Distrans Paper

SISTEM

DISTRIBUSI Tugas Mata Kuliah Distribusi &

Transmisi Tenaga Listrik

Departemen Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Depok

2015

Pengajar : Dr. Ir. Ridwan Gunawan M.T.

Makalah gabungan, oleh : Mahasiswa kelas Distribusi & Transmisi

Tenaga Listrik 2015

Tugas Mata Kuliah Distribusi & Transmisi Tenaga Listrik

2 | P a g e F.S.

DAFTAR ISI

COVER ................................................................................................................... 1

DAFTAR ISI .......................................................................................................... 2

BAB I - TRANSFORMATOR .............................................................................. 3

BAB II - PEMUTUS TENAGA & LOAD BREAK SWITCH .......................... 25

BAB III - ARRESTER .......................................................................................... 43

BAB IV - KABEL PENGHANTAR ..................................................................... 63

BAB V - REL & PENTANAHAN ........................................................................ 80

BAB VI - CT, PT, TEG. SENTUH & LANGKAH ............................................. 91

DAFTAR REFERENSI ......................................................................................... 103


3 | P a g e F.S.

BAB I

TRANSFORMATOR

Oleh :

1-4 REG

Gema Handaru

Masyhuri

David Apriando Mangatur

Arinal Haq Benbadri

26-29 REG

Achyar Maulana Pratama

Ahmad Dzul Faiq Murtadlo

Benni Mustafa

Ginas Alvianingsih

1-4 PAR

Dara Azka

Faizal Harits Hasibuan

Andreas Zubizareta

Muhammad Abdul Aziz


4 | P a g e F.S.

TRANSFORMATOR

A. Latar belakang

Sistem tenaga listrik terdiri dari tiga komponen penting yaitu Pembangkitan,

Transmisi, dan Distribusi yang saling berhubungan satu sama lain sedemikian rupa

sehingga dapat menyalurkan daya listrik dari sisi pembangkit ke konsumen. Pada sisi

pembangkit, energi yang dihasilkan di-step-up menjadi tengangan yang sangat tinggi

agar memperkecil nilai arus, sehingga kerugian daya di sepanjang transmisi dapat

diperkecil. Daya bertegangan tinggi ini dikirim melalui saluran transmisi ke sub-station

(Gardu Induk) dan ke gardu distribusi. Dari gardu distribusi ini akan disalurkan lagi ke

beban-beban yang terpasang di gardu ini melalui saluran transmisi. Namun karena

tegangan yang dibutuhkan di sisi beban atau konsumen itu tidak cocok dengan

tegangan tinggi yang dikirim dari sisi pembangkit, maka akan diturunkan kembali level

tegangannya. Oleh karena itu diperlukan suatu alat yang dapat mengubah level

tegangan yaitu transformator

B. Definisi Transformator

Transformator adalah mesin statis yang digunakan untuk mengubah daya listrik

bolak balik dari suatu level tegangan ke level tegangan lain dengan memanfaatkan

medan magnet. Maksud dari pengubahan level tegangan tersebut adalah seperti

menurunkan tegangan AC dari 220 VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan tegangan dari

110 VAC ke 220 VAC. Transformator atau trafo bekerja berdasarkan prinsip induksi

elektromagnetik dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC).

Transformator digunakan untuk menaikan tegangan pada sisi pembangkitan dan

digunakan untuk menurunkan tegangan pada gardu induk dan gardu distribusi.

Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga

ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, kemudian transformator lainnya menurunkan

tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun

perkantoran yang pada umumnya menggunakan tegangan AC 220 Volt.

Transformator pertama kali dibuat pada tahun 1882 dari kesalahan desain

“secondary generator” dengan inti besi terbuka (open iron core) oleh Lucien Gaulard

dan John Dixon Gibbs. Transformator ini terdiri dari bagian dasar terbuat dari kayu

mahoni dengan 4 batang baja diatasnya dan tumpukan piringan tembaga yang dipisahi

oleh waxed paper. Dua tahun kemudian Abraham Ganz membuat transformator dengan

kumparan inti yang tertutup di pabrik miliknya untuk menurunkan tegangan guna

menyesuaikan tegangan lampu

bohlam incandescent.

Gambar 1. Transformator

pertama

Pada tahun 1886

Zipernowsky, Deri, Blathy, dan


5 | P a g e F.S.

William Stanley mendesain transformator kedua yang lebih praktis untuk dibuat dari

mesin, dengan kumparan berbentuk persegi dan inti besi berbentus lembaran huruf E.

Pada transformator generasi kedua ini dikontruksikan baik model step-up dan step-

down.

Gambar 2. Transformator generasi kedua

C. Jenis Transformator

Transformator dibagi berbagai jenis dilihat dari tujuan, kegunaan, konstruksi,

fasanya, kumparannya.

Transformator berdasarkan tujuan :

a. Step-up

(kumparan primer menerima tegangan rendah dan mengubahnya menjadi

tegangan yang lebih tinggi di sisi sekunder)

b. Step-down

(kumparan primer menerima tegangan tinggi dan mengubahnya menjadi

tegangan yang lebih rendah di sisi sekundernya)

Transformator berdasarkan kegunaan :

a. Transformator daya

(transformator yang digunakan di jaringan transmisi. 500kV/150kV dan

150kV/20kV)

b. Transformator distribusi

(transformator yang digunakan di jaringan distribusi dengan rating yang lebih

rendah daripada transformator daya yaitu 20kV/220V)

c. Transformator instrument

(transformator yang digunakan sebagai pendeteksi untuk system proteksi

bekerja. Ada 2 macam yaitu current transformator dan voltage transformator)

Transformator berdasarkan fasa:

a. Single Phase

b. Three phase

Transformator berdasarkan kumparan :

a. Transformator dengan dua kumparan

(kumparan primer dan kumparan sekunder yang terisolasi satu sama lain oleh

kertas dan terhubung secara medan magnet oleh inti besi)

b. Autotransformator

(kumparan primer dan sekunder yang tergabung menjadi satu baik secara

elektrik dan megnetik. Kumparan utama ini di-tap sehingga dapat enjadi step up

ataupun step down)

Transformator berdasarkan konstruksinya :

a. Transformator Outdoor


6 | P a g e F.S.

(didesain untuk penempatan di luar ruangan seperti gardu portal)

b. Transformator indoor

(didesain untuk pemakaian di dalam ruangan seperti gardu beton)

D. Komponen Transformator

Gambar 3. Komponen transformator

1. Inti Besi

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalannya fluks magnetic yang

ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.Inti besi dibuat dari lempengan-

lempengan besi tipis yang disusun bertumpuk dengan sela-sela udara antara tiap

lempengan yang berfungsi sebagai isolasi. Hal ini bertujuan untuk mengurangi panas

yang ditimbulkan oleh rugi

Gambar 4. Inti besi Transformator

2. Kumparan


7 | P a g e F.S.

Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang

membentuk suatu kumparan atau gulungan. Diantara setiap gulungan kawat dilapisi

oleh kertas karton atau pertinak yang berfungsi sebagai isolasi padat. Kumparan ini

terdiri dari 2 jenis yaitu kumparan sisi primer dan kumparan sisi sekunder. Kumparan

sisi primer yang dihubungkan dengan sumber listrik sedangkan kumparan sekunder

yang dihubungkan dengan beban.

Jenis material kawat yang banyak digunakan untuk membuat kumparan adalah

kawat tembaga. Kawat tembaga memiliki konduktivitas listrik yang bagus, tetapi

memiliki berat yang besar. Untuk mengurangi berat transformator, sering juga

digunakan jenis kawat aluminium. Kawat

dengan bahan dasar aluminium memiliki

berat jenis yang kecil, tetapi kawat ini tidak

tahan terhadap panas dan konduktivitasnya

masih lebih kecil dibandingkan dengan

tembaga.

Gambar 5. Kumparan Transformator

3. Minyak Transformator

Minyak transformator mempunyai 3 fungsi utama yaitu sebagai

isolator,pendingin, dan Pelindung. Minyak transformator mengisolasi kumparan agar

tidak terjadi loncatan bunga api listrik (arcing) akibaat hubungan pendek atau tegangan

tinggi. Selain itu minyak transformator dapat menyerap panas yang ditimbulkan

sewaktu-waktu transformator berbeban lalu melepaskannya (switching pada beban).

Terakhir, minyak transformator dapat melindungi komponen dalam transformator

terhadap korosi dan oksidasi.

4. Bodi Transformator atau Tangki

Bodi transformator ini berfungsi untuk pelindung komponen komponen utama

diatas. Inti besi, kumparan ada di dalam bodi transformator ini yang kemudian diisi

oleh minyak transformator kemudian ditutupdan dikondisikan hampa udara di bagian

dalam bodi transformator ini. Di bagian transformator ini juga berbentuk seperti sirip-

sirip yang berfungsi untuk mengurangi

panas yang ada di dalam transformator

5. Bushing

Bushing merupakan penghubung

antara kumparan transformator ke jaringan

luar. Bushing adalah sebuah konduktor

yang diselubungi oleh isolator yang

sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara

konduktor tersebut dengan tangki

transformator. Bushing terdiri dari 2 jenis

yaitu elstimold dan porcelen. Jenis ini hanya

dibedakan dari bentuknya dan materialnya.

Gambar 6. Bushing Transformator


8 | P a g e F.S.

Distribusi

6. Tap Changer

Tap Changer adalah pengubah perbandingan transformator untuk mendapatkan

tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan

dari tegangan jaringan atau primer yang berubah-

ubah. Tap Changer ini dapat dioperasikan baik

dalam keadaan berbeban (On-Load) dan dalam

keadaan tidak berbeban (Off-Load). Hal ini

tergantung dari jenis tap changer yang terpasang

pada transformator.

Gambar 7. Tap Changer pada

Transformator Distribusi

7. Breather

Pengaruh variasi beban yang terpasang pada transformatoryang selalu naik dan

turun dan juga suhu ambient atau lingkungan maka suhu minyak berubah-ubah

mengikuti keadaan tersebut.Apabila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai

danmendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya jika

suhu minyak transformator turun dan olumenya menyusut maka udara luar akan masuk

ke dalam tangki.

Proses masuk keluarnya udara lingkungan ke

dalam transformator disebut pernapasan transformator.

Hal tersebut menyebabkan permukaan minyak

transformator selalu bersinggungan dengan udara luar

yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak

transformator. Untuk mencegah hal tersebut maka pada

ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung

khusus yang berisi Kristal yang bersifat hygroskopis.

Namun sayangnya transformator distribusi di area

bulungan yang saya temui tidak ada komponen ini, karena

kebanyakan transformator yang digunakan sudah berumur

tua sedangkan komponen ini termasuk innovasi baru

Gambar 8. Breather Transformator

8. Indikator Transformator

Indikator yang terdapat pada transformator ada empat jenis yaitu indicator suhu

minyak, indicator permukaan minyak, indikator sitem pendingin dan indicator

kedudukan tap. Indicator ini berfungsi untuk melihat keadaan komponen komponen

tersebut seperti keadaan minyak, sudah seberapa tinggi minyak di dalam tangki, dan

keadaan lainnya.

9. Peralatan pengaman

Setiap unit transformator selalu dilengkapi peralatan pengaman yang berfungsi

untuk mengamankan khususnya fisik, elektrik maupun kimiawi sehingga tidak

menimbulkan bahaya pada transformator itu sendiri. Beberapa peralatan pengaman


9 | P a g e F.S.

umum antara lain Bucholz relay,Over pressure relay, Differential relay, Thermal relay,

OCR ( Over Current Relay), Relay tangki tanah, dan Restricted Earth Fault rele

A. Cara Kerja Transformator

Transformator bekerja berdasarkan hukum Ampere dan Hukum Faraday, yaitu

arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya ketika ada medan magnet

yang diinduksikan akan menghasikan tegangan dan menimbulkan arus listrik.

Transformator terdiri dari dua buah kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan

sekunder yang keduanya bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektris

namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi rendah.

Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak balik

maka fluks bolak balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan

tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya

fluks di kuparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi sendiri (self-

inductance) dan terjadi pula induksi bersama (mutual induction) yang menyebabkan

timbulnya fuks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika

rangkaian sekunder dibebani, sehinggaenergilistrik dapat ditransfer secara keseluruhan

(secara magnetisasi). Hal ini dapat dimengerti dengan gambar dibawah berikut dengan

persamaan matematik yang merepresentasikan kerja transformator ini.

Gambar 9. Prinsip Kerja Transformator

…………………………………………………………(1)

………………………………………………………..(2)

dimana

e = Gaya gerak listrik

N = Jumlah lilitan

= perubahan fluks magnet

(weber/sec)

V1 = tegangan primer

V2 = tegangan sekunder

I1 = arus primer

I2 = arus sekunder

N1 = lilitan primer

N2 = lilitan sekunder

B. Hubungan Primer – Sekunder

Trafo dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Turun atau

naiknya tegangan pada sisi sekunder tergantung pada perbandingan jumlah lilitan

kumparan. Bila jumlah lilitan kumparan pada sekunder = ns, pada primer = np,tegangan

pada kumparan primer = Up maka pada sisi sekunder timbul ggl

Dengan rumus persamaan Us : Up. = ns : np.


10 | P a g e

L1 L2

Gambar 10. Perbandingan Primer – Sekunder pada Konstruksi Trafo

Perbandingan antara ns dan np disebut dengan perbandingan transformasi = Aa,

“A” lebih besar dari 1, berarti fungsi trafo untuk menaikkan tegangan (step up) dan

jika “A“ lebih kecil dari1, berarti fungsi trafo untuk menurunkan tegangan (step

down). Perbandingan transformasi teoritis dan praktis dianggap sama, tetapi sebenarnya

ada perbedaan, karena tidak semua flux primer melewati kumparan sekunder, dan itu

disebut flux bocor.

Gambar 11. Ilustrasi Flux pada konstruksi Trafo

L1 = flux bocor pada kumparan primer.

L2 = flux bocor pada kumparan sekunder.

L1 menimbulkan x1 dan L2 menimbulkan x2, kumparan primer mempunyai

tahanan r1 dan kumparan sekunder mempunyai tahanan r2. Sehingga rangkaiannya.

Gambar 12. Rangkaian Konstruksi Trafo

Untuk mengurangi flux bocor tersebut, maka dibuatlah kedua kumparan pada inti yang

sama.

Namun demikian adanya rugi – rugi pada trafo tak dapat dihindari yaitu

dikarenakan adanya sirkit magnetic pada inti tidak dapat semuanya dapat menimbulkan

induksi, karena sebagian hilang pada inti trafo itu sendiri yang disebut dengan rugi

histerisis dan sebagian lain tidak bermanfaat untuk menginduksi, tetapi berpusar-pusar

pada sebagian inti yang disebut dengan rugi eddy currnet.

Ep Up

R1 X1

Us Es

X2 R2

Up Ep np ns Es Us


11 | P a g e

Io

U1 E2

I ex

o

I he

e

C. Trafo Tanpa Beban

Trafo tanpa beban menyerap arus listrik untuk kumparan primer disebut dengan

Iio yang terdiri dari arus penguatan (Iex) dan arus histeristis + eddy current (I he),

Gambar 13. Kurva Trafo tanpa beban

Iex 90 ketinggalan dari E1, sedangkan I he sefasa dengan E1, jumlah vektor antara Iex

dan Ihe merupakan Io.

Io = Iex + Ihe

Adanya Ihe menimbulkan rugi – rugi inti = Pc

Pc = E1. Io. Cos. ° atau

Pc = E1. Ihe ……….disebut juga rugi – rugi besi

Besarnya rugi – rugi besi disebabkan oleh arus fou cault dan arus hysterisis,

besarnya tidak tergantung pada beban sehingga bisa disebut dengan rugi – rugi trafo

tanpa beban. Rugi – rugi ini tidak bisa diturunkan kecuali dalam pembuatannya inti

dibuat berlapis – lapis dan dari bahan yang kurva histerisisnya kurus.

D. Trafo Berbeban

Pada keadaan berbeban, rugi trafo selain oleh rugi – rugi besi, kerugian juga

ditimbulkan pada kumparan – kumparannya.Bila kumparan primer dengan tahanan R1

dan arus yang mengalir I1, kumparan sekunder dengan tahanan R2 dan arus yang

mengalir I2, maka akan timbul rugi – rugi yang disebut dengan rugi – rugi tembaga

yang besarnya adalah :

Gambar 14. Rangkaian Konstruksi Trafo

Pcu = I1². R1 + I2 ². R2

Jadi trafo berbeban rugi – rugi yang timbul

Ep Up

R1 X1

Us Es

X2 R2

I1 I2


12 | P a g e

P total = Pc + Pcu.

EFISIENSI TRANSFORMATOR

Rugi-rugi total yang terdiri dari rugi besi dan tembaga pada suhu 75c, faktor

daya 1,0 dan beban 100 %, nilai maksimumnya terhadap daya pengenal ditetapkan

sebagai berikut :

Tabel 1.. Rugi Total pada Trafo

Diagram efisiensi trafo

Contoh :

Trafo dengan pcu = 0,2

% dan pc = 0,7 %

Efisiensi trafo pada

beban penuh (1/1 )

adalah pada titik x =

99,1 %.

A. Pengertian Distribusi dan Transmisi Tenaga Listrik

Transmisi tenaga listrik adalah proses penyaluran energi listrik dari tempat

pembangkit tenaga listrik (power plant) hingga saluran distribusi listrik (substation

distribution) sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik melalui

suatu bahan konduktor. Sistem transmisi dapat menyalurkan tenaga listrik dari gardu

induk pembangkitan ke gardu induk tegangan tinggi dan dari gardu induk tegangan

tinggi ke gardu induk distribusi. Transmisi terdiri dari konduktor yang direntangkan

antara tiang-tiang (tower) melalui isolator-isolator, dengan sistem tegangan tinggi.

Bayak Fasa

Fasa Tungga

l F a s a - T i g a

Daya

pengenal 25 50 50 100 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600

Rugi total

maksimum 2,21 1,75 2,58 2,07 1,76 1,71 1,56 1,48 1,37 1,32 1,24 1,52 1,44 1,42 1,33


13 | P a g e

Gambar 16. Alur Sistem Tenaga Listrik

Sedangkan distribusi tenaga listrik merupakan subsistem penyaluran tenaga

listrik yang terdiri dari Pusat Pengatur (Distribution Control Center, DCC), saluran

penghantar yang merupakan saluran udara atau kabel tanah, gardu distribusi tegangan

menengah yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan menengah dan trafo sampai

dengan panel-panel tegangan rendah (380V, 220V) yang menghasilkan tegangan

kerja/tegangan jala-jala untuk industri dan konsumen listrik lainnya.

1. Jaringan Distribusi Primer

Digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-

pusat beban. Sistem ini menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel

tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi

lingkungan.

2. Jaringan Distribusi Sekunder

Digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban

yang ada di konsumen. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang

langsung dihubungkan kepada konsumen/pengguna tenaga listrik.

Jadi dapat diketahui bahwa fungsi distribusi tenaga listrik adalah; 1) pembagian

atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan), dan 2) merupakan sub

sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya

pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.


14 | P a g e

B. Klasifikasi saluran distribusi listrik berdasarkan level tegangan dan

penerapannya di Indonesia

Berikut ini disampaikan pembahasan tentang distribusi dan transmisi ditinjau dari

klasifikasi tegangannya:

Tabel 2. Klasifikasi Tegangan Untuk Power Industri dan Komersial

Di Indonesia, saluran transmisi yang ada menggunakan Tegangan Ultra Tinggi

(TUT), Tegangan Ekstra Tinggi (TET), dan Tegangan Tinggi (TT). Sedangkan untuk

saluran distribusi menggunakan tegangan menengah (TM) sebesar 6 kV dan 20 kV,

yang juga biasa disebut tegangan distribusi primer dan tegangan rendah (TR).

Standar tegangan tinggi yang berlaku di Indonesia adalah : 30 KV, 70 KV dan

150 KV. Namun transmisi 30 KV dan 70 KV yang ada di Indonesia secara berangsur-

angsur mulai ditiadakan (tidak digunakan). Sedangkan transmisi 275 KV

dikembangkan di Sumatera dan transmisi 500 KV ada di Pulau Jawa. Di Indonesia,

konstruksi transmisi menggunakan kabel udara dan kabel tanah, untuk tegangan rendah,

tegangan menengah dan tegangan tinggi. Sedangkan untuk tegangan tinggi dan

tegangan ekstra tinggi menggunakan kabel udara


15 | P a g e

TRANSFORMATOR DALAM SISTEM DISTRIBUSI DAN TRANSIMISI

TENAGA LISTRIK

A. Transformator Pada Distribusi dan Transmisi Tenaga Listrik

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan

tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikkan tegangannya oleh gardu induk dengan

transformator penaik tegangan (step-up) menjadi 70 kV ,154kV, 220 kV atau 500 kV

kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Pada sistem penyaluran daya jarak jauh,

selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up.

Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa

konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-

perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan

pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi

ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila

ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat

bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.

Adapun alasan penggunaan tegangan tinggi antara lain :

1. Agar rugi-rugi daya lebih sedikit.

Hal ini dikarenakan pada transformator daya, nilai daya pada kumparan primer dan

sekunder tetap, sehingga dengan menaikkan nilai tegangannya maka nilai arus akan

turun. Sesuai dengan persamaan :

S=3 x V x I

Keterangan :

S = daya transformator (Kva)

V = Tegangan sisi primer transfomator (V)

I = Arus jala-jala (A)

Nilai arus yang kecil ini mengakibatkan rugi-rugi daya yang seiring berjalannya

waktu berubah menjadi energi panas yang lebih sedikit, dibuktikan dengan rumus:

W= I2

x R x t

Keterangan :

W = Energi panas (Joule)

R = Resistansi saluran penghantar (ohm)

I = Arus jala-jala (A)

t = waktu (s)

2. Dimensi kabel yang dibutuhkan lebih kecil.

Hal ini dikarenakan arus yang dikirimkan kecil, sehingga tidak dibutuhkan dimensi

kabel yang besar.Dengan dimensi kabel yang lebih kecil,biaya instalasi dan

pembelian kabel menjadi lebih murah.

3. Voltage Drop (∆V) menjadi lebih kecil. Dimana besarnya ∆V juga dipengaruhi

oleh besar arus yang mengalir pada saluran distribusi- transmisi, semakin besar

arus maka voltage drop juga semakin besar begitu juga sebaliknya, semakin kecil

arus yang mengalir maka nilai voltage drop juga akan semakin kecil. Sesuai

dengan persamaan :

∆V= I .Z


16 | P a g e

Keterangan :

∆V= Voltage Drop (volt)

I = Arus pada penghantar (ampere)

Z = Impedansi saluran transmisi/distribusi (ohm / km)

B. Aplikasi Transformator dalam Sistem Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik

Gambar 17. Skema Sistem Tenaga Listrik

Keterangan Gambar :

TR = Tegangan Rendah

TM = Tegangan Menengah

TT = Tegangan Tinggi

TET = Tegangan Ekstra Tinggi

GI = Gardu Induk

GD = Gardu Distribusi

1. Transformator Daya

Transformator yang digunakan untuk melengkapi sistem transmisi pada gardu

induk baik pada stasiun pembangkitan atau pada gardu-gardu pembagi beban transmisi

adalah transformator daya, yang berfungsi untuk mengalirkan daya. Transformator daya

adalah terminologi umum yang digunakan untuk menunjuk pada transformator yang

melengkapi sistem transmisi pada gardu induk baik pada stasiun pembangkitan atau

pada gardu-gardu pembagi beban transmisi. Di Gardu Induk Pembangkit, trafo

digunakan untuk menaikkan tegangan ke tegangan transmisi/tinggi (150/500kV).


17 | P a g e

Sedangkan di GI Distribusi, trafo digunakan untuk menurunkan tegangan transmisi ke

tegangan primer/menengah (11,6/20kV).

Berdasarkan tegangan operasinya dapat dibedakan menjadi tranformator

500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut Interbus Transformator (IBT). Transformator

150/20 kV dan 70/20 kV disebut juga trafo distribusi. Titik netral transformator

ditanahkan sesuai dengan kebutuhan unutk system pengamanan / proteksi, sebagai

contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV dan

transformator 70/20 kV ditanahkan dengan thanan rendah atau tahanan tinggi atau

langsung disisi netral 20 kV nya.

Gambar 18. Transformator Daya

2. Transformator Distribusi

Gambar 19. Transformator Distribusi

Transformator distribusi merupakan salah satu alat yang memegang peranan

penting /menyalurkan arus atau energi listrik dengan tegangan distribusi supaya jumlah

energi yang tercecer dan hilang sia-sia diperjalanan tidak terlalu banyak.Transformator

distribusi umumnya digunakan adalah transformator Step Down 20KV/400V.

Tegangan phasa ke phasa sistem jaringan rendah adalah 380 V. Karena terjadi drop

tegangan, maka pada rak tegangan rendah dibuat menjadi 400V agar tegangan pada

ujung penerima tidak lebih kecil dari 380V. Transformator distribusi dapat berfasa

tunggal atau phasa tiga dan ukurannya berkisar dari kira-kira 5 kVA. Impedansi

transformator distribusi ini pada umumnya sangat rendah, berkkisar dari 2% untuk unit-

unit yang kurang dari dari 50kVA sampai dengan 4% untuk unit-unit yang lebih besar

dari 100 KVA. Transformator distribusi yang terpasang pada tiang dapat dikategorikan

menjadi :

Conventional transformers

Conventional transformers tidak memiliki peralatan proteksi terintegrasi

terhadap petir,gangguan dan beban lebih sebagai bagian dari trafo. Oleh karena itu


18 | P a g e

dibutuhkan fuse cutout untuk menghubungkan conventional transformers dengan

jaringan distribusi primer. Lightning arrester juga perlu ditambahkan untuk trafo jenis

ini.

