Upload
jennifer-harrington
View
44
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
1
KERUSAKAN PADA WINDING MOTOR LISTRIK
Usia Sebuah motor listrik dapat mencapai kira2 20 tahun atau lebih , dengan
preventive dan Prediktive maintenace yang terintregasi dan dilaksanakan dengan
baik. Tetapi diluar perkiraan masih banyak motor yang mengalami kerusakan dini
bahkan kerusakan fatal. Dibawah ini beberapa tanda2 untuk mengetahui sebab2
kerusakan. Mungkin sebagai salah satu refernsi dalam mencari atau mennganalisa /
root cause analysis.
Winding Dengan Kondisi normal
Gambar.1 dibawah ini memperlihatkan winding dalam kondisi baik, warna jernih
merata, tidak ada tanda panas berlebih/over heating, tidak ada kotoran debu, tidak
ada kotoran dari grease akibat overgreasing.
Gambar 1. Winding stator motor listrik kondisi bagus
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
2
Kerusakan motor listrik disebabkan oleh sangat banyak masalah, terutama karena
masalah mekanis dan atau elektris , dari luar atau dari dalam motor . Kerusakan
motor listrik tidak hanya karena tua umur atau lama jam dioperasikan.
Stess karena panas, power supply tidak normal, humiditas/lembab, kontaminasi,
pelumasan tidak baik, beban mekanis berlebihan , semua itu mengakibatkan
degradasi komponent motor listrik dan mengakibatkan kerusakan.
Environment atau kondisi operasi (electrical/meckanical) yang buruk akan
memperpendek umur dari stator winding motor listrik. Kerusakan winding seperti
pada gambar dibawah ini, terutama karena panas. Mengidentifikasi kerusakan dan
mengetahui sebab2 kerusakan adalah penting.agar kita dapat mempersiapkan
pencegahan apa yang seharusnya di lakukan.
Macam-macam kerusakan Motor Listrik
Kerusakan winding dibawah ini karena overheating al karena:
- Beban berlebih/overloading
- Terlalu sering di start
- Suhu Ambient terlalu tinggi
- Voltage rendah atau tidak balance
- Dioperasikan pada Terlalu tinggi permukaan/ altitude
- Tidak cukup ventilasi
- Gangguan pada Power supply
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
3
1 . Kerusakan Satu Phase terputus (Winding hub Wye)
Gambar 2. Kerusakan satu phase winding (winding hubungan Y )
Kerusakan satu ini diakibatkan oleh satu phase power supply ke motor terbuka atau
putus al:
Satu fuse putus
Kontaktor terbuka satu
Satu line rusak atau Koneksi yang tidak baik Jika satu phase terputus, maka beban
dipikul oleh dua phase saja sehingga dua phase tsb mengalami overload
2. Kerusakan karena satu phase terputus, (Winding Hub Delta)
Gambar 3. Kerusakan satu phase winding (winding hubungan Delta )
Jika satu phase terputus, maka beban dipikul oleh dua phase saja sehingga dua
phase tsb mengalami overload.
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
4
Kerusakan ini diakibatkan oleh satu phase power supply ke motor terbuka atau
putus al:
Satu fuse putus
Kontaktor terbuka satu
Satu line rusak
Koneksi yang tidak baik
3. Kerusakan karena antar phase hubung pendek
Gambar 4. Kerusakan short / hubung pendek antar phase
Winding Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator antar phase
sehingga menyebabkan short-circuit / terbakar pada titik tsb. Penyebabnya al : Ada
kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi, misal grease Abrasi,
isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran, Vibrasi / voltage surge, bila terjadi
vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu sama lain.
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
5
4. Kerusakan pada lengkungan winding
Gambar 5. Kerusakan antar lengkungan winding
Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator antar phase sehingga
menyebabkan short-circuit dan terbakar pada lengkungan winding Penyebabnya al :
Mungkin pada saat melakukan lengkungan terjadi kurang hati-hati sehingga ada
kerusakan pada lengkungan.
Ada kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi, misal grease
Abrasi, isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran,
Vibrasi / voltage surge, bila terjadi vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu
sama lain
5. Kerusakan winding/grounded pada sudut slot.
Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator di ujung slot,
menyebabkan gound dengan lamel atau core.
