Minyak trafo merupakan sebuah campuran kompleks dari molekul-molekul hidrokarbon, dimana merupakan hasil tambang (minyak tambang) yang mengandung kelompok molekul CH3, CH2 dan CH yang terikat. Terjadinya kegagalan termal ataupun elektris pada transformator mengakibatkan pemecahan beberapa ikatan unsur hidrokarbon yang nantinya akan berkombinasi dan menghasilkan molekul-molekul gas mudah terbakar (combustible gas) yang dikenal dengan istilah fault gas. Gas-gas tersebut adalah
Gas-gas tersebut sangatlah berbahaya
apabila terkandung dalam jumlah yang banyak. Mengingat gas-gas tersebut mudah
terbakar, apabila timbul percikan (misal patrial
discharge) maka akan terjadi pembakaran yang dapat membahayakan trafo.
Semakin
banya jumlah ikatan karbon maka semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk
menghasilkan gas-gas tersebut. Gas Hidrogen (H2), Metana (CH4)
dan Etana (C2H6) terbentuk oleh fenomena kegagalan
tingkat energi yang rendah, seperti partial
discharge atau corona. Etilen (C2H4)
terbentuk oleh pemanasan minyak pada temperatur menengah, dan Asetilen (C2H2)
terbentuk pada temperatur yang sangat tinggi.
Gambar berikut
menjelaskan jenis gas-gas yang timbul dan jumlah relatifnya yang terbentuk saat
kenaikan temperatur.
Gas Hidrogen dan Metana mulai tebentuk pada temperatur sekitar 150° C. Gas Etana mulai terbentuk pada temperatur sekitar 250° C dan gas Etilen terbentuk pada temperatur 350° C. Setelah melewati titik maksimumnya maka pembentukan metana, etana dan etilen akan terus menurun seiring bartambahnya temperatur. Gas Asetilen merupakan indikator adanya daerah dengan temperatur paling tidak 700° C. Pada beberapa kasus kegagalan termal (hot spot) dengan temperatur 500° C ternyata juga memacu pembentukan gas asetilen walaupun jumlahnya sedikit. Gas asetilen dalam jumlah besar dihasilkan jika temperatur di atas 700° C yang biasanya disebabkan karena bususr api (arcing).
Gas etana dan etilen sering disebut sebagai
"gas logam panas" (hot metal gases). Biasanya saat ditemukan
adanya gas tersebut maka permasalahan yang timbul di dalam trafo umumnya
melibatkan logam panas. Hal ini mungkin terjadi akibat adanya kontak yang buruk
pada tap changer atau sambungan yang buruk pada suatu titik
pada rangkaian di dalam trafo. Fluks magnetis bocor yang mengenai tangki
transtformator atau struktur magnetis lainnya juga memicu pembentukan gas
tersebut. Penyebab lainnya adalah kerusakan pada rangkaian grounding sehingga
muncul arus lebih yang bersikulasi karena tidak disalurkan ke tanah.
Material isolasi kertas biasanya merupakan
substansi polimer yang struktur kimianya [C12H14O4(OH)6]n
dengan nilai n antara 300 sampai 750. Umumnya berbentuk siklis yang mengandung
senyawa CH2, CH dan CO. Ikatan molekul C-O merupakan ikatan
yang lemah, sehingga menghasilkan komponen pembentuk fault gas pada
temperatur 100° C dan karbonasi sempurna dari isolasi kertas pada
temperatur 300° C. CO2 terbentuk pada temperatur rendah,
sedangkan CO mulai terbentuk pada temperatur ≥ 200° C.
Mengidentifikasi serta menganalisis jenis
dan jumlah fault gas pada transformator merupakan hal yang
sangat penting karena jenis fault gas menunjukkan pemicu
atau jenis kegagalan yang muncul sedangkan jumlah konsentrasi gas tersebut
menunjukkan seberapa parah kegagalan tersebut.
Metode untuk mengetahui dan
menginterpretasi jenis-jenis kegagalan yang terjadi berdasarkan jumlah fault
gas yaitu dengan metode Dissolve Gas Analysis.
