Rancang Bangun Antena Microstrip pada Pita Frekuensi Uhf/Vhf sebagai Sensor Partial Discharge

Abdalla, Sulthan Kemal (2022) Rancang Bangun Antena Microstrip pada Pita Frekuensi Uhf/Vhf sebagai Sensor Partial Discharge. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111840000110-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (9MB)

Abstract

Dalam transformator (trafo), monitoring serta maintenance secara berkala sangatlah penting dalam menjaga jangka hidup suatu perangkat. Salah satu parameter yang dapat menentukan kesehatan trafo adalah partial discharge (PD). Partial discharge merupakan pelepasan muatan listrik pada sebagian sistem isolator yang diakibatkan oleh medan listrik terlokalisasi yang lebih besar dari kapabilitas kemampuan dielektriknya. Hal ini mengakibatkan semburan listrik terjadi pada sistem isolasinya mengakibatkan kerusakan secara progresif pada material isolasinya. Umumnya, dalam mendeteksi PD digunakan sensor PD yang ditempelkan langsung pada trafo dan hal ini tentu berbahaya untuk keamanan teknisi serta monitoring secara online. Melalui antena UHF/VHF, partial discharge dari trafo dapat terdeteksi dari jarak jauh melalui gelombang elektromagnetik yang dipancarkannya dan antena akan bersifat sebagai sensor dari PD. Dengan menggunakan gelombang EM, pendeteksian PD dapat dipermudah dengan interpretasi sinyal yang lebih baik, biaya yang relatif murah, dan lokalisasi PD. Pada tugas akhir ini akan dilakukan rancang bangun antena jenis microstrip pada pita frekuensi UHF/VHF yang akan digunakan sebagai sensor PD sebagai metode alternatif dalam pendeteksian PD. Target parameter antena menggunakan target frekuensi kerja 0.3 hingga 1.6 GHz, dengan return loss kurang dari -10 dB atau VSWR kurang dari 2, impedansi input target sebesar 50 ohm, pola radiasi omnidirectional, dan target gain lebih dari 2 dB. Simulasi perancangan antena microstrip menggunakan patch rectangular dan circular dengan berbagai metode optimasi seperti cut, slot, dan parasitic patch. Rancangan final antena terpilih menggunakan patch circular dengan ukuran 31x24 cm^2 dengan hasil pengukuran frekuensi kerja dengan VNA 0.331 hingga 3.06 GHz dengan pola radiasi omnidirectional. Pengujian partial discharge diuji dengan menggunakan pembangkit tegangan AC dengan konfigurasi elektroda needle to plane berbahan stainless steel pada isolasi udara dengan variasi jarak elektroda 1, 1.5, dan 2 cm. Hasil pengujian partial discharge menggunakan antena dibandingkan dengan pengukuran menggunakan high frequency current transformer (HFCT) dengan osiloskop serta analisis PRPD yang menghasilkan jumlah PD yang dihasilkan 1.2 hingga 2 kali lebih banyak dan posisi fase dan magnitude dengan rasio linier terjadinya PD yang sama menunjukkan antena microstrip baik digunakan sebagai sensor partial discharge.
==============================================================================================================================
In a transformer, regular monitoring and maintenance is very important in maintaining the life span of a device. One of the parameters that can determine the health of a transformer is partial discharge (PD). Partial discharge is the release of electric charge in some insulator systems caused by a localized electric field that is greater than the dielectric capability. This causes an electric shock to occur in the insulation system causing progressive damage to the insulating material. Generally, in detecting PD, a PD sensor is used which is attached directly to the transformer and this is certainly dangerous for technician safety and online monitoring. Through the UHF/VHF antenna, the partial discharge from the transformer can be detected remotely through the electromagnetic waves it emits and the antenna acts as a sensor for the PD. By using EM waves, PD detection can be facilitated with better signal interpretation, relatively low cost, and PD localization. In this final project, the design of a microstrip antenna in the UHF/VHF frequency band will be carried out which will be used as a PD sensor as an alternative method for detecting PD. The target antenna parameters use a target working frequency of 0.3 to 1.6 GHz, with a return loss of less than -10 dB or a VSWR of less than 2, a target input impedance of 50 ohms, an omnidirectional radiation pattern, and a target gain of more than 2 dB. Simulation of microstrip antenna design using rectangular and circular patches with various optimization methods such as cut, slot, and parasitic patch. The final design of the selected antenna uses a circular patch with a size of 31x24 cm^2 with the results of measuring the working frequency with VNA 0.331 to 3.06 GHz with an omnidirectional radiation pattern. The partial discharge test was tested using an AC voltage generator with a needle to plane electrode configuration made of stainless steel in air insulation with variations in the electrode distance of 1, 1.5, and 2 cm. The results of partial discharge testing using an antenna are compared with measurements using a high frequency current transformer (HFCT) with an oscilloscope and PRPD analysis which results in the number of PD produced 1.2 to 2 times more and the phase position and magnitude with the same linear ratio of the occurrence of PD shows that the microstrip antenna is good to be used as a partial discharge sensor.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSE 621.382 4 Abd r-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Partial Discharge. Microstrip. Antena. UHF. VHF. Desain Antena. Partial Discharge. Microstrip. Antenna. UHF. VHF. Antenna Design.
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	12 Jun 2026 07:07
Last Modified:	12 Jun 2026 07:07
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/133775

Actions (login required)

View Item