TUGASPENGETAHUAN BAHAN LISTRIK

Disusun oleh : Nama : Aditya Kevin A.P. NIM: 121 041 021 Jurusan :Teknik ElektroFakultas :Teknologi IndustriINSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA2012/2013KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb.Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT karena berkat Rahmat dan Karunia-Nya yang begitu besar, kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan harapan dapat bermanfaat dalam menambah ilmu dan wawasan kita terhadap kehidupan sosial manusia terutama dalam hubungannya antara moralitas dan kesadaran hukum manusia.Sebagai manusia biasa, kami sadar bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami berharap akan adanya masukan yang membangun sehingga makalah ini dapat bermanfaat baik bagi diri sendiri maupun pengguna makalah ini.Akhirulkalam kami mengucapkan semoga Allah SWT membimbing kita semua dalam naungan kasih dan sayang-Nya.Wassalamualaikum Wr.Wb. yogyakarta, 15 November 2013

i Daftar isiHalaman judul............................................................................................................iKata Pengantar...........................................................................................................iiDaftar Isi.....................................................................................................................iiiUmum..........................................................................................................................11.1 Konduktor..............................................................................................................11.2 Jenis bahan konduktor............................................................................................21.3 Klasifikasi konduktor............................................................................................31.4 Karakteristik konduktor.........................................................................................41.5 Konduktifitas konduktor........................................................................................41.6 Kriteria mutu penghantar.......................................................................................5Bab Jaringan distribusi bawah tanah............................................................................71.1 Saluran bawah tanah (underground Lines).............................................................81.2 Saluran Kabel bawah tanah.....................................................................................81.3 Kabel tanah.............................................................................................................91.4 Klasifikasi kabel tenaga..........................................................................................101.5 Konstruksi Kabel Bawah Tanah Sebagai penghantar.............................................101.5.5.1 Bagian utama Penghantar (konduktor)..............................................................111.5.5.2 Isolasi (Insulation).............................................................................................111.5.5.3 Tabir (Screen)....................................................................................................111.5.5.4 Selubung (Sheath)..............................................................................................111.6 Bagian Pelengkap.....................................................................................................121.6.1 Bantalan (Bedding)................................................................................................121.6.2 Perisai (Armour)....................................................................................................121.6.3 Bahan pengisi (Filler)............................................................................................121.6.4 Sarung kabel (Serving)..........................................................................................121.7 Jenis Kabel bawah tanah..........................................................................................121.7.1 Kabel ikat (Belted Cable)......................................................................................131.7.2 Kabel H (Hodstadter, Screen Cable)..................................................................131.7.3 Kabel Isolasi Sintentis .......................................................................................141.7.4 Kabel Minyak .....................................................................................................151.7.5 Kabel SL dan Kabel S.A ...................................................................................161.7.6 Kabel H.S.L .......................................................................................................171.8 Jenis Isolasi Kabel Tanah ......................................................................................171.8.8.1 Isolasi kertas.....................................................................................................181.8.8.2 Isolasi Campuran dan Diresapi Minyak .........................................................181.8.8.3 Isolasi PVC .....................................................................................................191.8.8.4 Isolasi XLPE (Cross Linked Poly Ethylene) ...................................................191.9 Konstruksi Saluran Bawah Tanah .........................................................................201.9.9.1 Persilangan Kabel Bawah Tanah .....................................................................231.9.9.2 Persilangan kabel telekomunikasi dan kabel listrik (non PLN).......................231.9.9.3 Persilangan dengan rel kereta api ...................................................................241.9.9.4 Persilangan dengan jalan raya .........................................................................241.9.9.5 Persilangan dengan saluran air .......................................................................251.9.9.6 Penyambungan Kabel Bawah Tanah ...............................................................262.1 Terminating Kabel Bawah Tanah .........................................................................272.2 Pengaman Kabel Bawah Tanah ............................................................................282.3 Jenis-jenis Kabel ....................................................................................................292.4 Keuntungan pemakaian kabel bawah tanah ...........................................................312.4.1 Kerugian pemakaian kabel bawah tanah.............................................................312.5 Kesimpulan hantaran jaringan bawah tanah ..........................................................32BAB Jaringan Hantaran Udara................................................................................343.1 Pendahuluan...........................................................................................................34 Sistem Jaringan Distribusi 20 Kv................................................................................343.2 Deskripsi Sistem Tenaga Listrik ..........................................................................343.2 Sistem operasi jaringan distribusi .........................................................................363.3 Gardu Induk Pada Sistem Distribusi ...................................................................373.4 Sistem Distribusi Primer .....................................................................................383.5 Sistem Distribusi Sekunder .................................................................................383.6 Saluran Udara dan Saluran Bawah Tanah ...........................................................383.7 Saluran Udara ......................................................................................................39 3.8 Sistem Pengaman pada Sistem Jaringan Distribusi ............................................403.9 Peralatan Pemisah atau Penghubung ...................................................................403.9.1 Circuit Breaker (Pemutus Tenaga) ...................................................................413.9.2 Disconecting Switch (Saklar Pemisah) ............................................................413.9.3 Automatic Vacuum Switch (AVS) ..................................................................434.1 Peralatan Pengaman Arus Lebih ........................................................................434.1.1 Fuse Cut Out ...................................................................................................444.1.2 Rele Arus Lebih (Over Current Relay) ...........................................................444.1.3 Recloser ..........................................................................................................454.1.4 Directional Over Current Ground Relay .........................................................474.5 Peralatan Pengaman Tegangan Lebih .................................................................474.5.1 Kawat tanah (Overhead Groundwire) .............................................................484.5.2 Lightning Arrester (LA) ..................................................................................484.6 Transformator ......................................................................................................504.6.1 Transformator Daya .........................................................................................504.6.2 Transformator Distribusi ..................................................................................514.6.3 Transformator Ukur ..........................................................................................524.6.6.1 Transformator tegangan (Potential Transformer) .........................................524.6.6.2 Transformator Arus (Current Transformer) ..................................................534.7 Gangguan Sistem Distribusi .................................................................................534.7.1 Gangguan Temporer .........................................................................................544.7.2 Gangguan Permanen .........................................................................................554.8 Usaha-usaha Mengurangi Jumlah Gangguan ........................................................564.9 Tiang Penyangga Jaringan Distribusi ....................................................................574.9.9 Klasifikasi Tiang Penyangga Jaringan Distribusi ...............................................584.9.9.1 Tiang Kayu (Wood Pole) ................................................................................584.9.9.2 Tiang Baja (Steel Pole) ...................................................................................604.9.9.3 Tiang Beton .....................................................................................................625.1 Berdasarkan sifatnya .............................................................................................635.2 Berdasarkan konstruksinya ...................................................................................635.3 Berdasarkan fungsinya ..........................................................................................655.4 Analisis Jaringan Andongan Distribusi ................................................................675.4 Pengertian Andongan Jaringan ............................................................................675.4.1 Metode Pengukuran & Pengecekan Andongan Jaringan .................................675.4.2 Metode Penglihatan (Sigth). ...........................................................................675.4.3 Metode Papan Bidik ........................................................................................685.4.4 Metode Dynamometer .....................................................................................695.5.5 Metode Panjang Gawang (Span) ......................................................................705.5.6 Metode Gelombang Balik atau Metode Pulsa ..................................................705.7 Andongan dan Panjang Gawang .........................................................................715.8 Perhitungan Andongan Simetris .........................................................................725.8.1 Tegangan tarik maksimum kawat penghantar .................................................735.8.2 Beban Pada Kawat Penghantar .......................................................................735.8.3 Tekanan angin pada kawat penghantar ..........................................................745.9 Isolator Pendukung Hantaran Udara........................... .......................................756.1 Kontruksi Isolator Jaringan Hantaran Udara.............. .......................................766.1.1 Isolator pin .....................................................................................................776.1.2 Isolator post ...................................................................................................776.1.3 Isolator pin post ..................................................................................786.2 Bahan Dielektrik Isolator Hantaran Udara ..................................................786.2.2Bahan porselin (keramik) .......................................................................786.2.3 Bahan gelas .........................................................................................796.3 Karakteristik Elektrik .............................................................................80 6.4 Karakteristik Mekanik ..............................................................................816.5 Konduktor ..........................................................................................................836.6 Keuntungan atau kelebihan saluran udara .........................................................866.6.1 Kerugian saluran udara....................................................................................866.7 Kesimpulan hantaran saluran udara ...................................................................86BAB Hantaran Bawah Laut .................................................................................887.1 Hantaran distribusi jaringan bawah laut ............................................................887.1 Pedahuluan ........................................................................................................887.2 Teori Fiber Optik ....................................................................................887.3 Struktur Fiber Optik ................................................................................897.3.1 Bagian yang paling utama dinamakan inti (core) ...................................897.3.2 Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding ) ..............897.3.3 Bagian ketiga dinamakan jacket (coating) ..............................................897.4 Jenis-jenis Fiber Optik ........................................................................897.4.1 Multi mode step indeks ........................................................................897.4.2 Step indeks Single mode fibre ...............................................................917.4.3 Grade Indeks multi mode Fiber .............................................................917.5 Karakteristik Transmisi fiber optik ........................................................937.5.1 Redaman (attenuation) .........................................................................937.5.2 Distorsi ..............................................................................................937.6 Komponen komponen fiber optik ............................................................937.7 Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) .....................................................967.7.1 Secara garis besar konfigurasi SKKL dibagi dua perangkat ......................967.7.2 Sonar Sebagai Alat Komunikasi Di Dalam Laut .....................................987.3 Konduktor ...............................................................................................1007.4 Isolator ................................................................................................................1007.5 Bagian Bagian Kabel ........................................................................................1007.6 Teknologi Komunikasi Bawah Laut .................................................................1017.7 Keuntungan ............................................................................................1057.7.1 Kerugian .............................................................................................1057.8 Kesimpulan hantaran distribusi bawah laut .......................................................106Daftar Pustaka ..........................................................................................................107

