DESAIN DAN ANALISIS FEEDTHROUGH TEGANGAN TINGGI MESIN BERKAS ELEKTRON 300 kV/20mA

TOTOK DERMAWAN, Prof. Dr. Ir. Hamzah Berahim, M.T

2011 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Mesin Berkas Elektron (MBE) digunakan sebagai sumber radiasi pada proses iradiasi suatu produk industri untuk meningkatkan kualitas produk. MBE yang sedang dibangun di BATAN-Yogyakarta berkapasitas 300 kV/20 mA skala industri untuk proses pra-vulkanisasi karet alam. Sumber Tegangan Tinggi (STT) digunakan dalam MBE sebagai sumber tegangan pemercepat elektron. Feedthrough adalah bagian dari STT untuk menyalurkan daya listrik tegangan tinggi ke sistem pemercepat MBE. Bahan dasar feedthrough yang digunakan adalah resin. Jenis resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin bening. Hal ini karena di pasaran bahan tersebut tidak memiliki merk tertentu. Penelitian ini menganalisis komposisi campuran resin dengan pematangnya untuk membuat feedthrough yang dapat digunakan dalam sistem MBE. Hasil yang diperoleh adalah mendapatkan prosedur baku rancang bangun feedthrough tegangan tinggi dari bahan resin menurut standar listrik dan mekanik. Metode penelitian dengan membuat sampel uji yang berukuran (200x200x2) mm. Variasi perbandingan pematang dengan resin pada sampel ini adalah 1/400 ; 1/600; 1/800; 1/1000, 1/1250. Pengujian dilakukan di laboratorium menurut standar IEC 1109 :1992 dan ASTM D-638. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tegangan flashover, tegangan breakdown, sudut kontak dan pengujian tarik. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa resin ini dikategorikan bersifat tidak basah. Penambahan pematang mempengaruhi kekuatan dielektriknya. Pematang dalam jumlah yang banyak menjadikan bahan bersifat getas, kekuatan dielektriknya rendah. Jumlah pematang dengan prosentase sangat sedikit membuat bahan memiliki kekuatan dielektrik rendah dan bersifat lembek. Komposisi yang baik dari hasil penelitian ini adalah perbandingan 1/800. Pada komposisi ini bahan memiliki kekuatan tarik sebesar 19,86 MPa, bersifat ulet serta kekuatan dielektrikum sampai dengan 43,2 kV/mm. Besarnya tegangan flashover yang terjadi merupakan fungsi dari jarak. Semakin panjang luasan yang dibuat menjadikan lebih kecil kemungkinan terjadinya flashover. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa resin bening dapat digunakan sebagai bahan feedthrough tegangan tinggi MBE.

Electron Beam Machine (EBM) is the source of radiation in irradiation process of an industrial product to improve its quality. EBM was being built at National Nuclear Energy Agency (BATAN) Yogyakarta with capacity of 300 kV/20 mA for industrial scale of the natural rubber pre-vulcanization. High Voltage Source (HVS) was used in the EBM as a source of electron accelerating voltage. Feedthrough was part of the HVS to connect between high-voltage electric power to the accelerator EBM system. Feedthrough was made of resin. The type of resin in this research was clear resin. This study were analyzed the composition of the mixture of resin with hardener to make feedthrough that can be used in the EBM system. The obtained result was used as a standard procedure to designed and constructed the high voltage feedthrough from resin, according to the electrical and mechanical standards. Research was started by making the prototypes. Size of test sample was (200x200x2) mm. Variation ratio of this samples were 1/400, 1/600, 1/800, 1/1000, 1/1250. Tests were conducted in the laboratory according to standard IEC 1109: 1992 and ASTM D-638. The tests consisted of flashover test, breakdown test, the contact angle test and tensile test. The result showed that this resin is not classified as wet. The hardener composition affects the dielectric strength. The more hardener is added result in more material brittle and low dielectric strength. The lesser number of hardener makes material has lower dielectric strength and softer. The best composition is resulted of 1/ 800 ratio of hardener : resin. This composition has tensile strength of 19.86 MPa, dielectric strength up to 43.2 kV/mm. The amount of voltage flashover that occurs is a function of the distance. The longer the extent of which is made the smaller flashover to be occured. The final conclusion is that the resin can be used as materials of high voltage feedthrough EBM.

Kata Kunci : Feedthrough, resin, isolator tegangan tinggi, mesin berkas elektron