Pengujian Partial Discharge Pada Switchgear

Partial Discharge

Partial discharge, sesuai International Technical Commission (IEC) International Standard 60270, 2000 bahwa partial discharge adalah "Localized electrical discharge that only partially bridges the insulation between conductors and which can or cannot occur adjacent to conductor", jadi secara umum partial discharge merupakan akibat yang timbul dari konsentrasi electrical stress pada titik tertentu baik itu didalam ataupun dipermukaan suatu isolasi. Salah satu contoh efek yang ditimbulkan adalah timbulnya korona, dimana korona merupakan salah satu bentuk partial discharge yang terjadi didalam media gas (udara) disekitar konduktor. Pada kondisinya, partial discharge biasanya menimbulkan beberapa efek diataranya suara desis, cahaya, panas dan reaksi kimia. Partial discharge merupakan arcing (lompatan) listrik yang sangat cepat sekali dan yang terjadi pada lapisan suatu bidang berisolasi sering memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Waktu impuls dari PD biasanya lebih kecil dari 10 nano detik.

Proses Terjadinya Partial Discharge

Pada saat kemunculannya, biasanya partial discharge terjadi dengan melalui beberapa proses yaitu :

1. Adanya bidang microskopik (celah) yang terjadi pada suatu bidang pada isolasi yang disebabkan karena adanya "Water Tree", umur isolasi itu sendiri, pemasangan yang kurang baik atau proses pabrikasi yang tidak sempurna. Terjadinya stress dan tegangan yang berlebih (over voltage) pada suatu sistem isolasi dapat mengakibatkan PD didalam bidang mikroskopik tersebut.


2. Timbulnya panas dan energi lain yang dilepaskan oleh PD mengakibatkan pengikisan pada permukaan celah tersebut.


3. Erosi atau pengikisan terus menerus akan membentuk celah yang lebih besar pada bidang isolasi, biasanya disebut "electrical tree".
   
4. Proses ini akan terus berlanjut hingga menimbulkan "electrical tree bridge" pada isolasi.
   
5. Akhirnya....terjadilah kegagalan / gangguan pada sistem isolasi.

Alat Uji Partial Discharge

Pada saat ini, saya memilki beberapa referensi alat pengujian partial discharge yang pernah saya gunakan dilapangan ataupun pada saat melakukan training dengan user.

Beberapa referensi tersebut antara lain adalah :

1. Ultrasonic Leak Detector (ref : ULD-40)


2. Corona Camera (ref : CoroCAM 504 & CoroCAM 1)


3. Portable Expert Partial Discharge (ref : XDP & XDP II)
   
4. Advance Partial Discharge test (ref : MPD-600)

Beberapa alat memiliki keunggulan dibanding satu dan yang lainnya, tetapi pada saat ini saya hanya akan membahas mengenai alat uji partial discharge portable (ref : XDP / XDP II) yang telah saya gunakan dan dapat digunakan pengujian secara online.

Alat Uji Partial Discharge Portable

XDP merupakan alat uji partial discharge buatan NDB Technologie Canada yang dapat digunakan untuk pengujian :

• Kabel XLPE, sambungan, siku (elbow)


• Tranformer


• Insulator


• Surge Arrester


• Switchgear


• Motor


• dll

Pengujian Partial Discharge Pada Switchgear

Swichgear merupakan komponen utama pada sistem elektrikal dan seringkali sulit untuk dilakukan pemeriksaan secara langsung. XDP melakukan pengujian partial discharge dengan menggunakan BI-PHASE COUPLER untuk mendeteksi partial discharge pada switchgear melalui lampu indikator tegangan pada switchgear.

Bagaimana jika tidak ada lampu indikator? tentu tidak bisa dilakukan pengujian partial discharge dengan Bi-Phase Coupler, tetapi yang bisa dilakukan hanya dengan membuka panel bagian belakang switchgear dan melakukan pengujian partial discharge dengan menggunakan spatula (aksesoris lain XDP) pada kabel atau koneksi switchgear.

Tegangan pada lampu indikator swithgear memberikan gambaran secara real (sesungguhnya) dari sistim tegangan pada switchgear, XDP akan mendeteksi frekuensi internal tinggi yang ditimbulkan oleh partial discharge. Sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi problem pada isolasi pada fasa ke ground atau fasa ke fasa dalam satu kali pembacaan. Ya, karena setelah beberapa kali pengujian, perbedaan nilai db yang timbul hanya selisih antara 1-2 db saja.

