Dalam sistem tenaga listrik modern, kabel tegangan menengah (MV) berfungsi sebagai komponen utama dalam distribusi daya dari gardu induk ke beban industri maupun perumahan. Keandalan sistem distribusi ini sangat bergantung pada kesehatan isolasi kabel, karena isolasi berperan melindungi konduktor dari loncatan listrik (discharge) dan menjaga kestabilan sistem.
Namun, seiring waktu, isolasi kabel mengalami degradasi akibat kombinasi faktor listrik, termal, mekanis, dan lingkungan. Kondisi ini seringkali tidak terdeteksi hingga muncul gangguan serius di lapangan. Beberapa faktor penyebab umum antara lain:
- Penuaan material isolasi, terutama pada kabel berbasis XLPE (Cross-Linked Polyethylene) yang terpapar tegangan tinggi dan suhu berlebih.
- Kelembapan dan kontaminasi, yang dapat menimbulkan pelepasan listrik di permukaan isolasi (surface discharge).
- Void atau ketidaksempurnaan pada material isolasi, yang menjadi titik awal terbentuknya electrical treeing.
- Kesalahan instalasi atau sambungan (joint/termination) yang tidak rapat, menyebabkan tegangan tak merata dan memicu corona discharge.
Dalam praktik industri, kegagalan isolasi kabel MV merupakan salah satu penyebab utama downtime tak terencana, yang dapat mengganggu kontinuitas suplai listrik dan aktivitas produksi. Berdasarkan hasil penelitian EA Technology (2021), lebih dari 70 % gangguan pada jaringan kabel MV disebabkan oleh degradasi isolasi yang diawali oleh aktivitas partial discharge (PD).
Partial discharge sendiri merupakan pelepasan listrik lokal di dalam atau pada permukaan isolasi yang tidak sepenuhnya menjembatani antara dua konduktor. Aktivitas ini bersifat mikro, tetapi menghasilkan dampak kumulatif terhadap struktur isolasi, yang pada akhirnya dapat berkembang menjadi kegagalan total.
Oleh karena itu, deteksi dini dan identifikasi jenis defek isolasi melalui analisis aktivitas PD menjadi aspek penting dalam manajemen aset dan strategi predictive maintenance. Dengan melakukan pemantauan PD secara berkala, tim maintenance dapat mengenali tanda-tanda awal kerusakan isolasi, menghindari pemadaman mendadak, serta merencanakan perbaikan yang lebih efektif dan ekonomis.
Pentingnya Pengujian Partial Discharge
Partial discharge (PD) merupakan indikator utama penurunan kualitas isolasi. Pelepasan listrik lokal ini dapat disebabkan oleh void internal, permukaan lembap, atau cacat pada sambungan kabel. Menurut Scientific.net (2014), PD yang terus berlangsung mengakibatkan pembentukan electrical treeing dan karbonisasi pada XLPE, yang akhirnya memicu kegagalan isolasi permanen.
Deteksi dini PD membantu perusahaan menghindari kerugian besar akibat pemadaman dan mengganti pendekatan pemeliharaan reaktif dengan condition-based maintenance. Dengan menganalisis pola PD, engineer dapat mengetahui area bermasalah sebelum kerusakan terjadi dan mengambil langkah korektif yang tepat.
Deteksi PD perlu dilakukan dengan alat uji yang sesuai dengan standar PD yaitu IEC 60270 dan IEC 62478. Salah satu alat yang dapat digunakan untuk pengujian PD Adalah PMDT tipe PDStar.
Teknologi PMDT PDStar
PMDT PDStar merupakan perangkat pengujian PD yang dirancang untuk jaringan kabel MV. Perangkat ini mendukung pengujian on-line partial discharge (OLPD), memungkinkan pemantauan tanpa perlu pemadaman sistem. Keunggulannya terletak pada kemudahan penggunaan, antarmuka yang intuitif, serta kemampuan menampilkan pola PRPD (Phase-Resolved Partial Discharge) secara real-time.
Selain itu, PMDT PDStar memiliki sensitivitas tinggi terhadap sinyal PD berfrekuensi tinggi, sehingga mampu mendeteksi aktivitas discharge meski berada pada kondisi lingkungan dengan noise tinggi. Kombinasi fitur tersebut menjadikan PMDT PDStar pilihan ideal bagi tim maintenance yang membutuhkan alat deteksi cepat, aman, dan akurat
Basis Sensor HFCT & AE Contact
Pengujian kabel tegangan menengah dengan menggunakan PMDT PDStar dilengkapi dengan sensor HFCT dan AE Contact untuk pembacaan PD.
- Sensor HFCT
HFCT (High Frequency Current Transformer): mendeteksi arus pulsa frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh aktivitas PD. Sensor ini dipasang pada kabel power atau grounding peralatan. Sensor HFCT mempunyai bandwith frequency 500 kHz – 50 MHz dengan resolusi dan akurasi ±1 dB.
- Sensor AE Contact
Acoustic Emission mendeteksi gelombang akustik mikro akibat pelepasan energi PD pada permukaan isolasi atau sambungan kabel. Sensor ini memberikan konfirmasi tambahan terhadap sinyal PD yang terdeteksi oleh HFCT. Sensor AE Contact memiliki bandwith frequency 20 kHz – 200 kHz dengan akurasi dan resolusi ±1 dB.
Identifikasi Defek Pada Isolasi Kabel
PMDT PDStar dilengkapi dengan grafik PRPD2D dan PRPS3D yang akan memberikan judgement atau grafik kondisi kabel yang dilakukan pengujian.
