Perpustakaan Digital ITB

Gas Insulated Switchgear (GIS) memerlukan sistem pemantauan kondisi insulasi yang andal untuk mendeteksi Partial Discharge (PD) sejak dini. Metode Ultra High Frequency (UHF) berbasis antena mikrostrip berkembang sebagai pendekatan non-intrusif, namun evaluasi eksperimental yang membandingkan beberapa desain antena secara sistematis pada media isolasi dan polaritas PD yang berbeda masih terbatas. Penelitian ini mengevaluasi kinerja lima sensor deteksi PD, yaitu detektor RC, High Frequency Current Transformer (HFCT), dan tiga desain Circular Patch Microstrip Antenna (CPMA Base tanpa slot, CPMA Modified 1 dan CPMA Modified 2 dengan inner ring slot berdimensi berbeda) pada media isolasi SF6 dan udara terhadap PD polaritas positif dan negatif. Karakterisasi antena dilakukan menggunakan Vector Network Analyzer (VNA), sedangkan pengujian PD dilakukan pada model GIS dengan konfigurasi elektroda jarum-pelat berjarak sela 10 mm mengacu pada standar IEC 60270. Tegangan uji ditetapkan sebesar 3-6 kV pada media udara dan 12-24 kV pada media SF6, dengan parameter yang dianalisis meliputi tegangan inisiasi PD, amplitudo sinyal, rasio sinyal terhadap background noise, karakteristik pulsa, dan pola fasa. Hasil karakterisasi menunjukkan penambahan inner ring slot memperlebar bandwidth dari 4,712 GHz pada CPMA Base menjadi 5,520 GHz pada CPMA Modified 2, disertai perbaikan pencocokan impedansi. Pengujian PD menunjukkan pengaruh media isolasi yang berlawanan arah antara sensor konduksi dan sensor ii radiatif, yaitu detektor RC dan HFCT menghasilkan amplitudo lebih tinggi pada media udara, sedangkan ketiga desain CPMA menghasilkan amplitudo lebih tinggi pada media SF6. Pada media SF6, CPMA Modified 2 mencapai amplitudo 6,82 mV yang melampaui HFCT, sedangkan pada media udara CPMA Modified 1 menunjukkan kinerja terbaik di antara ketiga antena. Tegangan inisiasi PD polaritas negatif secara konsisten lebih rendah dibandingkan polaritas positif pada seluruh sensor dan kedua media, sementara amplitudo dan rasio sinyal terhadap background noise menunjukkan pola sebaliknya. Analisis pola fasa memperlihatkan pembalikan arah dominasi polaritas pada detektor RC dan HFCT antar-media, sedangkan ketiga desain CPMA mempertahankan dominasi pulsa positif pada kedua media. Penelitian ini menyimpulkan bahwa tidak terdapat satu sensor yang unggul pada seluruh kondisi pengujian. CPMA Base menempati posisi terendah pada seluruh kriteria dan kondisi, sedangkan kedua desain modifikasi menunjukkan keunggulan yang bersifat spesifik terhadap media isolasi dan kriteria evaluasi, sehingga pemilihan sensor perlu disesuaikan dengan kondisi operasi yang menjadi target penerapan.