Metode ini dapat digunakan untuk menghindari pemadaman sistem kelistrikan (tetap on line), dan yang terpenting dapat melakukan trending keadaan swithgear sebelum waktu jadwal pemeliharaan tiba. Sehingga pemeliharaan dan tindakan pada pengujian swithgear dapat lebih tepat sasaran sesuai dengan tingkat urgenitasnya.

Contoh Pengujian

Jika hasil pengujian adalah :

• Fasa A dan B = 12 db


• Fasa A dan C = 3 db


• Fasa B dan C = 12 db

Maka pada data pengujian tersebut terjadi problem pada fasa B dimana setiap fasa yang terukur dengan fasa B selaku memiliki nilai yang besar.

Level Rekomendasi Partial Discharge

• Level 1 : 0 db, tidak ada partial discharge yang terjadi; Saran : lakukan pengujian dalam 12-18 bulan


• Level 2 : 1-5dB; Saran : lakukan pengujian dalam 1 tahun


• Level 3 : lebih besar dari 5db; Saran : lakukan pengecekan lanjutan segera, perbaiki atau penggantian mungkin perlu dilakukan.

Sigit Wisnu Dermawan, ST

Alternatif lain dalam melakukan pekerjaan PDKB selain PDKB metode berjarak

Pendahuluan

PDKB seperti dikenal di Indonesia terutama dilingkungan PLN (Persero) adalah pekerjaan dalam kondisi bertegangan (hot line maintenance), dimana pekerjaan ini bisanya menggunakan peralatan-peralatan yang sifatnya isolasi dengan tingkat ketahanan tegangan tertentu untuk dapat melaksanakan pekerjaan pemeliharaan pada jaringan listrik terutama untuk tegangan menegah (TM) dan tegangan tinggi (TT/TET).

Di Indonesia sendiri selain di PLN pekerjaan ini juga dilakukan oleh beberapa perusahaan besar yang memiliki kapasitas listrik tinggi seperti diantaranya PERTAMINA, CALTEX (CEVRON), NEWMONT dll. Memang , jika dilihat dari Intensitas penggunaannya PLN jauh lebih banyak dibandingkan perusahaan-perusahaan tersebut. Dimana hal tersebut dapat disebabkan karena PLN adalah perusahaan penghasil listrik yang utama di Indonesia dengan wilayah cakupan hingga seluruh Indonesia. Disamping itu tercatat pula bahwa PLN sudah melakukan pekerjaan PDKB dari wilayah Aceh hingga wilayah Maluku.

Metode Pada Pekerjaan PDKB

Ada beberapa metode yang digunakan dalam melakukan pekerjaan PDKB, setiap metode memiliki beberapa keunggulan dan keuntungan pada kondisi tertentu. Dibeberapa kesempatan, metode-metode ini digabungkan untuk mempermudah dalam melakukan pekerjaan.
- Metode Berjarak (Distance Method)
- Metode Sentuh Langsung (Direct Contact Method)
- Metode Rubber Gloves (Biasanya menggunakan Aerial lift device)
- Metode Platform
Untuk pekerjaan PDKB di sistem tegangan 20kV, metode yang biasa digunakan adalah :
- Metode Berjarak (Distance Method)
- Metode Rubber Gloves
- Metode Platform (gabungan antara metode berjarak dan metode ruber gloves)

Jenis Pekerjaan

Pekerjaan pemeliharaan, penggantian dan pemasangan dengan PDKB pada jaringan listrik sistem 20kV dapat dilakukan antara lain :
- Penggantian dan Pemeliharaan Isolator
- Penggantian dan pemeliharaan knife switch
- Penggantian dan pemeliharaan fuse switch
- Pemeliharaan dan penggantian jumper dan sambungan jaringan
- Penggantian lightning arrester
- Pemotongan dahan atau pohon yang menyentuh jaringan
- Pengukuran fasa
- Perbaikan konduktor dan joint
- Penggantian traves
- Penggantian tiang
- Pengaturan tiang
- Penggantian struktur traves
- Dll

Pekerjaan ini semua dapat dilakukan dengan metode apa saja dan tergantung dari kondisi lapangan yang mendukung dalam melaksanakan pekerjaan tersebut. Sehingga pada beberapa kesempatan, setiap metode memiliki perbedaan pada waktu dan cara pelaksanaannya.

