Pengaruh penuaan dipercepat di daerah tropis pada kinerja bahan isolasi Resin Epoksi terkontaminasi Polutan industri

BUDIMAN, Aris, Dr.Ir. Hamzah Berahim, M.T

2005 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Polimer saat ini telah banyak diteliti orang dengan harapan bisa didapatkannya formula bahan isolasi dengan kinerja yang tinggi pada penggunaan tertentu. Polimer mampu memegang peranan penting sebagai bahan isolasi karena memiliki kelebihan baik secara fisis maupun kimiawi. Isolator polimer semakin meluas penggunaannya baik di level tegangan transmisi maupun distribusi dan memiliki pangsa pasar cukup lebar di pasaran dunia. Di lain pihak, polimer, khususnya resin epoksi memiliki beberapa kelemahan. Bahan ini sensitif jika digunakan pada suhu tinggi, kelembaban tinggi, dan daerah dengan intensitas radiasi ultraviolet (UV) tinggi, seperti di Indonesia. Di kawasan industri semen Gresik disinyalir banyak terjadi kegagalan isolator karena permukaannya terkontaminasi oleh lapisan polutan yang bergaram dan lembab. Karya tulis ini menyajikan hasil penelitian pada kinerja elektris dan mekanis dari bahan isolasi resin epoksi pada kondisi penuaan dipercepat (perlakuan penyinaran UV dan kontaminasi polutan industri buatan). Bahan uji resin epoksi tersebut terdiri dari bahan utama diglysidyl ether of bisphenol A (DGEBA), bahan pematang metaphenylene-diamine (MPDA), serta diberi bahan pengisi alumina dan silicone rubber yang bervariasi. Sebagai bahan pembanding digunakan bahan berpengisi alumina. Pengujian dilakukan di dalam laboratorium. Perlakuan penuaan oleh UV menggunakan pola siang dan malam. Tegangan AC diterapkan pada dua elektroda yang digunakan untuk pengujian permukaan bahan isolasi. Dari karakteristik bahan diketahui bahwa arus bocor dan ESDD memberikan kontribusi kepada tegangan kritis flashover. Kurva kinerja menunjukkan hubungan tegangan flashover, arus bocor, ESDD, dan sudut kontak permukaan dengan lama penuaan dipercepat dan kadar bahan pengisi. Pemberian bahan pengisi alumina dan silicone rubber akan memperbaiki ketahanan kekerasan permukaan dan kekuatan tarik terhadap penuaan dipercepat. Lama penuaan dipercepat dirasa belum begitu memadai untuk pengujian karena pada gugus fungsi permukaan diketahui belum banyak terjadi perubahan. Secara umum pemberian bahan pengisi alumina dan silicone rubber dapat memperbaiki kinerja elektris dan mekanis bahan isolasi resin epoksi pada kondisi terkontaminasi polutan industri, namun di sisi lain silicone rubber membuat bahan isolasi lebih rentan terhadap degradasi permukaan akibat penuaan.

Polymers have been investigated by many researchers in order to find high performance insulator formula in specific uses. Polymers can play a significant role as insulating media because of their excellent physical and chemical properties. Polymeric insulators are increasingly being use in both of the distribution and transmission voltage ranges and steadily capturing a wider share of the world market. On the other hand, polymers, such as epoxy resin has some disadvantages. It is very sensitive if used in high temperature, very humid, or area with high intensity of ultraviolet (UV) radiation, like in Indonesia. In Gresik cement industry, there were many insulators failed because the surface was contaminated with wet and salty pollution layer. This paper presents the results of an investigation on electrical performances of epoxy resin insulation material in accelerated aging condition (UV radiation treatment and contaminated with artificial industrial pollution). The specimens of epoxy resin insulating materials are based on diglysidyl ether of bisphenol A (DGEBA), metaphenylene-diamine (MPDA) as curing agent, and with varied alumina (Al203) + silicone rubber filler treatments. Experimental method was carried out in the laboratory. Day and night pattern was used as UV radiation treatment. The AC voltage was applied between two electrodes inserted into the sample surface. From the investigated characteristic, it shows that leakage current, ESDD, and contact angle of hydrophobic give contribution to the critical flashover voltage. Working curves are presented for flashover voltage, leakage current, and contact angle of hydrophobic as a function of accelerated aging duration and filler variation. On the basis of the results, alumina and silicone rubber treatment of the filler can improve overall the electrical performance of epoxy resin insulation material in industrial pollution contaminated, but silicone rubber filler addition can make epoxy resin more sensitive to the surface degradation.

Kata Kunci : Isolator Polimer,Tegangan Transmisi,Penuaan Dipercepat,accelerated aging, epoxy resin, flashover, leakage current, hydrophobic