ii

iii3UMUM1.1 KONDUKTORSeperti telah kita ketahui, bahwa untuk pelaksanaan penyaluran energi listrik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu berupa saluran udara dan kabel tanah. Pada saluran Udara, terutama hantaran udara telanjang biasanya banyak menggunakan kawat penghantar yang terdiri atas: kawat tembaga telanjang (BCC, singkatan dari Bare Cooper Cable), Aluminium telanjang (AAC, singkatan dari All Aluminium Cable), Campuran yang berbasis aluminium (Al-Mg-Si), Aluminium berinti baja (ACSR, singkatan dari Aluminium Cable Steel Reinforced) dan Kawat baja yang berisi lapisan tembaga (Cooper Weld).Sedangkan pada saluran kabel tanah, biasanya banyak menggunakan kabel dengan penghantar jenis tembaga dan aluminium, perkembangan yang sangat dominan pada saluran kabel tanah adalah dari sisi bahan isolasinya, dimana pada saat awalbanyak menggunakan isolasi berbahan kertas dengan perlindungan mekanikal berupa timah hitam, kemudian menggunakan minyak ( jenis kabel ini dinamakan GPLK atau Gewapend Papier Lood Kabel yang merupakan standar belanda dan NKBA atau Normal Kabel mit Bleimantel Aussenumheullung yang merupakan standar jerman, dan jenis bahan isolasi yang terkini adalah isolasi buatan berupa PVC (Polyvinyl Chloride) dan XLPE (Cross-Linked Polyethylene). Jenis bahan isolasi PVC dan XLPE pada saat ini telah berkembang pesat dan merupakan bahan isolasi yang andal.

Di waktu yang lalu, bahan yang banyak digunakan untuk saluran listrik adalah jenis tembaga (Cu). Namun karena harga tembaga yang tinggi dan tidak stabil bahkan cenderung naik, aluminium mulai dilirik dan dimanfaatkan sebagai bahan kawat saluran listrik, baik saluran udara maupun saluran kabel tanah. Lagipula, kawat tembaga sering dicuri karena bahannya dapat dimanfaatkan untuk pembuatan berbagai produk lain.

Suatu ikhtisar akan disampaikan dibawah ini mengenai berbagai jenis logam atau campurannya yang dipakai untuk kawat saluran listrik, yaitu:

Tembaga elektrolitik, yang harus memenuhi beberapa syarat normalisasi, baik mengenai daya hantar listrik maupun mengenai sifat-sifat mekanikal.

Brons, yang memiliki kekuatan mekanikal yang lebih besar, namun memiliki daya hantar listrik yang rendah. Sering dipakai untuk kawat pentanahan.

Aluminium, yang memiliki kelebihan karena materialnya ringan sekali. Kekurangannya adalah daya hantar listrik agak rendah dan kawatnya sedikit kaku. Harganya sangat kompetitif. Karenanya merupakan saingan berat bagi tembaga, dan dapat dikatakan bahwa secara praktis kini mulai lebih banyak digunakan untuk instalasi-instalasi listrik arus kuat yang baru dari pada menggunakan tembaga.

Aluminium berinti baja, yang biasanya dikenal sebagai ACSR (Aluminium Cable Steel Reinforced), suatu kabel penghantar aluminium yang dilengkapi dengan unit kawat baja pada inti kabelnya. Kawat baja itu diperlukan guna meningkatkan kekuatan tarik kabel. ACSR ini banyak digunakan untuk kawat saluran hantar udara.

