ANALISIS PENGARUH MEDAN LISTRIK BOLAK-BALIK HOMOGEN TERHADAP BENTUK DAN KECEPATAN JATUH TETESAN AIR DALAM MINYAK TRANSFORMATOR

Authors

  • Maulana Rahmat Ramadhani Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
  • Mochammad Dhofir Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Abstract

Dalam sebuah transformator, minyak transformator merupakan isolasi cair yang sangat penting untuk memisahkan bagian transformator yang bertegangan. Sedangkan air merupakan salah satu pengotor yang dapat menyebabkan kegagalan isolasi dalam transformator. Penelitian ini menguji dan mengamati pengaruh medan listrik bolak balik homogen AC terhadap kecepatan jatuh dan perubahan bentuk tetesan air dalam minyak transformator. Electrohydrodynamics (EHD) yang mengkaji gerak cairan di bawah pengaruh medan listrik eksternal merupakan dasar dari penelitian ini. Hasil dari penelitian menunjukan: 1.) Kecepatan rata-rata tetesan air tanpa adanya pengaruh medan listrik berubah secara fluktuatif hingga mendekati konstan ketika berada pada jarak tempuh 8 cm dengan kecepatan terminal sebesar 5,027 cm/s. Kecepatan rata-rata tetesan air dengan pengaruh medan listrik berubah secara fluktuatif dan mendekati konstan ketika berada pada jarak tempuh 8 cm. Ketika tetesan diberi kuat medan sebesar 1 kV/cm tetesan air memiliki kecepatan terminal sebesar 5,035 cm/s. Ketika tetesan diberi kuat medan sebesar 2 kV/cm tetesan air memiliki kecepatan terminal sebesar 4,653 cm/s. Ketika tetesan diberi kuat medan sebesar 3 kV/cm tetesan air memiliki kecepatan terminal sebesar 4,646 cm/s. Ketika tetesan diberi kuat medan sebesar 4 kV/cm tetesan air memiliki kecepatan terminal sebesar 3,343 cm/s. Ketika tetesan diberi kuat medan sebesar 5 kV/cm tetesan air memiliki kecepatan terminal sebesar 2,778 cm/s. Semakin besar kuat medan listrik yang diberikan pada tetesan air maka kecepatan terminal tetesan akan semakin menurun. 2.) Semakin bertambahnya jarak tempuh tetesan air pada medium minyak transformator, maka rasio deformasi tetesan air tanpa pengaruh medan listrik semakin bernilai negatif hingga pada saat kondisi steady rasio deformasi bernilai konstan. Semakin besar kuat medan listrik yang diberikan pada tetesan air, maka rasio deformasi tetesan air akan semakin meningkat. 3.) Gaya-gaya yang bekerja pada tetesan air dalam medium minyak transformator dengan pengaruh medan listrik bolak-balik homogen dapat diuraikan pada sumbu kartesian. Gaya yang bekerja pada sumbu y merupakan gaya berat, gaya angkat dan gaya gesek tetesan. Besar gaya berat dan gaya angkat tetesan dengan volume 0,0314 cm3 sebesar  dan  yang bernilai konstan pada setiap posisi jatuh tetesan. Sedangkan gaya gesek tetesan memiliki nilai yang berubah-ubah pada tiap posisi jatuh tetesan. Gaya yang bekerja pada sumbu x adalah gaya coulomb akibat tarikan oleh anoda dan katoda yang besarnya sebanding dengan kenaikan medan listrik. Kata kunci: tetesan air, medan listrik bolak-balik, minyak transformator, perubahan bentuk ABSTRACT In a transformer, transformer oil is a very important liquid insulation to separate the voltage part of the transformer. While water is one of the impurities that can cause insulation failure in the transformer. This study tested and observed the effect of uniform alternating electric field to the velocity of the fall and the deformation of water droplet form in transformer oil. Electrohydrodynamics (EHD) that examine the fluid motion under the influence of an external electric field is the basis of this study. The results of the research shows: 1.) The average velocity of water droplets without the electric field effect changes fluctuating to near constant when located at 8 cm distance with terminal speed of 5,027 cm/s. The average velocity of water droplets with the influence of the electric field changes fluctuating to near constant when it is at a distance of 8 cm. When the droplets are given an electric field intensity of 1 kV/cm, the water droplet has a terminal velocity of 5,035 cm/s. When the droplets are given an electric field intensity of 2 kV/cm the water droplet has a terminal speed of 4.653 cm/s. When the droplets are given an electric field intensity of 3 kV/cm the water droplet has a terminal speed of 4.646 cm/s. When the droplets are given an electric field intensity of 4 kV/cm the water droplet has a terminal velocity of 3.343 cm/s. When the droplets are given an electric field intensity of 5 kV/cm the water droplet has a terminal speed of 2.778 cm/s. The greater the electric field intensity given to the water droplet, the velocity of the droplet will decrease further. 2.) The increasing distance of the water droplet in the transformer oil medium, the deformation ratio of water droplets without the electric field influence will be more negative until the steady condition is constant. The greater the electric field intensity given to the water droplet, the water droplet deformation ratio will increase. 3.) The forces acting on the water droplet in transformer oil medium under uniform alternating electric field can be classified into the cartesian axis. The force acting on the y-axis are the weight, buoyant force and frictional force of the droplets. The value of weight and buoyant force with a droplet’s volume of 0.0314 cm3, that always have a constant values at each drop position, are 3,07×10-4 N and 2,76×10-4 N, respectively. While the frictional force of droplets always have a varying value at each drop positions. The force acting on the x-axis are coulomb forces due to the pull by anode and cathode of the value comparable to the increase in the electric field. Keywords: Sedimenting drops water, Alternating Electric Field, Transformer Oil, Deformation

Downloads

Published

2018-08-14

Issue

Section

Articles