Bagaimana cara menguji kekuatan dielektrik minyak isolasi?

Metode standar dan paling umum dilakukan dengan menggunakanPenguji Kekuatan Dielektrik Minyak(atauPenguji Tegangan Rusak), mengikuti prosedur standar sepertiASTM D877dan semakin umumIEC 60156.

Berikut adalah penjelasan proses-demi-langkah secara mendetail.

 

Tujuan Tes

Tujuan utamanya adalah untuk mengukur voltase saat oli rusak (gagal secara elektrik) dalam kondisi terkendali. Hal ini menunjukkan adanya kontaminan seperti:

Air(paling umum)

Partikel padat(serat, debu, sedimen)

Kontaminan konduktif

Kekuatan dielektrik yang tinggi menunjukkan minyak bersih dan kering, sedangkan nilai yang rendah menandakan bahwa minyak mungkin memerlukan penyaringan atau penggantian.

 

Prinsip Utama

Pengujian ini tidak mengukur sifat intrinsik minyak itu sendiri, melainkan kemampuannya menahan tekanan listrik di hadapankotoran. Kotoran-kotoran ini sejajar dalam medan listrik dan membentuk jembatan konduktif antara elektroda, yang menyebabkan kerusakan (percikan api) pada tegangan yang jauh lebih rendah dibandingkan minyak kering murni.

 

Metode Uji Standar (Berdasarkan IEC 60156)

Ini adalah standar internasional yang paling banyak diterima.

1. Peralatan yang Dibutuhkan

Sel Uji Minyak:Cangkir dengan dua elektroda berlawanan. Tipe yang paling umum dimilikielektroda bulatdiberi jarak 2,5 mm.

Penguji Kekuatan Dielektrik:Sumber AC-tegangan tinggi (0-60 kV atau lebih tinggi) yang dapat meningkatkan tegangan pada laju terkendali dan otomatis terputus jika terjadi kerusakan.

Gelas Sampel:Wadah kaca atau plastik yang bersih, kering, tertutup rapat (biasanya 1 liter).

Jarum suntik atau Pipet:Untuk mentransfer minyak.

Pelarut:(misal, Hexane, Petroleum Ether) untuk membersihkan sel uji.

2. Prosedur Pengambilan Sampel

Ini adalah langkah penting. Sampel yang buruk akan memberikan hasil yang tidak akurat.

Ambil sampel dari dasar tangki trafo tempat air dan sedimen mengendap, menggunakan katup pembuangan khusus.

Siram katup dan jalur pengambilan sampel secara menyeluruh sebelum mengambil sampel akhir.

Isi gelas sampel hingga penuh untuk meminimalkan paparan udara, yang dapat menyerap kelembapan.

Beri label sampel dengan jelas dan ujilah sesegera mungkin. Jika penyimpanan diperlukan, simpan wadah di tempat yang gelap dan sejuk.

3. Uji Persiapan Sel

Membongkarsel uji dengan hati-hati.

Membersihkanseluruh bagian secara menyeluruh dengan pelarut untuk menghilangkan residu minyak atau jejak karbon sebelumnya dari kerusakan sebelumnya.

Keringseluruh bagiannya menggunakan kain-yang bersih dan tidak berbulu atau udara panas.

Berkumpul kembalisel, memastikan celah elektroda diatur dengan benar2,5 mm(diverifikasi dengan pengukur celah standar).

4. Mengisi Sel Uji

Putar perlahan wadah sampel minyak untuk menghomogenkannya tanpa menimbulkan gelembung.

Tuangkan minyak ke dalam sel uji yang bersih dan kering, berhati-hatilah agar tidak menimbulkan gelembung udara.

Biarkan oli berada di dalam sel uji selama jangka waktu yang ditentukan oleh standar (misalnya, 10-15 menit menurut IEC 60156) agar gelembung udara besar dapat keluar.

5. Melakukan Tes Perincian

Pengujian ini melibatkan pengambilan beberapa kerusakan pada sampel oli yang sama (biasanya6).

