pengetesan dilakukan pada sebuah phase, maka phase yang lain harus digrounding. Namun, kadang kala pengetesan per phase tidak dapat dilakukan karena sambungan dilakukan di dalam mesin. Dengan demikian, kita hanya dapat melakukan pengujian 3 phase langsung.
Koneksi sikat, kabel, komponen switching, kapasitor, surge arrester, VT dan semacamnya dapat mempengaruhi hasil pembacaan IRT. Oleh karena itu, dalam pengujian IRT, akan lebih baik kalau komponen-komponen tersebut tidak dalam keadaan terkoneksi dengan mesin (dilepas atau digrounding).

Interpretasi Insulation Resistance Test (IRT) dan Polarization Index (PI) Test
Adanya historical-data dari pengujian sebelumnya akan sangat membantu dalam menganalisis hasil IRT dan PI. Nilai yang tetap atau sedikit pergeseran dari pengujian sebelumnya menandakan isolasi masih dalam keadaan baik dan masih layak untuk dioperasikan dengan rentang waktu tertentu. Dengan demikian, ada baiknya jika hasil IRT dan PI disimpan dengan baik sehingga dapat digunakan pada evaluasi pengujian selanjutnya. Namun, apabila hostorical-data tidak tersedia, maka kita harus menetapkan nilai minimal untuk IRT dan PI. Namun nilai minimum akan sangat berbeda untuk beberapa material isolasi. Maka, perbandingan dengan hasil pengujian sebelumnya memang mutlak diperlukan.
Tabel 3. Nilai Minimum untuk PI Test
Nilai minimum untuk PI ditunjukkan oleh tabel 2. Apabila nilai IRT di atas 5 GΩ, maka PI test sebaiknya tidak dilakukan. Hal ini terjadi karena pada kondisi tersebut, perubahan kecil pada tegangan injeksi atau lingkungan akan memberikan dampak yang besar pada hasil pembacaan. Oleh karena itu, hasil PI tidak dapat digunakan untuk menganalisis kondisi isolasi.
Tabel 3. Nilai Minimum untuk IR Test
Nilai minimum untuk IRT ditunjukkan oleh tabel 3, digunakan sebagaimana bahasa asli untuk menghindri salah tafsir pada saat proses translasi. Nilai kV pada tabel tersebut menunjukkan tegangan rms dari suplai mesin, sedangaan IR minimum diekspresikan dalam MΩ. Nilai tersebut adalah nilai rekomendasi praktis pada temperatur 40°C.

To be continued.....
Malang,9 Jan 2016 07:48