Perpustakaan Digital ITB

Partial discharge (PD) merupakan salah satu indikator dini degradasi sistem isolasi pada peralatan tegangan tinggi dan menjadi parameter utama dalam strategi pemeliharaan berbasis kondisi (condition-based maintenance). Pada gas insulated switchgear (GIS) yang menggunakan sulfur hexafluoride (SF6) sebagai media isolasi, pemantauan PD secara andal menjadi kebutuhan penting karena kegagalan isolasi pada peralatan tersebut berpotensi menimbulkan gangguan pasokan tenaga listrik berskala luas. Metode konvensional pengukuran PD berbasis muatan semu sebagaimana diatur dalam IEC 60270 memiliki keterbatasan bandwidth pengukuran dan kerentanan terhadap noise elektromagnetik di lapangan, sehingga dikembangkan metode elektromagnetik ultra high frequency (UHF) yang diatur dalam IEC TS 62478 beserta pedoman verifikasi sensitivitasnya pada CIGRE Technical Brochure 654. Salah satu sensor UHF yang banyak diteliti adalah Circular Patch Microstrip Antenna (CPMA) karena struktur yang ringkas, biaya fabrikasi relatif rendah, dan kemudahan integrasinya pada jendela pengamatan GIS. Hasil karakterisasi VNA menunjukkan bahwa antena modifikasi 2 memiliki bandwidth terbesar 5,520 GHz dan pencocokan impedansi terbaik return loss ?27,26 dB; VSWR 1,093 di antara ketiga antena. Pada pengujian kalibrasi, HFCT memiliki sensitivitas tertinggi slope rerata 0,0962 mV/pC, sedangkan RC detector memiliki linearitas tertinggi R² rerata 0,9978. Antena modifikasi 2 merupakan antena paling sensitif slope rerata 0,02735 mV/pC, meningkat 31,8% dari antena base) dengan linearitas yang tetap tinggi R² rerata 0,9953. Setelah dinormalisasi terhadap sensitivitas kalibrasi, antena modifikasi 2 memberikan muatan ekuivalen derau BGN ON terendah di antara kelima sensor 47,76 pC positif; 27,55 pC negatif. RC detector mendeteksi PD paling awal pada kedua polaritas PDIV 8,680 kV positif; 8,420 kV negatif karena keterhubungannya yang galvanis langsung pada rangkaian uji, sedangkan antena base memerlukan tegangan tertinggi 10,920/9,960 kV. Spektrum frekuensi menunjukkan bahwa ketiga antena dominan pada rentang 90–107 MHz yang konsisten dengan pita kerja hasil karakterisasi VNA, dengan antena modifikasi 2 menunjukkan frekuensi dominan paling stabil. Evaluasi terintegrasi menggunakan metode Simple Additive Weighting (SAW) menempatkan HFCT pada peringkat pertama skor 0,9128 dan antena modifikasi 2 pada peringkat kedua skor 0,7969, unggul di antara ketiga antena. Perbandingan dengan hasil pengujian pada isolasi udara menunjukkan bahwa PDIV antena modifikasi 2 meningkat sekitar 3,05–3,41 kali pada SF6, yang dijelaskan oleh sifat elektronegatif SF6 dan bukan oleh penurunan performansi intrinsik antena. Penelitian ini menyimpulkan bahwa tidak terdapat satu sensor yang unggul pada seluruh parameter pengujian: HFCT unggul pada sensitivitas kalibrasi, RC detector unggul pada linearitas dan kecepatan deteksi inception, sedangkan antena modifikasi 2 unggul pada kombinasi sensitivitas-terhadap-derau dan stabilitas spektral di antara ketiga desain antena. Pemilihan sensor PD pada isolasi gas SF6 karena itu perlu disesuaikan dengan parameter performansi yang menjadi prioritas aplikasi pemantauan yang dituju.