Penyebabnya al :
Mungkin pada saat melakukan pemasangan wedge kurang hati-hati sehingga ada
kerusakan ujung kawat.
Ada kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi,
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
6
Abrasi, isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran,
Vibrasi / voltage surge, bila terjadi vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu
sama lain
Gambar 6. Kerusakan winding grounded pada sudut slot
7. Kerusakan / winding grounded didalam slot
Gambar 7. Kerusakan winding grounded dalam slot
Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan insolator di dalam slot,
menyebabkan gound dengan lamel atau core.
Penyebabnya al :
Mungkin pada saat melakukan pemasangan wedge kurang hati-hati sehingga ada
kerusakan kawat dalam slot.
Ada kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi,
Abrasi, isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran,
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
7
Vibrasi / voltage surge, bila terjadi vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu
sama lain
8. Hubung pendek pada terminal koneksi
Gambar 8. Kerusakan winding hubung pendek pada koneksi
Kerusakan ini terutama disebabkan oleh kerusakan konektor di sambungan ,
menyebabkan hubung pendek.
Penyebabnya al :
Mungkin pada saat melakukan penyambungan kurang hati-hati sehingga ada
kerusakan kawat atau kendor .
Ada kontaminan yang merusak/mengurangi daya isolasi,
Abrasi, isolasi/emailnya terkikis dan terjadi kebocoran,
Vibrasi / voltage surge, bila terjadi vibrasi maka antar konduktor bergesekan satu
sama lain
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
8
9. Winding Satu Phase rusak karena Unbalance Voltage
Gambar 9. Kerusakan winding phase rusak akibat unbalance Voltage
Kerusakan ini merupakan kerusakan (thermal deteriorasi isolasi) satu phase
stator winding yang kemungkinan akibat tegangan suplai tidak seimbang.
Unbalance voltage bisa di akibatkan oleh unbalance beban/load di sumber
listriknya.
Penyebabnya al :
Unbalance voltage bisa di akibatkan oleh unbalance load di sumber listriknya.
Penyambungan terminal koneksi sangat buruk.
Resistansi kontak sangat tinggi.
10. Kerusakan Winding akibat Overload
Gambar 10. Kerusakan winding karena overload
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
9
Kerusakan semua phase karena (thermal deteriorasi isolasi) ini akibat
beban atau load yang melebihi kapasitas motor.
Under-voltage dan Over-voltage akan berakibat sama yaitu thermal-
deterioration.
11. Kerusakan akibat Locked-Rotor
Gambar 11. Kerusakan Motor akibat Locked-Rotor
Kerusakan winding semua phase karena (thermal deteriorasi isolasi) ini juga akibat
dari :
Arus listrik atau load yang sangat tinggi di stator dengan kondisi locked rotor
Terlalu sering start-stop.
12. Kerusakan Winding akibat Voltage-Surge
Gambar 12. Kerusakan winding karena voltage surge
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
10
Kerusakan seperti gambar umumnya disebabkan oleh voltage-surge akibat dari :
Switching power circuits
Lightning strikes
Capasitor discharges
Solid-state power devices
13. Kontaminan Grease
Gambar 13. Kerusakan Motor akibat Kontaminan Grease
Dalam praktek banyak dijumpai kondisi seperti ini, yang berakibat merusak
ketahanan insolasi. Over-greased lebih banyak terjadi dibanding kurang
grease. Program regreasing harus di susun dengan baik dan dilaksanakan dengan
metode dan peralatan dengan standard yang memadai dilakukan oleh tenaga
skilled terdidik/terlatih.
--END--
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
11
BATASAN START & STOP OPERASIONAL MOTOR LISTRIK
Ketika motor di start, motor memerlukan arus start yang sangat tinggi, dapat
mencapai beberapa kali atau lebih dari 5 kali. Arus tinggi menimbulkan panas dan
thermal shock, sehingga jika ini dilakukan berkali-kali dan tanpa ada jedah waktu,
maka berakibat sangat buruk terhadap winding motor, overheating.
Sehingga sangatlah perlu mendapat perhatian serius perihal start dan stop semua
motor listrik agar kerusakan fatal dapat dihindari. Tabel dibawah ini memberi
gambaran jumlah start dan stop operasi motor yang ada korelasinya dengan putaran
dan daya motor.