Aldrey, jenis kawat campuran antara aluminium dengan silicium (konsentrasinya sekitar 0,4 % 0,7 %), Magnesium (konsentrasinya antara 0,3 % - 0,35 %) dan ferum (konsentrasinya antara 0,2 % - 0,3 %). Kawat ini memiliki kekuatan mekanikal yang sangat besar, namun daya hantar listriknya agak rendah.

Cooper-weld, suatu kawat baja yang disekelilingnya diberi lapisan tembaga. Baja, bahan yang paling banyak digunakan sebagai kawat petir dan juga sebagai kawat pentanahan.Berdasarkan ikhtisar diatas, dapat dikatakan bahwa bahan yang terpenting untuk saluran penghantar listrik adalah tembaga dan aluminium, sehingga kedua bahan tersebut banyak digunakan sebagai kawat pengantar listrik, baik saluran hantar udara maupun kabel tanah1.2 Jenis Bahan KonduktorBahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut:1. Konduktifitasnya cukup baik.2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.3. Koefisien muai panjangnya kecil.4. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya.2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya.3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

1.3 Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut bahannya:1. kawat logam biasa, contoh:a. BBC (Bare Copper Conductor).b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor).2. kawat logam campuran (Alloy), contoh:a. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor)b. kawat logam paduan (composite), seperti: kawat baja berlapis tembaga (Copper Clad Steel) dan kawat baja berlapis aluminium (Aluminum Clad Steel).3. kawat lilit campuran, yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih,contoh: ASCR (Aluminum Cable Steel Reinforced).

Klasifikasi konduktormenurut konstruksinya:1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat.2. kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris.3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar.

Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya:1. konduktor telanjang.2. konduktor berisolasi, yang merupakan konduktor telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai dengan peruntukan tegangan kerja, contoh:

a. Kabel twisted.b. Kabel NYYc. Kabel NYCYd. Kabel NYFGBY

1.4 Karakteristik KonduktorAda 2 (dua) jenis karakteristik konduktor, yaitu:1. karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, C, makaberselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30untuk konduktor 70 mm kemampuan maksimal dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).2. karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN 41-10 : 1991, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

1.5 Konduktivitas listrikSifat daya hantar listrik material dinyatakan dengan konduktivitas, yaitu kebalikan dari resistivitas atau tahanan jenis penghantar, dimana tahanan jenis penghantar tersebut didefinisikan sebagai:R . A = ----------ldimana;A : luas penampang (m2)l : Panjang penghantar (m) : tahanan jenis penghantar (ohm.m)R : tahanan penghantar (ohm) : konduktivitas1a = ------

Menyatakan kemudahan kemudahan suatu material untuk meneruskan arus listrik. Satuan konduktivitas adalah (ohm meter). Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik dan mempunyai rentang harga yang sangat luas. Logam atau material yang merupakan penghantar listrik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan orde 107 (ohm.meter) -1 dan sebaliknya material isolator memiliki konduktivitas yang sangat rendah, yaitu antara 10-10 sampai dengan 10-20 (ohm.m)-1. Diantara kedua sifat ekstrim tersebut, ada material semi konduktor yang konduktivitasnya berkisar antara 10-6 sampai dengan 10-4 (ohm.m)-1. Berbeda pada kabel tegangan rendah, pada kabel tegangan menengah untuk pemenuhan fungsi penghantar dan pengaman terhadap penggunaan, ketiga jenis atau sifat konduktivitas tersebut diatas digunakan semuanya.

------------------------------------------------------------------------------------------Logam Konduktivitas listrik ohm meterPerak ( Ag ) . 6,8 x 107Tembaga ( Cu ) .. 6,0 x 107Emas ( Au ) .. .. 4,3 x 107Alumunium ( Ac ) . .. 3,8 x 107Kuningan ( 70% Cu 30% Zn ) 1,6 x 107Besi ( Fe ) 1,0 x 107Baja karbon ( Ffe C ) . 0,6 x 107Baja tahan karat ( Ffe Cr ) 0,2 x 107

Tabel 1. Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar.

1.6 Kriteria mutu penghantarKonduktivitas logam penghantar sangat dipengaruhi oleh unsur unsur pemadu, impurity atau ketidaksempurnaan dalam kristal logam, yang ketiganya banyak berperan dalam proses pembuatan pembuatan penghantar itu sendiri. Unsur unsur pemandu selain mempengaruhi konduktivitas listrik, akan mempengaruhi sifat sifat mekanika dan fisika lainnya. Logam murni memiliki konduktivitas listrik yang lebih baik dari pada yang lebih rendah kemurniannya. Akan tetapi kekuatan mekanis logam murni adalah rendah.Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri.

Selain masalah teknis, penggunaan logam sebagai penghantar ternyata juga sangat ditentukan oleh nilai ekonomis logam tersebut dimasyarakat. Sehingga suatu kompromi antara nilai teknis dan ekonomi logam yang akan digunakan mutlak diperhatikan. Nilai kompromi termurahlah yang akan menentukan logam mana yang akan digunakan. Pada saat ini, logam Tembaga dan Aluminium adalah logam yang terpilih diantara jenis logam penghantar lainnya yang memenuhi nilai kompromi teknis ekonomis termurah.Dari jenisjenis logam penghantar pada tabel 1. diatas, tembaga merupakan penghantar yang paling lama digunakan dalam bidang kelistrikan. Pada tahun 1913, oleh International Electrochemical Comission (IEC) ditetapkan suatu standar yang menunjukkan daya hantar kawat tembaga yang kemudian dikenal sebagai International Annealed Copper Standard (IACS). Standar tersebut menyebutkan bahwa untuk kawat tembaga yang telah dilunakkan dengan proses anil (annealing), mempunyai panjang 1m dan luas penampang 1mm2, serta mempunyai tahanan listrik (resistance) tidak lebih dari 0.017241 ohm pada suhu 20oC, dinyatakan mempunyai konduktivitas listrik 100% IACS.Akan tetapi dengan kemajuan teknologi proses pembuatan tembaga yang dicapai dewasa ini, dimana tingkat kemurnian tembaga pada kawat penghantar jauh lebih tinggi jika dibandingkan pada tahun 1913, maka konduktivitas listrik kawat tembaga sekarang ini bisa mencapai diatas 100% IACS.Untuk kawat Aluminium, konduktivitas listriknya biasa dibandingkan terhadap standar kawat tembaga. Menurut standar ASTM B 609 untuk kawat aluminium dari jenis EC grade atau seri AA 1350(*), konduktivitas listriknya berkisar antara 61.0 61.8% IACS, tergantung pada kondisi kekerasan atau temper. Sedangkan untuk kawat penghantar dari paduan aluminium seri AA 6201, menurut standar ASTM B 3988 persaratan konduktivitas listriknya tidak boleh kurang dari 52.5% IACS. Kawat penghantar 6201 ini biasanya digunakan untuk bahan kabel dari jenis All Aluminium Alloy Conductor (AAAC).Disamping persyaratan sifat listrik seperti konduktivitas listrik diatas, kriteria mutu lainnya yang juga harus dipenuhi meliputi seluruh atau sebagian dari sifat sifat atau kondisi berikut ini, yaitu:a. komposisi kimia.b. sifat tarik seperti kekuatan tarik (tensile strength) dan regangan tarik (elongation).c. sifat bending.d. diameter dan variasi yang diijinkan.e. kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat, dan lain-lain.