Completely self-protecting ( CSP ) transformers

Completely self-protecting transformers memiliki peralatan proteksi terintegrasi

terhadap petir, baban lebih, dan hubung singkat.Lightning arrester terpasang langsung

pada tangki trafo sebagai proteksi terhadap petir.Untuk proteksi terhadap beban lebih,

digunakan fuse yang dipasang di dalam tangki. Fuse ini disebut weak link. Proteksi

trafo terhadap gangguan internal menggunakan hubungan proteksi internal yang

dipasang antara beliran primer dengan bushing primer.

Completely self-protecting for secondary banking ( CSPB ) transformers

Completely self-protecting for secondary banking transformers mirip dengan

CSP transformers, tetapi pada trafo jenis ini terdapat sebuah circuitbreaker pada sisi

sekunder, circuit breaker ini akan membuka sebelum weak linkmelebur.

3. Analisa kualitas kinerja transformator distribusi

a. Perhitungan Arus Beban Penuh Transformator Distribusi

Telah diketahui bahwa daya transformator distribusi bila ditinjau dari sisi

tegangan tinggi ( sisi primer) maka dapat dirumuskan seperti pada persamaan

(1).

Dengan demikian, untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat

menggunakan rumus :

Dengan :

IFL = arus beban penuh transformator (A)

Sin = Daya transformator saat beban (kVA)

VLL = Tegangan sisi primer transformator / Tegangan jala-jala (V)

b. Perhitungan Resistansi Dan Induktansi Keseluruhan Dari Saluran Primer Yang

Menuju Transformator

Tahanan Total saluran distribusi primer dari gardu induk sampai pada sisi

primer transformator

Dengan :

R = Resistansi penghantar (Ω)

VLL = Tegangan sisi primer/ tegangan jala-jala(V)

I = Arus pada penghantar (A)

Induktansi total saluran distribusi primer dari gardu induk sampai pada sisi

primer transformator

Dengan :

X = Reaktansi penghantar (Ω)

V = Tegangan sisi primer/ tegangan jala-jala (V)


19 | P a g e

MAINTANANCE TRANSFORMATOR

A. Sistem Pendingin

Pengoperasian transformator daya tidak terlepas dari adanya daya-daya yang

hilang. Daya-daya hilang ini terkonversi dalam bentuk panas. Panas timbul pada bagian

inti, belitan, minyak isolator dan tangki transformator. Panas yang timbul ini biasanya

akan dibuang ke atmosfer/lingkungan sekitar melalui tangki transformator dan sistem

pendingin. Sistem pendingin pada transformator digunakan untuk mengurangi panas

dan menjaga kenaikan temperatur agar tetap berada di bawah batasan tertentu.

Temperatur maksimum bahan isolator pada belitan dan minyak sangat tergantung dari

pembebanan, jenis sistem pendingin, serta temperatur lingkungan sekitar (ambient

temperature).

Bahan isolator yang digunakan pada transformator dapat merupakan bahan

isolator cair ataupun isolator padat. Bahan isolator cair yang digunakan biasanya

merupakan minyak yang dikenal sebagai minyak trafo. Minyak ini akan mengisi ruang-

ruang di antara lilitan-lilitan (coil) pada belitan-belitan (winding) inti dan ruang-ruang

lain di dalam tangki transformator. Transformator tidak mempunyai bagian yang

berputar, oleh karena itu proses transfer panas dilakukan dengan cara menyirkulasikan

minyak trafo. Transformator yang inti besinya dicelupkan/ terendam minyak disebut

dengan Oil Immersed Type Transformer.

Diketahui beberapa jenis sistem pendingin yang dapat digunakan.

Transformator kecil cukup meradiasikan semua panas yang timbul pada tangki atau

pelindung luar. Seiring dengan meningkatnya ukuran dan rating daya transformator,

pertambahan panas juga meningkat dengan kecepatan yang tidak bisa diimbangi oleh

kemampuan tangki untuk menghilangkan panas, maka perlu ditambahkan peralatan lain

seperti tabung/radiator pada tangki. Transformator dengan rating daya yang lebih tinggi

lagi, sangatlah tidak ekonomis jika hanya mengandalkan konveksi secara alami,

sehingga perlu dilakukan proses konveksi panas dengan cara “dipaksakan” (forced).

Proses ini dilakukan dengan menggunakan peralatan seperti pompa minyak, pompa air,

dan kipas angin.Pemilihan ataupun penggabungan dari sistem pendingin dipengaruhi

oleh rating daya, ukuran transformator dan kondisi lingkungan sekitar.

Simbol dan penamaan jenis sistem pendingin pada transformator daya

ditentukan oleh media penghantar panas dan cara metode konveksi panas yang

digunakan. Standarisasi penamaan ini diatur dalam IEEE C57.12.00 – 2000, dengan

ketentuan penamaan sebagai berikut:

Huruf Pertama, media pendingin yang bersentuhan dengan belitan (winding)

O : Cairan isolasi (minyak mineral atau sintetis) dengan titik api < 300°C

K : Cairan isolasi dengan titik api > 300°C

L : Cairan isolasi dengan titik api yang tidak terukur

Huruf Kedua, mekanisme sirkulasi media pendingin internal

N : Proses aliran konveksi terjadi secara alami (natural). Cairan isolasi bersirkulasi

secara alami melalui peralatan pendingin dan belitan pada

transformator.

F : Sirkulasi cairan isolasi dilakukan secara “dipaksakan” (forced) dengan

menggunakan pompa cairan, namun proses aliran konveksi pada belitan

terjadi secara alami.


20 | P a g e

D : Sirkulasi cairan isolasi dilakukan secara “dipaksakan” dengan menggunakan pompa

cairan. Cairan isolasi diarahkan (directed) melalui saluran tertentu paling tidak menuju

ke belitan utama.

Huruf Ketiga, media pendingin eksternal (di luar transformator)

A : Udara (air)

W : Air (water)

Huruf Keempat, mekanisme sirkulasi media pendingin eksternal

N : Konveksi alami (natural)

F : Sirkulasi “dipaksakan” (forced), menggunakan kipas atau pompa.

Gambar 20. Contoh Konfigurasi Sistem Pendingin O.N.A.N (kiri) dan O.N.A.F

(kanan)

Gambar 21. Contoh Konfigurasi Sistem Pendingin O.F.A.F (kiri) dan O.F.A.F dengan

Pendingin Terpisah.

Sistem pendingin ini ada beberapa macam yaitu ONAN, ONAF, OFAF, OFWF,

ODAF, ODWF. Berikut penjelasan dari masing masing jenis system pendingin

tersebut.

1. ONAN (Oil Natural Oil Natural)

Metode ini merupakan metode yang paling sederhana dalam sistem pendinginan

transformator. ONAN merupakan singkatan dari "Oil Natural Air Natural". Prinsipnya

ialah bagian minyak yang memiliki temperatur lebih panas akan mengalir kebagian atas

transformator dan pada bagian kosong lainya akan terisi oleh bagian minyak yang lebih

dingin.Minya yang lebih panas ini yang mana telah terdapat pada bagian atas

transformator akan mendisipasikan panasnya dengan cara konduksi, konveksi dan

radiasi secara alami dengan suhu atmosfer sekitar sehingga temperatur transformator

secara keseluruhan akan lembali normal. dengan cara seperti inilah minyak

transformator akan terus bersirkulasi ketika transformator dibebani. tingkat disipasi


21 | P a g e

panas bergantung pada permukaan dari tangki transformator maka ini merupakan hal

yang penting untuk membuat area permukaan secara efektif dalam suatu transformator.

Gambar 22. Sistem pendingin ONAF

2. ONAF (Oil Natural Air Forced)

Metode ini merupakan pengembangan dari ONAN. Disipasi panas akan terus

meningkat ketika permukaan untuk disipasi meningkat. namun hal tersebut dapat

dilakukang dengan cepat dengan cara menempatkan aliran udara yang diarahkan secara

khusus pada permukaaan disipasi tersebut. Di dalam hal ini maka akan digunakan kipas

untuk diarahkan pada permukaan disipasi. Udara yang diarahkan tersebut akan

membawa panas yang ada pada permuakaan dan jelas ini merupakan hal yang lebih

baik jika dibandingkan dengan ONAN karena proses pendinginan yang lebih cepat.

3. OFAF (Oil Forced Air Forced)

Pada sistem pendingin oil force air natural dari transformator, panas yang terbuang

bertambah semakin cepat dengan menggunakan udara yang ditekan dari permukaan

yang terdisipasi. Tetapi, sirkulasi dari minyak panas dalam tangki transformator

merupakan aliran natural yang konvensional.

Gambar 23. Sistem pendingin OFAF

Tingkat pembuangan panas masih dapat bertambah lagi jika sirkulasi minyak ini

dipercepat dengan menerapkan beberapa gaya. Dalam sistem pendingin OFAF minyak

dipaksa untuk mengedarkan dalam lingkaran tertutup tangki transformator dengan cara

pompa minyak. Keuntungan utama dari sistem ini adalah bahwa hal itu sistem kompak

dan untuk kapasitas pendinginan yang sama OFAF menempati ruang jauh lebih sedikit

daripada dua sistem pendinginan farmer transformator. Sebenarnya dalam sistem

pendinginan yang diaalami minyak, panas keluar dari melakukan bagian dari


22 | P a g e

transformator dipindahkan dari posisinya, ditingkat yang lebih lambat karena aliran

convectional minyak tetapi dalam sistem minyak pendingin paksa panas dipindahkan

dari asalnya secepat itu datang keluar dalam minyak, maka laju pendinginan menjadi

lebih cepat.

4. OFWF (Oil Forced Water Forced)

Kita tahu bahwa suhu air jauh lebih rendah dibandingkan udara atmosfer dalam kondisi

cuaca yang sama. Sehingga air dapat digunakan sebagai media penukar panas yang

lebih baik daripada udara. Dalam sistem pendinginan OFWF transformator, minyak

panas dikirim ke minyak sebagai penukar panas cair dengan cara memompa minyak

dan ada minyak didinginkan dengan menerapkan penabur air dingin pada pipa minyak

penukar panas ini.

5. ODAF (Oil Directed Air Forced)

Sistem pendinginan ini merupakan pengembangan dari OFAF. Dimana sirkulasi dari

minyak pendingin dipaksa untuk mengalir pada daerah yang sudah ditentukan pada

winding transformator. Minyak pendingin memasuki tanki transformator dari pendingin

atau radiator, masuk melewati winding di mana sudah gap atau pemisah untuk aliran

minyak transformator antara konduktor yang diisolasi, untuk mempercepat penyaluran

panas (heat transfer). ODAF biasanyadigunakan untuk transformator dengan rating

yang tinggi.

Gambar 12. Sistem pendingin ODWF

6. ODFW (Oil Directed Water Forced)

Sistem pendingin ini pada dasarnya serupa dengan ODAF, yang membedakan adalah

minyak yang panas dapat dinginkan secara paksa dengan menggunakan air.

B. Minyak Sebagai Bahan Isolator Cair pada Transformator

Isolator merupakan suatu sifat bahan yang mampu untuk memisahkan dua buah

penghantar atau lebih yang berdekatan untuk mencegah adanya kebocoran arus/hubung

singkat, maupun sebagai pelindung mekanis dari kerusakan yang diakibatkan oleh

korosif atau stressing. Minyak isolator yang dipergunakan dalam transformator daya

mempunyai beberapa tugas utama, yaitu:

1. Media isolator

2. Media pendingin


23 | P a g e

3. Media / alat untuk memadamkan busur api.

4. Perlindungan terhadap krorosi dan oksidasi.

Minyak isolator transformator dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu minyak

mineral dan minyak sintetik. Pemilihan jenis minyak didasarkan pada keadaan

lingkungan dimana transformator digunakan, misal askarel adalah jenis minyak sintetik

yang tidak dapat terbakar, sehingga pemakaian askarel memungkinkan transformator

distribusi dapat digunakan pada lokasi dimana bahaya api sangat besar (misal pada

industri kimia), tetapi dari segi kesehatan minyak ini dinilai sangat membahayakan.

Oleh karena itu di beberapa negara ada larangan mempergunakan askarel.

Minyak trafo jenis minyak mineral biasanya merupakan sebuah campuran

kompleks dari molekul-molekul hidrokarbon, baik dalam bentuk linear (paraffinic) atau

siklis (cycloaliphatic atau aromatic), mengandung kelompok molekul CH3, CH2 dan

CH yang terikat. Formula umum dari minyak trafo adalah CnH2n+2 dengan n bernilai

antara 20 s.d 40.

C. Karakteristik yang Harus Diperhatikan pada Minyak Trafo

Minyak isolator harus memiliki beberapa karakteristik tertentu agar dapat

menjalankan fungsinya dengan baik. Karakteristik ini harus terus dipantau dan

diperhatikan secara terus-menerus. Karakteristik tersebut antara lain:

1. Kejernihan Penampilan (Appearance)

Warna minyak yang baik adalah warna yang jernih dan bersih, seperti air

murni. Selama transformator dioperasikan, minyak isolator akan melarutkan

suspensi/endapan (sludge). Semakin banyak endapan yang terlarut, maka warna minyak

akan semakin gelap.

2. Viskositas Kinematik (Kinematic Viscosity)

Viskositas kinematik merupakan tahanan dari cairan untuk mengalir kontinu

dan merata tanpa adanya gesekan dan gaya-gaya lain. Sebagai media pendingin, nilai

viskositas memegang peranan penting dalam pendinginan, sebagai faktor penting dalam

aliran konveksi untuk memindahkan panas. Makin rendah viskositas, semakin bagus

pula konduktivitas termalnya sehingga makin bagus kualitas dari minyak trafo tersebut.

3. Massa Jenis (Density)

Massa jenis merupakan perbandingan massa suatu volume cairan pada

temperatur 15.56°C dengan massa air pada volume dan temperatur yang sama. Massa

jenis minyak trafo harus lebih rendah daripada air.

4. Titik Nyala (Flash Point)

Titik nyala menunjukkan bahwa minyak trafo dapat dipanaskan sampai

temperatur tertentu sebelum uap yang timbul menjadi api yang berbahaya. Makin tinggi

titik nyala semakin baik.

5. Titik Tuang (Pour Point)

Titik tuang merupakan temperatur terendah saat minyak masih akan terus

mengalir saat didinginkan pada temperatur dibawah temperatur normal. Minyak

isolator diharapkan memiliki titik tuang yang serendah mungkin.

6. Angka Kenetralan (Neutralization Number)


24 | P a g e

Angka kenetralan merupakan angka yang menunjukkan penyusun asam

minyak isolator dan dapat mendeteksi kontaminasi minyak, menunjukkan

kecenderungan perubahan kimia, cacat atau indikasi perubahan kimia dalam bahan

tambahan (additive). Angka kenetralan merupakan petunjuk umum untuk menentukan

apakah minyak sudah harus diganti atau harus diolah.

7. Stabilitas/Kemantapan Oksidasi (Oxydation Stability)

Proses oksidasi menyebabkan bertambahnya kecenderungan minyak untuk

membentuk asam dan kotoran zat padat yang nantinya akan membentuk endapan

(sludge). Asam menyebabkan korosi pada logam dalam peralatan transformator

sedangkan kotoran zat padat menyebabkan transfer panas menjadi terganggu. Minyak

isolator diharapkan memiliki stabilitas oksidasi yang tinggi dan kemampuan pelarutan

yang rendah sehingga meminimalisir persentase terjadinya oksidasi.

8. Kandungan Air (Water Content)

Adanya air dalam minyak isolator akan menurunkan tegangan tembus dan

tahanan jenis minyak isolator, serta memacu munculnya hot spot sehingga nantinya

akan mempercepat kerusakan isolator kertas (kertas dan kayu). Sebagai tambahan,

pemanasan yang berlebihan pada transformator akan menyebabkan isolasi kertas pada

belitan akan membusuk dan menurunkan umur isolator. Membusuknya isolasi kertas

juga akan menambah jumlah kandungan air. Pemecahan molekul serat kertas akan

melepaskan sejumlah atom hydrogen dan oksigen bebas yang nantinya akan

membentuk air (H20). Naiknya temperatur lebih lanjut akan menuebabkan air bergerak

dari isolasi kertas menuju minyak dan menurunkan tegangan tembus minyak. Minyak

isolator diharapkan memiliki kandungan air serendah mungkin.

9. Tegangan Tembus (Breakdown Voltage)

Tegangan tembus menunjukkan kemampuan untuk menahan electric stress

(volt). Kandungan air bebas dan partikel-partikel konduktif dapat menaikkantingkat

electric stress dan menurunkan nilai tegangan tembus. Minyakisolator diharapkan

memiliki nilai tegangan tembus yang tinggi.

10. Faktor Kebocoran Dielektrik (Dielectric Dissipation Factor)

DDF merupakan ukuran dari dielectric losses minyak. Tingginya nilai DDF

menunjukkan adanya kontaminasi atau hasil kerusakan misalnya air, hasil oksidasi,

logam alkali, koloid bermuatan, dan sebagainya. DDF berhubungan langsung dengan

tahanan jenis, sehingga tingginya nilai DDF secara langsung menunjukkan rendahnya

tahanan jenis minyak.

11. Tahanan Jenis (Resistivity)

Tahanan jenis yang rendah menunjukkan adanya pengotor yang bersifat

konduktif. Suatu cairan dapat digolongkan sebagai isolator cair bila tahanan jenisnya

lebih besar dari 109 W-m.


25 | P a g e

BAB II

PEMUTUS TENAGA & LOAD BREAK SWITCH

Oleh :

5-8 REG

Luthfi Auliaurrahman

Thariq Adha Gumilang

Ridwan Haris Kurniadi

Mujahid Satrio Negoro

30-33 REG

Faya Safirra

Widi Destrianda

Naufalarizqa Ramadha Meisa Putra

V. Tri Frebrina Harisetyawan

5-8 PAR

Erasmus Nugraha Kristi

Felixman Tefaoli Ndruru

Erdi Nindito Rumono

Chaizar Ali Fachrudien


26 | P a g e

I. Definisi

Pemutus Tenaga (PMT), atau sering juga disebut Circuit Breaker (CB) adalah

sebuah alat yang ada di sistem tenaga listrik, memiliki fungsi untuk memutuskan

hubungan antara sisi sumber dan sisi beban di sistem tenaga listrik. Berdasarkan IEV

(International Electrotechnical Vocabulary) 441-14-20 disebutkan bahwa Circuit

Breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) merupakan peralatan saklar / switching

mekanis, yang mampu menutup, mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi

normal serta mampu menutup, mengalirkan (dalam periode waktu tertentu) dan

memutus arus beban dalam spesifik kondisi abnormal / gangguan seperti kondisi short

circuit / hubung singkat.

PMT dapat bekerja secara otomatis membuka dan menutup rangkaian listrik

pada semua kondisi, sebagai contoh ketika terjadi gangguan, bisa juga secara manual

ketika dilakukan maintenance atau perawatan pada peralatan di sistem.

Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh sebuah PMT untuk bisa

melakukan hal-hal tersebut, diantaranya adalah :

1. Mampu menyalurkan arus maksimum dari sistem secara kontinyu

2. Mampu memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi supaya arus

hubung singkat itu tidak sampai merusak peralatan yang berada di sistem tenaga

listrik, karena jika tidak, akan menyebabkan ketidakstabilan sistem dan bisa

merusak PMT itu sendiri

3. Mampu memutus dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun tidak

berbeban

Ketika kontak PMT disconnect atau

dipisahkan, ada beda potensial di antara kontak

tersebut, yang dapat menimbulkan medan listrik di

antara kontak. Medan listrik ini akan menimbulkan

ionisasi yang menyebabkan terjadinya perpindahan

elektron bebas dari sisi sumber ke sisi beban

sehingga muatan akan terus berpindah ke sisi beban

dan arus tetap mengalir. Karena hal ini

menimbulkan emisi thermis atau panas yang cukup

besar, maka timbul busur api (arc) di antara kontak

PMT tersebut. Agar tidak mengganggu kestabilan

sistem, maka arc tersebut harus segera dipadamkan.

Berdasarkan metode dalam pemadaman arc tersebut, PMT dibagi menjadi beberapa

jenis yang akan dijelaskan di bagian tipe-tipe circuit breaker.

Keterangan gambar 2:

1. Mekanisme penggerak ( operating

mechanism ).

2. Pemutus ( interrupter ).

3. Isolator penyangga dari porselen rongga (


27 | P a g e

hollow support insulator porcelen ).

4. Batang penggerak.

5. Penyambung diantara no.4 dan no. 12 ( linkages ).

6. Terminal-terminal.

7. Saringan ( filter ).

8. Silinder bergerak ( movable cylinder ).

9. Torak tetap ( fixed piston )

10. Kotak tetap ( fixed contact )

Load Break Switch (LBS) atau switch

pemutus beban, adalah saklar atau pemutus

arus tiga fasa untuk penempatan di luar ruas

pada tiang pancang, yang dikendalikan secara

elektronis, suatu alat untuk memisahkan

tegangan pada peralatan instalasi tegangan

tinggi. Fungsi utama LBS adalah sebagai

pemutus beban (Load Break Switch) pada

sistem tegangan menengah atau tinggi. Ada

juga yang menyebut DS (Disconnecting Switch) atau IS (Isolating switch) atau PMS

(Pemisah) istilah nasionalnya. Switch dengan penempatan di atas tiang pancang ini

dioptimalkan melalui control jarak jauh dan skema otomatisasi. LBS juga merupakan

sebuah sistem penginterupsi hampa yang terisolasi oleh gas SF6 dalam sebuah tangki

baja anti karat dan disegel. Sistem kabelnya yang full-insulated dan sistem pemasangan

pada tiang pancang yang sederhana yang membuat proses instalasi lebih cepat dengan

biaya yang rendah. Sistem pengendalian elektroniknya ditempatkan pada sebuah kotak

pengendali yang terbuat dari baja anti karat sehingga dapat digunakan dalam berbagai

kondisi lingkungan. Panel pengendali dibuat user-friendly dan tahan segala kondisi

cuaca. Sistem monitoring dan pengendalian jarak jauh juga dapat ditambahkan tanpa

perlu menambahkan Remote Terminal Unit (RTU).

LBS mempunyai konstruksi dan operasi serta

sectionaliser yang diuraikan sebagai berikut. Load

Break Switch menggunakan puffer interrupter

di dalam sebuah tangki baja anti karat yang dilas

penuh yang diisi dengan gas SF6. Interrupter tersebut

diletakkan secara berkelompok dan digerakkan oleh

mekanisme pegas, dioperasikan baik secara manual

maupun dengan sebuah motor DC dalam

kompartemen motor di bawah tangki. Listrik motor

berasal dari batere-batere 24V dalam ruang

kontrol. Transformer-transformer arus dipasang di dalam tangki dan dihubungkan

ke elemen-elemen elektronik untuk memberikan indikasi gangguan dan

line measurement. Terdapat bushing-bushing epoksi dengan transformer tegangan

kapasitif, ini terhubung ke elemen-elemen elektronik untuk memberikan line sensing


28 | P a g e

dan pengukuran. Elemen-elemen elektronik kontrol terletak dalam ruang kontrol

memiliki standar yang sama yang digunakan untuk mengoperasikan swicthgear

intelijen, yang dihubungkan ke swicthgear dengan kabel kontrol yang dimasukkan ke

Swicth Cable Entry Module (SCEM) yang terletak di dalam kompartemen motor.

Gambar 1. Ilustrasi konstruksi kontak Load Break

Switch dengan peredam vakum

1. Enclosure.

Enclosure merupakan bagian penutup ( casing )

terbuat dari bahan isolasi kedap seperti resin sintetis.

Penutup tidak harus berpori dan harus

mempertahankan kondisi hampa (vakum).

2. End Flanges : non-magnetic metal (bahan

metal tidak bersifat magnetik).

Merupakan penutup dari enclosure. Biasanya terbuat dari metal yang tidak memiliki

sifat magnetik.

3. Contacts (kontak).

Merupakan bagian yang terbuat dari batang besar dengan permukaan besar

berbentuk pipih. Bagian ini berfungsi untuk menyambungkan dan melepas aliran arus

yang mengalir pada Load Break Switch. Kontak bergerak dengan sangat cepat untuk

mengurangi busur api dan biasanya terbuat dari tembaga.

4. Vapour condensing shield (perisai kondensasi uap).

Pelindung logam yang berguna untuk isolasi yang menutup bagian kontak. Uap

logam yang dilepaskan dari permukaan kontak selama ada 3 busur api dan

dikondensasikan pada perisai serta mencegah dari kondensasi pada penutup (casing)

isolator pada Load Break Switch.

5. Metallic bellow (Logam Bellow).

Bellow merupakan logam yang disusun dan salah satu ujung bellow dilas ke logam-

flange (penutup casing). Ujung yang lain dilas ke kontak bergerak. Bellow umumnya

digunakan dalam Load Break Switch dengan peredam vakum.

6. Seal (segel).

Segel yang digunakan ini biasanya adalah seperti logam-kaca, atau segel logam-

keramik.

7. Fixed contact steam.

Merupakan bagian kontak yang tidak bergerak.


29 | P a g e

8. Moving-contact steam.

Merupakan bagian kontak yang bergerak. Biasanya digerakan dengan bantuan pegas.

