Kinerja Dielektrik Minyak Goreng Kelapa Sawit dengan Aditif Fenol Sebagai Alternatif Isolasi Cair Transformator Daya

Abstract

Transformator daya merupakan peralatan yang vital dalam penyaluran energi listrik dari unit pembangkit menuju sistem jaringan saluran tegangan. Di dalam transformator terdapat minyak isolasi yang berfungsi sebagai pendingin saat transformator beroperasi. Sejauh ini, bahan baku yang digunakan untuk membuat minyak isolasi sebagian besar masih mengandalkan minyak bumi dan bahan-bahan tambang diantaranya yaitu ter, sulfur, logam besi, tembaga, aluminium, titanium, timah, magnesium, krom dan perak (Marsudi, 2011) yang tidak ramah lingkungan. Untuk itu diperlukan solusi alternatif penggunaan minyak nabati untuk mengurangi penggunaan minyak mineral, salah satunya minyak goreng kelapa sawit. Pada penelitian ini digunakan minyak goreng kelapa sawit dengan penambahan zat aditif fenol untuk memperbaiki atau meningkatkan kekuatan dielektriknya. Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah minyak goreng kelapa sawit dan zat aditif fenol, dengan komposisi sampel uji yaitu minyak goreng kelapa sawit murni (tanpa penambahan zat fenol) serta minyak goreng kelapa sawit dengan variasi aditif fenol sebesar 5%, 10%, 15% dan 20% . Dalam penelitian ini memiliki tujuan untuk menganalisis pengaruh penambahan zat fenol ke dalam minyak goreng kelapa sawit terhadap kinerja dielektriknya. Kinerja dielektrik yang dimaksud yaitu nilai tegangan tembus dan distribusi medan listrik dengan faktor efisiensi medan listrik pada objek uji dalam susunan elektroda standar (elektroda setengah bola-setengah bola). Dilakukan pengujian tegangan tembus, pengujian massa jenis (ρ) dan pengujian permitivitas (εr) pada masing-masing sampel uji. Untuk simulasi distribusi medan listrik digunakan software FEMM 4.2 dengan input nilai tegangan tembus dan nilai permitivitas (εr) dari hasil pengujian, kemudian menentukan faktor efisiensi medan listrik (η) berdasarkan nilai kuat medan listrik dari masing-masing sampel uji dalam susunan elektroda standar, serta mengkaji kelayakan minyak goreng kelapa sawit sebagai alternatif isolasi cair transformator daya berdasarkan nilai tegangan tembusnya. Dari hasil penelitian, didapatkan nilai tegangan tembus pada minyak goreng kelapa sawit murni sebesar 14,403 kV serta didapatkan nilai tegangan tembus yang telah layak memenuhi dari SPLN 49-1 tahun 1982 ketika penambahan fenol sebesar 15% dan 20%. Ketika penambahan fenol 15% ke dalam minyak goreng kelapa sawit didapatkan nilai tegangan tembus sebesar 30,436 kV dengan nilai massa jenis sebesar 0,913 gr/cm3, dan ketika penambahan fenol 20% ke dalam minyak goreng kelapa sawit didapatkan nilai tegangan tembus yang semakin meningkat yaitu sebesar 34,446 kV dengan nilai massa jenis sebesar 0,926 gr/cm3. Nilai tegangan tembus minyak goreng kelapa sawit mengalami kenaikan hingga sebesar 139,16% ketika ditambahkan zat fenol 20% dibandingkan dengan minyak goreng kelapa sawit murni. Untuk distribusi medan listrik dalam susunan elektroda standar yang disimulasikan dengan software FEMM 4.2 didapatkan nilai kuat medan listrik rata-rata sebesar 66,3509228 kV/cm dan nilai kuat medan listrik lokal tertinggi sebesar 127,731175 kV/cm serta nilai faktor efisiensi medan listrik (η) sebesar 0,5156 pada pengujian minyak goreng kelapa sawit murni dengan nilai permitivitas sebesar 7,42 F/m. Sedangkan, ketika pengujian minyak goreng kelapa sawit dengan aditif fenol 20% dengan nilai permitivitas sebesar 9,15 F/m didapatkan nilai kuat medan listrik lokal tertinggi sebesar 305,482589 kV/cm dan nilai kuat medan listrik rata-rata sebesar 158,683881 kV/cm serta nilai faktor efisiensi medan listrik (η) sebesar 0,5213. Hal tersebut menunjukkan bahwa tingkat homogenitas distribusi medan listrik pada susunan elektroda standar dengan jarak sela 2,5 mm pada pengujian minyak goreng kelapa sawit murni dan minyak goreng kelapa sawit dengan aditif fenol 5%, 10%, 15% dan 20% adalah medan non-homogen (tidak merata) karena nilai faktor efisiensi medan listriknya (η) ≤ 1.