Pengaturan:Tempatkan sel uji yang sudah diisi ke dalam penguji dan kencangkan tutupnya.

Jalankan Awal:Mulai penguji. Tegangan akan meningkat dari nol dengan kecepatan tetap2 kV/detik(untuk IEC 60156).

Perincian:Tegangan akan naik hingga terjadi percikan api (breakdown) antar elektroda. Penguji akan secara otomatis mencatat tegangan ini (dalam kV) dan mematikan listrik.

Pengadukan & Pembuangan{0}}gas:Setelah penguraian pertama, tester (atau operator secara manual) akan mengaduk oli dengan pengaduk magnet selama 1 menit. Hal ini akan menyebarkan partikel karbon dan penguraian-produk dari percikan pertama. Beberapa penguji juga memiliki fungsi penghilangan gas untuk menghilangkan gelembung.

Mengulang:Langkah 2-4 diulangi sebanyak totalnyaenam kerusakanpada sampel minyak yang sama.

6. Perhitungan dan Interpretasi Hasil

Buang Hasil Pertama:Nilai kerusakan pertama sering kali dibuang karena dapat dipengaruhi oleh gangguan kecil apa pun selama pengisian sel.

Hitung Rata-Rata:Kekuatan dielektrik minyak dinyatakan sebagairata-rata dari lima nilai rincian terakhir.

Contoh:Jika keenam tegangan tembus tersebut adalah: 48 kV, 52 kV, 54 kV, 53 kV, 55 kV, 54 kV.
Anda akan membuang hasil 48 kV dan menghitung rata-rata lima sisanya: (52+54+53+55+54)/5 =53,6 meter persegi.

Interpretasi:

Oli Baru:Biasanya harus > 30 kV (IEC 60296) dan sering kali > 60 kV.

Minyak dalam Layanan:Batas yang dapat diterima berbeda-beda menurut utilitas dan peralatan, namun sering kali berada dalam kisaran40-50 meter persegi. Nilai di bawah ambang batas ini menunjukkan bahwa minyak memerlukan rekondisi (penyaringan, pengeringan).

 

Faktor Penting yang Mempengaruhi Akurasi

kelembaban:Satu-satunya faktor terbesar. Bahkan 50 ppm air dapat menurunkan tegangan tembus secara drastis.

Kontaminasi:Debu, serat, dan partikel lainnya.

Suhu:Minyak harus diuji pada suhu kamar, namun konsistensi adalah kuncinya. Standar sering kali menentukan kisaran (misalnya, 20 derajat ± 5 derajat).

Kondisi & Celah Elektroda:Elektroda yang berlubang atau kotor, atau celah yang salah, akan memberikan hasil yang salah.

Gelembung:Gelembung udara pada sampel oli dapat menyebabkan kerusakan dini.

Keterbatasan Tes

Meskipun uji kekuatan dielektrik sangat baik untuk mendeteksi air dan partikel, uji ini bukanlah uji kualitas oli yang komprehensif. Ini harus digunakan bersamaan dengan tes lain seperti:

Keasaman (Angka Netralisasi):Mengukur degradasi minyak.

Ketegangan Antarmuka (IFT):Mendeteksi kontaminan polar terlarut dan pembentukan lumpur.

Warna:Indikator visual sederhana dari penuaan.

Analisis Gas Terlarut (DGA):Tes paling ampuh untuk mendiagnosis kesalahan trafo internal.

Ringkasan

Menguji kekuatan dielektrik minyak isolasi adalah prosedur yang mudah namun sangat sensitif. Dengan mengikuti metode standar (seperti IEC 60156) dengan perhatian cermat terhadap pengambilan sampel dan kebersihan, metode ini memberikan pemeriksaan penting dan cepat terhadap kesehatan kelistrikan oli, sehingga membantu mencegah kegagalan trafo dan pemadaman listrik yang merugikan.