BAB JARINGAN DISTRIBUSI BAWAH TANAH Pendahuluan Jaringan distribusi bawah tanah dewasa ini telah banyak digunakan, terutama untuk perkotaan atau wilayah tertentu yang menonjolkan unsur estetika. Hal ini disebabkan, distribusi bawah tanah tersembunyi dibandingkan dengan saluran udara dan lebih handal. Salah satu dari penggunaan jaringan distribusi bawah tanah adalah untuk jaringan distribusi perumahan (underground residential distribution = URD). Beberapa fasilitas juga menggunakan konstruksi jaringan bawah tanah seperti industri dan pusat-pusat layanan komersial. Penggunaan lain dari saluran bawah tanah seperti jaringan yang melewati sungai, jalan tol atau pada persilangan saluran transmisi. Konstruksi jaringan bawah tanah mahal dan biayanya lebih bervariasi, faktor-faktor utama yang mempengaruhi biaya jaringan bawah tanah adalah : 1. Pengembangan. Jalan-jalan, jalan raya dan trotoar dan saluran air, hal ini akan memperlambat pengerjaan konstruksi dan akan meningkatkan biaya 2. Kondisi tanah Bebatuan dan material lain yang bersifat keras akan meningkatkan waktu dan biaya pengerjaan untuk pemasangan kabel 3. Perkotaan, pinggiran kota dan pedesaan Konstruksi perkotaan jauh lebih sulit tidak hanya disebabkan bangunan-bangun beton tetapi juga lalu lintas. Area pedesaan secara umum lebih murah perpanjang saluran, tetapi salurannya lebih panjang. 4. Pipa Kabel Saluran yang dilapisi beton jauh lebih mahal dibandingkan dengan yang ditanam langsung. 5. Bahan dan ukuran kabel Biaya kabel relatif lebih rendah dibandingkan biaya lain pada jaringan bawah tanah.

6. Peralatan instalasi Mesin-mesin besar dan mesin lainnya yang sesuai dengan permukaan dan jenis tanah akan memudahkan instalasi.

1.1 Saluran Bawah Tanah (Underground Lines)Saluran distribusi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang ditanam didalam tanah. Kategori saluran distribusi seperti ini adalah yang favorite untuk pemasangandi dalam kota, karena berada didalam tanah, maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun juga memilik kekurangan, yaitu mahalnya biaya investasi dan sulitnya menentukan titik gangguan dan perbaikannya. Kedua cara penyaluran memiliki keuntungan dan kerugian masingmasing. Keuntungan yang dapat diperoleh dari suatu jaringan bawah tanah adalah bebasnya kabel dari gangguan pohon, sambaran petir maupun dari gangguan manusia. Kabel-kabel bawah tanah yang digunakan pun banyak sekali jenisnya selain disebabkan bahan-bahan isolasi plastik yang terus berkembang maka selalu saja ada tambahan jenis-jenis kabel baru. 1.2 Kabel Saluran Bawah Tanah Sistem listrik dari saluran distribusi bawah tanah dengan kabel banyak ragamnya. Dahulu, sistemnya di Jepang adalah sistem tiga-fasa tiga kawat dengan netral yang tidak ditanahkan. Sekarang, sistem pembumiannya adalah dengan tahanan tinggi atau dengan reactor kompensasi, untuk mengkompensasikan arus pemuat pada kabel guna menjamin bekerjanya rele serta guna membatasi besarnya tegangan lebih. Di Eropa sistem pembumian dengan reactor banyak dipakai, sedang di Amerika sistem pembumian langsung atau sistem pembumian dengan tahanan yang kecil banyak digunakan. Juga di Jepang sekarang banyak terlihat sistem Amerika yang terakhir itu dipakai, terutama untuk saluran kabel diatas 66 kV. Dalam sistem kelistrikan saluran distribusi merupakan rantai penghubung antara pusat-pusat pembangkit tenaga menuju pusat beban malalui gardu induk transmisi dan distribusi. Berdasarkan cara pemasangannya saluran sistem distribusi dapat dibagi dalam tiga kelompok, yaitu: saluran udara (overhead line), saluran kabel bawah laut (submarine cable) dan saluran kabel tanah. Pada sistem saluran kabel bawah tanah, penyaluran tenaga listrik melalui kabel-kabel seperti kabel bawah laut dengan berbagai macamisolasi pelindungnya. Saluran kabel bawah tanah ini dibuat untuk menghindari resiko bahaya yang terjadi pada pemukiman padat penduduk tanpa mengurangi keindahan lingkungan. Inti dari suatu kabel adalah penghantar fase, berikutnya pelindung penghantar, isolator kabel, selanjutnya pelindung isolator, netral dan terakhir lapisan pembungkus. Kebanyakan kabel distribusi adalah penghantar tunggal. Jenis kabel yang biasanya digunakan ada dua jenis, yaitu kabel netral konsentris (concentric neutral cabel) dan kabel daya (power cable). Kabel netral konsentris biasanya mempunyai penghantar aluminium, isolasi dan netral konsentris, gambar 178 berikut menunjukkan jenis kabel dengan netral konsentris.