PERBEDAAN CB DAN LBS

Fungsi utama LBS adalah sebagai pemutus beban (Load Break Switch) pada

sistem tegangan menengah atau tinggi. Ada juga yang menyebut DS (Disconnecting

Switch) atau IS (Isolating switch) atau PMS (Pemisah) istilah nasionalnya, sedangkan

CB (Circuit Breaker/pemutus rangkaian) disebut juga PMT (pemutus tenaga).

Perbedaan LBS dan CB terletak pada sistem operasi dan ada/tidaknya media

pemadam busur api. LBS hanya dioperasikan secara manual (CLOSE/OPEN) layaknya

switch biasa namun pada kondisi tanpa beban, sedangkan CB (VCB, SF6 CB, OCB dll)

bisa dioperasikan manual (kondisi berbeban maupun tidak). Juga secara otomatis CB

akan OPEN atau TRIP jika feeder/saluran yang diproteksi mengalami gangguan

misalnya karena overload, ground fault atau short circuit.

Perbedaan lainnya adalah LBS tidak dilengkapi media pemadam busur api,

sedangkan CB dilengkapi dengan media tersebut seperti Vacuum (pada VCB) atau gas

SF6 (pada SF6 CB). Oleh karena itu tidak diijinkan switching LBS ketika saluran

berbeban (apalagi beban besar), karena akan timbul busur api yang beresiko merusak

LBS itu sendiri. Jadi dalam hal ini LBS tidak boleh dipasang sendiri, karena main

protective device-nya justru VCB. Pemasangan LBS dan VCB secara bersamaan lebih

cenderung untuk memenuhi syarat-syarat safety.

KLASIFIKASI

KLASIFIKASI PMT (CB)

Berdasarkan besar / kelas tegangan

PMT dapat dibedakan menjadi :

PMT tegangan rendah (Low Voltage),Dengan range tegangan 0.1 s/d 1

kV ( SPLN 1.1995 - 3.3 )

PMT tegangan menengah (Medium Voltage), Dengan range tegangan 1

s/d 35 kV ( SPLN 1.1995 – 3.4 )

PMT tegangan tinggi (High Voltage), Dengan range tegangan 35 s/d 245

kV ( SPLN 1.1995 – 3.5 )

PMT tegangan extra tinggi (Extra High Voltage), Dengan range

tegangan lebih besar dari 245 kVAC ( SPLN 1.1995 – 3.6 )

Berdasarkan jumlah mekanik penggerak / tripping coil

PMT dapat dibedakan menjadi :

PMT Single Pole

PMT type ini mempunyai mekanik penggerak pada masing-

masing pole, umumnya PMT jenis ini dipasang pada bay penghantar

agar PMT bisa reclose satu fasa.


30 | P a g e

PMT Single Pole

PMT Three Pole

PMT jenis ini mempunyai satu mekanik penggerak untuk tiga

fasa, guna menghubungkan fasa satu dengan fasa lainnya di lengkapi

dengan kopel mekanik, umumnya PMT jenis ini di pasang pada bay

trafo dan bay kopel serta PMT 20 kV untuk distribusi.

Gambar PMT Three Pole

Berdasarkan media isolasi

Jenis PMT dapat dibedakan menjadi :

PMT Gas SF6

PMT Minyak

PMT Udara Hembus (Air Blast)

2

4

1

3

5

6a

8

7

6b

Keterangan .

1. Pondasi

2. Kerangka (Struckture)

3. Mekanik penggerak

4. Isolator suport.

5. Ruang pemutus

6a. Terminal Utama atas

6b. Terminal Utama bawah

7. Lemari control lokal

8. Pentanahan/Grounding


31 | P a g e

PMT Hampa Udara (Vacuum)

Berdasarkan proses pemadaman busur api listrik diruang pemutus

PMT SF6 dapat dibagi dalam 2 (dua) jenis, yaitu :

PMT Jenis Tekanan Tunggal (single pressure type)

PMT Jenis Tekanan Ganda (double pressure type)

PMT Jenis Tekanan Tunggal

PMT terisi gas SF6 dengan tekanan kira-kira 5 Kg / cm2, selama

terjadi proses pemisahan kontak – kontak, gas SF6 ditekan (fenomena

thermal overpressure) ke dalam suatu tabung/cylinder yang menempel pada

kontak bergerak selanjutnya saat terjadi pemutusan, gas SF6 ditekan melalui

nozzle yang menimbulkan tenaga hembus/tiupan dan tiupan ini yang

memadamkan busur api.

Gambar Interupting chamber PMT SF6 saat proses pemutusan arus llistrik

1. Fixed contacts rod (Rod Kontak diam)

2. Valve ( katup )

3. Main contacts (Kontak Utama)

4. Insulating Nozle

5. The Moving Contact suport

Vt. Themal Pressure, Vp.The Compression of the Volume

PMT Jenis Tekanan Ganda

PMT terisi gas SF6 dengan sistim tekanan tinggi kira-kira 12 Kg /

cm2 dan sistim tekanan rendah kira-kira 2 Kg / cm2, pada waktu pemutusan

busur api gas SF6 dari sistim tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke

sistim tekanan rendah. Gas pada sistim tekanan rendah kemudian

dipompakan kembali ke sistim tekanan tinggi, saat ini PMT SF6 tipe ini

sudah tidak diproduksi lagi.

KLASIFIKASI PMS (LBS)

Jenis LB

3.6kV / 7.2kV hingga 600 Amps 3-pole, 3.6kV / 7.2kV 200 dan 400

Amps 3-pole dengan sekering daya, Ukuran lebih kecil sehingga dapat

diinstal dalam bilik kompak. Sebuah peningkatan kinerja menyela dan

keselamatan operasi yang lebih besar, dicapai melalui kontak busur berputar

dan desain ulang arc chute.

1 2

3

4 5 V

p V

t


32 | P a g e

Jenis LBS

3,6 / 7.2kV, 200 Amps 3-pole, LBS merupakan air load break switch

dengan terpasang sekering listrik. Striker dimasukkan ke dalam unit ini, fitur

yang tidak ditemukan di Load Break Switch konvensional. Striker adalah

mekanisme trip yang beroperasi saat sekering bekerja. Ketika ini terjadi striker

menyebabkan semua 3-pole untuk membuka pada waktu yang sama. Jika air

LBS tidak memiliki fitur striker ini adalah mungkin untuk beberapa tahapan

untuk tetap hidup setelah sekering telah ditiup, sehingga mengakibatkan situasi

berbahaya.

Jenis RF

12/24 / 36KV hingga 1200 Amps 3-pole, jenis LBS RF terdiri dari pisau utama,

pisau tambahan dan parasut busur. Pisau tambahan terletak di saluran busur dan

terhubung dengan pisau utama. Ini akan membuat kontak pada saat yang sama sebagai

pisau utama. Pisau tambahan akan sejenak terkena kontak dengan busur pada saat pisau

utama terbuka. Setelah pisau utama telah mencapai batas trip pisau tambahan akan

cepat kembali ke posisinya terhadap pisau utama di bawah pengaruh energi yang

tersimpan di pegas. Proses trip yang cepat ini bahkan efektif bila dioperasikan secara

manual.

II. Tipe-tipe Pemutus Tenaga/Circuit Breaker

1. Air Circuit Breaker

Pemutus sirkuit yang beroperasi di udara pada tekanan atmosfer. Prinsip kerja

dari breaker ini agak berbeda dengan yang ada di setiap jenis pemutus sirkuit. Tujuan

utama dari semua jenis pemutus sirkuit adalah untuk mencegah pembentukan kembali

arcing setelah arus nol dengan menciptakan situasi di mana celah kontak akan menahan

tegangan system recovery. Air circuit breaker melakukan hal yang sama tetapi dengan

cara yang berbeda. Untuk memotong arc ini diciptakan tegangan arc lebih dari tegangan

suplai. Tegangan Arc didefinisikan sebagai tegangan minimum yang diperlukan

mempertahankan arc. Circuit breaker ini meningkatkan tegangan arc dengan tiga cara

yang berbeda:

Circuit breaker ini dapat meningkatkan tegangan arc dengan mendinginkan

plasma arc. Dimana suhu arc plasma menurun, mobilitas partikel dalam plasma

arc berkurang, maka lebih banyak gradien tegangan diperlukan untuk menjaga

arc.

Circuit breaker ini dapat meningkatkan

tegangan arc dengan memperpanjang jalur

arc. Dimana panjang jalur arc meningkat,

resistansi jalur meningkat, sehingga untuk

mempertahankan busur tegangan ,arus yang

sama lebih diperlukan untuk diterapkan di

jalur arc. Itu berarti tegangan arc

meningkat.

Memisahkan arc ke sejumlah seri arc juga

meningkatkan tegangan arc.


33 | P a g e

Terdapat 2 tipe ACB ,yaitu:.

1. Plain air circuit breaker

2. Air-blast circuit breaker

Plain air circuit breaker

Plain air circuit breaker

memadamkan arc dengan hanya

meregangkannya sampai

kekuatan dielektrik celah lebih

besar dari tegangan di celah. Arc

yang lebih panjang memiliki

permukaan pendinginan yang

lebih besar dan ketahanan yang

lebih tinggi,dimana mengurangi

aliran arus dan jumlah panas yang

diciptakan. Untuk meregangkan

arc, horn gap yang berbentuk kontak yang

digunakan. Karena konveksi alami, arc bergerak ke

atas. Untuk lebih meningkatkan panjangnya, arc

direntangkan dengan memaksanya menjadi sebuah

arc chute yang terbuat dari hambatan logam atau

bahan isolasi. Hambatan logam memotong arc ke

banyak arc kecil. Digunakan dari 120 V sampai

dengan 15 kV.

Air-blast circuit breaker

Dalam Air-blast circuit

breaker, arc tidak meregang. Untuk

memadamkan arc, semburan udara

bertekanan diarahkan ke jalur arc

untuk mendinginkan gas terionisasi

dan menghapusnya dari celah antara

kontak. Kontak ini ditutup oleh pegas. Sebuah ledakan dari udara memotong paksa para

kontak untuk membuka. Kontak akan menutup secepat aliran udara berhenti. Tekanan

udara dapat ditiup ke arc tegak lurus terhadap ledakan cross, atau sepanjang ledakan

axial. Semua pemutus modern menggunakan ledakan axial. Air-blast circuit breaker

dibangun dengan tegangan yang tertinggi (765 kV) dengan menghubungkannya secara

seri.


34 | P a g e

2. Oil Circuit Breakers

Oil circuit breaker dirancang untuk 11KV-765kv. Terdiri dari dua jenis yaitu,

BOCB (Bulk oil Circuit Breaker) dan MOCB (Minimum oil Circuit Breaker). Kontak

direndam di dalam minyak. Minyak memberikan pendinginan melalui hidrogen yang

diciptakan oleh arc. Minyak ini bertindak sebagai media dielektrik yang baik dan

memadamkan arc.

Keuntungan dan Kerugian

Di Oil Circuit Breaker terdapat pula keuntungan dan kerugiannya ,yaitu:

Keuntungan

Minyak memiliki kekuatan dielektrik yang baik

Biaya Rendah

Minyak mudah ditemukan

Kerugian

operasi lambat, membutuhkan waktu sekitar 20 siklus untuk pendinginan Arc.

Sangat mudah terbakar, risiko sangat tinggi dari api.

biaya pemeliharaan tinggi.


35 | P a g e

III. Tahapan Pemilihan Circuit Breaker

Pemilihan circuit breaker ditentukan berdasarkan hal-hal yang disebutkan

sebagai berikut :

Karakteristik elektrik suatu instalasi dimana CB ingin dipasang

Kondisi lingkungan: suhu lingkungan, iklim, cuaca, dll.

Kebutuhan Short circuit current breaking dan making

Spesifikasi operasional

Regulasi instalasi

Karakteristik beban

Berikut merupakan hal-hal yang harus diperhatikan dalam memilih CB dalam

system distribusi :

Pemilihan rated current dalam suhu

lingkungannya

Rated current suatu CB yang dimaksud adalah

dalam kondisi operasi pada suhu lingkungan.

30°C untuk domestic-type CBs dan 40°C untuk

industrial-type CBs.

Fig. H40: Ambient temperature

Pemilihan instantaneous, or short-time-delay, tripping threshold

Type Tripping

unit Applications

Low setting

type B

Sources producing low short-circuit- current levels

(standby generators)

Long lengths of line or cable

Standard

setting

type C

Protection of circuits: general case

High setting

type D or K

Protection of circuits having high initial transient

current levels (e.g. motors, transformers, resistive

loads)

12 In

type MA

Protection of motors in association with discontactors

(contactors with overload protection)

Fig. H43: Different tripping units, instantaneous or short-time-delayed

Pemilihan CB berdasarkan short-circuit breaking capacity requirement

http://www.electrical-installation.org/enwiki/File:FigH43a.jpg

http://www.electrical-installation.org/enwiki/File:FigH43b.jpg

http://www.electrical-installation.org/enwiki/File:FigH43c.jpg

http://www.electrical-installation.org/enwiki/File:FigH43d.jpg

http://www.electrical-installation.org/enwiki/File:FigH40.jpg


36 | P a g e

CB yang dipasang harus memiliki short-circuit breaking capacity yang sama

atau melebihi arus short-circuit pada titik instalasinya. Jika hal tersebut tidak

terpenuhi, maka CB harus dihubungkan device lain yang terletak pada upstream

yang memiliki short-circuit breaking capacity yang diinginkan. Dalam kasus ini,

karakteristik dari 2 alat tersebut harus dikoordinasikan sehingga energy yang

diizinkan untuk melewati upstream device tidak boleh melebihi apa yang

menjadi downstream device dan kabel-kabel yang berhubungan mampu

menahan. Teknik ini bagus digunakan pada : Associations of fuses and circuit-

breakers, associations of current-limiting circuit-breakers, dan standard circuit-

breakers. Teknik ini disebut cascading.

Load Break Switch

Switch ini biasa dioperasikan manual, digunakan untuk menutup dan membuka

circuit berbeban dalam kondisi normal tanpa fault. Switch ini tidak memberikan

proteksi terhadap circuit yang dikendalikannya tidak seperti CB.

IEC standard 60947-3 defines:

The frequency of switch operation (600 close/open cycles per hour maximum)

Mechanical and electrical endurance (generally less than that of a contactor)

Current making and breaking ratings for normal and infrequent situations

Ketika menutup switch untuk menyalurkan tenaga pada rangkaian, ada

kemungkinan short-circuit yang tidak terduga terjadi. Untuk itu, load break

switch diberikan fault-current making rating, agar penutupan switch ketika

short-circuit terjadi dapat dipastikan berhasil. Switch seperti itu dinamakan

fault-make load-break switch.

Fig. H6: Symbol for a load-break switch

Utilization category

Typical

applications Cos ϕ

Making

current x

In

Breaking

current x

In

Frequent operations

Infrequent

operations

AC-20A AC-20B

Connecting

and

disconnecting

under no-load

conditions

- - -

AC-21A AC-21B

Switching of

resistive loads

including

moderate

overloads

0.95 1.5 1.5

http://www.electrical-installation.org/enwiki/File:FigH06.jpg


37 | P a g e

AC-22A AC-22B

Switching of

mixed resistive

and inductive

loads,

including

moderate

overloads

0.65 3 3

AC-23A AC-23B

Switching of

motor loads or

other highly

inductive loads

0.45 for I

≤ 100 A

0.35 for I

> 100 A

10 8

Fig. H7: Utilization categories of LV AC switches according to IEC 60947-3

Pemilihan Rating

Dalam pemilihan pemutus tenaga yang tepat, terdapat dua nilai (rating) dari

pemutus tenaga yang membutuhkan perhitungan akan arus hubung singkat simetris

untuk menentukannya, yaitu rated momentary current dan rated interrupting current.

Rated momentary current yang merupakan nilai arus maksimum dimana pemutus

tenaga harus masih mampu bertahan, dihitung dengan mengalikan arus hubung singkat

simetris maksimum (maximum momentary short circuit current) dengan faktor 1.6.

Faktor ini bertujuan untuk memperhitungkan adanya komponen arus DC off-set pada

arus hubung singkat di praktiknya. Sedangkan arus hubung singkat simetris maksimum,

dihitung sendiri dengan menggunakan reaktansi subtransient pada mesin sinkron.

Arus hubung singkat yang akan diinterupsi ( dimana PMT akan bekerja ) atau

interrupting current dihitung dengan menggunakan reaktansi subtransient untuk

generator sinkron dan reaktansi transient untuk motor sinkron. Besar interrupting

current ini dihitung dengan mengalikan arus hubung singkat simetris dengan faktor

yang nilainya berbeda – beda berdasarkan kecepatan kerja dari pemutus tenaga. Faktor

tersebut ditunjukkan pada tabel berikut ini.

Kecepatan Pemutus Tenaga Faktor Pengali

8 cycles atau yang lebih lambat 1.0

5 cycles 1.1

3 cycles 1.2

2 cycles 1.4

Tabel 1. Faktor pengali untuk menghitung interrupting current

Selain itu, untuk lebih memudahkan, biasanya rating PMT dinyatakan dalam bentuk

yang disebut SC (Short Circuit) MVA. Dimana rating SC MVA yang dapat diinterupsi

oleh PMT dinyatakan dengan:

Rated interrupting MVA capacity


38 | P a g e

*dengan V (line) dalam kV dan I (line) dalam kA.

Oleh sebab itu, daripada menghitung arus hubung singkat yang akan diinterupsi,

lebih mudah untuk menghitung SC MVA yang akan diinterupsi ( nilai maksimum SC

MVA yang mungkin terjadi ), dimana

SC MVA (3 fasa)

Dan jika tegangan dan arus dinyatakan dalam per unit maka

SC MVA (3 fasa)

Sudah jelas bahwa, nilai rated interrupting MVA capacity dari PMT adalah lebih

besar atau setidaknya sama dengan nilai SC MVA yang akan diinterupsi.

Contoh perhitungan 1:

Sebuah generator 25 MVA 11 kV dengan reaktansi subtransisent ( 20%

dihubungkan, melalui sebuah trafo kemudian saluran transmisi kemudian sebuah trafo

lagi, ke sebuah bus untuk menyuplai 3 buah motor sejenis (perhatikan gambar di

bawah).

Gambar 5

Setiap motor memiliki nilai = 25% dan reaktansi transient

= 30% pada basis 5

MVA, 6.6 kV. Trafo diantara generator dan saluran adalah trafo step-up 25 MVA 11/66

kV dengan reaktansi 10% dan trafo sebelum beban adalah trafo step-down 25 MVA

66/6.6 kV dengan reaktansi 10%. Reaktansi saluran transmisi = 15% pada basis 25

MVA 66 kV. Tegangan bus pada motor adalah 6.6kV ketika sebuah gangguan hubung

singkat 3 fasa terjadi di titik F. Hitunglah:

a. Arus subtransient hubung singkat

b. Arus subtransient pada PMT B

c. Momentary current pada PMT B


39 | P a g e

d. Interrupting current atau arus hubung singkat yang diinterupsi oleh PMT B

dalam 5 cycles.

Asumsikan bahwa sistem sedang beroperasi pada kondisi tanpa beban ketika

gangguan hubung singkat terjadi.

Jawaban contoh 1.

Basis sistem untuk perhitungan ditentukan 25 MVA.Untuk basis tegangan generator

adalah 11 kV, basis tegangan saluran adalah 66 kV, dan basis tegangan motor adalah

6.6 kV.

Untuk setiap motor,

pu.

Sedangkan reaktansi generator, trafo, dan saluran sudah dalam nilai yang tepat

mengingat basisnya ditentukan adalah 25 MVA.

Gambar 6

Pemodelan rangkaian sistem untuk perhitungan ditunjukkan pada gambar 6a. Sistem

dalam kondisi awal tanpa beban, tegangan induksi generator dan motor adalah sama.

Oleh karena itu pemodelan dapat disederhanakan menjadi seperti pada gambar 6b dan

lalu gambar 6c.

a. Maka,


40 | P a g e

pu

Basis arus dalam rangkaian 6.6kV

A. Sehingga,

A

b. Dari gambar 5, arus yang melalui pemutus tenaga B adalah

A

c. Momentary current pada PMT B A

d. Untuk menghitung interrupting current PMT B, reaktansi motor subtransient

perlu diganti dengan nilai reaktansi transient motor = 30%. Sehingga,

pu.

Oleh karena itu pemodelan rangkaian berubah menjadi seperti yang ditunjukkan

pada gambar 2d, dan nilai interrupting current sebelum mempertimbangkan

komponen arus DC off-set adalah

pu.

Nilai interrupting current yang sebenarnya haruslah mempertimbangkan arus

DC off-set sehingga perlu dikalikan dengan faktor 1.1 (karena PMT B kecepatan

5 cycles). Sehingga,

Interrupting current PMT B A

PENELITIAN KEKINIAN TERHADAP CB DAN LBS

Circuit Breaker (CB) - HYBRID CIRCUIT BREAKER BERDASAR

VACUUM INTERRUPTER AND SF6 INTERRUPTER TERKONEKSI

SERI

Sebuah hybrid CB, terdiri dari vacuum interrupter dan SF6 interrupter yang

dikoneksikan secara seri, yang diproyeksikan untuk menggantikan CB SF6. CB SF6

adalah jenis CB (Tegangan tinggi dan kapasitas daya besar). Percobaan dimodelkan

dengan hybrid CB fiber-controlled dengan sebuah vacuum CB dan SF6 CB yang

dikoneksikan secara seri, dan percobaan pemutusan arus gangguan dikonduksikan

pada dua CB dengan berbagai kolaborasi aksi yang berbeda. Distribusi tegangan

antara vacuum CB dan SF6 dianalisa, karakteristik dan interaksi antara busur api

vacuum dan busur api SF6 dipelajari selama proses pemutusan.

Vacuum CB pada tegangan tinggi mempunyai dua arah pengembangan yaitu

single break dan multi break. Single break mempunyai insulasi yang buruk pada

saat celah hubung bertambah, sehingga menghambat pengembangan untuk

tegangan yang lebih tinggi. Begitu juga pada multi break, pengembangan pada

tegangan yang lebih tinggi juga terhambat karena kekompleksan teknologi untuk


41 | P a g e

sinkronisasi dan distribusi tegangan pada area pemutusan, selain itu juga tingginya

biaya manufakturnya. Dengan demikian, SF6 CB mendominasi pasar yang ada

walaupun penggunaan gas SF6 juga dibatasi karena pengaruhnya terhadap

lingkungan. Melihat kondisi ini, pengembangan dari CB dengan kapasitas besar

sangat diperlukan. Hybrid CB yang tersusuan atas koneksi seri dari vacuum

interrupter dan SF6 interrupter dapat memutus arus hubung singkat lebih besar

tanpa menambah penggunaan dari gas SF6.

Adapun gambar dari hybrid CB pada penelitian ini sebagai berikut:

Kesimpulan dari penelitian ini antara lain adalah:

1. Karakteristik kecepatan recovery dari kekuatan dielektrik vacuum CB

mempengaruhi recovery kekuatan dielektrik SF6. Resistansi busur api SF6 lebih

besar daripada resistansi busur api vacuum, hal ini menggambarkan bahwa

tegangan SF6 interrupter akan cepat melampaui tegangan dari vacuum

interrupter setelah SF6 interrupter mulai menahan tegangan recovery transient,

dan SF6 interrupter akan menahan kebanyakan dari tegangan recovery.

2. Kegagalan pemutusan biasanya terjadi pertama kali pada vacuum interrupter

yang menahan tegangan recovery lebih dahulu. Pada kondisi ini, hybrid CB

akan tetap bekerja selama puncak recovery tegangan dan rata-rata kenaikannya

masih lebih rendah dari batas kekuatan dielektrik SF6 interrupter.

3. Penelitian membuktikan bahwa vacuum CB pertama kali memutuskan arus dan

menahan tegangan transien recovery awal. Hal ini membuat vacuum CB

menanggung sebagian beban pemutusan arus hubung singkat, yang maa sangat

membantu pada recovery kekuatan dielektrik dari SF6 CB. Kapasitas

pemutusan dari hybrid CB akan meningkat tanpa penambahan penggunaan gas

SF6.


42 | P a g e

Load Break Switch (LBS) – PEMUTUSAN ARUS DI UDARA PADA

LOAD BREAK SWITCH TEGANGAN MENENGAH

Kapabilitas pemutusan arus pada sebuah LBS tergantung pada beberapa

parameter, seperti geometris dari nozzle dan kontak, pergerakan kontak dan

aliran gas. Dengan demikian, penelitian dilakukan untuk mendapatkan performa

yang terbaik dari sebuah LBS dan sejauh mana parameter-parameter tersebut

mempengaruhi performa dari LBS. Penelitian dilakukan pada 24 kV/630A

dengan LBS yang memenuhi standar dari IEC.

Rangkaian percobaan sebagai berikut:

Fig. 2. Kontak asimetris dan geometris nozzle pada kondisi terhubung (gambar atas)

dan kondisi terbuka (gambar bawah). L dan D adalah gambar diameter dalam dari

nozzle. Posisi kontak adalah x. dimensi pada ukuran millimeter.

Kesimpulan dari penelitian ini antara lain adalah:

1. Tantangan utama yaitu untuk menghindari reignition thermal secara mendadak

pada saat CZ (Current Zero). Sedangkan reignition dielektrik bisa sedikti

diabaikan.

2. Pada geometri kontak dan nozzle yang telah diinvestigasi, sebuah tekanan udara

upstream minimal 0.3 bar adalah titik penting dalam penentuan kapabilitas

pemutusan yang baik.

3. Performa interupsi tidak terlalu terpengaruh terhadap panjang dan diameter

dalam nozzle pada desain penelitian ini.

Panjang dari nozzle dan kecepatan pin kontak harus sedemikian sehingga CZ kedua

setelah pemisahan kontak selalu terjadi ketika pin kontak berada diluar nozzle.