Banyak dokumen perawatan motor mencatat bahwa kerusakan motor kebanyakan
diakibatkan oleh pembebanan yang terlalu berlebihan. Umur pendek antara lain
hubung pendek (short circuit) disebabkan karena terlalu sering start dan stop.
Kuncinya ialah harus lebih dimonitor jumlah START dan STOP motor yang
dioperasikan.
Tabel START vs STOP Motor Listrik
A = Maksimum Jumlah START motor/Jam B = Minimum waktu istirahat (detik) Sumber : NEMA
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
12
PENGETESAN MOTOR LISTRIK & REKOMENDASI
Rekomendasi Urutan test dari EATA (di ambil dari Baker Instrument Company The Measure of Quality)
Untuk mencapai Program Predictive Maintenance motor listrik tercapai secara
efektif, Baker Instrument Company membuat rekomendasi mengenai urutan
spesipik test motor. Secara umum, melakukan test dengan urutan test secara
progressive yang harus dilakukan Pengukuran atau test dapat menentukan
diagnosa perbaikan atau repair.
Rekomendasi urutan test sbb :
1. Coil Resistance Test
2. Insulation Resistance (IR) test
3. HiPot Test
4. Surge Test
1. Coil Resistance Test
Tahanan coil di test atau diukur terutama untuk mengetahui kesamaan / balance
atau tidak diantarai ketiga phasenya, perbedaan pengukuran dengan pengukuran
sebelumnya dan perbedaan dengan yang tertera di name platenya. Jika
ditemukam problem, maka motor harus diinspeksi untuk menemukan sebab
problem tsb.
Problemnya mungkin :
Hard Shorts / hubung pendek dengan core
Hard Shorts / hubung pendek antar coil dalam phase atau Hard Shorts / hubung
pendek antar coil antar phase
Ukuran kawat/coil tidak sama/salah
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
13
Connnection atau sambungan terminal kendor atau berkarat Lebih jauh jika
pengukuran dapat diterima maka HiPot atau Surge Test baru diperlukan.
2. Insulation Resistance (IR) Test
Insulation Resistance test atau tes tahanan isolasi dilakukan dengan MEGGER
OHM berdasarkan tegangan kerja motor dan standard pabrikan atau pemakai
sebagai panduan.
Membandingkan hasil pengukuran dengan standard akan menggambarkan
kondisi coil, Jika terukur tahanan atau resistansi rendah maka harus diadakan
pemeriksaan lebih teliti, kemungkinan terjadi ground-wall pada insulasi.
Ground-wall al :
Lapisan insolasi atau enamel kawat terbakar atau rusak
Coil motor mungkin penuh kotoran, debu karbon, ada air/lembab atau
kontaminan
Koneksi pada coil2nya mungkin jelek.
Isolasi yang digunakan untuk terminal connection ke juction-box mungkin salah
ratingnya.
IEEE Stds.43 memberikan panduan sbb:
DC Voltage utk Test Tahanan Isolasi
Winding Rated Insolation Resistance Test
Voltage (V)* Direct Voltage (V)
12.000 5000- 10.000
*rated voltage line to line utk 3 phase motor AC. Line to ground utk phase tunggal,
dan direct voltage utk DC motor. Test voltage dilakukan 1 menit (ref IEEE Stds 43 sec 54
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
14
Rekomendasi Tahanan minimum pd 40.C
( Satuan Mega Ohm)
Minimum Insulation Test Speciment Resistance
IR(1min) = kV + 1 utk winding yg di buat sebelum 1970
IR(1min) = 100 utk DC armature & winding yg di buat stelah 1970
IR(1min) = 5 utk hampir semua motor-wound coils rated < 1kV
Catatan:
1. IR(1min) adalah tahanan isolasi yg direkomendasikan, MegaOhm pad 40.C utk semua winding
2. KV rated mesin antar terminal voltage, dlm rms kV. Ref IEEE Stds 43 table 3.
3. HIPOT Test
HiPOT test dilakukan menggunakan test voltage yang pada pokoknya lebih
tinggi dari Megohm-test, tetapi tergantung dari voltase operasi motordan
sesuai dengan standard tertentu atau panduan perusahaan pemakai.
Tujuannya antara lain : kebocoran arus tinggi, atau bocor tidak tetap/sesekali,
atau loncat naik-turun.