1.3 Kabel Tanah Kabel tanah ialah satu atau beberapa bagian hantaran yang berisolasi, berpelindung mekanis dan berselubung luar yang dalam penggunaannya ditanam/dipasang di dalam tanah. Kabel Tanah adalah salah satu / beberapa kawat yang diisolasikan, sehingga tahan terhadap tegangan tertentu antara penghantar yang satu dengan penghantar yang lain ataupun penghantar dengan tanah serta dibungkus dengan pelindung, sehingga terhindar dari pengaruh-pengaruh kimia lain yang ada dalam tanah. Oleh karena kabel tanah tersebut beroperasi dalam tanah, maka komponen termasuk kabel harus mampu beroperasi secara terus menerus karena memiliki persyaratan isolasi yang khusus untuk melindunginya dari segala bentuk kelembaban serta pengaruh pengaruh lain yang terdapat didalam tanah.Penggunaan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) dinilai mampu menciptakan keindahan dan kenyamanan tata kota meskipun investasi yang diperlukan relatif tinggi, pemeliharaan cukup rumit, namun pemilihan penggunaan SKTM tetap akan diperlukan terutama dari segi estetika dan pembebasan tanah. Instalasi (pemasangan) kabel dalam tanah dapat dilakukan dengan penanaman langsung atau melalui saluran pelindung. Instalasi kabel tanah dengan penanaman langsung, yaitu kabel secara langsung, tanpa menggunakan saluran pelindung (ductatau pipa), ditanam di dalam tanah. Kondisi pemasangan kabel mempengaruhi kemampuan membawa arusnya. Kondisi pemasangan ini antara lain meliputi sususan peletakan kabel, pentanahan selubung logam (sheath) / pelindung (shield), jarak antar kabel, kedalamanan penanaman, dan kondisi tanah.

1.4 Klasifikasi Kabel Tenaga Untuk penyaluran tenaga listrik dibawah tanah digunakan kabel tenaga (power cable). Jenis kabel tenaga banyak sekali, namun demikian dapat diklasifikasikan menurut beberapa kelompok berikut : a. Kelompok menurut kulit pelindungnya (armor) misalnya, kabel bersarung timah hitam (lead sheahted), kabel berkulit pita baja (steel-tape armored). b. Kelompok menurut konstruksinya misalnya: plastik dan karet (jenis BN,EV,CV) kabel padat (jenis belt,H,SL,SA), kabel jenis datar (flat-type), kabel minyak (oil-filled). c. Kelompok menurut penggunaan, misalnya, kabel saluran (duct draw-in), kabel taruh (direct-laying), kabel laut (submarine), kabel corong utama (main shaft),kabel udara (overhead). 1.5 Konstruksi Kabel Bawah Tanah Sebagai penghantar, konstruksi kabel ada dua bagian yaitu :a. Bagian utama yaitu bagian yang harus ada pada setiap kabel antara lain : 1). Selubung (sheath) 2). Isolasi (Insulation) 3). Penghantar (conduktor) 4). Tabir (screen)

b. Bagian pelengkap yaitu bagian yang hanya di pergunakan untuk memperkuat (memperbaki) sifat sifat kabel tenaga atau untuk melindungi kabel tenaga antara lain yaitu : 1). Sarung kabel (serving) 2). Perisai (armour) 3). Bantalan (bedding) 4). Bahan pengisi (filler)

1.5.5.1 Bagian Utama Penghantar (konduktor) Berdasarkan dari inti kabel, maka sebagai penghantar yang banyak di pakai adalah a). Tembaga : yaitu kabel tembaga polos (plain wire) tanpa lapisan dan kawat tembaga berlapis timah atau (finned lopper wire) b). Aluminium : dalam penggunaan kabel, untuk penghantar aluminium terdiri : penghantar bulat tanpa rongga, penghantar bentuk sektoral penghantar bulat berongga. 1.5.5.2 Isolasi (Insulation) Isolasi adalah sifat atau bahan yang dapat memisahkan secara elektris beberapa buah penghantar yang berdekatan, sehingga tidak terjadi kebocoranarus. Menurut jenis isolasi padat yang dipakai pada kabel, dapat di golongkan atas : - Isolasi karet- Isolasi kertas - Thermoplastik - Thermo setting 1.5.5.3 Tabir (screen) Tabir adalah suatu lapisan yang ada pada kabel yang di pasang sesudah bahan isolasi, dimana tabir ini biasa di jumpai pada kabel tegangan tinggi. 1.5.5.4 Selubung (sheath) Selubung (sheath) di gunakan untuk melindungi inti kabel dari pengaruh luar, seperti : pelindung terhadap korosi, penahan gaya mekanis, mencegah keluarnya minyak dan mencegah masuknya uap air (cairan) kedalam kabel. Selubung (sheaht) ini dapat dibagi tiga golongan yaitu : - Selubung logam : timbal, aluminium - Selubung karet : karet silikon, polychoroprene. - Selubung plastik : PVC1.6 Bagian Pelengkap 1.6.1 Bantalan (Bedding) Bantalan (bedding) adalah lapisan yang terbuat dari serat serat yang berguna untuk tempat duduk perisai (armour) dan mencegah proses elektrolisa sehingga tidak merusak bagian dalamnya. Bahan bantalan yang sering digunakan adalah : - Pita kapas (cotton tape) - Pita kertas (paper tape) - Goni (jute) 1.6.2 Perisai (Armour) Perisai (armour) ini berfungsi untuk melindungi bahan isolasi dari kerusakan mekanis Secara umum perisai dapat di golongkan atas : - Perisai pita baja (stell tape armour) - Perisai kawat baja (steel wire armour) 1.6.3 Bahan Pengisi (Filler) Bahan pengisi biasanya di pakai pada konstruksi kabel yang berinti tiga yaitu di gunakan untuk mengisi ruang (celah) yang kosong sewaktu pemasangan intinya, sehingga dapat bentuk bulat. Bahan pengisi yang banyak di pakai adalah : - Untuk isolasi kertas di pakai jute (goni) - Untuk isolasi sintetis di pakai jute (goni) dan karet buttle 1.6.4 Sarung kabel (serving) Sarung kabel adalah suatu lapisan bahan serat yang di resapi dengan campuran kedap air. Sarung kabel ini biasanya dipasang diatas armour, yang berfungsi adalah selain untuk bertahan bagi perisai, juga sebagai kompnen yang berhubungan langsung dengan tanah, sehingga sarung kabel adalah bagian pertama yang berhubungan dengan (serkena) pengaruh luar. Sarung kabel (serving ) yang sering digunakan adalah jute (goni). 1.7 Jenis Kabel Bawah TanahMenurut 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) 2. Kabel H (Hoclstadter, sercened cable) 3. Kabel isolasi sintetis 4. Kabel isolasi minyak (oil filled cable) 5. Kabel SL (Separated Lead) dan SA (Separated Aluminium) 6. Kabel H.S.L1.7.1 Kabel Ikat (Belted Cable) Kabel ikat adalah kabel yang mempunyai lapisan kertas pengikat (paper belt). Konstruksi dari kabel ini dapat di lihat pada gambar 181.

1.7.2 Kabel H (Hodstadter, Screen 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.

1.7.3 Kabel Isolasi Sintentis Kabel isolasi sintetis (isolasipadat) 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 183.

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.

