Pengembangan Prototipe Sistem Monitoring Isolator pada SUTT/SUTET: Sensing and Processing

Parry Yedidya, Ir. Noor Akhmad Setiawan, S.T., M.T., Ph.D., IPM.; Prof. Ir. Tumiran, M. Eng., Ph. D.

2025 | Skripsi | TEKNIK ELEKTRO

Kegagalan isolator, yang sebagian besar disebabkan oleh kontaminasi polutan, merupakan kontributor utama peristiwa flashover pada sistem transmisi tenaga listrik. Jalur degradasi ini melibatkan arus bocor, pembentukan pita kering, dan fenomena kritis pra-tembus (pre-breakdown) seperti Lucutan Sebagian (PD) dan Busur Sebagian (PA), yang menandakan adanya peningkatan tegangan listrik pada bagian insulasi. Untuk memungkinkan pemeliharaan prediktif dan mencegah gangguan sistem yang lebih luas, penelitian ini menggunakan deteksi emisi akustik sebagai metode untuk memantau prekursor tersebut. Teknik pengukuran akustik sangat menguntungkan untuk aplikasi ini karena sifatnya yang non-invasif, memungkinkan asesmen tanpa kontak listrik langsung atau pemadaman sistem. Selain itu, teknik ini memiliki imunitas bawaan terhadap interferensi elektromagnetik—sebuah aspek krusial di lingkungan gardu induk yang bising—sehingga menjamin pemantauan integritas isolator tegangan tinggi yang andal dan berkelanjutan. Metodologi pengembangan sistem prototipe pemantauan diawali dengan karakterisasi emisi akustik dari PD dan PA, dengan fokus pada rentang frekuensi dominan dan profil intensitasnya dalam satuan desibel. Dengan memanfaatkan temuan ini, sebuah algoritma deteksi kemudian dirancang dengan menggabungkan parameter ambang batas adaptif dan disempurnakan oleh estimasi pelemahan (atenuasi) intensitas suara seiring bertambahnya jarak dari sumber. Algoritma ini, yang diintegrasikan ke dalam sistem prototipe yang dilengkapi skrip otomasi untuk operasi berkelanjutan tanpa pengawasan serta reflektor akustik untuk meningkatkan penguatan (gain) sensor, telah melalui pengujian komprehensif dalam kondisi lapangan. Hasil penelitian berhasil menunjukkan kemampuan sistem untuk melakukan pemantauan otomatis secara kontinu selama lebih dari 24 jam dan efikasinya dalam mendeteksi fenomena PD dalam kondisi lapangan yang sesungguhnya. Hal ini menyoroti potensi sistem untuk meningkatkan keandalan jaringan transmisi tenaga listrik.

Insulator failure, predominantly caused by pollutant contamination, is a primary contributor to flashover events in electrical power transmission systems. This degradation pathway involves leakage currents, the formation of dry bands, and critical pre-breakdown phenomena such as Partial Discharge (PD) and Partial Arc (PA), which signify escalating electrical stress on the insulation. To enable predictive maintenance and avert extensive system disruptions, this study employs acoustic emission detection as a means of monitoring these precursors. Acoustic measurement techniques are particularly advantageous for this application due to their non-invasive nature, permitting assessment without direct electrical contact or system outages, and their inherent immunity to electromagnetic interference, which is crucial in a noisy substation environment, thereby ensuring reliable, continuous monitoring of high-voltage insulator integrity. The methodology for developing a prototype monitoring system commenced with the characterization of PD and PA acoustic emissions, focusing on their dominant frequency ranges and intensity profiles in decibels. Leveraging these findings, a detection algorithm was subsequently designed, incorporating adaptive threshold parameters and refined by an estimation of sound intensity attenuation with increasing distance from the source. This algorithm, integrated into a prototype system featuring an automation script for sustained, unattended operation and an acoustic reflector to enhance sensor gain, underwent comprehensive testing in field settings. The results successfully demonstrate the system's capability for continuous automated monitoring exceeding 24 hours and its efficacy in detecting PD phenomena under practical field conditions, highlighting its potential for enhancing the reliability of power transmission networks.

Kata Kunci : flashover, akustik, partial discharge, partial arc, tingkat bahaya, sistem monitoring, pemrosesan sinyal audio