43 | P a g e

BAB III

ARRESTER

Oleh :

9-11 REG

Fariz Hazmi Ahdiyat

Maulidya Falah

Erwin Avianto

34-36 REG

Aldino Jazmi Purnomo

Dwiky Febian

Panji Fakhruzzaman

9-11 REG

Bagus Setiawan

Muhammad Darhan Mauludi

Julianto Putra Kanggeyan


44 | P a g e

ARRESTER

Transmission Line Arrester

Transmission Line Arrester adalah line arrester yang

diterapkan pada saluran transmisi.

Gambar1: Dua tipe dari Line Arresters -

Transmission Line dan Distribution Line Arresters

Backflash Sebuah backflash adalah flashover yang berasal

dari tiang atau menara tanah di isolator ke konduktor fase

seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Hal ini

dapat terjadi selama

sambaran petir untuk kawat shield atas.

Gambar 2: Sebuah Backflash

dan di mana impedansi tanah yang tinggi. Hal ini disebut

sebagai flashover kembali karena dalam arah yang

berlawanan dari flashovers diproduksi di tes

laboratorium. Backflash biasanya diikuti dengan flashover standar isolator dengan

arus frekuensi daya yang memerlukan operasi pemutus untuk mengakhiri aliran arus

tersebut.

. Ground Lead Disconnector (GLD)

Sebuah perangkat yang melekat pada akhir tanah dari arester untuk

melepaskannya dari tanah dalam hal suatu arester terjadi kesalahan. Kadang-kadang

perangkat ini melekat ke ujung line arrester namun masih disebut sebagai GLD.

Tujuan Instalasi Transmission Line Arrester

Ada dua alasan dasar untuk menginstal transmisi arrester garis pada sistem.

Tujuan yang paling umum adalah untuk mengurangi atau menghilangkan induksi

petir karena flashover isolator. Tujuan kedua dan kurang umum dari jenis arester

adalah untuk menghilangkan insulator flashover karena switching surge. Dalam

kedua kasus, tujuannya adalah untuk mengurangi atau menghilangkan flashover

isolator system. Dalam kedua kasus, sebuah studi dari sistem umumnya dilakukan

untuk menentukan lokasi terbaik untuk arrester untuk memenuhi hasil yang

diinginkan.

Untuk pengaturan switching surge, arrester hanya perlu berada di mana

switching surge mencapai amplitudo yang melebihi isolator string yang swutching

surge dapat menahan sampai tingkat tertentu. Ini bisa menjadi hanya beberapa lokasi di

sepanjang saluran transmisi.

Transmission Line

Arrester

Line

Arrester on Distribution

System


45 | P a g e

Untuk pengaturan lonjakan petir , zona perlindungan jarang lebih dari satu rentang dari

arester karena arrester harus berada di hampir setiap menara dan kadang-kadang pada

setiap fase.

Teori Operasi

Saluran transmisi arester diterapkan yang diterapkan shielded line beroperasi

berbeda dari aplikasi penangkal lainnya. Lonjakan arus dilakukan ke konduktor fase

bukannya jauh dari itu seperti dalam semua kasus lain dari proteksi petir.

Jika tidak ada arrester dalam pelayanan, dan shielding mengalami serangan

langsung, arus gelombang perjalanan menuruni garis shielding dan turun terdekat

konduktor tiang bawah. Jika tegangan di sepanjang bawah konduktor ini meningkat ke

tingkat yang melebihi menahan tingkat isolator line (sekitar 85% dari CFO), isolator

dapat backflash. Segera setelah backflash adalah flash maju frekuensi daya dibuat

sepanjang terionisasi lonjakan jalur busur saat ini seperti yang ditunjukkan pada

Gambar. 3 ini busur frekuensi daya adalah acara yang tidak diinginkan karena hanya

dapat diakhiri dengan perangkat arus lebih yang menyebabkan berkedip pada sistem.

Gambar 3: Daya Frekuensi Teruskan Arc Flash

Dengan arester dipasang pada fase ini, arus lonjakan

arus uneventfully ditransfer ke konduktor fase seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 4. Tidak ada pengion

busur dihasilkan sehingga tidak ada kesalahan

frekuensi daya dan tidak ada

Gambar 4: TLA Konduksi jalur pada sistem terlindung

berkedip atau pemadaman sesaat. Dalam semua kasus, aplikasi saluran transmisi

arester menghambat flashovers insulator yang pada gilirannya menghilangkan sistem

pemadaman sesaat.


46 | P a g e

Syarat-syarat Arrester

Arrester yang dipasang harus memenuhi syarat-syarat seperti:

a. Tegangan percik dan tegangan pelepasan, yaitu tegangan pada terminal pada waktu

pelepasan harus cukup rendah sehingga dapat mengamankan isolasi peralatan.

Tegangan percik ini biasa juga disebut dengan gagal sela (gap breakdown) dan

tegangan pelepasan disebut dengan tegangan sisa (residual voltage).

b. Arrester harus mampu mengalirkan arus surja ke tanah tanpa merusak arrester itu

sendiri.

c. Arrester harus mampu memutuskan arus susulan, dan dapat bekerja kembali seperti

semula.

d. Arrester harus memiliki harga tahanan pentanahan di bawah 5 ohm.

Pemilihan Arrester

Dalam pemilihan jenis arrester yang sesuai untuk suatu perlindungan tertentu,

beberapa faktor harus diperhatikan :

1. Kebutuhan perlindungan

Kebutuhan perlindungan berhubungan dengan kekuatan isolasi peralatan yang

harus dilindungi dan karakteristik impuls dari arrester.

2. Tegangan sistem Tegangan sistem adalah tegangan pada terminal arrester.

3. Arus hubung singkat Arus hubung singkat sistem ini hanya diperlukan pada

arrester jenis ekspulsi.

4. Faktor kondisi luar Faktor kindisi luar apakah normal atau tidak normal (200

meter atau lebih di atas permukaan laut), temperatur atau kelembapan yang

tinggi serta pengotoran.

5. Faktor ekonomi Faktor ini adalah perbandingan antara biaya pemeliharaan dan

kerusakan bila tidak ada arrester atau dipasang arrester yang lebih rendah

mutunya.

Karakteristik Arrester

Basic impuls insulation Level (BIL) adalah suatu referensi level yang dinyatakan dalam

impuls crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standar suatu gelombang 1,2 x

50 us. Sehingga isolasi dari peralatanperalatan listrik harus mempunyai karakteristik

ketahanan impuls sama atau tinggi dari BIL tersebut.

Pengenal Arester

Pada umumnya pengenal atau “rating” arester hanya pengenal tegangan. Pada beberapa

jenis arester perlu juga disebut pengenal arusnya yang menentukan kapasitas termal

arester tersebut. Supaya pemakaian arester lebih efektif dan ekonomis, perlu diketahui

faktor-faktor yang mempengaruhi yaitu : 1. Perkiraan Besarnya Tegangan Nominal/

Pengenal Arrester (UC) (Nominal Voltage Arrester)

Rating dari arrester biasanya dinyatakan dalam dalam frekuensi dan nilai tegangan

dalam kV. Dimana tegangannya adalah tegangan nominal atau tegangan pengenal

(UC) yang juga merupakan tegangan disaat penangkap petir masih apat bekerja

sesuai dengan karakteristiknya. Penangkap petir tidak dapat bekerja pada tegangan

maksimum sistem yang direncanakan, tetapi masih mampu memutuskan arus ikutan

dari system secara efektif. Tegangan pengenal dari suatu penangkap petir (rating

arester) adalah :


47 | P a g e

UC = Tegangan rms phasa ke phasa tertinggi ´koefisien pentanahan

= Tegangan rms phasa ´ 1,10 ´ koefisien Pentanahan

Dimana : - Tegangan sistem tertinggi umumnya diambil harga 110% dari harga

tegangan

nominal sistem.

- Koefisien pentanahan merupakan perbandingan antara tegangan rms

phasa ke

tanah dalam keadaan gangguan pada tempat

dimana penangkap petir

dipasang, dengan tegangan rms phasa ke phasa tertinggi dari sistem

dalam keadaan tidak ada gangguan.

Pengaruh koefisien pentanahan terhadap tegangan maksimum yang mungkin timbul

pada kawat dalam gangguan kawat ke tanah adalah sebagai berikut :

• Sistem yang tidak diketanahkan atau system terisolasi

Pada sistem ini, tegangan yang mungkin timbul pada arester dapat lebih besar

dari tegangan jalajala. Arester dengan tegangan ini dinamakan arester 100%.

• Sistem yang diketanahkan dengan impedansi.

Pada sistem ini terbagi lagi atas 2 kelas yaitu diketanahkan efektif dan tidak

efektif. Pengenal arester yang dipakai tergantung dari harga-harga R0/X1 dan

X0/X1 di tempat arester.

Umumnya arester dibagi dalam 3

macam angka pengenal tegangan: 100%, 80%, dan 75%. Untuk tegangan

arester yang lebih rendah dari 75% harus ditambahkan 7,5% sebagai faktor

keselamatan.

Gambar 3 lekung-lekung tegangan maksimum tanah untuk sistem yang

diketanahkan dengan impedansi


48 | P a g e

2. Penentuan Arus Pelepasan Nominal (Nominal Discharge Current)

Arus pelepasan nominal adalah arus dengan harga puncak dan bentuk gelombang

tertentu yang digunakan untuk menentukan kelas dari arester sesuai dengan

kemampuan arus dan karakteristik pelindungnya.

Berikut merupakan spesifikasi dari Nominal Discharge Current: -Menurut standar

Inggris/Eropa (IEC) 8μdet/20μdet.

-Menurut standar Amerika 10μs/20μs dengan kelas PP 10 kA; 2.5 kA dan 1.5 kA.

a. Kelas arus 10 kA, untuk perlindungan gardu induk yang besar dengan frekuensi

sambaran petir yang cukup tinggi dengan tegangan sistem diatas 70kV.

b. Kelas arus 5 kA, untuk tegangan system dibawah 70kV.

c. Kelas arus 2.5 kA, untuk gardu-gardu kecil dengan tegangan sistem dibawah

22 kV, dimana pemakaian kelas 5 kA tidak lagi ekonomis.

d. Kelas arus 1.5 kA, untuk melindungi trafotrafo kecil.

Untuk arus pelepasan dalam peristiwa gelombang berjalan dapat ditunjukkan dengan

persamaan sebagai berikut:

Dimana: Ia = Arus Pelepasan Arrester [kA] Ud = Tegangan gelombang datang

[kV]

UA = Tegangan kerja / Tegangan

Sisa [kV]

Z = Impedansi surja [Ω]

3. Tegangan Pelepasan/Tegangan Kerja (UA) dari Lightning Arrester

Tegangan kerja atau tegangan pelepasan merupakan salah satu faktor yang

menentukan tingkat perlindungan dari penangkap petir. Jika tegangan kerja

penangkap petir ada di bawah BIL dari peralatan yang dilindungi, maka faktor

keamanan yang cukup untuk perlindungan peralatan yang optimum dapat diperoleh.

Tegangan kerja tergantung pada :

-Arus pelepasan dari

arrester

-Kecuraman gelombang arus (di/dt)

4. Faktor Perlindungan (Protection Margin)

Faktor perlindungan adalah besar perbedaan tegangan antara BIL dari peralatan

yang dilindungi dengan tegangan kerja dari arester. Pada waktu menentukan tingkat

perlindungan peralatan yang dilindungi oleh arester umumnya diambil harga 10%

diatas tegangan kerja dari arester, tujuannya untuk mengatasi kenaikan tegangan


49 | P a g e

pada kawat penghubung dan toleransi pabrik. Besar faktor perlindungan ini

umumnya 20% dari BIL peralatan untuk arester yang dipasang dekat peralatan yang

dilindungi.

FP = BIL peralatan – Tingkat perlindungan

arrester

Dimana : Tingkat perlindungan arester = UA + 10% ( panjang kawat + toleransi pabrik)

Perlengkapan arrester

1. Miliammeter Miliammeter digunakan untuk memantau arus bocor yang dipasang

antara arrester dan konduktor pentanahan. Jika arus bocor melewati batas yang

diijinkan (2 mA), maka isolator arrester harus dibersihkan. Pada saat arrester

bekerja (discharge), sela percikan (spark gap) akan menyala tanpa maka dengan

cepat percikan api padam sehingga miliammeter siap untuk operasi kembali.

Rumah terbuat dari campuran alumunium yang tahan korosi, bagian depannya

ditutup dengan pelat baja tahan karat dan dihubungkan ke tanah. Terminal

berisolator dihubungkan dengan terminal bawah arrester. 2. Discharge counter

Discharge counter berfungsi untuk memantau jumlah kerja arrester yang terpasang

antara arrester dan terminal pentanahan.

3. Pemasangan perlengkapan arrester Pemasangan miliammeter dan discharge

counter dihubung seri dengan arrester dan diletakkan

antara arrester dan pentanahan

Menentukan Arrester Transmission Line

Ada banyak faktor yang terlibat dalam pemilihan arester saluran transmisi.

Faktor-faktor ini adalah sebagai berikut.

1. Tujuan arester tersebut. Switching mitigasi, mitigasi petir, atau keduanya.

2. Tegangan sistem nominal dan potensi tegangan sementara

3. Sistem shielding. Untuk sistem unshielded, di mana fase atas digunakan sebagai

perisai, arester atas mungkin berbeda dari yang lain.

4. Petir density flash dan atau sejarah tingkat flashover isolator.

5. Kualitas tanah menara.

6. Diinginkan tingkat flashover.

7. Tersedia saat kesalahan pada sistem.

Komponen TLA


50 | P a g e

Penting untuk dicatat bahwa ada beberapa komponen dasar dari TLA yang umum

untuk semua unit, tapi hampir setiap konfigurasi TLA berbeda dan harus dirancang

untuk aplikasi tertentu. Bahkan dalam satu proyek mungkin ada beberapa konfigurasi

yang diperlukan untuk mencocokkan berbagai menara atau tiang konfigurasi.

Menghubungkan perangkat keras dan orientasi arester harus dirancang untuk setiap

instalasi.

Saddle Clamp: Komponen ini sering kali

komponen yang sama yang digunakan untuk

menghubungkan konduktor ke isolator. Flex

Joint: Flex joint adalah penting untuk umur

panjang arester tersebut. Joint ini

menghilangkan stres mekanik pada arester

karena gerakan konduktor. Shunt:

Komponen ini menghilangkan kebutuhan

sendi fleksibel untuk juga menjadi komponen

pembawa arus.

Arrester Body: Komponen ini sangat mirip

dari konfigurasi untuk konfigurasi. Hal ini

secara elektrik ditentukan untuk melakukan

baik untuk petir saja atau untuk petir dan

beralih lonjakan.

Disconnector: Pemisah yang memisahkan hanya dalam hal kegagalan arester. Harus

arester yang menjadi sirkuit pendek ke sistem, pemisah beroperasi dan mengisolasi

arester dari bumi. Ground Lead: Ground Lead menghubungkan arester ke tanah

menara. Manajemen Lead adalah penting di sini untuk memastikan bahwa kabel

ground tidak pernah membuat kontak dengan fase lainnya

Lokasi Arrester

Menentukan lokasi optimal untuk arrester saluran transmisi untuk mencapai tingkat

pemadaman yang diinginkan Anda bukanlah tugas yang mudah. Jika tidak ada

arrester diinstal pada garis, itu adalah fakta yang diketahui bahwa dengan pemogokan

langsung ke konduktor fase, ada kemungkinan 100% dari flashover isolator. Hal ini

juga fakta bahwa jika arrester diinstal pada setiap fase setiap tower, serangan

langsung ke shield atau fase konduktor akan menghasilkan probabilitas 0% dari

flashover isolator.

Setiap lokasi arester selain kedua di atas akan menghasilkan menurunkan

kemungkinan flashover, tapi tanpa studi mitigasi petir probabilitas akan diketahui.

Kebanyakan produsen transmisi arrester garis dapat menghitung probabilitas

flashover jika beberapa karakteristik sistem yang diberikan kepada mereka.

Figure 5 : Typical Suspension Arrester


51 | P a g e

Studi mitigasi petir juga bisa berlari dengan menggunakan EMTP / ATP jenis

perangkat lunak. Banyak konsultan dapat menyediakan layanan data. Perlindungan

tegangan lebih umum adalah sebanyak keputusan ekonomi sebagai keputusan teknis.

Tabel berikut menunjukkan hasil khas dari studi mitigasi petir untuk berbagai lokasi

arester.

Probabilitas Flashover untuk Struktur

Konfigurasi 230kV Vertikal dan tanah 50 ohm

saat disambar petir

Lokasi Arrester

Probability

terjadinya

Flashover

No Shield and No Arresters 100%

Arrester on top phase only on

every other structure 88%

Arresters on all phases on

every other structure 87%

No Arresters, only a Shield

wire 21%

Arresters on top phase of

every structure 18%

Arresters on all phases of

every structure 0.00%

gambar 6: Contoh Probabilitas Flashover

Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindungi. Tetapi untuk

memperoleh kawasan perlindungan yang lebih baik, maka ada kalanya arrester

ditempatkan dengan jarak tertentu dengan perlatan yang dilindungi. Jarak arrester

dengan peralatan yang dilindungi berpengaruh terhadap besarnya tegangan yang tiba di

peralatan. Jika jarak arrester terlalu jauh, maka tegangan yang tiba pada peralatan dapat

melebihi tegangan yang dapat dipikulnya. Peralatan masih dapat dilindungi dengan baik

apabila jarak arrester dengan peralatan masih dalam batas yang diijinkan.

1. Jarak Maksimum Arrester Dan Transformator yang Dihubungkan dengan Saluran

Udara

Perlindungan yang baik diperoleh jika arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan

transformator. Tetapi, dalam kenyataannya, arrester harus ditempatkan dengan jarak

tertentu, agar perlindungan dapat berlangsung dengan baik.


52 | P a g e

Jika arrester dihubungkan dengan menggunakan saluran udara terhadap alat yang

diindungi, maka untuk menetukan jarak yang baik antara arrester dengan trafo,

dinyatakan dengan persamaan

Ep = Tingkat Isolasi Dasar trafo (kV)

Ea = tegangan pelepasan arrester (kV)

A = kecuraman gelombang (kV/μs)

S = jarak antara arrester dengan transformator (m)

v = kecepatan merambat gelombang (m/μs)

2. Perhitungan Jarak Maksimum Arrester Dengan Peralatan Yang

Dilindungi

Arrester dipasang pada ujung saluran guna melindungi peralatan, khususnya pada bus

bar / line. Selain itu, arrester dipasang sebelum trafo tenaga (apabila dilihat dari ujung

saluran), sebagai pengaman khusus trafo

Secara umum arrester melindungi peralatan-peralatan pada gardu induk Srondol

terhadap sambaran-sambaran petir. Arrester ini memiliki jarak maksimum untuk

melindungi peralatan. Letak dari arrester tersebut tidak boleh lebih dari perhitungan

jarak yang ada, dengan kata lain arrester memiliki cakupan daerah yang terbatas. Jadi

jarak cakupan arrester yang terdapat pada gardu induk dapat dihitung.

Ep= 650 kV = SPLN7 : 1978

Bagian 4

Ea = 460 kV = SPLN7 : 1978

Bagian 4 A = 1000 kV/μs = Rekomendasi

IEC (1958)


53 | P a g e

(Recommendation for Lightning Arrester, 99)

v = 300 m/μs = Kecepatan cahaya

Pertimbangan grounding

Ketika garis shield pada awalnya dipasang, banyak upaya dilakukan

untuk memastikan bahwa impedansi tower tanah adalah serendah mungkin. Alasan

impedansi tinggi dapat menyebabkan tingkat tegangan yang signifikan untuk tampil

bersama menara bawah konduktor selama acara petir. Aturan umum praktis di sini

adalah "Semakin tinggi impedansi tanah, semakin tinggi risiko backflash pada

isolator".

Ketika transmisi arrester garis yang diinstal pada sebuah menara, pentingnya

tanah berkurang dan dapat hampir dieliminasi. Jika arrester dipasang pada semua tiga

fase, nilai tanah menjadi tidak signifikan. Dengan impedansi tanah yang lebih tinggi

lebih lonjakan arus dialihkan ke konduktor fase yang mungkin tampak seperti masalah,

tetapi tidak memiliki dampak negatif pada kinerja konduktor fase.

Konfigurasi Tanpa Shield

Konfigurasi lain yang populer TLA adalah ketika arester

terhubung ke fase puncak sistem unshielded. Ini adalah populer

untuk aplikasi online kompak pendek. Dalam konfigurasi ini dua

fase yang lebih rendah dapat

backflash jika arrester tidak diinstal. Juga dalam konfigurasi ini

arester atas mungkin memerlukan Peringkat energi yang lebih

tinggi atau kemampuan membawa arus sejak 100 persen dari

saat stroke yang melakukan melalui arrester sebelum tertanam

ke bawah tanah

Gambar 7: Konfiguras Unshielded

Externally Gapped Line Arrester (EGLA)

EGLA adalah arester saluran transmisi yang semakin populer di sebagian besar

dunia kecuali Amerika Utara. Saat arester ini dipasang untuk mitigasi petir garis

terlindung. Teori operasi adalah sama sebagai penangkal ungapped,

namunThe EGLA adalah arester saluran transmisi yang

semakin populer di sebagian besar

dunia kecuali Amerika Utara. Saat arester ini dipasang

untuk mitigasi petir garis terlindung. Teori operasi adalah

sama sebagai penangkal ungapped, namun membutuhkan

sparkover sebelum arester akan mulai melakukan gelora.

Jika kesenjangan diatur cukup tinggi, arester tidak akan

melakukan selama lonjakan switching. Tidak ada alasan

teknis sebenarnya mengapa desain arester ini tidak dapat

digunakan untuk beralih mitigasi lonjakan, namun aplikasi

yang belum dimanfaatkan belum.


54 | P a g e

Standarisasi

Saat ini tidak ada standar khusus ditulis untuk arrester saluran transmisi. Hanya ada

beberapa referensi untuk baris aplikasi penangkal di panduan yang ada.

Standar bahwa jenis arester harus sesuai dengan pada saat ini adalah

1. C62.11 IEEE MOV Arrester Test Standard

2. C62.22 IEEE MOV Arrester Application Guide

3. IEEE 1243. Guide on Lightning

Improvement of Transmission Lines

4. IEC 60099-4 Gapless MOV Test Standard

5. IEC 60099-5 Gapless MOV

Application guide.

6. IEC 60099-8 EGLA (In draft state)

Masa Depan

Menggunakan transmisi arrester jalur on line kompak dan tegangan upgrade proyek

tahan peluang besar bagi industri. Namun kedua aplikasi ini mengharuskan para

insinyur untuk menentukan batas clearance lebih rendah dari yang digunakan untuk

100 tahun terakhir. Karena sifat konservatif industri ini dua aplikasi ini tetap kurang

dimanfaatkan.

Surge Arrester SURJA HUBUNG DAN ARRESTER SURJA

A. SURJA HUBUNG

Gangguan tegangan lebih pada transmisi sistem tenaga listrik biasanya disebabkan

oleh dua macam tegangan surja yaitu surja petir dan surja hubung yang mempunyai

amplitudo lebih besar dari nilai puncak tegangan nominalnya. Salah satu sumber

tegangan lebih surja hubung adalah peristiwa pembukaan dan penutupan pemutus

tenaga. Surja Hubung adalah gejala transien yang disebabkan oleh pemasukan

energi(energization), pemutusan energi(de-energization) dan pemutusan disertai

pemasukan kembali energi (re-energization) dari suatu rangkaian listrik. Proses

pensaklaran dilakukan oleh saklar atau circuit breaker berupa operasi penutupan

(closing), pembukaan (opening), dan penutupan kembali (reclosing). Operasi-operasi

tersebut dikenal dengan istilah operasi switching. Kenaikan tegangan yang terjadi

karena surja hubung harus diperhatikan jangan sampai menyebabkan kerusakan

koordinasi isolasi peralatan pada sistem. Besarnya surja hubung dinyatakan oleh suatu

faktor tegangan lebih yang sesuai persamaan [1]:

(1)


55 | P a g e

Keterangan:

Kft = factor tegangan lebih fasa ke tanah

maks = tegangan maksimum setelah switching = tegangan sistem fasa ke fasa

sebelum operasi switching

B. Fenomena Gelombang Berjalan

Gejala transien yang terjadi karena adanya surja tegangan dan surja arus akibat

adanya sambaran petir pada saluran transmisi dan switching pada peralatan di gardu

induk mempunyai selang waktu yang pendek. Besarnya tegangan gelombang berjalan

juga tergantung pada media tempat gelombang tersebut menjalar.

Dalam mempelajari transien pada saluran transmisi tiga fasa yang berkaitan dengan

masalah gelombang berjalan, saluran dapat digambarkan sebagai sebuah rangkaian

induktansi dan kapasitansi. Parameter L dan C adalah induktansi dan kapasitansi

saluran per satuan panjang. Bila jarak masing-masing penghantar pada suatu saluran

transmisi 3 fasa tidak sama, maka GMD (Geometric Mean Distance) dapat diperoleh

dengan persamaan sebagai berikut [2]

(2)

Dengan 12, 23, 31 adalah jarak antar fasa. Harga GMD untuk penghantar berkas

(bundle conductor) berbeda-beda sesuai dengan jumlah sub konduktor yang terpasang

di dalam penghantar berkas.