1.7.4 Kabel Minyak 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 .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.

1.7.5 Kabel SL dan Kabel S.A 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)

1.7.6 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. Selain itu menurut jenis konduktor yang digunakan, dikenal ada kabel tembaga dan kabel aluminium. Kini orang mulai berangsur angsur meninggalkan kabel tembaga dan beralih menggunakan kabel aluminium, meskipun saat dialiri tembaga secara elektris maupun pisik lebih baik. 1.8 Jenis Isolasi Kabel Tanah Untuk melakukan pemilihan isolasi yang sesuai dengan kebutuhan, diperlukan evaluasi atas data-data sebagai berikut : a. Sifat fisis dan penuaan Merupakan sifat yang menunjukan ketahanan isolasi dalam kondisi kerja. Faktor ini erat hubungannya dengan umur kabel. b. Tahanan isolasi Merupakan ukuran terhadap kebocoran isolasi, sehingga turut menetukan besarnya kerugian dielektrik atau efisiensi dari pada suatu saluran transmisi/distribusi. Faktor yang biasanya dinyatakan dengan tahanan jenis isolasi. Bahan isolasi umumnya mempunyai koefesien suhu negatif, yaitu tahanan isolasi turun dengan naiknya suhu. Karena itu persyaratan tahanan jenis isolasi biasanya diberikan pada suhu kerja bahan tersebut.c. Faktor daya Merupakan perbandingan antara daya aktif dan daya sebenarnya. Jadi merupakan ukuran secara langsung atas efisiensi saluran transmisi/ distribusi. d. Konstanta dielektrik Merupakan karakteristik bahan isolasi yang menetukan kerugian dielektrik sebagai fungsi frekuensi. e. Ketahanan terhadap air. f. Ketahanan terhadap korona dan ionisasi Menentukan ketahanan isolasi terhadap tegangan tinggi dalam frekuensi daya atau dalam bentuk impuls. g. Fleksibilitas mekanis. h. Kondisi sekitar tempat instalasi. i. Biaya (kabel, alat penyambung dan instalasi). Ada beberapa isolasi kabel yaitu :

- Kertas (di impegnasi di dalam cairan minyak) - Karet - Kain (dengan vernis) - PVC (Poly Vinyl Chloride) - PE (Poly Ethylene) - XLPE (Cross Linked Poly Ethylene) Isolasi kabel tanah tegangan tinggi tidak saja berfungsi sebagai penyekat (isolator) atau pengaman, tetapi juga berfungsi sebagai pelengkap atau pendukung kerja transmisi tenaga listrik pada saluran kabel tanah itu sendiri. Isolasi kabel tanah umumnya terdiri dari jenis isolasi kertas, karena meresap minyak dan campuran biasanya digunakan pada kabel minyak isolasi sintesis dan isolasi mineral. Sifat-sifat dielektris yang penting untuk isolasi adalah: (a) Tahanan isolasi yang tinggi, (b) Kekuatan dielektris yang tinggi, (c) Sifat mekanis yang baik, (d) Tidak bereaksi terhadap asam dan lembab 1.8.8.1 Isolasi kertas. Kabel tanah berisolasi kertas dapat digunakan untuk tegangan tinggi sampai 400 KV, baik untuk kabel minyak bertekanan rendah (low pressure oilfiled LPOF) yang terpadu dalam satu kabel (self contained) dan kabel berisolasi kertas yang dimasukan kedalam pipa, lalu diisi dengan minyak bertekanan tinggi (high pressure oil filed LPOF).Kertas sebagai isolasi dapat berupa kertas kering maupun kertas yang diresapi minyak. Pada saat dibuat dipabrik (oil impregnated paper), dimana kekuatan dielektrik kertas itu tergantung pada ketebalan, kepadatan ketahanan terhadap air (impermeabilitas), kekuatan tarik (tensile strength), kemuluran (elogation),permitivitas relative, faktor disipasi dan kekuatan tembus listriknya. Peresapan kertas dengan minyak pada kabel tegangan tinggi (diatas 30 KV), dimaksudkan untuk menghindari agar serat-serat kertas tidak pecah karena terbentuknya kantong-kantong udara (void) atau gas dalam kertas isolasi yang dapat berkembang dan mengkerut menjadi bagian-bagian yang tidak sama, dengan bertambahnya panas pada siklusbeban. Tekanan pada kantong udara ini adalah tinggi, sehingga terjadi pelepasan muatan (discharge) yang menimbulkan panas dan dapat menghanguskan kertas. Dengan kata lain kertas sebagai isolasi mengalami partial discharge yang mengakibatkan kegagalan isolasi (break down insulation). 1.8.8.2 Isolasi Campuran dan Diresapi Minyak. Pada hakekatnya kabel dengan jenis isolasi campuran dan diresapi minyak adalah kabel yang berisolasi kertas yang diresapi minyak pada saat dibuat (oil impregnated paper), dimana didalam kabel tersebut dialiri dengan minyak yang bertekanan minyak. Dalam hal ini yaitu berfungsi sebagai: isolasi listrik yang memperkuat dielektrik padakertas isolasi dan media pendinggin kabel. Kabel (isolasi) kertas yang diresapi minyak (oil impregnated) biasanya digunakan untuk saluran transmisi bawah tanah, meskipun untuk tegangan dibawah 35 kV kabel plastik atau kabel butyl juga dipakai.Sebagai penghantar biasanya digunakan kawat tembaga berlilit (annealed stranded), meskipun kawat aluminium berlilit (karena ringan) juga dipakai untuk kabel udara. Sebagai pembungkus sering digunakan timah hitam, meskipun alumunium sekarang juga disukai, bukan saja untuk kabel udara, tetapi juga untuk kabel minyak. Sebagai kulit pelindung digunakan pita baja untuk kabel tiga-kawat yang ditaruh langsung dan kawat baja untuk kabel tiga-kawat yang ditaruh didasar laut . Kawat tembaga, kawat baja tahan karat dan kawat aluminium digunakan bila kabel satu-kawat dipasang dengan tarikan. 1.8.8.3 Isolasi PVC Merupakan jenis kabel yang berkawat satu atau lebih, berisolasi dan berselubung PVC, tegangan nominal 500 volt. Kabel NYM biasanya digunakan untuk instalasi biasa di dalam gedung, dalam ruang kering maupun lembab dan di atas atau di bawah semen. Di samping itu, karena kemampuan mengalirkan arus yang lebih besar, pada umumnya dapat digunakan kabel XLPE dengan ukuran penghantar satu tingkat di bawah kabel kertas. 1.8.8.4 Isolasi XLPE (Cross Linked Poly Ethylene) Dari segi isolasi, sekarang orang mulai menggunakan XLPE yang memiliki ketahanan kerja lebih baik, meskipun harganya mahal dibandingkan dengan isolasi sintetis jenis lain. XLPE mempunyai karakteristik paling baik, tetapi pada umumnya isolasi sintetis mempunyai kelebihan di bandingkan dengan isolasi kertas yaitu : a. Lebih bersih b. Ringan, karena tak memerlukan selubung logam c. Perbaikan dan pemeliharaannya mudah d. Cara penyambungannya sederhana e. Suhu kerjanya lebih tinggi (khusus XLPE), karena itu kapasitas penyalurannya besar. Isolasi XLPE digunakan pada kabel yang bertegangan mencapai 110 kV atau biasa digunakan pada kabel tegangan menengah. Keuntungan dari isolasi XLPE adalah : a. Suhu kerja lebih tinggi sehingga dapat dialiri arus yanglebih tinggi. b. Bobot yang ringan. c. Bisa digunakan pada frekuensi tinggi. Adapun permasalahan yang terdapat pada isolasi PE (XLPE) adalah lebih sensitif terhadap pelepasan muatan (partial discharges), serta umur bahan yang tidak terlalu lama. Apabila sering terjadi pelepasan muatan maka disini akan terjadi suatu kegagalan pada isolasi tersebut, yaitu mengalirnya muatan pada isolasi. Hal ini tidak diinginkan, karena ini sangat berpengaruh terhadap umur bahan. Bentuk kegagalan yang dominan adalah kegagalan thermal, yang dipengaruhi oleh suhu dari kabel tersebut akibat dialiri oleh tegangan, khususnya tegangan bolakbalik.Karakteristik masing-masing bahan isolasi diberikan pada tabel di bawah ini :