Metode Berjarak
Metode berjarak adalah metode yang paling populer dilakukan di Indonesia, semua team PDKB di PLN bermula dengan melakukan pekerjaan dengan metode ini. Metode ini adalah pekerjaan PDKB yang dilakukan oleh petugas PDKB (electrician) dengan dilengkapi alat pelindung diri, tangga yang dipasang pada tiang, alat pemanjat tiang, dan menggunakan stick PDKB (hot stick) dengan jarak minimum dari jaringan bertegangan adalah 72cm (dari : Work On Energined Distribution Line).

Biasanya dalam 1 team PDKB untuk metode berjarak terdiri atas 6-7 orang, dilengkapi dengan kendaraan yang berisi peralatan hot stick, tangga dan peralatan penunjang lainnya.

Metode Rubber Gloves (biasanya di PLN disebut Metode Sentuh Langsung)

Metode Rubber Gloves atau biasanya di PLN sendiri disebut sebagai Metode Sentuh Langsung adalah pekerjaan PDKB yang dilakukan oleh petugas PDKB dengan dilengkapi alat pelindung diri dan melakukan pekerjaan dengan kontak secara langsung dengan saluran udara bertegangan. Dimana pada pelaksanaannya menggunakan mobil aerial device dengan satu atau dua keranjang (bucket) dan dilengkapi alat bantu dan /atau stick.
Untuk PDKB ditegangan menengah, menggunakan metode ini. Diperlukan maksimum adalah 3 orang petugas PDKB dalam tiap regunya. Metode ini sudah meninggalkan tangga untuk melakukan pemanjatan dan mengurangi penggunaan stick-stick panjang dalam melaksanakan pekerjaannya karena sudah dibantu oleh mobil aerial lift device.

Keuntungan dan Kekurangannya

Kedua Metode tersebut memiliki beberapa keuntungan dan kekurangan diantaranya :
a. Metode Berjarak
Keuntungan
- Semua petugas PDKB pada awal mula melakukan pekerjaan di PDKB sudah mengenal metode ini
- Dapat melakukan semua pekerjaan yang dekat dengan tiang, walaupun lokasi sulit dicapai kendaraan (contoh : ditengah sawah dll)

Kekurangan
- Membutuhkan orang yang lebih banyak dalam melakukan pekerjaan (1 regu minimal 6-7 orang)
- Peralatan yang dibutuhkan sangat banyak, karena dalam suatu kondisi pekerjaan dibutuhkan peralatan yang cukup banyak (contoh penggunaan three phase boom)
- Investasi jangka panjang akan lebih mahal dari pada metode rubber gloves karena lebih banyak dalam penggantian peralatan hampir setiap tahunnya.
- Tidak bisa atau sulit sekali melakukan pekerjaan di tengah gawang (atau diantara tiang ke tiang lainnya), contoh : perbaikan conductor.

b. Metode Rubber Gloves
Keuntungan
- Membutuhkan orang yang sedikit dalam melakukan pekerjaan (2-3 orang)
- Peralatan jauh lebih sedikit bila dibandingkan dengan metode berjarak
- Investasi jangka panjang jauh lebih menguntungkan bila dibandingkan dengan metode berjarak
- Jauh lebih aman (low Risk), karena selain dilengkapi alat pengaman diri, kendaraan aerial liftnya minimal sudah terisolasi hingga 46 kV (untuk kelas C)
- Mampu melakukan semua jenis pekerjaan baik itu yang dekat dengan tiang ataupun yang jauh dari tiang (tengah gawang)
Kekurangan
- Pada posisi jalan yang sempit, kendaraan aerial lift cukup menggangu pada saat melakukan pekerjaan
- Untuk tiang atau objek yang agak menjorok kedalam atau yang jauh dari jalan, agak sulit dalam melakukan pekerjaan ini
- Tinggi jangkauan alat terbatas, tergantung dari tipe dan jenis aerial lift-nya

Kesimpulan

Metode berjarak merupakan metode pekerjaan PDKB yang sudah sangat dikenal di PLN, pada beberapa kondisi dan berkurangnya petugas PDKB yang ada menjadikan metode Rubber Gloves sebagai salah satu alternative baru di PDKB PLN. Selain mampu melakukan pekerjaan yang sama dan Investasi yang jauh lebih murah, metode membutuhkan jauh lebih sedikit SDM dalam melakukan pekerjaannya.

Sigit Wisnu Dermawan, ST