(3)

= GMD dari penghantar berkas

= GMD penghantar yang membentuk berkas

(diperoleh dari tabel)

= jarak antar penghantar dalam satu berkas

penghantar

Arrester Surja

Arrester merupakan alat pelindung berfungsi melindungi peralatan tenaga listrik

terhadap tegangan lebih abnormal yang terjadi karena sambaran petir (flash over) dan

karena surja hubung (switching surge) di suatu jaringan dengan cara membatasi surja

tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah.

Bila surja datang ke gardu induk arrester bekerja melepaskan muatan listrik serta

mengurangi tegangan abnormal yang akan mengenai peralatan dalam gardu induk.

Sebuah arester harus mampu bertindak sebagai insulator, mengalirkan beberapa

miliampere arus bocor ke tanah pada tegangan sistem dan berubah menjadi konduktor

yang sangat baik yaitu mengalirkan ribuan ampere arus surja ke tanah, memiliki

tegangan yang lebih rendah daripada tegangan withstand dari peralatan ketika terjadi

tegangan lebih, dan menghilangkan arus susulan yang mengalir dari sistem melalui


56 | P a g e

arester (power follow current) setelah surja petir atau surja hubung berhasil

didisipasikan. Pada kondisi normal arrester berlaku sebagai isolasi tetapi bila timbul

surja arrester berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatkan aliran arus yang

tinggi ke tanah. Setelah arus hilang, arrester harus dengan cepat kembali menjadi

isolator. Dalam menentukan rating lightning arester, yang perlu diketahui antara lain

adalah tegangan tertinggi sistem dan koefisien pentanahan. Tegangan tertinggi sistem

umumnya diambil 110 % dari harga tegangan nominal sistem. Tegangan pengenal

lightning arester diperoleh dari tegangan rms fasa ke fasa x 1,10 x koefisien

pentanahan. Pada sistem yang diketanahkan langsung, koefisien pentanahannya = 0,8.

Sedangkan sistem yang tidak diketanahkan langsung, koefisien pentanahannya = 1,0.

Pada keadaan normal arrester bertindak sebgai isolator dari peralatan listrik, namun

ketika timbul tegangan surja alat ini akan bersifat sebagai kondultor yang memiliki

tahanan yang relatif rendah, sehingga dapat mengalirkan arus yang tinggi ke tanah.

Suatu arrester harus dapat berperan kembali sebagai isolator setelah terjadinya surja,

dimana sesuai fungsinya untuk melindungi peralatan listrik. Pada umumnya arester

dipasang pada setiap ujung yang akan memasuki gardu induk.

Pada suatu saluran transmisi udara sangat rawan terhadap adanya sambaran petir

yang dapat menyebabkan terjadinya gelombang berjalan (tegangan surja) yang dapat

masuk ke peralatan listrik, maka dalam suatu saluran transmisi perlu dipasang lightning

arrester yang memiliki fungsi menangkap gelombang berjalan yang disebabkan oleh

adanya surja atau dapat juga disebabkan oleh adanya pembukaan dan penutupan

pemutus tegangan yang akan masuk ke dalam instalasi peralatan listrik. Pada saluran

tegangan ekstra tinggi, surja tegangan biasanya disebabkan karena switching daripada

surja petir. Selain pemasangan lightning arrester pada saluran transmisi juga terpasang

pada setiap transformator.

Pemasangan pada transformator juga perlu diperhatikan karena petir merupakan

gelombang berjalan yang menuju transformator, dimana transformator dianggap

sebagai ujung yang terbuka (karena memiliki isolasi terhadap tanah), sehingga

gelombang pantulannya akan memperkuat gelombang yang datang. Hal ini dapat

dikatakan transformator akan mengalami tegangan surja dua kali lebih besar dari

tegangan gelombang surja yang datang. Lightning arrester beroperasi pada tegangan

tertentu diatas tegangan operasi untuk membuang muatan listrik dari surja petir dan

berhenti beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi. Perbandingan

antara dua tegangan tersebut dinamakan rasio proteksi arrester.

Seperti di

pembahasan yang

sebelumnya

lightning arrester

merupakan

peralatan pada

sistem tenaga

listrik yang

berfungsi sebagai

pengaman

terhadap tegangan

surja. Tegangan

surja ini akan

Gambar

2

Ka

r

k ateristik

Arrester

Jenis

Ekspulsi


57 | P a g e

mengakibatkan kenaikan tegangan sesaat yang cukup besar pada jaringan, sehingga

perlu adanya pengaman agar tidak terjadi kerusakan pada isolasi peralatan. Arrester

yang pada umumnya digunakan ada dua jenis yaitu:

1. Jenis Ekspulsi

Arrester pada jenis ini mempunyai dua jenis sela,

yakni sela luar dan sela dalam. Sela dalam

diletakkan dibagian dalam tabung serat. Kedua

sela ini akan terpercik ketika adanya surja petir.

Pada tabung akan mengeluarkan gas karena adanya

arus susulan yang memanaskan permukaan bagian

dalam tabung serat. Arus susulan ini berbentuk

gelombang sinusoidal, sehingga ada suatu saat

akan mencapai siklus bernilai nol. Pada saat siklus

dengan nilai nol inilah gas pada tabung akan

menjadi isolasi yang akan memadamkan arus

tersebut. Arrester jenis ini mampu melindungi

transformator distribusi yang memiliki rating tegangan 3-15kV dan dapat juga

dipasang pada saluran transmisi udara untuk mengurangi gangguan yang ditimbulkan

oleh surja petir yang masuk ke gardu induk.

Gambar 2 Arrester Jenis Ekspulsi

Lightning Arrester type expultion ini merupakan tabung yang terdiri dari :

• Dinding tabung yang terbuat dari bahan yang mudah menghasilkan gas jika

dilalui arus.

• Sela batang (external series gap) yang bisaanya diletakkan pada isolator

porselin, untuk mencegah arus mengalir dan membakar fiber pada tegangan jala-

jala setelah gangguan diatasi.

• Sela pemutus bunga api diletakan didalam tabung, salah satu elektroda

dihubungkan ke tanah Pada waktu tegangan surja melalui sela batang dan sela

bunga api maka impedansi tabung akan menjadi rendah sehingga arus surja dan

arus sistem dapat mengalir ketanah. Tegangan diatara terminal hantaran dengan

tanah turun setelah tembus terjadi, karena tabung melakukan arus maka terdapat

tegangan bunga api pada tabung yang sedikit menghalangi mengalirnya arus.

Bagaimanapun arus yang mengalir akan menbakar fiber dan menghasilkan gas

yang bergerak cepat kearah lubang pembuangan di bagian bawah Arrester,

tekanan gas ini akan mematikan bunga api pada saat arus melalui titik nol

pertamanya. Waktu pemadaman busur api ini hanya ½ atau satu putaran

sehingga R.R.V (Rate of Recoreving Voltage) lebih lambat dari rate of rise

kekuatan dielektrik dari isolasi.

Bila beda waktu ini sangat pendek untuk dapat dibaca oleh relay pelindung sehingga

CB tetap tidak bekerja (tertutup) dan pelayanan daya tidak terganggu. Segera setelah

gas ditekan keluar dan api menjadi padam sistem dapat bekerja kembali dengan

normal.


58 | P a g e

Pemakaian Arrester type expultion adalah sebagai berikut :

1. Umumnya tabung pelindung dipakai untuk melindungi isolator transmisi. V-T

karateristik dari arrester ini lebih datar dari pada isolator, sehingga dengan

mudah dapat dikoordinasikan untuk melindunggi isolator dari tembus

permukaan.

2. Dipakai pada tiang transmisi sebelum memasuki gardu untuk

memotong besar arus surja yang datang, sehingga dapat berfungsi mengurangi

kerja dari arrester di gardu

3. Pada Transformator-Transformator kecil dipedesaan, dimana

pemotongan petir jenis katup (valve type arrester) sangat mahal apabila dipakai

sebagai pelindungnya.

4. Pada tiang transmisi tertentu yang sangat tinggi (misalnya penyeberangan

sungai) dimana kemungkinan disambar petir sangat tinggi.

Disamping keuntungan dari arester type ini juga mempunyai kekurangan sebagai

berikut :

1. Terbatas pada sistem yang mempunyai besar arus sistem kurang dari 1/3 dari

besarnya arus surja. Karena arus yang sangat besar akan menyebabkan fiber habis

terbakar dan arus terlalu kecil tidak mampu menghasilkan cukup gas pada tabung

untuk mematikan busur api.

2. Karena setiap arrester bekerja, permukaan tabung akan rusak karena terbakar maka

arester ini mempunyai batasan pada jumlah operasinya dimana arrester ini masing

dapat berfungsi dengan baik.

3. Walaupun termasuk pemotong surja yang sudah karena kemampunanya memotong

arus ikutan, namun tidak cocok untuk perlindungan peralatanperalatan gardu yang

mahal, karena V-T karateristiknya yang buruk.

Karateristik dari Lightning Arrester Type Expultion dapat dilihat pada tabel dibawah

ini :

Tegangan

dasar

Sparkover muka

gelombang impuls

Sparkover

impuls

Lightning

Arrester

(KV)

Rate

of

Rise

***

KV/u

sec

KV*** Kritis

ratarata (gel

1,5x40 us)

kV*** Min Agv Max

3 25 34 33 45 29


59 | P a g e

6 50 32 50 70 41

9 75 48 71 97 53

12 100 63 84 94 61

15 125 77 101 114 70

Tabel 3.3.

Karateristik Lightning Arrester distribusi type

Expultion

2. Jenis Katup

Sedangkan Arrester type Valve mempunyai tahanan yang tinggi pada tegangan

normal, tetapi mempunyai tahanan yang kecil bila arus yang melewati besar. Besar

tahanan tergantung dari besar kecilnya arus yang melaluinya, sedangkan teganganya

menjadi tidak linear terhadap arus, tetapi elemen valve mempunyai voltage limiting

charateristic. Arrester ini dinamakan valve arrester, sebab impedansinya dapat

mengatur sendiri untuk aliran arus dan tegangan terbatas. Perbedaan utama kedua type

expiltion dan valve yaitu untuk valve, besarnya arus dibatasi oleh arrester itu sendiri

dan tidak tergantung pada kapasitas sistem. Sedangkan tipe expultion ditentukan oleh

karateristik sistem, dari sini terlihat bahwa arrester type valve mempunyai tingkat

pengaman yang lebih tinggi dari semua alat pengaman. Dasar-dasar dan karateristik

dari lightning Arrester type Valve

Prinsip kerjanya pada pokoknya arrester ini terdiri dari dua unsur sela api (spark gap)

dan tahanan tak linear atau tahanan kran (valve resistor); keduannya dihubungkan

secara seri lihat gambar 3.6. batas atas dan bawah dari tegangan percik ditentukan oleh

tegangan sistem maksimum dan oleh tingkat isolasi peralatan yang dilindungi.

Seringkali persoalan ini dapat dipecahkan hanya dengan mengetrapkan cara-cara

khusus pengaturan tegangan (voltage control) oleh karena itu sebenarnya arrester terdiri

dari tiga unsur : sela api, tahanan kran atau tahanan katup dan sistem pengaturan atau

pembagian tegangan (granding sistem); sebagai diutarakan dimuka, bila persoalannya

hanya melindungi isolasi terhadap bahanya kerusakan karena gangguan dengan tidak

memperdulikan akibat terhadap pelayanan, maka cukup dipakai sela batang yang

memungkin terjadinya percikan pada waktu teganganya mencapai keadaan bahaya.

Dalam hal ini, tegangan sistem bolak-balik akan tetap mempertahankan busur api

sampai pemutusbebanya dibuka dengan menyambung sela api ini dengan sebuah

tahanan, maka mungkin apinya dapat dipandamkan. Tetapi bila tahanannya mempunyai

sebuah harga tetap, maka jatuh tegangannya menjadi besar.Pada arrester jenis ini

berupa sela percik yang dihubungkan secara seri dengan resistor tak linear, dimana

resistor tak linear ini akan memiliki tahanan rendah ketika dialiri arus yang memiliki

nilai yang besar dan akan memiliki nilai tahanan yang besar bila arus yang mengalir

kecil. Resistor yang umum digunakan dibuat dengan material silikon karbid. Arrester

jenis ini tidak dipengaruhi oleh udara karena sela percik dan resistor tak linear dipasang

pada tabung isolasi.

Metode pengamanan pada arrester jenis ini adalah, saat terjadi surja petir dan sela

arrester akan terpercik, maka arus yang cukup besar akan masuk pada arrester. Nilai


60 | P a g e

tahanan awal pada arrester akan mengecil akibat adanya arus yang membesar. Hal ini

akan membatasi tegangan maksimal pada tegangan terminal arrester, namun pada saat

arus mengalami penurunan nilai tahanan akan mengalami kenaikan, sehingga arus

susulan dapat dihambat karena adanya nilai tahanan yang mengalami kenaikan ini.

Biasanya arus yang dapat dikendalikan hingga mencapai arus nominal yang dikenal

sebagai arus kendari yakni sebesar 50A.

Pada saat tegangan sesaat pada sistem bernilai nol percikan akan padam dan arus

kendali menjadi nol serta arus susulan tidak berlanjut lagi. Secara umm arrester jenis

katub ini dibagi menjadi empat jenis yakni:

a. Jenis Gardu

b. Jenis Saluran (15-39kV)

c. Jenis Gardu untuk Mesin (2,4-15kV)

d. Jenis Distribusi untuk Mesin (120-750V)

Gambar 3 Arrester Jenis Katub

VI. PEMELIHARAAN ARRESTER

Pemeliharaan yang dilakukan pada arrester sangat penting untuk dilakukan dan

diperhatikan secara khusus agar terlindung dari korosi dan handal terhadap kerusakan

yang diakibatkan oleh petir. Program pemeliharaan yang dilakukan harus mencangkup

kondisi-kondisi sebagai berikut:

1. Melakukan pemeriksaan untuk konduktor dan komponen dari proteksi petir.

2. Melakukan pemeriksaan atau pengujian pada surge suppressor (arrester) untuk

mengetahui efektifitasnya dan membandingkan dengan arrester baru.

3. Melakukan pemeriksaan seluruh sambungan dan bonding pada arrester.

4. Melakukan pengukuran tahanan tananh pada terminal elektroda pentanahan.

5. Menguji kekuatan dan ketebalan seluruh komponen dan konduktor yang

dibutuhkan.

VII. MINIMUM LIGHTNING PROTECTION

ANTARA INSULATOR STRING DAN LINE SURGE ARRESTER SECARA

PARALEL

Saluran surge arrester secara effektif dapat melakukan proteksi petir dengan

mengeleminasi flashover pada saluran transmisi. Namun bila jarak saluran arrester

terlalu dekat dengan insulator string, lightning discharging dapat terjadi diantara

discharging ring saluran arrester bagian atas dengan grading ring insulator string pada

bagian bawah. Hal ini terjadi saluran arrester yang diletakan secara paralel dengan

insulator string pada saluran transmisi. Fenomena ini disebut juga sebagai transverse

discharge.

Jarak antara saluran arrester dan insulator string sangat dekat. Lightning discharging

akan terjadi pada celah antara discharging ring A pada arrester dan grading ring B pada


61 | P a g e

insulator, sehingga tidak ada discharging pada celah seri arrester. Inilah yang disebut

fenomena transverse dicharge.

Kedua, akibat efek kedekatan cincin discharging arrester ini, tegangan inpuls

flashover petir pada insulator menurun dan dalam kondisi lembab akan sangat rendah.

Ketika terjadi sambaran petir pada menara, transverse discharge berlangsung pada

celah. Tegangan sisa pada unit arrester tinggi menyebabkan potensial tinggi pada ring B

yang sama dengan tegangan sisa di unit arrester. Flashover akan berlangsung melalui

string insulator, rute discharge menjadi A ke B ke C. Ketika petir menyambar

konduktor fasa, sheilding gagal. Flashover akan berlangsung melalui string insulator.

Rute discharge akan terjadi dari B ke A dan B ke C. Proteksi arrester menjadi tidak

efektif.

Ketiga, ketika jarak antara arrester dan insulator sangat dekat, maka lightning

discharge akan berlangsung pada celah AB dan celah AC. Ketika petir menyambar

menara, rute discharge menjadi C ke A ke B. Ketika petir menyambar konduktor, rute

discharge menjadi dari B ke A ke C.

PEMELIHARAAN ARRESTER

Pemeliharaan adalah suatu kegiatan yang sangat penting, karena pemeliharaan terbaik

akan memperpanjang umur peralatan dan akan menjamin berfungsinya peralatan

dengan baik. Pemeliharaan yang telah dilaksanakan tidak ada bekasnya namun dapat di

rasakan pengaruhnya.

a) Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi.

b) Untuk memperpanjang umur peralatan sesuai dengan usia teknisnya.

c) Untuk mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan.

d) Untuk meningkatkan keamanan peralatan.

e) Untuk mengurangi lama waktu pemadaman akibat sering terjadinya gangguan.

1. Tujuan Pemeliharaan Pemeliharaan harian Seperti halnya semua peralatan

dilaksanakan dalam memerlukan pemeliharaan tidak kondisi operasi.

terkecuali peralatan listrik tegangan tinggi pada gardu induk tegangan tinggi

atau ekstra tinggi, hal ini harus dilakukan pemeliharaan karena peralatan

tersebut merupakan sarana penyaluran tenaga listrik yang paling penting untuk

keperluan umum. Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah

untuk menjamin kontinuitas penyaluran tegangan tinggi dan menjamin

keandalan antara lain:


62 | P a g e

2. Pemeliharaan Arrester Untuk mendapatkan operasi yang optimal

diperlukan pemeliharaan yang baik terhadap peralatan. Untuk

pemeliharaan arrester terdiri dari:

a) Pemeliharaan harian

b) Pemeliharaan Tahunan Pemeliharaan tahunan dilaksanakan dalam

keadaan tidak operasi, dan sebaiknya dilakukan menjelang musim

hujan.

c) Pemeliharaan 10 Tahunan

Pemeliharaan ini dilaksanakan dengan mengirim arrester ke

laboratorium untuk ditest kembali.


63 | P a g e

BAB IV

KABEL PENGHANTAR

Oleh :

12-16 REG

Muhammad Yusri Setiawan

Maryam Muthi'ah Karimah

Ken Satrio Utomo

Ghusaebi

Fikri Khoirur Rizal Abdul Qohar

37-39 REG

Maula Darda Natanegara

Nindya Ariyanti

Martino Adisuwono

12-15 PAR

Josan Putra

Muhammad Zaky Ramadhan

Findal Darmaja

Jodi Malikan


64 | P a g e

Kawat Kabel

Banyak Konduktor Konduktor tunggal Dua atau lebih

Solid Wire Twisted pair cable

Stranded Wires Coaxial cable

Multi conductor cable

Fiber optic cable

Cocok untuk frekuensi tinggi (Solid Wire) Kekuatan dan durabilitas tinggi

Cocok untuk kondisi yang ekstrim (heavy duty)

Terisolasi

Lebih flexibel

Menahan beban mekanik, penghantar

listrik, penghantar sinyal telekomunikasi,

pemanas, pin, lampu pijar

Transmisi daya, penghantar listrik, serta penghantar

sinyal telekomunikasi

Resistansi lebih tinggi pada kondisi metal

fatigue (Stranded Wires)

Kegunaan

Tipe dasar

Keuntungan

Pengertian Kabel Penghantar

Kabel biasa kita temukan disekitar kita, menghubungkan antara sumber dengan

perangkat kita, maupun menghubungkan antar perangkat yang sedang digunakan.

Menurut kamus Merriam Webster, kabel adalah “a group of wires, glass fibers, etc.,

Covered in plastic or rubber and used to carry electricity or electrical signals.” Jadi,

kabel pada dasarnya terdiri dari sekumpulan kawat yang memiliki isolator pada bagian

luarnya, dan dapat berfungsi sebagai penyalur informasi (pada dunia telekomunikasi)

maupun penghantar daya (pada dunia

ketenagalistrikan).

Selain kabel, ada penghantar

lain yang umum dikenal, yaitu kawat.

Meskipun bentuknya hampir mirip

namun keduanya ini berbeda. Sangat

penting untuk dapat membedakan

antara kedua jenis penghantar ini,

karena keduanya memiliki

karakteristik fisik dan kegunaan yang

berbeda dalam pemakaiannya. Berikut

perbedaan antara kabel dan kawat :

Gambar 1.1 Perbedaan kawat (A) dan kabel (B)

Tabel 1.1 Perbedaan kawat dengan kabel

Penghantar atau kabel yang sering digunakan untuk instalasi listrik

penerangan umumnya terbuat dari tembaga. Penghantar tembaga setengah keras

(BCC ½ H = Bare Copper Conductor Half Hard) memiliki nilai tahanan jenis

0,0185 ohm mm²/m dengan tegangan tarik putus kurang dari 41 kg/mm².

sedangkan penghantar tambaga keras (BCCH =Bare Copper Conductor Hard),

kekuatan tegangan tariknya 41 kg/mm². Pemakaian tembaga sebagai penghantar

adalah dengan pertimbangan bahwa tembaga merupakan suatu bahan yang

mempunyai daya hantar yang baik setelah perak. Penghantar yang dibuat oleh

pabrik yang dibuat oleh pabrik terdapat beraneka ragamnya. Berdasarkan

konstruksinya, penghantar diklasifikasikan sebagai berikut:


65 | P a g e

a) Penghantar pejal (solid); yaitu penghantar yang berbentuk kawat pejal

yang berukuran sampai 10 mm². Tidak dibuat lebih besar lagi dengan maksud untuk

memudahkan penggulungan maupun pemasangannya.

Penghantar berlilit (stranded); penghantarnya terdiri dari beberapa urat kawat yang

berlilit dengan ukuran 1 mm² – 500 mm².

b) Penghantar serabut (fleksibel); banyak digunakan untuk tempat-tempat

yang sulit dan sempit, alat-alat portabel, alat-alat ukur listrik dan pada kendaraan

bermotor.

Ukuran kabel ini antara 0,5 mm² - 400 mm².

c) Penghantar persegi (busbar); penampang penghantar ini berbentuk persegi

empat yang biasanya digunakan pada PHB (Papan Hubung Bagi) sebagai rel-rel

pembagi atau rel penghubung. Penghantar ini tidak berisolasi.

Adapun bila ditinjau dari jumlah penghantar dalam satu kabel, penghantar

dapat diklasifikasikan menjadi:

a) Penghantar simplex ; ialah kabel yang dapat berfungsi untuk satu macam

penghantar saja (misal: untuk fasa atau netral saja). Contoh penghantar simplex ini

antara lain: NYA 1,5 mm²; NYAF 2,5 mm² dan sebagainya.

b) Penghantar duplex ; ialah kabel yang dapat menghantarkan dua aliran (dua

fasa yang berbeda atau fasa dengan netral). Setiap penghantarnya diisolasi

kemudian diikat menjadi satu menggunakan selubung. Penghantar jenis ini

contohnya NYM 2x2,5 mm², NYY 2x2,5mm².

c) Penghantar triplex ; yaitu kabel dengan tiga pengantar yang dapat

menghantarkan aliran 3 fasa (R, S dan T) atau fasa, netral dan arde. Contoh kabel

jenis ini: NYM 3x2,5 mm², NYY 3x2,5 mm² dan sebagainya.

d) Penghantar quadruplex ; kabel dengan empat penghantar untuk

mengalirkan arus 3 fasa dan netral atau 3 fasa dan pentanahan. Susunan hantarannya

ada yang pejal, berlilit ataupun serabut. Contoh penghantar quadruplex misalnya

NYM 4x2,5 mm², NYMHY 4x2,5mm² dan sebagainya.


66 | P a g e

I. Bagian Dasar Kabel

Kabel pada dasarnya punya 2 bagian penting yaitu konduktor dan

isolatornya :

1. Konduktor

Pada umumnya ada 2 jenis material yang umum digunakan sebagai

konduktor pada kabel yaitu tembaga, dan aluminium.

Tembaga

Tembanga memiliki resisitivitas sebesar 1.7 - 1.8

Ωmm2 / m. Tembaga ini memiliki sifat yang lumayan padat

dan keras jika dibandingkan dengan aluminium, sehingga

memiliki ketahanan terhadap hubung singkat dan gaya

mekanis yang lebih disbanding dengan aluminium. Biasanya

tembaga ini digunakan pada industri, pembangkitan, dan

tempat-tempat lainnya yang memiliki area luas.

Aluminium

Aluminium memiliki resistivitas sebesar 2.8 \times 10 ^-6

Ωmm2 / m. Meski aluminimum 60% lebih tidak konduktif

dibandingkan dengan tembaga, aluminium memiliki

keunggulan, yaitu aluminium itu lebih ringan dan lebih

flexibel jika dibandingkan dengan tembaga. Selain itu

aluminium juga tahan terhadap korosi. Biasanya aluminium

digunakan pada saluran udara, dan tempat-tempat lainnya

yang tidak memiliki area yang luas.

Berikut ada tabel mengenai perbandingan antar konduktor :

2. Isolator

Thermoplastic material yang menjadi lembek ketika

dipanasi, namun menjadi keras ketika kondisinya dingin :

a. PVC (Polyvinyl Chloride): Paling umum digunakan

karena murah, awet, dan mudah didapat. Namun

chlorine di PVC dapat memproduksi racun ketika

terbakar. Temperatur maximumnya adalah 160 C.

b. PE (Polyethylene): Bagian dari kelas polymer

polyolefins. Material ini punya losses dielectric yang

lebih kecil dibandingkan dengan PVC dan sensitive

terhadap kelembapan saat berada di low voltage,

sehingga PE cocok untuk isolator tegangan tinggi.