1.9 Konstruksi Saluran Bawah Tanah 1. Pemasangan Kabel Bawah Tanah Beberapa faktor penting yang perlu diingat pada saat pemasangan kabel adalah : a. Sebelum meletakkan kabel, isolasinya harus diperiksa dengan megger sebagai pemeriksaan pencegahan kemungkinan adanya kerusakan. b. Penggulungan kabel harus diputar searah dengan tanda panah yang ada padanya. Jika tanda itu tidak ada, penggulungan harus diputar searah dengan akhiran kabel di dalam dan berlawanan arah dengan akhiran luar. c. Kabel harus diambil dari bagian puncak penggulungan dengan tanjakan penyangga, jika perlu penggulungan direm guna menghindari putaran terlalu cepat. d. Jika perlu dipindahkan, penggulungan kabel harus dipindahkan dengan roda-roda kabel.e. Jari-jari pemasangan harus dibuat sebesar mungkin. Jari-jari pemasangan harus sesuai dengan yang dianjurkan dalam IS : 1225-1967. f. Pada cuaca dingin kabel harus dipanasi sebelum ditangani. Kabel tersebut harus dipasang ketika suhunya diatas 0 C (32 F) dan tidak boleh turun dari suhu tersebut selama 24 jam. g. Harus dibuat percobaan kelembaban pada bahan penyambungan sebelum penyambungan. h. Bila kabel disambungkan dengan kabel yang sudah terpasang, jajaran teras dari ujung yang lain harus berlawanan arah, jadi jika satu ujung searah jarum jam, ujung yang lain harus berlawanan dengan jarum jam. Hal ini perlu untuk menghindari teras ketika sedang menyambung. i. Suatu sambungan menjadi titik terlemah dari sistem distribusi tenaga listrik, semua usaha pencegahan harus dilakukan untuk melindungi kabel.

Kabel pada saluran distribusi bawah tanah tegangan menengah yang dipakai adalah kabel tanah dengan pelindung mekanis bagian luar (pita baja), dengan berpelindung medan magnet dan elektris. Kabel dapat berbentuk multicore belted cable atau single core full isolated cable. Kabel tanah diletakkan pada : a. Minimum 0.8 meter di bawah permukaan tanah pada jalan yang dilewati kendaraan. b. Minimum 0.6 meter di bawah permukaan tanah pada jalan yang tidak dilewati kendaraan. c. Lebar galian sekuran-kurangnya 4 meter.

Cara pemasangan kabel tanah di atur dalam pasal 744. antara lain ditentukan sebagai berikut. Kabel tanah yang dipasang di dalam tanah harus dilindungi terhadap kemungkinan terjadinya gangguan mekanis dan kimiawi. Perlindungan terhadap gangguan mekanis pada umumnya dianggap mencukupi jika kabelnya di tanam : a. minimun 80 cm di bawah permukaan tanah pada jalan yang dilalui kendaraan: b. minimum 60 cm di bawah permukaan tanah yang tidak di lalui kendaraan (ayat 744 A2). Kabelnya harus diletakkan di dalam pasir atau tanah lembut yang bebas dari batu-batuan , dan di atas galian tanah yang stabil , kuat dan rata. Lapisan pasir atau tanah itu harus sekurang-kurangnya 5 cm di sekeliling kabel. Sebagai perlindungan tambahan di atas timbunan pasir atau tanah lembut dapat dapat dipasang beton, batu bata pelindungan (ayat A4).Kabel tanah yang dipasang keluar dari tanah di luar bangunan harus di lindungi dengan pipa baja atau bahan lain yang cukup kuat sampai di luar jangkauan tangan, kecuali kalau sudah ada perlindungan lain yang sederajat (ayat 744 F1). Sambungan antar kabel tanah berperisai atau berselubung logam harus dibuat dengan salah satu cara berikut ini (ayat 741 B4) : a.. dibuat dalam kotak sambung kabel tanah: perisai atau selubung logamnya harus ikut dimasukkan ke dalam kotak sambung sampai suatu batas tertentu dan kotaknya harus diisi dengan kompon isolasi yang tahan lembab : b. dibuat di dalam suatu tabung timbel yang diselubungkan pada selubung luar kabel. c. Dibuat dengan cara lain yang dibenarkan. Kabel tanah harus di perlakukan dengan hati-hati dan sekali-kali tidak boleh dipuntir atau ditekuk. Karena itu mengeluarkan kabel yumal dari haspel harus dilakukan dengan cara memutar haspelnya (lihat gambar 17). Juga tarikan dan tekanan mekanis yang berlebihan harus dihindari . pembekokkan kearah berlawanan pun harus dibatasi sedapat mungkin ( lihat gambar 18 ). Kabel tanah harus diangkut dan disimpan dalam haspel yang diletakan berdiri.Haspelnya harus cukup besar. Untuk kabel tanah berpariasi harus digunakan haspel dengan diameter dalam yang sekurang-kurangnya sama dengan 25 kali diameter luar kabel. Kalau terpaksa harus digelar diatas tanah, kabelnya harus digelar dalam bentuk angka 8 yang ukurannya cukup besar, yaitu sekurang-kurangnya 8x3m ( gambar 19 ). Tanahnya harus rata dan bebas dari batu-batuan dan sebagainya. Ujung kabel tanah tidak boleh dibiarkan terbuka,tetapi harus selalu ditutup rapat dengan cara yang tepat untuk mencegah air masuk dan lembab ke dalam kabel. Kabel yang dipasang harus dilapisi pasir halus setebal minimum 5 cm dari permukaan kulit kabel dan kabel bagian atas diberi pelindung mekanis untuk maksud keamanan, terbuat dari beton, batu atau bata. Kabel bawah tanah tidak jarang melewati persilangan, persilangan kabel, ersilangan kabel telekomunikasi dan kabel listrik (non PLN), persilangan dengan rel kereta api, persilangan dengan jalan raya, persilangan dengan saluran air. Berikut ini ketentuan pemasangan kabel tanah jika ada persilangan:1.9.9.1 Persilangan Kabel Bawah Tanah Kabel harus dilindungi pipa beton belah atau lempengan minimum tebal 6 cm. pipa beton belah dilebihkan 0.5 meter padasisi kiri kanan persilangan, tutup pelindung minimal 5 cm lebih lebar dari kabel yang dilindungi.