Rusak atau bocor arus tinggi merupakan indikasi kerusakan ground-wall
insulasi. Periksalah : liner-slot, wedges, konduktor antara junction box dan coils
dll.
4. Surge Test
Surge test dilakukan untuk setiap phase, juga memilih test voltage berdasarkan
voltage operasi motor dan standard dan panduan perusahaan pemakai.
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
15
Rekomendasi Test Voltage :
Formula HiPot dan Surge Test motor, generator, transformator :
(2 x Tegangan Nominal) + 1000V
Sesuai dengan NEMA MG-1, IEEE 95-1977 (untuk voltage lebih tinggi dari 5000
volts) dan IEEE 43-1974 ( test voltage kurang dari 5000 volts)
Contoh :
Motor 460 VAC -> test voltase = 2 x 460 V + 1000V = 1920 V
Motor 4160 VAC -> test voltase = 2 x 4160V + 1000V = 9320 V
Untuk winding baru atau rewound motor , test motor kadang ditambah dengan
safety-factor 1,2 1,7. Dimaksudkan untuk quality control yang lebih tinggi
derajatnya untuk mendapatkan motor dengan kwalitas tinggi.
Contoh :
Motor460 VAC-> tets voltase = 2 x 460V +1000V x 1,2 = 2304 V atau
Motor 460 VAC -> tets voltase = 2 x 460V+1000V x 1,7 = 3464 V
Catatan :
meski CRT sudah dikalibrasi tetapi sulit untuk mendapatkan besar voltase yang sama persis
dengan permintaan test, jadi gunakan harga pembulatan yang terdekat.
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
16
Prinsip Kerja :
Coil Resistance Test atau Pengetesan Tahanan Coil prinsipnya mudah untuk
dilakukan dan dapat langsung mengetahui kondisi konduktor dari winding.
Test ini terdiri dari :
menginjeksi arus listrik dengan besaran konstan ke winding
mengukur voltage-droop dalam winding,
kemudian menghitung resistansi menggunakan Hukum Ohm
Jika terjadi short didalam winding maka resistansi lebih rendah dari normal. Hasil
penghitungan bisa dibandingkan dengan winding yang sama, atau catatan resistansi
sebelumya atau data dari nameplate, sudah buruk atau masih baik.
Hasil pengukuran resistansi dipengaruhi oleh konduktivitas tembaga dan temperatur
ruang. Maka agar hasil teliti harus ada koreksi karena temperature ruang. Juga untuk
mendapatkan akurasi hasil voltage-droop, injeksi arus listrik ke coil sekurang-
kurangnya sebesar 10 Ampere (Hight Voltage DC Testing).
--END--
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
17
REFERENSI MAINTENANCE & DIAGNOSTIC
ELECTRIC MOTOR
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
18
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
19
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
20
REFERENSI MAGNETIC CONTACTOR Capacity
KW I (A) SIEMENS TELE MITSUB FUJI ABB
2.2 5 3TF 28/29 LC1-K06 4 8.8 3TF 20/21/22 LC1-K09 B6 4 8.8 3TF 30/40 LC1-D09 SK-10 SC-03 B9
5.5 11.3 3TF 31/41 LC1-D12 SK-11/12 SC-0/05 B12 7.5 15 3TF 32/42 LC1-D18 SK-18 SC-4-0 B16/18 11 21.4 3TF 33/43 LC1-D25 SK-20/21 SC-4-
1/5-1 B25/26
15 29 3TF 34/44 LC1-D32 SK-25 SC-1N B30 18.5 35.5 3TF 35/45 LC1-D40 SK-35 SC-2N B40 22 41.5 3TF 46 LC1-D50 SK-50 SC-2SN B50 30 56 3TF 47 LC1-D65 SK-65 SC-3N B63 37 68 3TF 48 LC1-D80 - SC-4N B75 45 81 3TF 49 LC1-D95 SK-80 - EH90 55 98 3TF 50 LC1-
F115 SK-95 SC-5N EH100
75 134 3TF 51 LC1-F150
SK-150 SC-7N EH145
90 162 3TF 52 LC1-F185
SK-180 SC-8N EH150
110 198 3TF 53 LC1-F225
- SC-10N EH160
132 230 3TF 54 LC1-F265
SK-220 SC-11N -
160 280 3TF 55 LC1-F330
SK-300 - EH250
200 350 3TF 56 LC1-F400
SK-400 SC-12N EH370
250 430 3TF 57 LC1-F500
- - EH550
335 540 3TF 68 LC1-F630
SK-600 SC-14N EH700
450 820 3TF 69 LC1-F780
SK-800 SC-16N EH800
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
21
REFERENSI KABEL
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
22
INDEKS PROTEKSI (IP) Pada suatu peralatan listrik sering dicantumkan pada spesifikasi mengenai Indeks Proteksi (IP). IP ini adalah kode yang memberikan tingkat proteksi terhadap akses bagian yang berbahaya, perlindungan terhadap benda asing dan atau perlindungan terhadap air yang memenuhi standart IEC 60529, IEC 60947-1.