Thermosetting polymer resins yang irreversibly cured

untuk membentuk sebuah plastik atau karet.

a. XLPE (Cross-Linked Polyethylene): Punya ikatan

polyethylene yang saling terhubung, yang akan


67 | P a g e

membantu mencegah pelumeran polymer ketika

temperature naik. Sehingga XLPE cocok untuk

pemakaian pada temperature tinggi. XLPE punya

dielectric losses yang lebih tinggi dibanding PE,

namun punya karakteristik ageing yang lebih baik.

Bisa bertahan hingga suhu 250C.

b. EPR (Ethylene Propylene Rubber): Sebuah

copolymer ethylene dan propylene, dan biasa disebut

dengan sebutan elastomer. material ini lebih fleksibel

bila dibandingkan dengan PE dan XLPE, tapi

memiliki dielectric loss yang paling besar. Bisa

bertahan hingga suhu 250C

Paper Based terbuat dari bahan baku kertas

Merupakan tipe paling tua dari sebua sistem insulasi

sebuah kabel daya dan masih digunakan untuk kabel-kabel

tegangan tinggi. Namun, kertas ini perlu direndam pada

cairan dielectric seperti resin maupun synthetic fluid.

Berikut ada tabel mengenai perbandingan antar isolator

II. Standar-Standar Kabel

Berikut table mengenai singkatan-singkatan yang umum dijumpai pada

kabel:


68 | P a g e

HURUF KETERANGAN

N Kabel standard dengan penghantar/inti tembaga.

NA Kabel dengan aluminium sebagai penghantar.

Y Isolasi PVC

G Isolasi Karet

A Kawat Berisolasi

Y Selubung PVC (polyvinyl chloride) untuk kabel luar

M Selubung PVC untuk kabel luar

R Kawat baja bulat (perisai)

Gb Kawat pipa baja (perisai )

B Pipa baja

I Untuk isolasi tetap diluar jangkauan tangan

re Penghantar padat bulat

rm Penghantar bulat berkawat banyak

Se Penghantar bentuk pejal (padat)

Sm Penghantar dipilin bentuk sektor

f Penghantar halus dipintal bulat

ff Penghantar sangat fleksibel

Z Penghantar z

D Penghantar 3 jalur yang di tengah sebagai pelindung.

H Kabel untuk alat bergerak

Rd Inti dipilih bentuk bulat

Fe Inti pipih

-1 Kabel dengan system pengenal warna urat dengan hijau – kuning

-0 Kabel dengan system pengenal warna urat tanpa hijau –kuning.

Contoh :

• Kabel NYA 4 re 1000 V

Menyatakan suatu kawat berisolasi untuk tegangan nominal 1000V, berisolasi

PVC dan mempunyai penghantar tembaga padat bulat dengan luas penampang

nominal 4 mm ².

• Kabel NYM – 0 4 x 2,5 rm 500 V


69 | P a g e

Menyatakan suatu kabel berinti banyak untuk tegangan nominal 500 V,

berisolasi dan berselubung PVC dan mempunyai penghantar tembaga bulat

berkawat banyak dengan luas penampang nominal 2,5 mm ², dengan sistim

pengenal warna urat tanpa hijau- kuning.

Identifikasi Kabel Dengan Warna

Peraturan warna selubung penghantar dan warna isolasi inti penghantar harus

diperhatikan pada saat pemasangan. Hal tersebut di atas diperlukan untuk mendapatkan

kesatuan pengertian mengenai penggunaan sesuatu warna atau warna loreng yang

digunakan untuk mengenal penghantare guna keseragaman dan mempertingi keamanan.

• Penggunaan warna loreng Hijau – kuning

Warna hijau-kuning hanya boleh digunakan untuk menandai penghantar

pembumian, pengaman dan penghantar yang menghubungkan ikatan penyama

tegangan ke bumi.

• Pengunaan warna biru

Warna biru digunakan untuk menandai penghantar netral atau kawat tengah,

pada instalasi listrik dengan penghantar netral. Untuk menghindarkan kesalahan,

warna biru tersebut tidak boleh digunakan untuk menandai penghantar lainnya.

Warna biru hanya dapat digunakan untuk maksud lain, jika pada instalasi

tersebut tidak terdapat penghantar netral atau kawat tengah. Warna biru tidak

untuk kabel pentanahan.

• Penggunaan warna kabel berinti tunggal

Untuk pengawatan di dalam perlengkapan listrik disarankan hanya mengunakan

kabel dengan satu warna., khususnya warna hitam. Jika diperlukan warna lain

untuk penandaan disarankan mengunakan warna cokelat.

• Pengenal untuk inti atau rel

Untuk kabel dengan isolasi dari bahan polyethylene disingkat dengan PE,

polyvinyl chloride disingkat dengan PVC, cross linked polyethylene disingkat

dengan XLPE.

• Warna untuk kabel berselubung berinti tunggal

Kabel berselubung berinti tunggal boleh digunakan untuk fase, netral, kawat

tengah atau penghantar pembumian asalkan isolasi kedua ujung kabel yang

terlihat ( bagian yang dikupas selubungnya ) dibalut isolasi khusus yang

berwarna

Untuk instalasi listrik

- Fasa R merah

- Fasa S kuning

- Fasa T hitam

- netral biru

Untuk pelengkapan listrik

- U / X merah

- V / Y kuning

- W / Z hitam

- Arde loreng hijau – kuning

• Warna selubung kabel


70 | P a g e

Warna selubung kabel ditentukan sebagai berikut :

- Kabel berisolasi tegangan pengenal (500 V) putih

- Kabel udara berisolasi PE, PVC, XPLPE (600 – 1000 V) hitam

- Kabel tanah berselubung PE dan PVC (600 – 1000 V) hitam

- Kabel tanah berselubung PE, PVC > 1000 V merah

Pemilihan Luas Penampang Penghantar

Pemilihan luas penampang penghantar harus mempertimbangkan hal-hal

berikut ini:

1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Menurut PUIL 2000 pasal 5.5.3.1 bahwa “penghantar sirkit akhir

yang menyuplai motor tunggal tidak boleh mempunyai KHA kurang dari

125% arus pengenal beban penuh.”

- Untuk Arus Searah : In = P/V (A)

- Untuk Arus Bolak-balik Satu Fasa: In = P/(V.Cos ) (A)

- Untuk Arus Bolak-balik tiga Fasa: In = P/( .V.Cos ) (A)

KHA = 125% X In

Dimana: I = Arus Nominal Beban Penuh (A)

P = Daya Aktif (W)tember 13, 200

V = Tegangan (V)

Cos = Faktor Daya

2. Drop Voltage

Drop voltage atau disebut dengan susut tegangan merupakan perbedaan

antara tegangan sumber dengan tegangan di beban, karena tegangan di beban

tidak sama dengan tegangan sumber yaitu tegangan di beban lebih kecil dari

tegangan sumber, dapat disebabkan oleh faktor arus dan impedansi saluran.

3. Sifat Lingkungan

Sifat lingkungan merupakan kondisi dimana penghantar itu dipasang.

Faktor-faktor berikut harus diperhatikan:

- Penghantar dapat dipasang atau ditanam dalam tanah dengan

memperhatikan kondisi tanah yang basah, kering atau lembab. Ini akan

berhubungan dengan pertimbangan bahan isolasi penghantar yang

digunakan.

- Suhu lingkungan seperti suhu kamar dan suhu tinggi, penghantar yang

digunakan akan berbeda.

- Kekuatan mekanis, misalnya: pemasangan penghantar di jalan raya berbeda

dengan di dalam ruangan atau tempat tinggal. Penghantar yang terkena


71 | P a g e

beban mekanis, harus dipasang di dalam pipa baja atau pipa beton sebagai

pelindungnya.

4. Kemungkinan Lainnya

Kemungkinan lainnnya merupakan kemungkinan-kemungkinan yang

akan terjadi di masa yang akan datang. Seperti penambahan beban yang akan

mengacu pada kenaikan arus beban sehingga perhitungan KHA penghantar

untuk memilih luas penampang penghantar akan berbeda. Drop tegangan

maksimum yang diizinkan adalah dua persen untuk penerangan dan lima

persen untuk instalasi daya.

Tabel 2. Warna selubung luar kabel PVC

Tabel 3. Kemampuan hantar arus kabel instalasi berisolasi dan berselubung PVC

III. Tipe Umum Kabel

Penggunaan kabel pada sebuah rangkaian listrik tidak boleh

dilakukan secara sembarangan, tipe / jenis kabel yang digunakan haruslah


72 | P a g e

sesuai dengan sistem tempat akan dipasangnya kabel tersebut. Bisa

dibayangkan betapa berbahayanya ketika jenis kabel telepon (twisted pair)

digunakan untuk melakukan transmisisi SUTT, maupun betapa tidak

efektifnya ketika kabel jenis NYY digunakan untuk melakukan panggilan

telepon. Sehingga pada dasarnya tipe kabel dibagi menjadi dua jenis yaitu

kabel untuk arus kuat (untuk menghantarkan daya besar) dan untuk arus

lemah (untuk data dan sinyal informasi).

Pemilihan jenis kabel tidak hanya berdasarkan pertimbangan besar

arusnya. namun juga : Power Loss yang diijinkan, drop voltage yang

diijinkan, dan juga batasan kuat arus. Contoh kabel untuk arus lemah antara

lain kabel telepon, kabel USB, SATA cable, dan lain lain. Pada makalah ini

akan lebih difokuskan pada sistem transmisi maupun distribusi sehingga

kabel untuk arus kuat yang akan dibahas lebih dalam. Ada 3 bagian pokok

dari sebuah kabel yang juga menjadi pertimbangan pengelompokan jenis-

jenis kabel:

Konduktor / penghantar: sebagai penghantar arus listrik

Isolator: untuk mengisolasi kawat antar kawat dan juga

kawat dengan lingkungan.

Pelindung luar: untuk memberikan perlindungan terhadap

kerusakan mekanis, pengaruh elektromagnetik luar, bahan-

bahan kimia, dan pengaruh luar lainnya yang merugikan.

Sehingga dengan meninjau perbedaan ketiga komponen utama ini, kabel

untuk arus kuat (penyaluran daya) dapat dikelompokan menjadi beberapa

jenis, antara la

a) Kabel NYA

Gambar 3.1 Kabel NYA

Kabel jenis ini cocok digunakan untuk instalasi permanen /

pengkabelan terbukan pada lokasi yang kering. Biasa digunakan

pada instalasi listrik rumah. Konstruksinya terdiri dari bagian

konduktor dan bagian isolator. Bagian konduktornya dapat berupa

kawat tembaga tunggal maupun yang kawat tembaga berkas yang

dikepang menurut aturan SPLN 41-2. Sementara bagian isolatornya

adalah PVC. Warna identifikasinya adalah kuning dengan strip

hijau, biru muda, hitam, dan merah. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis

sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel

udara) dan mudah digigit tikus. Agar aman jika menggunakan kabel

tipe ini lebih baik kabel dipasang di dalam pipa atau saluran

penutup, karena selain tidak bisa diganggu oleh hewan pengerat dan

http://3.bp.blogspot.com/-P0UNOH8_Zd8/Uc841zVuV9I/AAAAAAAABVo/GvNLgPYRVu0/s448/a.jpg


73 | P a g e

tidak terkenah air, juga apabila ada isolasi yang terkelupas (terbuka)

tidak bisa tersentuh langsung oleh manusia.

b) Kabel NYM

Pada dasarnya memiliki fungsi yang sama dengan kabel

NYA, yang membedakan adalah kabel ini memiliki inti lebih dari 1.

dan punya 3 lapis isolasi yang semuanya berbahan PVC, dan

konduktornya adalah kawat tembaga.

Gambar 3.2 Kabel NYM

Memiliki kode warna isolasi konduktor warna biru muda atau hitam

(SPLN) atau coklat (SNI). Kode warna isolasi filler adalah hitam,

dan kode warna isolasi luar adalah putih.

c) Kabel NYY

Gambar 3.3 Kabel NYY

Fungsi dari kabel jenis NYY adalah untuk instalasi indoor

maupun outdoor yang diletakan ditanah, tapi tidak didesign untuk

menahan gangguan mekanis. terdiri dari 3 bagian yaitu konduktor

(berupa kawat tembaga tunggal maupun yang dikepang), isolator

(PVC, dengan warna indikasi biru muda) lalu ada pembungkus

luarnya berbahan PVC dengan campuran anti hama dan anti api.

d) Kabel NYAF

http://1.bp.blogspot.com/-c2FG9ylGe-M/UcYwNXE3I1I/AAAAAAAABNQ/E_3EXkJsBLg/s1600/c.jpg

http://2.bp.blogspot.com/-lO77iiI6zeQ/UcYwNK_rHOI/AAAAAAAABNM/XVIp0wgkuUQ/s1600/b.jpg


74 | P a g e

Gambar 3.4 Kabel NYAF

Kabel jenis NYAF cocok digunakan untuk instalasi indoor

maupun outdoor yang permanen, switchgear, controlgear, panel,

serta pada tempat-tempat yang banyak memiliki belokan-belokan

tajam. digunakan pada lingkungan yang kering dan tidak lembab /

terkena pengaruh cuaca secara langsung. kabel ini terdiri dari dua

bagian (konduktor, kawat tembaga berkas) dan isolator (PVC).

memiliki kode warna kunging dengan srip hijau, briu muda, hitam,

kuning, dan merah.

e) Kabel NYFGby / NYRGbY / NYBY

Gambar 3.5 Konstruksi kabel NYFGbY / NYRGbY / NYBY

Kabel jenis ini berfungsi sebagai kabel general purpose pada

sistem distribusi tenaga listrik bawah tanah. Terbagi menjadi 4

bagian besar yaitu konduktor (berupa kawat tembaga berkas), isolasi

konduktor (PVC), armor (galvanized flat steel), dan pelindung luar

(PVC).

f) Kabel NYCY

http://3.bp.blogspot.com/-qs4gfnGexNQ/UcYwOP0Ms0I/AAAAAAAABNc/dBEWNsxO1Wg/s1600/d.jpg

http://3.bp.blogspot.com/-qs8oyL6R21Q/Uc82KkD5CeI/AAAAAAAABVM/mOxPkA5ARbA/s336/e.jpg


75 | P a g e

Gambar 3.6 Konstruksi kabel NYCY

Kabel ini dirancang untuk jaringan listrik dengan penghantar

konsentris dalam tanah, dalam ruangan, saluran kabel dan alam

terbuka. Kabel protodur dengan dua lapis pelindung pita CU Kabel.

Instalasi ini bisa di tempatkan di luar atau di dalam bangunan, baik

pada kondisi lembab maupun kering.

g) Kabel AAAC

Gambar 3.7 Kabel AAAC

Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon

campuran logam. Keterhantaran elektris tinggi yang berisi

magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini

biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai

suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya

lebih baik.

h) Kabel ACSR

Gambar 3.8 Kabel ACSR

Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari

aluminium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk saluran-

saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang

http://4.bp.blogspot.com/-9auFXOW5-L0/UcYwO-SNgQI/AAAAAAAABNw/aFTSszeCxaA/s1600/h.jpg

http://4.bp.blogspot.com/-uCfZB7ltRtE/Uc82JMb4HwI/AAAAAAAABVE/o7w14F7OIME/s342/ACSR.jpg


76 | P a g e

berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik

yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

IV. Kabel Pada Saluran Bawah Tanah

Ketika menggunakan kabel untuk saluran bawah tanah, muncul

masalah-masalah baru. antara lain : ancaman kerusakan mekanis (karena

kabel ditimbun tanah) dan juga permasalahan suhu kabel. Sehingga, untuk

kabel biasa saja tidak akan bisa menahan lingkungan bwah tanah, maka dari

itu, pada saluran bawah tanah diperlukan hal-hal pendukung ekstra berikut:

1). Sarung kabel (serving)

2). Perisai (armour)

3). Bantalan (bedding)

4). Bahan pengisi (filler)

Jenis Kabel Bawah Tanah dapat digolongkan berdasarkan hal-hal berikut:

Menurut jumlah dan susunan hantarannya, kabel bawah tanah meliputi :

- Kabel hantaran tunggal (single – core cable)

- Kabel tiga hantaran (three – core cable)

- Kabel sektoral (sector cable)

- Kabel dengan netral konsentris

Jenis kabel yang sering di gunakan pada sistem saluran distribusi yaitu pada

tegangan kerja 6 kV sampai 30 kV dan saluran sub transmisi pada tegangan

kerja 30 kV sampai 220 kV adalah :

1. Kabel ikat (balted cable)

Kabel ikat adalah kabel yang

mempunyai lapisan kertas pengikat

(paper belt). Konstruksi dari kabel

ini dapat dilihat pada gambar

dibawah.

2. Kabel H (Hoclstadter, sercened cable)

Di dalam jenis kabel H, kertas isolasi ikat (paper insulation belt) tidak ada,

pada setiap isolasi inti dipasang suatu lapisan yang disebut screen (tabir)

yang di buat dari bahan kertas logam (metalized paper) yang berlubang –

lubang atas konduktor. Keuntungan penggunaan kabel H ini, adalah adanya

peningkatan penyebaran panas yang terjadi pada penghantar, akibatnya

akan menaikkan kemampuan membawa arus. Kabel jenis H, biasanya

digunakan pada tegangan kerja dari 10 kv sampai 60 kv.


77 | P a g e

Kabel isolasi sintetis

Kabel isolasi sintetis (isolasi padat) adalah seperti kabel XLPE (Cross

linked poly ethylene) dan kabel EPR (Ethylene proplene rubber). Didalam

kabel isolasi sintentis (padat) ini, setiap lapisan diberi lapisan semi

konduktor, kemudian di beri isolasi lalu dipasang semi konduktor dan

setelah itu di pasang selubung pelindung (Sheath), yang kadang –kadang

Sheath ini terbuat dari tembaga (wire copper) Pada kabel inti tunggal,

sheath berfungsi sebagai kawat netral, hal ini dapat dilihat pada gambar

dibawah.

Sedangkan untuk kabel berinti tiga, dimana tiga buah intinya yang di beri

pelindung (pita tembaga) di pasang bersama, lalu di beri bahan pengisi yang

biasanya terdiri dari bahan sintetis, sering juga di pasang perisai (armour),

jika diperlukan.

3. Kabel isolasi minyak (oil filled cable)

Kabel isolasi minyak (oil filled cable) adalah suatu kabel yang isolasinya

menggunakan minyak. Kabel isolasi minyak ini mempunyai beberapa

macam bentuk antara lain adalah :

1). Kabel minyak berbentuk bulat : dimana letak saluran minyak terdapat

pada pusat konduktor

2). Kabel minyak datar (flat oil filled cable) dimana tiga kabel dengan

selubung timbul di letakkan dengan membuat susunan dan ruang di antara

intinya dipergunakan sebagai saluran minyak


78 | P a g e

3). Kabel minyak dengan tahanan di dalam pipa : dimana tiga buah inti

kabel yang telah di beri lapisan tabir (screen), di letakkan di dalam pipa

berisi minyak.

Cara bekerjanya minyak sebagai isolasi adalah jika pada penghantar /

konduktor, temperaturnya naik maka minyak akan mencair, ini akan

mengalir kedalam lubang minyak dan bila temperaturnya turun minyak

kembali akan membeku di dalam kabel dengan demikian tidak terjadi

gelembung udara, sehingga dapat mencegah timbulnya kerusakan kabel.

4. Kabel SL (Separated Lead) dan SA (Separated Aluminium)

Kabel jenis S.L. dan S.A pada setiap intinya di isolasi dengan kertas,

kemudian di pasang selubung timbal untuk kabel S.L. dan selubung

aluminium untuk kabel S.A. Kabel jenis ini terdiri dari 3 buah inti kabel,

yang mana ketiga inti ini terdiri dari tiga buah inti kabel inti tunggal, lalu

inti tersebut di pasang bersama – sama di lengkapi dengan bahan pengisi

(piller), bantalan (bedding).

5. Kabel H.S.L

Kabel H.S.L. adalah merupakan gabungan antara kabel H dan S.L dimana

setiap penghantar (konduktor di isolasi dengan kertas, lalu di lapisi dengan

kertas logam atau semi konduktor kemudian di beri selubung timbal lalu

ketiga intinya di pasang bersama – sama dan di lengkapi dengan

perlengkapan kabel.

V. Kabel Pada Saluran Bawah Laut

Transmisi melewati laut bertujuan untuk transmisi jarak jauh,

misalnya untuk antar pulau. Pada prinsipnya sama seperti kabel bawah

tanah, keduanya memiliki tujuan agar tidak perlu repot-repot membangung

tiang listrik, hanya saja alasanya bila di darat adalah tiang listrik merusak


79 | P a g e

estetika sementara pada laut, membangun tiang listrik antar pulau akan

sangatlah susah dan memakan banyak biaya. Namun dengan

membentangkan kabel transmisi dari pulau satu ke pulau yang lain, kabel ini

mengalami masalah-masalah serius seperti tekanan air, kadar garam yang

tinggi pada laut, parasit, dan juga ancaman tertimpa jangkar kapal. Maka

dari itu sekali lagi, tipe-tipe kabel umum yang sudah dijelaskan tidak akan

bisa bekerja dengan optimal pada bawah laut, perlu ada penambahan

proteksi-proteksi terhadap kabel bawah laut.

Dari gambar diatas dapat dilihat konstruksi dalam dari sebuah

kabel bawah laut. Pada dasarnya terbagi menjadi 5 bagian, yaitu konduktor,

isolator, armor, serving (bungkus luar) dan juga fiber optic (opsional).

konduktor bermanfaat sebagai penghantar arusnya, sementara isolator

menjaga agar semua bagian yang berarus dan bertegangan tetap terpisah

agar tidak terjadi hubung singkat. Armor berfungsi sebagai proteksi

konduktor dan isolator bilamana ada gangguan mekanis dari luar. Serving

bermanfaat untuk membungkus keseluruhan kabel, membantu kabel tetap

kedap air. Terakhir ada fiber optic, berfungsi sebagai pengiriman sinyal

komunikasi.

VI. Kabel Pada Saluran Udara

Lain halnya dengan saluran bawah tanah maupun laut, pada

saluran udara tantangan mekanisnya tidak seekstrim pada bawah laut dan

bawah tanah, sehingga jarang sekali digunakan kabel-kabel kusus. Bahkan

pada transmisi jarak jauh sering kali hanya digunakan kawat berkas

telanjang biasa. Kawat dibikin berkas agar mengurangi efek dari skin effect,

sehingga dengan demikian jumlah arus yang bisa dihantarkan bisa lebih

banyak.


80 | P a g e

BAB V

REL & PENTANAHAN

Oleh :

17-20 REG

Duli Asih Siregar

Nagib Muhammad

Dhani Teja Kusuma

M. Aulia Akbar M

40-43 REG

Rachmat Romario Akbara

Yohan Binsar H.G.

Fajar Tri Wardana

Aiman Setiawan

16-19 PAR

Octa Puara Aryani

Charles

Dani Irezza Febrianto

Desca Fazrani


81 | P a g e

REL(BUS BAR)

Dalam distribusi tenaga listrik, busbar (juga dieja ‘bus bar’, atau kadang-kadang

‘bus bar’ atau ‘busbar’, dengan bus adalah istilah dari omnibus Latin, "untuk semua")

adalah strip logam atau bar (biasanya tembaga, kuningan atau aluminium) yang

menghantarkan listrik dalam switchboard, papan distribusi, gardu, bank baterai, atau

peralatan listrik lainnya. Tujuan utamanya adalah untuk menghantarkan arus listrik

besar, dan tidak berfungsi sebagai anggota struktural. Busbar/rel merupakan titik

pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara TT, Saluran

Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga

listrik/daya listrik. Komposisi bahan dan ukuran penampang busbar menentukan jumlah

maksimum arus yang dapat dihantarkan dengan aman. Busbar dapat memiliki luas

penampang paling sedikit 10 mm2, tapi gardu listrik dapat juga menggunakan tabung

logam berdiameter 50 mm (luas penampangnya 20 cm2) atau lebih sebagai busbar.

Smelter aluminium akan memiliki busbar sangat besar digunakan untuk membawa

puluhan ribu ampere ke sel elektrokimia yang menghasilkan aluminium dari garam

cair.

Desain dan Penempatan

Busbar biasanya berbentuk strip datar atau tabung hampa, karena bentuk-bentuk

ini memungkinkan panas dapat dibuang dengan lebih efisien karena rasio luas

permukaan yang tinggi dibandingkan luas penampang. Skin effect membuat arus 50-60

Hz AC busbar yang ketebalannya lebih dari sekitar 8 mm (5/16 inchi) menjadi tidak

efisien, sehingga bentuk berongga atau bentuk flat lazim digunakan saat ini. Bagian

berongga juga memiliki kekakuan yang lebih tinggi dari batang padat untuk kapasitas

pembawa arus yang sama, yang memungkinkan rentang yang lebih besar antara busbar

di switchyards luar ruangan.

Sebuah busbar harus cukup kaku untuk menopang beratnya sendiri, dan

kekuatan yang dialami akibat getaran mekanis dan mungkin gempa bumi, serta

akumulasi berat dari air hujan untuk busbar yang terdapat di luar ruangan. Selain itu,

pengaruh termal dari perubahan suhu yang disebabkan oleh pemanasan ohmik dan

variasi suhu ambien (siang dan malam), dan gaya magnet yang disebabkan oleh arus

besar harus dipertimbangkan.

Busbar biasanya mengandung switchgear, papan panel, atau busway enclosures.

Papan distribusi membagi pasokan listrik ke sirkuit terpisah di satu lokasi. Busway,

atau saluran bus, adalah busbar panjang dengan dilengkapi selubung pelindung.

Daripada bercabang dari pasokan utama di satu lokasi, hal ini memungkinkan jaringan

baru bercabang di mana saja sepanjang rute busway.

