KARAKTERISTIK LISTRIK DARI SALURAN TRANSMISI Tujuan Umum: Mahasiswa dapat memahami karakteristik listrik saluran transmisi Tujuan Khusus: Mahasiswa dapat memahami pengertian tahanan R Sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Transmisi Arus Bolak-Balik Mengetahui tahanan spesifikasi penghantar arus listrik Latar Belakang Yang dimaksud dengan karakteristik listrik dari saluran transmisi ialah konstanta-konstanta saluran yaitu; tahanan (R), induktansi (L), konduktansi (G), dan kapasitansi (C). Pada saluran udara konduktansi sangat kecil sehingga dengan mengabaikan konduktansi itu perhitungan-perhitungan akan jauh lebih mudah dan pengaruhnyapun masih dalam batas-batas yang dapat diabaikan. Istilah tahanan atau resistansi tidak asing lagi bagi para orang orang yang bergelut dalam dunia kelistrikan . Tahanan pada umumnya sangat diperlukan untuk membatasi sejumlah besar arus agar tidak merusak peralatan listrik, namun terkadang tahanan itu dapat merugikan apabila jumlah tahanan itu dikatakan relative besar karena dapat mengurangi arus atau daya yang akan dikirim ke konsumen. Tahanan terdapat pada kabel penghantar maka dalam malakah ini kami menyajikan tentang resistivitas kabel penghantar tersebut Maka dari itu kali ini kami akan mencoba untuk membahas tentang tahanan jaringan.

1.Tahanan R Tahanan dari suatu konduktor (kawat penghantar) diberikan oleh:R=

Dimana: = resistivitas l = panjang kawat

1 A

(2.1)

A = luas penampang kawat

Dalam tabel-tabel yang tersedia sering kita jumpai penampang kawat diberikan dalam satuan Circular Mil disingkat CM. Definisi CM ialah penampang kawat yang mempunyai diameter 1 mil (=1/1000 inch). Bila penampang kawat diberikan dalam mm2, maka penampang kawat dalam CM adalah:CM = 1973 x ( Penampang dalam mm 2 )

ataumm 2 = 5,067 x 10 4 x ( Penampang dalam CM )

Dalam sistem MKS satuan untuk resistivitas diberikan dalam ohm-meter, panjang dalam meter dan luas dalam meter kuadrat. Sistem yang lain (CGS), diberikan dalam mikro-ohm-centimeter, panjang dalam centimeter kuadrat (tabel 2.2). Karena pada umumnya kawat-kawat penghantar terdiri dari kawat pilin (stranded conductors) maka sebagai faktor koreksi untuk memperhitungkan pengaruh dari pilin itu, panjang kawat dikalikan dengan 1,02(2% faktor koreksi).

2. Tahanan Pengaruh Temperatur

Tahanan kawat berubah oleh temperatur , dalam batas temperatur 100C sampai 1000C, maka untuk kawat tembaga dan aluminium berlaku rumus:Rt2

= Rt1 [1 + t1 ( t 2 t1 ) ]

(2.2)

dimana:

Rt 2 = tahanan pada temperatur t 2 Rt1 = tahanan pada temperatur t

t1 = koefisien temperatur dari tahanan

1

pada

temperatur t1 C0. Jadi,Rt 2 = 1 + t1 ( t 2 t1 ) Rt1 Rt 2 T0 + T1 = R1 T0 + t1

(2.3)

dimana: t1 =1 T0 + t1

atauT0 = 1 t1 t1

(2.4)

Jelas kelihatan bahwa T0 adalah sama dengan temperatur dimana tahanan kawat akan menjadi nol, bila persamaan linear yang sama berlaku untuk daerah temperatur itu. Dan bila ini benar maka T0 adalah sama dengan temperatur absolut -2730C. Untuk tembaga (CU) yang mempunyai konduktivitas 100%, koefisien 0C adalah: temperatur dari tahanan pada 20 20 = 0,00393 -20 = 234,50C

Untuk konduktivitas yang lain dari tembaga, berubah langsung dengan konduktivitasnya. Jadi untuk konduktivitas 97,5%. 20 = 0,00383 dan T = 241,00C 0

Untuk aluminium (Al) dengan konduktivitas 61%, 20 = 0,00383 dan T = 228,10C 0

Dalam tabel 2.1 di bawah ini diberikan harga-harga T0 dan untuk bahan-bahan konduktor standar. Tabel 2.1. Harga-harga T0 dan konduktor standar untuk bahan-bahan