Angka Pertama : Proteksi terhadap benda asing
0 : Tanpa Proteksi
1 : Diameter > 50 mm
2 : Diameter > 12.5 mm
3 : Diameter > 2.5 mm
4 : Diameter > 1 mm
5 : Proteksi terbatas terhadap debu
6 : Proteksi total terhadap debu
Angka Kedua : Proteksi terhadap air
0 : Tanpa Proteksi
1 : Tetesan secara vertikal
2 : Tetesan sudut vertikal < 15 deg
3 : Tetesan sudut vertikal < 60 deg
4 : Percikan air
5 : Air dengan tekanan rendah
6 : Air dengan tekanan kuat
7 : Dibenamkan sementara
8 : Dibenamkan permanen
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
23
REFERENSI BUSBAR
ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTIC Imam Halimi@Juni 2011
24
GANGGUAN MOTOR 3 PASA 1. Single Phassing Single Phassing atau Phasseloss berarti salah satu dari 3 line supply terputus. Kondisi phaseloss merupakan keadaan terburuk dari unbalance voltage.Jika elmot beroperasi saat terjadi phaseloss, ia akan terus berusaha berputar dengan daya yang sama untuk memutar beban. Elmot akan terus berusaha memutar beban sampai motor terbakar atau starter TRIP ! Penyebab terjadinya phaseloss adalah sbb : 1. Loss kontak pada starter (MCCB/NFB, Contactor atau terminal). 2. Thermal Overload relay yang terputus salah satu fasanya. 3. Salah satu fuse terputus. Jika terjadi phaseloss maka, dua phase yang lain akan dialiri arus setidaknya 1.73X dari arus normal(silakan dihitung dengan persamaan star-delta). Misal untuk elmot dengan aplikasi ringan dibebani 70%, saat terjadi phaseloss arus akan naik menjadi 120% FLA. Misalkan setting overload pada 125% FLA maka SAY GOOD BYE pada elmot tersebut. 2. Voltage Unbalance Jika tegangan diantara tiga phasa adalah sama, arus yang mengalir akan sama pula disetiap phasanya. NEMA standart merekomendasikan untuk elmot dan generator maksimum unbalance tegangan adalah 1%.Saat terjadi unbalance, arus elmot akan naik dan jika berjalan terus menerus elmot akan terbakar. Batasan 1% tersebut bisa diatasi dengan menurunkan beban elmot. Jika beban elmot diturunkan maka toleransi unbalance tegangan bisa lebih longgar. * Saat Unbalance 1%, penurunan beban menjadi 98 % * Saat Unbalance 2%, penurunan beban menjadi 95 % * Saat Unbalance 3%, penurunan beban menjadi 88 % * Saat Unbalance 4%, penurunan beban menjadi 82 % * Saat Unbalance 5%, penurunan beban menjadi 75 % Unbalance tegangan bisa disebabkan beberapa hal berikut : 1. Beban Single Phase yang tidak seimbang di setiap phase. 2. Jaringan Delta terputus. 3. Terjadi phaseloss di trafo. 4. Tap setting trafo yang tidak tepat. 5. Power Faktor Corecction tidak sama atau off-line. Adapun untuk mengetahui unbalance tegangan sebagai berikut: 1. Hitung tegangan rata -rata. Vtot = (Vr + Vs + Vt)/3 2. Cari selisih terbesar antara tegangan rata-rata dengan tegangan line. Vd = V Vtot 3. Unbalance % = (Vd/Vtot) X 100%
--END--