Sebuah busbar yang baik dapat didukung pada isolator, atau isolasi yang lain

mungkin benar-benar mengelilinginya. Busbar dilindungi dari kontak tidak disengaja

baik dengan logam yang dibumikan enclosure atau dengan elevasi di luar jangkauan

normal. Daya listrik busbar netral juga dapat terisolasi. Pembumian (grounding safety)

busbar biasanya telanjang dan dihubingkan langsung ke setiap chassis metal dari case

mereka. Busbar dapat tertutup dalam case dari logam, dalam bentuk saluran bus atau

busway, bus-bus terpisah menurut fasenya.

Busbar dapat terhubung satu sama lain dan untuk peralatan listrik dengan dilas

atau dijepit. Seringkali, sendi antara bagian bus arus tinggi permukaannya dilapisi perak

untuk mengurangi resistansi kontak. Pada tegangan ekstra tinggi (lebih dari 300 kV)

pada bus di luar ruangan, corona discharge sekitar koneksi akan menjadi sumber


82 | P a g e

gangguan frekuensi radio dan kehilangan daya, sehingga alat kelengkapan koneksi yang

istimewa dirancang untuk digunakan pada tegangan

Sistem rel terdiri dari beberapa skema yang berbeda, namun pemilihan rel

didasarkan pada kebutuhan sistem yang ingin dihubungkan pada rel misalnya dari

sistem tegangan, posisi substasi pada sistem tenaga listrik, fleksibilitas dan biaya yang

harus dikeluarkan (cost). Beberapa kriteria utama yang dibutuhkan dalam pemilihan

sistem rel antara lain:

1. Sistem sederhana

2. Kemudahan perawatan dan pemeliharaan bus yang dihubungkan untuk peralatan

listrik yang berbeda-beda.

3. Meminimalkan terjadinya pemutusan aliran tenaga listrik (outage) pada saat

perawatan.

4. Sistem fleksibel dan dapat ditambah apabila terdapat penambahan koneksi di masa

yang akan datang

5. Mengoptimasi pemilihan skema rel yang sesuai dengan sistem dari segi efisiensi

dan keuntungan yang diperoleh

Konfigurasi sistem rel (busbar)

Beberapa skema sistem rel yang umum digunakan pada sistem tenaga listrik

beserta dengan kelebihan dan kekurangan masing-masing sistem, antara lain:

a. Sistem rel tunggal

Skema sistem rel tunggal ialah dimana hubungan penyulang dan transformator

atau peralatan listrik lainnya dihubungkan ke satu rel. Sistem ini merupakan sistem rel

yang paling sederhana, murah dan mudah dipoperasikan. Namun sistem ini memiliki

beberapa kelemahan dimana kurang fleksibel apabila terjadi kerusakan pada rel

sehingga memungkinkan terjadinya pemadaman pada substasi yang terhubung. Rel

tunggal cocok digunakan hanya pada sistem pemabngkit yang tidak begitu penting

peranannya dalam sistem. Sistem ini umumnya digunakan pada switchboard 11kV.

Keuntungan :

a. Ekonomis (biaya murah).

b. Sederhana (sistem ini tidak rumit).

Kekurangan :

a. Keandalan kurang, karena hanya terdapat satu jalurutama untuk menyuplai gardu

distribusi, sehinggaapabila jalur mengalami gangguan, maka seluruh garduakan ikut

padam.

b. Sulit untuk melakukan maintenance.

c. Jika ingin memodifikasi busbar, gardu induk secarakeseluruhan harus padam.

d. Hanya dapat digunakan di tempat dimana beban dapatdiputus.

e. Mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling ujungkurang baik, hal ini

dikarenakan jatuh teganganterbesar ada pada ujung saluran.

Gambar 1. Skema sistem rel tunggal

b. Sisem rel tunggal dengan Sectionalizer

Fleksibilitas rel tunggal dapat

ditingkatkan dengan menambahkan

sectionalizer pada rel seperti Pemutus (breaker)

untuk meminimalkan terjadinya pemadaman.

Apabila terdapat lebih dari sumber yang datang

dan penyulang terdistribusi secara merata, maka


83 | P a g e

dampak terjadinya interupsi pada sistem dapat dikurangi. Apabila salah satu bagian rel

mengalami kerusakan, maka tidak akan mempengaruhi operasi sisi atau bagian rel yang

lain.

Gambar 2. Skema sistem rel tunggal dengan

PMT

Sama halnya dengan sistem rel tunggal

tanpa breaker, perawatan pemelihaaran pada

sistem ini tidak mungkin dilakukan tanpa

menyebabkan terjadinya pemutusan dengan

sistem penyulang (feeder) atau transformator

yang terhubung. Selain itu, pemasangan

isolator sebagai sectionalizer akan

menyebabkan terjadinya gangguan pada rel. Untuk itu, agar kerja bus optimal jenis

sectionalizer yang tepat ialah bus-coupler, namun membutuhkan biaya yang lebih

untuk pemasangannya.

c. Sistem rel ganda

Sistem rel ganda merupakan sistem rel dimana dua rel identik yang

dikonfigurasikan sedemikian rupa sehingga memudahkan pelepasan atau pemasangan

penyulang. Setiap peyulang dihubungkan ke rel secara paralel melalui isolator. Setiap

feeder dapat disuplai oleh kedua bus, sementara itu kedua bus dipisahkan oleh bus

coupler yang harus dijaga pada kondisi tertutup (close) pada saat pemindahan

penyulang dari salah satu bus.

Keuntungan :

a. Setiap jaringan disokong oleh 2 CB (Circuit Breaker).

b. Fleksibel untuk menentukan sambungan antara feederdengan busbar.

c. Mudah untuk melakukan maintenance CB.

d. Memiliki keandalan yang tinggi.

Kekurangan :

a. Biaya tinggi.

b. Ketika terjadi kerusakan CB, maka jaringan akankekurangan daya setengah dari

seharusnya.

Gambar 3. Skema sistem rel ganda

d. Sistem rel ganda dengan Pemutus

Sistem ini menggunakan dua rel

identik dimana keduanya dihubungkan

ke feeder secara paralel melalui

pemutus (breaker). Kedua rel

menyuplai daya listrik ke feeder, dan

feeder dapat dipindahkan dari salah

satu rel ke rel lain setiap waktunya.

Siste ini tidak membutuhkan bus

coupler karena pengoperasiannya

dikendalikan oleh breaker.


84 | P a g e

Gambar 4. Skema sistem rel ganda dengan PMT

e. Sistem rel satu setengah dengan PMT

Sistem ini bertujuan untuk meinimalkan jumlah breaker yang digunakan pada sistem

rel ganda. Feeder dihubungkan dengan rel menggunakan sebuah breaker sementara dua

feeder dihubungkan dengan sebuah spare breaker seperti yang terlihat pada gambar.

Proteksi sistem ini cukup rumit dan apabila terdapat kerusakan pada salah satu rel, arus

gangguan tidak akan mempengaruhi feeder pada sistem karena semua feeder akan

disuplai oleh rel yang tidak bermasalah. Kekurangan sistem ini ialah lebih mahal karena

membutuhkan breaker untuk menghubungkan dua buah feeder. Sistem ini banyak

digunakan pada gardu induk pembangkit yan besar karena lebih efektif dalam

pengoperasiannya.

Gambar 5. Skema sistem rel satu setengah

Keuntungan :

a. Operasi paling fleksibel.

b. Memiliki keandalan yang tinggi.

c. Mudah untuk melakukan maintenance busbar.

d. Kegagalan pada bus tidak mengakibatkan putusnyajaringan, karena masih ada suplai

dari busbar yangsatunya.

Kekurangan :

a. Setiap jaringan disokong 3 sampai 2 busbar.

b. CB yang berada ditengah menyokong 2 buah jaringan.

f. Main and transfer bus system

Pada sistem ini, setiap feeder dihubungkan dengan rel utama melalui breaker

dan dengan rel cadangan menggunakan isolator bypass. Sementara itu kedua rel

dihubungkan menggunakan bus coupler. Sistem ini mencegah terjaidnya pemadaman

apabila terdapat gangguan pada rel utama, maka feeder akan disuplai daya oleh rel


85 | P a g e

cadangan. Perawatan breaker pada kedua bus juga dapat dilakukan tanpa menyebabkan

gangguan pada sistem.

Gambar 6. Skema sistem rel utama dan Transfer

g. Sistem rel cincin

Pada sistem ini, semua rel yang ada tersambung satu sama lain membentuk

konfigurasi cincin atau loop. Sistem rel ini menyediakan dua suplai secara langsung ke

setiap rangkaian feeder dengan cara membuka salah satu breaker. Namun, konfigurasi

ini memiliki beberapa kelemahan yaitu sulit untuk diperluas apabila ingin

menambahkan feeder. Selain itu, kendahalan sistem menjadi sangat buruk apabila salah

satu circuit breaker pada loop sistem dalam keadaan terbuka pada saat perawatan atau

disebabkan alasan lain.

Gambar 7. Skema sistem rel cincin

SISTEM PENTANAHAN

Sistem pentanahan (grounding system) merupakan sistem rangkaian atau

jaringan dari kutub pentanahan atau atau elektroda yang berfungsi untuk enyalurkan

arus lebih ke bumi agar perangkat atau peralatan yang terhubung ke sumber listrik

terhindar dari pengaruh akibat surja petir atau gangguan lain dalam rangkaian listrik.

Menurut IEEE Std 142TM

– 2007 , tujuan sistem pentanahan antara lain:

1. Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan

yang diperbolehkan.

2. Menyediakan jalur bagian aliran arus yang dapat memberikan deterksi

terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki antara konduktor sistem dan

bumi. Deteksi tersebut akan mengakibatkan beroperasinya peralatan

otomatis yang berfungsi untuk mmutus suplai tegangan ke beban.


86 | P a g e

Karakteristik tanah sangat berkatian erat dengan perencanaan sistem pentanahan

yang akan digunakan. Sistem pentanahan yang baik membutuhkan tahanan pentanahan

yang kecil dan elektroda pentanahan yang sesuai. Tahanan jenis tanah adalah tahanan

listrik dari tahanan pentanahan yang berbentu kubus dengan volume 1 m3. Tahanan

jenis tanah juga dinyatakan dalam ohm/m sebagai representasi tahanan diantara dua

permukaan berlawanan dari suatu volume 1 m3.

Pentahanan yang diberikan berbeda-beda tergantung pada jenis peralatan yang

ingin ditanahkan. Berikut beberapa jenis pentanahan pada sistem tenaga listrik:

a. Pentahanan Generator

Ketika gangguan tanah terjadi di dalam generator, sistem proteksi harus mampu

mendeteksi dan mematika generator. Untuk gangguan tanah internal generator-

generator harus dimatikan sesegera mungkin. Namun untuk agngguan tanah eksternal

seperti gangguan pada feeder, penundaa waktu shut down baidanya dilakukan untuk

memungkinkan isolasi yang selektif terhadap rangkaian listrik yang rusak. Seiring

dengan penundaan waktu shut down, alarm akan memberikan perinatan dini bagi

operatir untuk mengambil tindakan yang diperlukan untuk meminimalkan kerusakan

generator akibat aliran arus gangguan yang berkepanjangan.

Metoed pentanahan terdiri dari beberapa jenis yang umum digunakan dalam

sistem tenaga listrik. Pentanahan generator dapat dilakukan den gan menggunakan

metode-metode seperti, antara lain:

Low Resistance Grounding ( LRG)

Konduktor netral generator dihubungkan ke tanah melalui resistor yang

berfungsi untuk membatasi arus gangguan tanah yang besarnya mencapai 200 –

600 A. Arus gangguan ini relatif sangat besar dan dapat merusak stator

generator, tetapi pada saat yang sama memiliki kemungkinan untuk

menghasilkan arus yang sensitive dan selektif untuk mengoperasikan sistem

proteksi.

Metode ini jarang digunakan pada generator berkapasitas besar karena

berisiko menyebabkan kerusakan pada stator. Metode ini juga tidak digunakan

pada generator paralel. Namun, secara umum banyak digunakan pada sistem

berkapasitas rendah dan menengah.

High Resistance Grounding

Pada metode ini, hambatan yang besar dihubungkan antara titik netral

generator dan tanah. Terkadang resistor kecil dihubungkan pada lilitan sekunder

dari trafo satu fasa (trafo distribusi atau trafo netral pentanahan). Metode ini

berfungi untuk membatasi arus gangguan sebesar 5 -10 A, sehingga tidak akan

membahayakan atau menyebabkan kerusaka pada generator.

Metodeperlindungangangguantanah generator meliputi:

a. Rele Diferensial (Device 87 )

b. Rele Diferensial Pentanahan (Device 87GN)

c. Rele Ground time-overcurrent (Device 51G)

d. Rele Instantaneous ground overcurrent (Device 50G)

e. Trafo Wye – broken – delta, Rele ground overvoltage(Device 59G)

f. Rele Tegangan lebih urutan nol (Device 59GN)

Penerapan fungsi proteksi ini membutuhkan penilaian subjektif. Generator

berkapasitas besar umumnya dilengkapi dengan semua rele proteksi, sementara

beberapa rele kemungkinan tidak terdapat pada generator dengan kapasitas yang lebih

rendah sebagai akibat dari tingginya cost yang dikeluarakan.

b. Sistem Pentanahan Saluran Transmisi


87 | P a g e

Sistem proteksi dan pentanahan saluran transmisi memiliki cirri-ciri sebagai

berikut:

Menggunakan kawat tanah (overhead groundwire) sebagai proteksi saluran

transmisi.

Prinsip pemakaian kawat tanah ini ialah bahwa kawat tanah menjadi sasaran

sambaran petir sehingga melindungi kawat fasa dengan daerah atau zona

tertentu

Overhead groundwire yang digunakan untuk melindungi saluran transmisi

diletakkan pada ujung teratas sauran dan terbentang sejajar dengan kawat

fasa.

Groundwire dapat ditanahkan secara langsung atau secara tidak langsung

dengan menggunakan sela yang pendek.

Kawat petir (groundwire) merupakan konduktor telanjang yang ditempatkan

pada bagian paling tinggi menara transmisi (overhead) atau di atas kawat fasa yang

mengalirkan energi listrik. Fungsi utama dari kawat petir berfungsi untuk mencegah

sambaran petir mengenai kawat fasa di bawahnya. Daerah yang dilindungi oleh sebuah

kawat petir (groundwire) dijelaskan melalui gambar berikut:

Gambar 8. Daerah proteksi sebuah groundwire pada sebuah menara overhad

Apabila groundwire diletakkan setinggi h meter dari tanah, maka titik b dapat

ditentukan sebesar 2/3 h, sedangkan zona proteksi groundwire terletak pada daerah

yang diarsir. Berdasarkan gambar tersebut maka lebar bx dapat ditentukan berdasarkan

2 kondisi:

- Untuk hx>2/3h, maka

- Untuk hx<2/3h, maka

Saat pada overhead digunakan dua buah groundwire pada ketinggian h dan jarak s,

maka akan dihasilkan daerah proteksi sebagai berikut:


88 | P a g e

Gambar 9. Daerah proteksi oleh dua buah groundwire pada menara overhead

Apabila ho menyatakan tinggi titik dari tanah terhadap titik tengah antara kedua kawat,

maka nilai ho dapat ditentukan melalui persamaan:

Pada akhirnya

penggunaan groundwire pada overhead hanya memperkecil kemungkinan sambaran

petir pada saluran transmisi. Saat terjadi sambaran petir pada overhead, maka sebagian

besar arus akan dialirkan melalui kawat pentanahan pada menara tersebut, sementara

sebagian kecil akan mengalir melalui groundwire dan akhirnya menuju tanah melalui

pentanahan pada menara transmisi berikutnya.

Selain kawat petir, proteksi lain yang digunakan pada saluran transmisi yaitu

lightning arrester yang juga berfungsi sebagai isolator untuk mencegah terjadinya

gangguan antara fasa. Lightning arrester merupakan isolator yang berfungsi untuk

mengalirkan gelombang transien bertegangan tinggi seperti petir atau arus lebih

switching langsung ke tanah melalui kawat pentanahan.

Gambar10. Lightning arrester

Sama halnya dengan sistem pentanahan pada gedung atau rumah, sistem

pentanahan pada menara transmisi terdiri dari kawat pentanahan yang dihubungkan

pada elektroda pentanahan yang ditanam pada dasar menara transmisi. Pentanahan yang

baik diukur dari kecepatannya dalam menghantarkan arus gangguan berlebih ke tanah.

Untuk dapat mengalirkan arus gangguan dengan cepat, maka sistem pentanahan harus

memiliki resistansi yang sangat kecil. Resistansi pentanahan itu sendiri akan ditentukan

dari resistansi konduktor atau tahanan pentanahan, kedalaman tahanan dan kondisi

tanah.

Tahanan pentanahan merupakan elektroda yang dihubungkan dengan kawat

pentanahan dan ditanam di dalam tanah. Berdasarkan bentuknya, tahanan pentanahan

dibedakan menjadi beberapa tipe: bulat, batang, pita dan pelat. Penggunaan elektroda

tersebut disesuaikan dengan struktur tanah, misalnya tipe batang digunakan pada tanah

yang cenderung keras dan kering. Bentuk daripada elektroda juga akan mempengaruhi

resistansi daripada tahanan tersebut. Untuk memperkecil resistansi daripada sistem

pentanahan, maka dapat digunakan beberapa elektroda yang diparalelkan satu sama

lain, atau dapat dilakukan dengan memperdalam posisi elektroda yang ditanaa.


89 | P a g e

Terjadinya korosi pada elektroda sebaliknya akan menyebabkan bertambahnya

resistansi.

Gambar 11. Pentanahan groundwire

Gambar12. Elektroda bentuk pita dan batang pada sistem pentanahan

Kondisi tanah juga menentukan besar resistansi sistem pentahanan. Faktor-

faktor tersebut antara lain: jenis tanah, lapisan tanah, kelembaban dan temperatur.

Umumnya tanah yang lebih basa memiliki resistansi yang lebih besar dibanding dengan

tanah yang kering dan berbatu. Terdapatnya ion-ion yang bersifat asam di dalam tanah

juga memperkecil resistansi tanah karena fungsinya sebagai penghantar (konduktor).

c. Sistem Pentanahan pada Transformator

Salah satu metode pentanahan trafo daya ialah dengan menggunakanNGR.

NGR merupakan sebuah tahanan yang dipasang seri denganneutral sekunder pada

transformator sebelum dihubungkan ke ground/tanah. Tujuan pemasangan NGR ialah

untuk menontrol besarnya arus gangguan yang mengalir dari sisi neutral ke tanah. Hal

ini terkait dengan pola pengamanan trafo daya di sisi sekunder (sistem distribusi).

Neutral Groudning Resistance atau resistansi penanahan trafo merupakan tahanan

yang dipasang pada titik netral trafo yang dihubungkan melalui konfigurasi Y

(wye/star). NGR biasanya dipasang pada titik netral trafo 70kV atau 20kV, sedangkan

pada titik neutral trafo 150kV dan 500kV ditanahkan langsung (solid).


90 | P a g e

NILAI NGR

Tegangan 70kV: 40 Ohm

Tegangan 20 kV: 12 Ohm,40 Ohm, 200Ohm, dan 500 Ohm

Terdapat dua jenis NGR yang umum digunakan, yaitu tipe liquid dan solid. Tipe

liquid merupakan tahanan pentahanan menggunakan larutan air murni yang

ditampung dalam bejana dan ditambahkan garam (NaCl) untuk mendapatkan nilai

resistansi yang diinginkan. Sementara itu tipe solid umumnya terbuat dari Stainless

Steel, FeCrAl, Cast Iron, Copper Nickel atau Nichrome yang jumlahya disesuaikan

dengan nilai tahanan yang diinginkan.


91 | P a g e

BAB VI

CT, PT, TEGANGAN LANGKAH & SENTUH

Oleh :

21-25 REG

Muhammad Rizki Putranda

Barry Muhammad Nadim

Faudyarsa Fitra Wiratama

Pradana Damara Armanda

Sang Putu Sanat Kumara

44-48 REG

Qashtalani Haramaini

Rahmat Sigalingging

Naufal Auliya

Mila Bardini

Eryawan Yudha Taruna

49-51 REG

Adi Januardi

Kenny Prasetyo

Wina Meiresta


92 | P a g e

Trafo Arus (CT)

Trafo arus merupakan trafo yang dipergunakan untuk mentransformasikan arus atau

menurunkan arus besar pada tegangan tinggi menjadi arus kecil pada tegangan rendah

untuk keperluan pengukuran dan pengamanan.. Kumparan primernya dihubungkan

secara seri dengan beban yang akan diukur atau dikendalikan. Beban inilah yang

menentukan besarnya arus yang mengalir ke trafo tersebut. Kumparan sekundernya

dibebani impedansi konstan dengan syarat tertentu. Fluks inti dan arus yang mengalir

pada rangkaian sekunder akan tergantung pada arus primer. Trafo ini disebut juga

dengan trafo seri. Secara umum trafo arus terdapat 2 jenis yaitu :

1. Tipe wound primary

Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar,

atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer

tergantung pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5

belitan. Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermal dan

dinamis arus hubung singkat.

2. Tipe bar primary

Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi

sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang

tinggi. Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada arus

pengenal yang cukup tinggi yaitu 1000A

Perbedaan kedua jenis tipe ini dapat dilihat pada gambar berikut:

Prinsip kerja sebuah trafo arus dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 5. Prinsip Kerja Trafo Arus

Trafo arus tegangan menengah bekerja berdasarkan prinsip kopling medan

magnetik. Pada saat arus bolak-balik mengalir di dalam batang penghantar

primer (primary bus bar), maka akan dibangkitkan medan magnetik disekitar

batang penghantar primer tersebut.

https://trafoinstrumen.files.wordpress.com/2014/06/diagramct.png


93 | P a g e

Medan magnetik tersebut akan memotong inti/core. Medan magnetik yang

menembus luasan tertentu dari inti/core akan membangkitkan fluk magnetik

yang mengalir diseluruh inti/core.

Fluk magnetik yang menembus kumparan sekunder akan membangkitkan

tegangan atau beda potensial dikedua ujung kumparan. Apabila pada sisi

kumparan sekunder diberi beban sehingga tercipta rangkaian tertutup/ close

loop, maka akan mengalir arus sekunder pada kumparan sekunder.

Jika rugi-rugi yang muncul pada kumparan sekunder dan kumparan primer

dianggap tidak ada, maka perbandingan antara arus primer terhadap arus sekunder akan

sama dengan perbandingan antara jumlah kumparan sekunder dibagi dengan jumlah

kumparan primer. Sehingga rumus ketika trafo arus di hubung singkat adalah :

Dimana:

Ip : Arus Primer

Is : Arus Sekunder.

Ns : jumlah kumparan Sekunder

Np : jumlah kumparan primer.

Perbandingan dari Arus Primer terhadap arus sekunder disebut juga Rated ratio.

Dari persamaan diatas, maka besarnya arus sekunder Is yang akan mengalir

disisi sekunder adalah jumlah kumparan Primer Np dibagi jumlah kumparan sekunder

Ns dikalikan dengan arus yang mengalir disisi primer Ip atau dalam bentuk formulasi

menjadi:

Pada kenyataannya, tidak semua arus primer akan terduplikasi disisi kumparan

sekunder. Akan dibutuhkan suatu arus eksitasi Ie agar proses reproduksi arus sekunder

dapat terjadi. Dengan demikian, apabila arus eksitasi kita masukan dalam formulasi,

besarnya arus sekunder menjadi:

https://trafoinstrumen.files.wordpress.com/2014/06/arusideal.png

https://trafoinstrumen.files.wordpress.com/2014/06/arussekunder.png

https://trafoinstrumen.files.wordpress.com/2014/06/aruseksitasi.png


94 | P a g e

Karena Arus eksitasi tidak dapat diabaikan, maka proses reproduksi arus

sekunder akan mengalami kesalahan dan biasa disebut sebagai kesalahan transformasi (

transformation error). Selain daripada itu, akan terjadi juga pergeseran fasa. Kesalahan

pada fasa biasa disebut sebagai pergeseran fasa.

Ketika dibawa dalam parameter tegangan maka persamaan dari rangkaian

trafo menjadi :

Pada saat Trafo arus tanpa beban :

Dimana,

Sehingga dapat digambarkan rangkaian ekivalen trafo sperti gambar berikut :

Gambar 6. Rangkaian Equivalen Trafo arus

Dimana

B : kerapatan fluksi (tesla)

A : luas penampang (m²)

f : frekuensi (Hz)

N1 : jumlah lilitan primer

N2 : jumlah lilitan sekunder

I1 : arus primer

I2 : arus sekunder

E1 : tegangan sisi primer

E2 : tegangan sisi sekunder

a : rasio trafo

Zb : impedansi/tahanan beban trafo arus

Zkawat: impedansi/tahanan kawat dari terminasi CT ke instrument


95 | P a g e

Zinst : impedansi/tahanan internal instrumen, misalnya relai proteksi atau peralatan

meter.

Disisi lain perlu diingan bahwa transformator mempunyai sisi sekunder yang menjadi

parameter untuk dianalisis sehingga sisi tegangan Induksi pada sisi sekunder adalah

dan Tegangan jepit rangkaian sekunder adalah

Sehingga ketika dapat digambarkan diagram fasor pada transformator arus yaitu :

Gambar 7. Diagram fasor Transformator arus

Trafo Tegangan (PT)

Trafo tegangan dalam sistem tiga fasa mengukur tegangan antara dua

konduktor atau tegangan antara satu konduktor dengan tanah. Menurut standar, trafo

tegangan mensuplai tegangan 100 V, atau juga 100 V/ 3 pada sisi sekunder dalam

kondisi operasi teraan (rating operation). Rasio transformasi teraan KN = U1N / U2N

diberikan dalam bentuk fraksi (misalnya 200000 V / 100 V), seperti pada trafo arus.