PRPD (Phase Resolved Partial Discharge), ini adalah angka fase kapasitas debit maksimum dengan waktu debit. Ini menunjukkan status distribusi fase setiap interval debit.
PRPS (Phase Resolved Pulse Sequence.), ini adalah angka persentase fase periode kapasitas debit maksimum. Ini menunjukkan status distribusi fase persentase kapasitas debit maksimum setiap siklus; peta diperbarui secara real-time.
Dengan kedua grafik ini, jenis PD dapat ditentukan berdasarkan kondisi kabel yang dilakukan pengujian.
Namun, dengan PMDT PDStar, tidak perlu melakukan pembacaan grafik lagi, karena sudah otomatis melakukan judgment jenis PD yang terdapat pada kabel yang diuji. Ini merupakan salah satu fitur utama yang dimiliki oleh PMDT PDStar.
Beberapa jenis PD dapat ditampilkan dalam bentuk grafik PRPD/PRPS dan dapat dibaca berdasarkan trend. Berikut beberapa jenis PD dan grafik trendnya :
- Floating Electrode, jenis PD yang disebabkan oleh kondoktur ke konduktor atau konduktor ke isolasi akibat kegagalan manufacture atau karena peraltan tidak diground dengan baik.
- Void (Internal PD), jenis PD yang disebabkan oleh lubang/gap kecil pada isolasi atau minyak/oli akibat kegagalan manufacture.
- Surface Discharge, jenis PD yang disebabkan oleh kontaminasi, kelembaban yang tinggi dan pemeliharaan peralatan yang buruk
Manfaat Bagi Team Maintenance & Manajemen Alat
Implementasi pengujian PD dengan solusi seperti PMDT PDStar memberikan sejumlah manfaat praktis penting untuk operasi industri dan utilitas:
- Peningkatan keandalan sistem: Dengan mendeteksi defek isolasi sejak dini, risiko kegagalan kabel mendadak dapat ditekan secara signifikan—mengakibatkan lebih sedikit downtime tak terjadwal dan gangguan produksi.
- Efisiensi pemeliharaan: Metode PD memungkinkan pendekatan condition-based maintenance daripada time‐based maintenance. Dengan data yang tepat, tim maintenance dapat memprioritaskan perbaikan atau penggantian berdasarkan kondisi nyata isolasi kabel.
- Keputusan berbasis data: Interpretasi sinyal PD dan identifikasi jenis defek membantu manajemen aset dalam membuat keputusan investasi pemeliharaan—misalnya memutuskan memperpanjang umur kabel atau menggantinya secara proaktif.
- Aman dan ekonomis: Karena pengujian PD dapat dilakukan saat sistem masih beroperasi (on-line) atau dengan persiapan minimal, maka biaya pemadaman dan resiko gangguan operasional bisa ditekan.
- Mengoptimalkan umur aset: Dengan pemantauan kondisi yang tepat, kabel MV dapat beroperasi dalam kondisi optimal lebih lama, yang berarti biaya total kepemilikan (TCO) lebih rendah dan perputaran investasi lebih efisien.
Dalam era di mana keandalan sistem tenaga listrik menjadi faktor kritis bagi operasional industri dan utilitas, deteksi dan identifikasi defek isolasi kabel tegangan menengah melalui pengujian PD telah menjadi kebutuhan yang tidak bisa diabaikan. Teknologi seperti PMDT PDStar, yang memanfaatkan kombinasi sensor HFCT dan AE Contact, menawarkan solusi praktis, akurat, dan sesuai dengan kebutuhan lapangan untuk pengujian kondisi isolasi kabel.
Fitur deteksi hybrid yang kuat memungkinkan tim maintenance untuk tidak hanya melihat bahwa ada aktivitas PD, tetapi juga mengidentifikasi jenis defek isolasi yang mendasarinya. Dengan demikian, tindakan perbaikan yang tepat dapat diambil—sebelum terjadi kegagalan serius.
Jika Anda ingin mengetahui lebih lanjut bagaimana PMDT PDStar dapat diterapkan di jaringan kabel MV Anda dan membantu meningkatkan keandalan sistem, silakan hubungi tim kami untuk informasi lebih lanjut atau jadwalkan demonstrasi lapangan. Tingkatkan keandalan aset Anda dengan pendeteksian defek isolasi yang tepat waktu dan akurat.
Author: Muhamad Nurhuda Din Nulloh
References :
- Haresh Kumar, Muhammad Shafiq, Kimmo Kauhaniemi & Mohammed Elmusrati, “A Review on the Classification of Partial Discharges in Medium-Voltage Cables: Detection, Feature Extraction, Artificial Intelligence-Based Classification, and Optimization Techniques,” Energies, Vol. 17(5), 1142, 2024.
- Muhammad Shafiq, Guillermo Robles, Amjad Hussain, Kimmo Kauhaniemi & Matti Lehtonen, “Identification and Location of Partial Discharge Defects in Medium Voltage AC Cables,” Proceedings of the Nordic Insulation Symposium, No. 26, 2019.
- “Partial Discharge in MV Cables,” White Paper – EA Technology Americas, 17 June 2021.
- Mohamad Izmir Farhan Mohamad Radzi, N. H. Nik Ali, Azrul Mohd Ariffin, Muhamad Safwan Abd Rahman, Norhidayu Rameli, Mohamad Radzi Ahmad & Ali Syari’ati Mohd Salleh, “Development process and testing of partial discharge detection device on medium voltage XLPE cable,” Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science (IJEECS), Vol. 19(3), pp. 1297-1305.
- Power Monitoring and Diagnostic Technology Ltd. (2022), https://www.powermdt.com/pdstar
