Analisis Percepatan Penuaan Isolator Gelas Tegangan Tinggi pada Iklim Tropis

Nafedz Azra Asyadda, Harry Prabowo, S.T., M.T; Prof. Ir. Tumiran, M. Eng., Ph. D., IPU.

2025 | Skripsi | TEKNIK ELEKTRO

Isolator gelas merupakan salah satu komponen penting dalam sistem transmisi tenaga listrik yang berfungsi menjaga jarak isolasi antara konduktor dan struktur pendukung. Dalam kondisi iklim tropis, isolator gelas sangat rentan mengalami degradasi akibat paparan sinar ultraviolet (UV), kelembapan tinggi, dan polutan lingkungan. Penurunan sifat permukaan seperti hidrofobisitas dapat memperbesar risiko terbentuknya arus bocor, meningkatkan kemungkinan flashover, serta mempercepat proses penuaan isolator. Penelitian ini menganalisis percepatan penuaan isolator gelas melalui pemaparan sinar UV dengan intensitas rendah dan tinggi. Metodologi penelitian dilakukan dengan tahapan pembersihan isolator, pelapisan nano ceramic coating, pengujian sudut kontak menggunakan metode citra tetesan air, pemaparan isolator gelas dengan intensitas rendah (2,17 mW/cm2 ) dan intensitas tinggi (6,10 mW/cm2 ), pengukuran arus bocor pada rentang tegangan AC 5–25 kV, pengujian tegangan flashover hingga terjadinya loncatan listrik, serta pencatatan perubahan suhu permukaan isolator saat flashover. Hasil penelitian menunjukkan bahwa arus bocor meningkat signifikan pada intensitas UV tinggi terutama pada tegangan uji 25kV, dari 511,0 µA menjadi 701,0 µA (37,2%). Pada intensitas UV rendah, arus bocor meningkat dari 526,0 µA menjadi 671,0 µA (27,5%). Tegangan flashover menurun dari 84,112 kV menjadi 82,452 kV (1,97%) pada intensitas rendah, dan dari 82,820 kV menjadi 76,990 kV (7,05%) pada intensitas tinggi. Terdapat korelasi negatif yang kuat antara arus bocor dan tegangan flashover, dengan koefisien -0,8 pada intensitas rendah dan -0,7 pada intensitas tinggi. Pengujian sudut kontak menunjukkan penurunan, pada kondisi awal sebelum paparan UV nilai sudut kontak adalah 96,557? lalu menurun menjadi 72, 304? pada intensitas UV rendah dan 41, 360? pada intensitas UV tinggi. Hasil dari pengujian mengindikasikan bahwa paparan UV dapat menurunkan keandalan isolator terhadap arus bocor, tegangan flashover, dan sudut kontak. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam upaya meningkatkan keandalan sistem transmisi tenaga listrik terutama di wilayah tropis yang memiliki indeks UV tinggi. 

Glass insulators are essential components in power transmission systems, functioning to maintain electrical isolation between conductors and supporting structures. In tropical climates, glass insulators are highly vulnerable to degradation caused by ultraviolet (UV) radiation, high humidity, and environmental pollutants. The reduction of surface properties such as hydrophobicity can increase the risk of leakage current formation, raise the likelihood of flashover, and accelerate the aging process of the insulator. This study analyzes the accelerated aging of glass insulators through UV exposure at low and high intensities. The research methodology includes insulator cleaning, application of a nano ceramic coating, contact angle measurement using the water droplet image method, UV exposure of glass insulators at low intensity (2.17 mW/cm2 ) and high intensity (6.10 mW/cm2 ), leakage current measurement under AC voltages ranging from 5–25 kV, flashover voltage testing until arc initiation, and recording surface temperature changes during flashover. The results show that leakage current increases significantly under high-intensity UV exposure, particularly at the 25 kV test voltage, from 511.0 µA to 701.0 µA (37.2%). Under low-intensity UV exposure, leakage current increases from 526.0 µA to 671.0 µA (27.5%). Flashover voltage decreases from 84.112 kV to 82.452 kV (1.97%) under low-intensity exposure, and from 82.820 kV to 76.990 kV (7.05%) under high-intensity exposure. There is a strong negative correlation between leakage current and flashover voltage, with coefficients of –0.8 at low intensity and –0.7 at high intensity. Contact angle measurements also indicate a reduction: the initial contact angle before UV exposure was 96.557? , decreasing to 72.304? under low-intensity UV and 41.360? under high-intensity UV. These results indicate that UV exposure reduces the reliability of insulators in terms of leakage current, flashover voltage, and contact angle. This study is expected to contribute to improving the reliability of power transmission systems, particularly in tropical regions with high UV indices. 

Kata Kunci : isolator gelas, paparan ultraviolet, arus bocor, tegangan flashover, pengujian sudut kontak