Trafo tegangan didesain untuk pemakaian pada beban resistansi tinggi karena itu tidak

pernah dihubung singkat pada sisi sekundernya. Tidak seperti pada trafo arus, sisi

sekunder trafo tegangan dapat diproteksi dengan fuse.

Trafo tegangan terdiri dari dua type berdasarkan konstruksinya yaitu

magnetik dan kapasitor yang masing-masingnya punya karakteristik yang berbeda.

Magnetik PT dibedakan dari trafo daya dalam pendinginan dan ukuran konduktor,

outputnya ditetapkan dengan ketepatan peralatan yang lebih baik dari pada dengan limit

pengoperasian temprature. Sejak isolasi peralatan disamakan untuk power trafo harga

magnetik PT untuk circuit 100 KV menjadi dilarang. Sekarang dalam prakteknya untuk

menurunkan VL , tegangan kapasitansi dibagi sebelum digunakan untuk trafo tegangan

. Rating tegangan bagan primer PT bisa demikian setelah diturunkan menjadi 110 VL .

Kapasitor PT biasanya dipilih untuk stasiun indoor untuk menghindari bahaya api.

Berikut gambar rangkaian magnetik dan kapasitor PT:

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=E2=I2.(Z2@plus;Zb)......volt

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=inline Zb=Zkawat@plus;ZInst


96 | P a g e

Berdasarkan Pemasanganya dibagi menjadi dua yaitu:

a. Trafo Pemasangan dalam (indoor) yaitu trafo yang pemasanganya di dalam ruangan.

b. Trafo Pemasangan luar (outdoor) yaitu trafo yang pemasanganya di luar ruangan.

Fungsi VT

• Mentransformasikan tegangan tinggi ke rendah yang sesuai kebutuhan relai.

• Mengisolasi peralatan proteksi dari system tegangan tinggi.

• Menetukan rating tegangan untuk relai.

Prinsip Kerja

Transformator tegangan digunakan untuk merubah besar tegangan primer

menjadi tegangan sekunder yang lebih kecil sesuai dengan perbandingan lilitannya.

Dengan mengetahui N1 dan N2, membaca tegangan V2 serta menganggap

transformator ini ideal maka tegangan V1 adalah :

V1 = N1 X V2

N2

Deviasi tegangan sekunder trafo dari nilai settingnya (set value) dalam persen

disebut kesalahan tegangan (voltage errors) FU. %100. FU = U2.KN-U1X 100%

U1

U 1 = tegangan primer dalam V

U 2 = tegangan sekunder dalam V

KN = rasio transformasi teraan trafo tegangan

Rangkaian Ekuivalen

Rugi-rugi pada Transformator


97 | P a g e

Tegangan Pada Transformator ideal Pp = Ps Vp x Ip = Vs x Is Vp : Vs = Is :

Ip Is : Ip = Np : Ns Dimana: Pp = daya primer (Watt) Ps = daya sekunder (Watt) Ip =

arus primer (Ampere) Is = arus sekunder (Ampere) Np = jumlah lilitan primer Ns =

jumlah lilitan sekunder Namun pada kenyataannya tidak ada transformator yang ideal.

Hal ini karena pada transformator selalu ada rugi-rugi yang antara lain sebagai berikut:

1. Rugi-rugi tembaga yaitu rugi-rugi yang disebabkan oleh pemanasan yang timbul

akibat arus mengalir pada hambatan kawat penghantar yang terdapat pada kumparan

primer dan sekunder dari transformator. Rugi-rugi tembaga sebanding dengan

kuadrat arus yang mengalir pada kumparan.

2. Rugi-rugi arus eddy current yaitu rugirugi yang disebabkan oleh pemanasan akibat

timbulnya arus eddy (pusar) yang terdapat pada inti besi transformator. Rugi-rugi ini

terjadi karena inti besi terlalu tebal sehingga terjadi perbedaan tegangan antara

sisinya maka mengalir arus yang berputar-putar di sisi tersebut.

3. Rugi-rugi hysteresis yaitu rugi-rugi yang berkaitan dengan penyusunan kembali

medan magnetik di dalam inti besi pada setiap setengah siklus, sehingga timbul fluks

bolakbalik pada inti besi.

4. Fluks Bocor yang disebabkan adanya beberapa fluks yang tidak menembus inti besi

dan hanya melewati salah satu kumparan transformator saja. Fluks yang bocor ini

akan menghasilkan induktansi diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan

berpengaruh terhadap nilai tegangan yang disuplai dari sisi primer ke sisi sekunder

transformator

Tegangan Sentuh

Tegangan sentuh dapat didefinisikan sebagai batas tegangan yang tidak

berbahaya bagi manusia. Seperti diketahui, semua orang yang memiliki kontak dengan

jaringan bertegangan pasti mengalami beda potensial. Orang tersebut BERESIKO

kesetrum (masih BERESIKO, bukan PASTI kesetrum). Ada 2 tipe kontak dengan

jaringan bertegangan diilustrasikan dibawah iniKontak

langsung (direct contact)

1. Kontak Tidak langsung(indirect contact)

Pada gambar diatas, phase 1 mengalami insualton

fault. Beda potensial yang dialami oleh orang

tersebut adalah ; dimana tahanan tubuh manusia

jauh lebih tinggi daripada rp. UT :Tegangan

sentuh, If : faultcurrent, rp: resistansi electrode

tanah.

Berlawanan dengan kebanyakan pandangan

umum, resiko seseorang tekena setrum TIDAK

HANYA karena pengaruh beda potensial yang dialami

oleh orang tersebut, tetapi juga terpengaruh oleh

kemungkinan (likely)

arus listrik melalui orang tersebut dan lamanya

kontak dengan jaringan yang terganggu. Jika If= U/R

dan R adalah resistansi tubuh, maka arus bisa mengalir

jika variasi impedansi tubuh manusia dan jaur (path)

untuk arus mengalir didalam tubuh.

IEC 497 memberikan gambaran mengenai

resistansi tubuh manusia dan tegangan sentuh. Pada publikasi IEC tesebut memberikan


98 | P a g e

grafik pengaruh durasi aplikasi arus listrik pada tubuh manusia.

Pada area 1, tidak ada pengaruh yang dirasakan ketika arus listrik mengalir.

Pada area 2 arus listik mulai terasa, tanpa gangguan berarti. Di area 3, terasa efek

kejang tetapi masih bisa dinormalkan kembali. Di area 4, kejang yang terjadi tidak bisa

kembali normal dan resiko yang tinggi pada kematian kurva C1 merupakan batas atas

yang tidak boleh dilewati saat terjadi electric shock

Pada Tabel dibawah ini, dipaparkan batas tegangan sentuh dan durasi

maximum untuk melakukan pemutusan gangguan.


99 | P a g e

Secara skematik

tegangan sentuh dapat

digambarkan sebagai

berikut:

Dari skematik

diatas, kita bisa lihat

bahwa tegangan sentuh

ditentukan oleh

besarnya Zn. Pada system neutralunearthed, Zn akan berniali sangat besar dan If akan

kecil sehingga UT juga rendah. Pada system neutral unearthed kita tidak perlu untuk

memutus power supply pada gangguan pertama. Hal ini berbeda ketika system

grounding adalah solidly grounding. Arus yang besar dan tegangan sentuh yang terjadi

bisa tinggi, sehingga power supply harus diputus pada gangguan pertama.

Tegangan Langkah

Pada dasarnya, Tegangan langkah adalah tegangan yang timbul di antara dua kaki

orang yang sedang berdiri di atas tanah yang sedang dialiri oleh arus kesalahan ke

tanah. Hal ini sangat erat hubungannya dengan sistem pertanahan.


100 | P a g e

Sistem Pertanahan

Pentanahan (grounding) adalah suatu mekanisme dimana daya listrik

dihubungkan langsung dengan tanah (bumi). Sistem ini sengaja dibuat untuk

menghubungkan bagian peralatan yang diamankan dengan penghantar netral yang

ditanahkan atau hantaran nol. Sistem pentanahan biasanya terdapat komponen elektroda

pertanaahn untuk mencapai lapisan tanah yang besar tahanannya sekecil mungkin.

Tujuan sistem tenaga listrik ditanahkan adalah untuk mengurangi bahaya shock

pada manusia dan hewan serta memberikan suatu jalan ke tanah untuk arus gangguan,

seperti misalnya arus-arus yang diinduksikan pada sistem oleh sambaran petir. Dengan

demikian, sangatlah penting mengetahui bahwa hubungan ke tananh mempunyai

resistansi yang rendah.

Dengan adanya pembumian di sebuah gedung diharapkan bagian instalasi yang

ditanahkan aman apabila disentuh. Tidak semua pentanahan yang rendah aman bagi

manusia. Jika terjadi gangguan tanah, seperti yang sudah dijelaskan maka akan terjadi

gradien tegangan di daerah sekitaran gedung atau dalam gedung. Dengan upaya

melapisi permukaan tanah dengan batu pecah atau kerikil dapat dihindarkan terjadinya

bahaya kejut listrik.

Karakteristik tanah merupakan salah satu faktor yang mutlak diketahui karena

mempunyai kaitan erat dengan perencanaan dan sistem pembumian yang akan

digunakan. Sesuai dengan tujuan pembumian bahwa arus gangguan harus secepatnya

terdistribusi secara merata ke dalam tanah. Pada kenyataannya, resistivitas tanah

harganya bermacam-macam, tergantung pada komposisi tanahnya dan faktor-faktor

lain.

Kaitan Sistem pentanahan dan Bahaya tegangan Langkah

Sistempentanahanpadagedungdidesainuntukmempertahankannilaimaksimumteg

anganlangkah yang diizinkanuntukmanusia.

Besarnyateganganlangkahbergantungkepada:

Tahanan kaki

Tahanan tubuh manusia

Arus yang melewati tubuh manusia

Arus gangguan

Metode yang digunakan untuk mempermudah perhitungan tahanan kaki yaitu

dengan mengekivalenkan kaki ke dalam bentuk piringan logam dengan jari-jari b.

Tahanan elektroda pembumian piringan logam dirumuskan dengan:

bR

8

Rumus ini berlaku untuk piringan logam yang berada di dalam tanah. Namun,

karena kaki berada di permukaan tanah, maka rumus tahanan elektroda pembumian

piringan logam yang digunakan menjadi dua kali tahanan piringan logam yang berada

di dalam tanah tersebut, yaitu:

bR

4

.

Dari rumus tersebut, maka tahanan kaki di atas lapisan spesifik tertentu dengan

resistivitas s menjadi:


101 | P a g e

bR s

f4

Di antara kedua kaki juga terdapat tahanan mutual kaki yang ditunjukkan

dengan rumus:

)2(foot

Mfoot

dR s

dimana:

Rfoot = tahanan kaki terhadap bumi [Ω]

RMfoot = tahanan mutual antara kaki [Ω]

b = jari-jari ekivalen kaki [m]

dfoot = jarak langkah kaki [m]

Tahanan tubuh manusia berkisar di antara 500 Ω sampai 3000 Ω yang

tergantung oleh tegangan, keadaan kulit pada tempat kontak, dan jalannya arus dalam

tubuh. Kulit yang terdiri dari lapisan tanduk mempunyai tahanan yang tinggi. Namun,

terhadap tegangan tinggi tersebut, kulit yang menyentuh konduktor akan langsung

terbakar. Jadi, tahanan kulit ini tidak berarti apa-apa, melainkan tahanan tubuh tersebut

yang dapat membatasi arus.

Dari berbagai penelitian yang dilakukan, nilai tahanan tubuh manusia berbeda-

beda. Sedangkan untuk arus kejut pada tubuh manusia, Besar arus dan lamanya waktu

kejut supaya semua orang yang beratnya lebih kurang 50 kg atau 70 kg dapat bertahan

ditentukan dengan rumus berikut:

BsB StI 2

dimana:

IB = arus tubuh manusia yang diizinkan [A]

ts = lamanya kejut listrik [s]

SB = konstanta empiris, sehubungan dengan adanya dayakejut yang

dapatditahanoleh X % darisekelompokmanusia.

Sirkuit ekivalen Gangguan Tegangan Langkah

Beberapa notasi sirkuit ekivalen pada saat gangguan sebagai berikut:

IA = arus sirkuit saat gangguan [A]

RA = total tahanan efektif pada saat gangguan [Ω]

IB = arus tubuh yang diizinkan untuk manusia [Ω]

dimana: IA< IB

Untuk menentukan tahanan sirkuit gangguan RA diperlukan tahanan tubuh RB dan

tahanan kaki serta tahanan mutual kaki.

Tahanan pembumian antara dua kaki dalam keadaan seri dan dalam keadaan paralel

berturut-turut dirumuskan dengan: Mfootfootfs RRR 22

Mfootfootfp RRR 2

12

Gambar di bawah menunjukkan sirkuit ekivalen dari satu kaki ke kaki yang lain.

Tegangan Es yang melewati tubuh ini merupakan beda potensial maksimum antara dua

titik permukaan tanah yang terpisah dengan jarak (df) 1 langkah. Berdasarkan IEEE

Standar 80-1986, jarak 1 langkah ini dianggap sebesar 1 meter untuk semua orang.

Tahanan sirkuit ekivalen untuk sirkuit tegangan langkah diberikan pada rumus: MfootfootBA RRRR 2


102 | P a g e

Sirkuit Tegangan langkah

Perlu diingat kembali bahwa, Tegangan langkah adalah beda potensial di antara

dua titik, yaitu antara kedua kaki orang yang sedang melangkah pada permukaan tanah

di gardu induk yang sedang mengalami gangguan ke tanah.

Dengan menggunakan rangkaian pengganti dapat ditentukan tegangan langkah

sebagai berikut :

BfsBstep IRRE 2

dimana:

Estep = tegangan langkah [V]

RB = tahanan tubuh manusia [Ω]

R2fs = tahanan kaki seri [Ω]

IB = arus tubuh manusia yang diizinkan [A]

Berdasarkan sirkuit ekivalen di atas, arus sirkuit gangguan pada saat terjadi

tegangan langkah dapat ditentukan dengan rumus:

A

sA R

EI .


103 | P a g e

Daftar Referensi

http://scadaku.com/elektro/syarat-pemasangan-peralatan-listrik-dalam-puil/

http://sisni.bsn.go.id/index.php?/sni_main/sni/detail_sni/14390

http://www.topcable.com/en/types-of-cables/

http://dien-elcom.blogspot.com/2012/11/jenis-jenis-kabel-dan-penggunaannya.html

http://www.differencebetween.info/difference-between-cable-and-wire

http://electrical.about.com/od/wiringcircuitry/qt/wireandcabletypes.htm

http://www.nexans.com/Germany/2013/SubmPowCables_FINAL_10jun13_engl.pdf

kabelindo.co.id

http://en.wikipedia.org/wiki/Overhead_power_line#Bundled_conductors

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Cable_Conductor_Materials

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Cable_Insulation_Materials

http://electrical-engineering-portal.com/characteristics-of-xlpe-insulated-cables-with-

reference-to-the-uk-standards

Joto,R.(2014).”Analisis Efisiensi Penyaluran Kabel Laut”.Jurnal ELTEK.28,(01),13-

26

Suswanto, D.2009.Jaringan distribusi bawah tanah. Padang: Universitas Negri padang

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Elementary_switching_devices#Load-

breaking_switch

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Selection_of_a_circuit-breaker

http://ezkhelenergy.blogspot.com/2011/12/load-break-switch-lbs.html

http://electrical-engineering-portal.com/what-is-a-load-break-switch

http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/10/circuit-breaker-sakelar-pemutus.html

http://electric-mechanic.blogspot.com/2010/10/breaker_02.html

http://electronics.howstuffworks.com/circuit-breaker.htm

sigma slp : “Software for the transmission and distribution line lightning performance

computation“, Sadovic Consultant, France, www.sadovic.com

S. Sadovic, R. Joulie, S. Tartier, “Transmission Lines Lightning Performance

Improvement by the Installation of Line Surge Arresters ”, Ninth International

Symposium on High Voltage Engineering, Graz Austria 1995, paper 6731

http://scadaku.com/elektro/syarat-pemasangan-peralatan-listrik-dalam-puil/

http://sisni.bsn.go.id/index.php?/sni_main/sni/detail_sni/14390

http://www.topcable.com/en/types-of-cables/

http://dien-elcom.blogspot.com/2012/11/jenis-jenis-kabel-dan-penggunaannya.html

http://electrical.about.com/od/wiringcircuitry/qt/wireandcabletypes.htm

http://www.nexans.com/Germany/2013/SubmPowCables_FINAL_10jun13_engl.pdf

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Cable_Conductor_Materials

http://www.openelectrical.org/wiki/index.php?title=Cable_Insulation_Materials

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Elementary_switching_devices#Load-breaking_switch

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Elementary_switching_devices#Load-breaking_switch


104 | P a g e

S. Sadovic, R. Joulie, S. Tartier, E. Brocard “Use of Line Surge Arresters for the

Improvement of the Lightning Performance of 63 kV and 90 kV Shielded and

Unshielded Transmission Lines, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 12, no. 3,

July 1997, pp. 1232 - 1240

http://www.abb.com/

Manual Book ABB MasterView 850

Manual Book Siemens Surge Arrester

http://www.siemens.com/Arresterdownload/

Tobing Bonggas. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka

Utama

Harto, J., Syakur, A. 2015. Pemeliharaan Arrester GI dan GIS 150kV PT. PLN

(PERSERO) UPT Semarang.

www.elektro.undip.ac.id (diakses 19 Mei 2015 pukul 19.00)

USAF Cambridge Res. Lab., Cambridge, MA Rep. ARCRL-66-234 (II), 1994, vol. 2.

Arismunandar A, “Teknik Tenaga Listrik, jilid III Gardu Induk”, Jakarta, Pradnya

Paramita, 1979.

Hutauruk, T.S., “Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Jakarta, Erlangga, 1989.

[10] Hutauruk, T.S., “Transmisi Daya Listrik”, Erlangga, Jakarta, 1985.

IEEE Publication Lightning Arrester Part 1: Non-Linear Type Arrester for AC system,

1978. Kadir, Abdul, “Transmisi Tenaga Listrik”, UI-Press, Jakarta, 1998.

L. Tobing, Bonggas., “Peralatan Tegangan Tinggi”,Gramedia Pustaka Utama, Jakarta,

2003.

Mahmudsyah, S., ”Diktat Kuliah Teknik Tegangan Tinggi : Petir dan

Permasalahannya” ,Surabaya, ITS, 2005.

Marsudi, Djiteng., “Pembangkitan Energi Listrik”, Jakarta, Erlangga, 2005.

PT. PLN (P3B) Persero Region Jawa Timur dan Bali.

Seyedi,H., Sanaye-Pasand M., dan Dadashzadeh, M. R.

"Application of Transmission Line Surge Arresters to Reduce

Switching Overvoltages," IPST, Montreal, Canada,2005.

SPLN 121 , “Konstruksi Saluran Udara 20 kV, 150 kV dan 500 kV dengan Tiang

Beton/Baja”, PT. PLN (PERSERO), 1996.

Yanto Husodo, Budi., “Diktat Kuliah Analisa Sistem Tenaga Listrik I

:Parameter Saluran Transmisi”, Pusat Pengembangan Bahan Ajar-UMB,Jakarta.E. E.

Reber, R. L.

Michell, and C. J. Carter, “Oxygen absorption in the Earth’s atmosphere,” Aerospace

Corp., Los Angeles, CA, Tech. Rep. TR-0200 (420-46)-3, Nov. 1988.


105 | P a g e

(Handbook style) Transmission Systems for Communications, 3rd ed., Western Electric

Co., Winston-Salem, NC, 1985, pp. 44–60.

Motorola Semiconductor Data Manual, Motorola Semiconductor Products

Inc., Phoenix, AZ, 1989.

(Basic Book/Monograph Online Sources) J. K. Author. (year, month, day). Title

(edition) [Type of medium]. Volume (issue). Available: http://www.(URL)

J. Jones. (1991, May 10). Networks (2nd ed.) [Online]. Available:

http://www.atm.com

(Journal Online Sources style) K. Author. (year, month). Title. Journal [Type of

medium]. Volume(issue), paging if given. Available: http://www.(URL)

R. J. Vidmar. (1992, August). On the use of atmospheric plasmas as electromagnetic

reflectors. IEEE Trans. Plasma Sci. [Online]. 21(3). pp. 876–880.

Available: http://www.halcyon.com/pub/journals/21ps03-vidmar

Krause, Cristoph. Power Transformer Insulation – History, Technology, and Design.

2012. IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation Vol 19 No 6 pp 1941-

1947

C57.12.80-2010 - IEEE Standard Terminology for Power and Distribution

Transformers

Chapman, Stephen. 2002. Electric Machinery and Power System Fundamentals.

America : Mc Graw-Hill

http://www.electrical4u.com/electrical-power-transformer-definition-and-types-of-

transformer/ , diakses pada hari Minggu, 15 Mei 2015 pukul 10.20 WIB

http://komponenelektronika.biz/, diakses pada hari Minggu, 17 Mei 2015 pukul 11.12

WIB

http://teknikelektronika.com/, diakses pada hari Minggu, 17 Mei 2015 pukul 11.24

WIB

http://elektronika-dasar.web.id/, diakses pada hari Minggu, 17 Mei 2015 pukul 11.32

WIB

http://nhunhea.blogspot.com/2013/05/transformator-trafo_3505.html, diakses pada hari

Rabu, 20 Mei 2015 pukul 08.10 WIB

https://electricdot.wordpress.com/2011/04/04/power-tranformator-trafo-daya/, diakses

pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul 08.21 WIB

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28720/3/Chapter%20II.pdf, diakses






http://www.(url/

http://www.(url/

http://www.atm.com/

http://www.atm.com/

http://www.(url/

http://www.(url/


106 | P a g e

http://www.pln.co.id/p3bjawabali/?p=451, diakses pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul

09.13 WIB

http://hutapealodien.blogspot.com/p/gardu-induk.html, diakses pada hari Rabu, 20 Mei

2015 pukul 09.34 WIB

http://www.slideshare.net/azis14/82192446-gardudistribusi, diakses pada hari Rabu, 20

Mei 2015 pukul 09.51 WIB

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/11/klasifikasi-saluran-transmisi.html, diakses

pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul 22.36

http://alvianelektro.blogspot.com/2015/01/pengertian-sistem-tenaga-listrik.html,

diakses pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul 22.45

http://staff.ui.ac.id/system/files/users/chairul.hudaya/material/papertransmissionofelectr

icalenergy.pdf , diakses pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul 22.55

http://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2012/03/sistem-tenaga-listrik-pusat-

pembangkit.html, diakses pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul 23.01

http://insyaansori.blogspot.com/2013/12/pengertian-distribusi-tenaga-listrik.html,

diakses pada hari Rabu, 20 Mei 2015 pukul 23.02

Cheng Xian, Liao Minfu, Duan Xiongying, Zou Ji-yan “RESEARCH ON BREAKING

CAPACITY OF HYBRID CIRCUIT BREAKER BASED ON VACUUM

INTERRUPTER AND SF6 INTERRUPTER IN SERIES”, published in IEEE.

Erik Jonsson, Nina Sasaki Aanensen, Magne Runde “Current Interruption in Air for a

Medium-VoltageLoad Break Switch”, 2014. published in IEEE.

Buku Petunjuk Pemutus Tenaga PLN Cawang

Buku Petunjuk Pemisah PLN Cawang

http://www.socomec.com/load-break-switches-energy-distribution_en.html, diakses

pada hari rabu 20 Mei 2015 pukul 14.00 WIB

http://www.socomec.com/load-break-switches-photovoltaic-applications_en.html,

diakses pada hari rabu 20 Mei 2015 pukul 14.10 WIB

http://www.mikeholt.com/mojonewsarchive/EESHTML/HTML/ElectricalCircuitBreak

ers~20030621.htm, diakses pada hari rabu 20 Mei 2015 pukul 14.25 WIB

http://www.fujielectric.com/products/hv_distribution/hv_air_load_break_sw_lb.html,

diakses pada hari rabu 20 Mei 2015 pukul 14.45 WIB

Nagrath, I.J., Kothari, D.P. 1980. Modern Power System Analysis. New Delhi:

McGraw-Hill.

IEEE Std 1015TM-2006, IEEE Recommended Practice for Applying Low Voltage

Circuit Breakers Used in Industrial and Commercial Power Systems.

http://www.socomec.com/load-break-switches-energy-distribution_en.html

http://www.socomec.com/load-break-switches-photovoltaic-applications_en.html

http://www.mikeholt.com/mojonewsarchive/EESHTML/HTML/ElectricalCircuitBreakers~20030621.htm

http://www.mikeholt.com/mojonewsarchive/EESHTML/HTML/ElectricalCircuitBreakers~20030621.htm

http://www.fujielectric.com/products/hv_distribution/hv_air_load_break_sw_lb.html


107 | P a g e

Efisiyanto, Donny. Fisca Pengoperasian Dan Pemeliharaan Load Break Switch ENTEC

Pada SUTM 20KV. Universitas Diponegoro. 2014.

Putra, Adhitya Indrajaya. Pemeliharaan Pemutus Tenaga Dengan Media Gas SF6

Gardu Induk 150 KV Srondol. Universitas Diponegoro. 2014.

Distrans Paper

Documents

Transcript of Distrans Paper