Dalam proses Dissolved Gas Analysis, minyak trafo akan diolah untuk mendapatkan gas-gas terlarut yang nantinya akan dianalisis. Akan tetapi, mengapa minyak trafo bisa menghasilkan gas terlarut?

Berikut ini, artikel ini akan membahas bagaimana gas terlarut bisa terbentuk di dalam minyak trafo dan apa saja senyawa-senyawa yang terdapat di dalamnya.

Trafo (atau transformator listrik) umumnya menggunakan dua jenis isolasi, antara lain isolasi padat dalam bentuk kertas atau selulosa dan isolasi cair dalam bentuk minyak. Isolasi-isolasi tersebut berfungsi untuk menghalangi tegangan listrik saat terjadi kebocoran sewaktu trafo beroperasi.

Minyak trafo tersebut terdiri atas beberapa senyawa, beberapa di antaranya adalah gas hidrokarbon. Gas hidrokarbon terbentuk apabila saat trafo beroperasi terdapat kontaminan, pola operasi trafo yang kurang tepat, atau trafo sudah mencapai batas masa pemakaiannya.

Gas hidrokarbon tersebut disusun oleh tiga senyawa, antara lain:

• Alkana (ikatan rantai satu)
• Alkena (ikatan rantai dua)
• Alkuna (ikatan rantai tiga)

Selain ketiga senyawa tersebut, minyak trafo juga memiliki unsur gas CO (karbon monoksida) dan CO2 (karbon dioksida) yang terbentuk dari proses degradasi selulosa.

Semakin tinggi rantai senyawa hidrokarbon, maka akan semakin tinggi energi yang dibutuhkan untuk melepaskannya. 

Senyawa-senyawa lain yang terdapat pada minyak trafo antara lain:

1. Selulosa (C₆H₁₀O₅)_n

Selulosa atau serat nabati digunakan sebagai isolator trafo dalam bentuk gulungan kertas pada komponen dalam trafo. Struktur molekul selulosa adalah (C₆H₁₀O₅)_n dengan unsur C, H, dan O yang mendominasi ketika selulosa terdegradasi.

Jika -C bertemu dengan -H, maka gas hidrokarbon akan terbentuk, bersamaan dengan temperatur yang tepat untuk proses pembuatan gas tersebut.

Lain halnya jika -C bertemu dengan -O, maka yang terbentuk adalah gas karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO₂). Sementara jika -H bertemu -O, maka akan terbentuk air atau H₂O.

2. Metana (CH₄)

Senyawa metana akan terbentuk dengan reaksi di bawah ini.

CO₂ + 8 H⁺ CH₄ + 2 H₂O

Kondisi ini bisa terjadi di dalam minyak trafo disebabkan oleh unsur hasil degradasi selulosa dan kondisi operasi asam.

3. Etana (C₂H₆)

Umumnya, senyawa ini terbentuk pada suhu 250°C dari sistem elektrolisis garam asetat, yaitu ketika asetat dioksidasi sehingga menghasilkan karbon dioksida dan metil radikal, seperti pada reaksi di bawah ini.

CH₃COO^– CH₃ + CO₂

2 CH₃ C₂H₆

Etana juga terbentuk dari uraian metana yang dibantu panas dengan panjang gelombang tertentu, misalnya dengan fotokimia, seperti pada reaksi di bawah ini.

CH₄ CH₃ + CO₂

2 CH₃ C₂H₆

Etana bisa terbentuk karena adanya zat kimia asam saat terdapat percikan listrik pada minyak trafo sehingga menghasilkan elektrolisis.

4. Etena/Etilen (C₂H₄)

Etena terbentuk karena adanya degradasi selulosa dan air yang terjadi pada suhu rata-rata 350°C.

Senyawa ini terbentuk dari reaksi di bawah ini.

4 CO₂ + 2 H₂O 2 C₂H₂ + 5 O₂

5. Etuna/Asetilen (C₂H₂)

Etuna atau Asetilen terbentuk dari reaksi antara batu kapur dan arang. Reaksi tersebut menghasilkan kalsium karbida (calcium carbide) yang kemudian direaksikan dengan air sehingga menghasilkan gas asetilen. 

Proses tersebut biasanya terjadi pada suhu rata-rata 500-700°C dengan rumus reaksi seperti di bawah ini.

CaO + 3 C CaC₂ + CO

CaC₂ + 2 H₂O Ca(OH)₂ + C₂H₂

6. Karbon monoksida (CO) dan Karbon dioksida (CO₂)

Kedua senyawa ini merupakan hasil degradasi selulosa yang menghasilkan unsur -C, -H, -S, -N, dan -S saat terurainya setiap bahan organik.

Umumnya, kedua jenis senyawa gas ini ditemukan saat kandungan air di minyak trafo meningkat.