Materi al Cu 100% Cu 97,5% Al 61%

T00C

Koefisien temperatur dari tahanan x 10-30 20 25 50 75 80 100

234, 5 241, 0 228, 1

4,2 7 4,1 5 4,3 8

3,9 3 3,8 3 4,0 3

3,8 5 3,7 6 3,9 5

3,5 2 3,4 4 3,6 0

3,2 5 3,1 6 3,3 0

3,1 8 3,1 2 3,2 5

2,9 9 2,9 3 3,0 5

Tabel 2.2 Tabel resistivitas kabel tanpa isolasi pada suhu 200 C Sifat fisik Jenis Kawat Kondu- Resistivta ktivita s s Isi ( Cm) Resistivita s Massa ( mg) Koofisien suhu Tahanan

Internasiona l Standar Annealed Copper Hard Drawn Copper Cadmium Copper Silicon Bronze Hard Drawn Copper Silver Alloy

100 101 98 85 50

1,7241 1,7070 1,7593 2,0284 3,4482

0,15328 0,15176 0,15641 0,10833 0,30656

0,00393 0,00397 0,00385 0,00343 0,00197

96

1,7958 3,8313 4,3103

0,15967 0,34062 0,38320

0,00381 0,00177 0,00157

Copper Nikel 45 Sillicon Alloy 40

Dalam tabel 2.3 dibawah ini diberikan resistivitas dari bahan-bahan konduktor standar untuk berbagai temperatur. Tabel 2.3. Resistivitas dari bahan-bahan konduktor standar untuk berbagai temperatur Materi al Cu 100% Cu 97,5% Al 61% Mikro Ohm - cm0 20 25 50 75 80 100

Cu 100% Cu 97,5% Al 61%

1,5 8 1,6 3 2,6 0

1,7 2 1,7 7 2,8 3

1,7 5 1,8 0 2,8 9

1,9 2 1,9 7 3,1 7

2,0 9 2,1 4 3,4 6

2,1 2 2,1 8 3,5 1

2,2 6 2,3 1 3,7 4

Tahanan arus searah yang diperoleh dari perhitungan-perhitungan diatas harus dikalikan dengan faktor: 1,0 untuk konduktor padat (solid wire) 1,01 untuk konduktor pilin yang terdiri dari 2 lapis (strand) 1, 02 untuk konduktor pilin lebih dari dua lapis. Contoh Soal: Hitung tahanan DC dari konduktor 253 mm2 (500.000 cm) dalam ohm per km pada 250C. Misalkan Cu97,5%. Dari tabel diperoleh: 25 = 1,8 mikro ohm cml = 1 km = 10 5 cm A = 253 mm 2 = 253 10 2 cm 2 R25 = 25 1 10 5 = 1,8 x 10 6 x = 0,0711 ohm / km A 253 x10 2

dengan memperhatikan pengaruh lapisan (umumnya konduktor terdiri dari 3 lapis).R25 = 1,02 x 0,0711 = 0,0726 ohm / km

2. Tentukan tahanan DC dari ACSR 403 mm2 (795.000 cm) pada 250C. ACSR ialah konduktor aluminium yang mempunyai inti besi yang gunanya untuk mempertinggi kekuatan tarik. Penampang konduktor itu (403 mm2) tidak termasuk penampang baja, hanya penampang Al saja, sehingga untuk Al konduktivitas 61% maka tahanan DC menjadi:

R25 = 1,02 x 2,89 x 10 6

10 5 = 0,0731 ohm / km 403 x 10 2

3. Tahanan pengaruh efek kulit Pada frekuensi yang lebih besar dari nol, arus akan cenderung mengalir didekat kulit penghantar sehingga penampang efektif mengecil dan harga tahanan akan menjadi lebih besar ( efek kulit ). Harga tahanan pada frekuensi system ( 50 Hz atau 60 Hz ) didekati dengan cara mengalirkan tahanan dc dengan suatu factor koreksi kulit m r :1 mr 4 Rdc ( 1 + +1 48 ~ 2

Rdc Dengan :

Mr ~ 0,018 f . A f : frekuensi dalam Hz A : penampang kawat dalam mm2 Dalam praktek harga tahanan dc dan ac ( untuk beberapa frekuensi ) per satuan panjang dapat diperoleh dari suatu pabrik dari kawat / kabel yang bersangkutan .

4. Simbol Tahanan

a

b

DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar .A , TEKNIK TENAGA LISTRIK , PT PRADNYA PARAMITA, Jakarta, 1993 2. KERJA SAMA PENELITIAN PLN ITB. 3. www. Karakteristik Listrik dari Saluran Transmisi. Com