1.9.9.2 Persilangan kabel telekomunikasi dan kabel listrik (non PLN) Kabel listrik harus dibawah kabel telekomunikasi, kabel harus dilindungi dengan pelindung (pipa beton belah, plat beton, pipa yang tahan api). Kedua sisi persilangan pelindung ditambah 0.5 meter.

1.9.9.3 Persilangan dengan rel kereta api Rel kabel harus berjarak minimal 2 meter dari rel kereta api, jika terjadi persilangan, kabel harus dimasukkan dalam pipa gas dengan diameter minimal 4 inch (10 cm) dan dilebihkan 0.5 meter dari masing-masinggaris vertical kiri kanan rel kereta api dengan kedalaman 2 meter di bawah rel kereta api.

1.9.9.4 Persilangan dengan jalan raya Kabel harus dimasukkan dalam pipa beton atau PVC atau selubung baja, yang dilebihkan masing-masing 0.5 meter sisi kiri kanan bahu jalan. Di bawah penerangan kabel harus dilindungi dengan pelindung pipa beton separuh, PVC atau sejenisnya.

1.9.9.5 Persilangan dengan saluran air Kabel harus ditanam minimal 1 meter di bawah saluran air. Jika di bawah laut harus ditanam sedapat mungkin 2 meter di bawah dasar laut. Sedangkan jarak minimal kabel tanah dengan bangunan air adalah 0.3 meter dan harus dimasukkan kedalam pipa beton/logam dengan diameter minimal 10 cm dan dilebihkan 0.5 meter pada sisi perlintasan. Untuk kedua tepi saluran air tempat kabel ditanam harus diberi tanda yang cukup untuk dilihat pengemudi kapal dan jika harus menyeberangi saluran air, jembatan kabel khusus harus tersedia.

1.9.9.6 Penyambungan Kabel Bawah Tanah Jointing secara umum adalah pemasangan kotak sambungan. Umumnya kabel didesain bahwa satu perancangan sambungan terandalkan dan harus sesuai dengan penerapan di dalam pabrik dan di dalam medan. Kemampuan sambungan harus baik pada pemasangan awal suatu saluran, karena pada penyimpanan atau penanaman setiap kabel di dalam tanah dan ruang terkurung dapat dipastikan beroperasi di bawah bermacam-macam kondisi cuaca. Kondisi-kondisi untuk suatu penyambungan kabel di pabrik dapat dijadikan contoh. Penyambungan dapat dilaksanakan di bawah kondisi-kondisi ruang kamar yang bersih dengan kendali dari suhu dan kelembaban. Waktu dan ruang serta keahlian pekerja harus siap tersedia dengan bermacam perkakas saat pemasangan sambungan. Hasil pemasangan sambungan kabel ini diharapkan memenuhi syarat dan perintah penyambungan di pabrik.

2.1 Terminating Kabel Bawah Tanah Terminating secara umum adalah pemasangan kotak ujung. Suatu terminasi adalah suatu cara menyiapkan ujung suatu kabel untuk menyediakan elektrik cukup dan sifat mekanis. Suatu terminasi terdiri dari membentuk ujung kabel untuk menerima tegangan dari kabel dan digunakan untuk hubungan busbar , sebagai contoh, switchgear.Tegangan itu dimasukkan dengan pengetaman isolasi/penyekatan ke dalam suatu tegangan membebaskan tahanan. Ujung kabel yang dibentuk dipusatkan di dalam satu busing insulator yang diisi dengan membatasi cairancairan atau gas. Pelindung insulator, biasanya keramik. Terminasi-terminasi untuk XLPE sebagian besar dari tangan mem- bentuk tipe kerucut tegangan atau dengan perakitan kerucut tegangan dari suku cadang karet yang premodial. Cairan silikon digunakan untuk kisi keramik.

2.2 Pengaman Kabel Bawah Tanah Disebabkan bahwa jaringan distribusi bawah tanah kebanyakan merupakan feeder radial dengan sumber daya terletak pada satu ujung saja, sehingga untuk pengamanannya cukup digunakan relay arus lebih saja. Pada sistem yang mempunyai dua sumber daya yang terletak di kedua ujungnya pengamanan dengan menggunakan relay arus lebih tidak memenuhi syarat. Penggunaan relay impedansi pada kabel tanah juga tidak akan memberikan hasil yang baik karena tahanan gangguan relatif lebih besar dibandingkan tahanan fase kabel, sehingga penggunaan relay impedansi sering mengalami kegagalan. Pada kabel tanah gangguan yang terjadi adalah gangguan permanen sehingga tidak boleh digunakan relay penutup balik (recloser), karena penggunaan penutup balik pada gangguan permanen memberikan dampak yang dapat merusak peralatan. Untuk pengamanan kabel tanah yang mempunyai sumber daya pada kedua ujungnya dipakai relay differensial yang membandingkan besar arus pada kedua ujungnya.

2.3 Jenis-jenis Kabel Kabel NYY Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dan Memiliki

lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). KabelNYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.Kabel NYFGbY Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluran-saluran dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan meka

Kabel ACSRKabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja.Kabelini digunakan untuk saluran-saluran transmisitegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiangberjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR

Kabel AAACKabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam,keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberisifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201.AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga dayahantarnya lebih baik

Kabel ACARKabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran,sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR

XLPE_cable_for_underground_use_XLPE_cable.jpg

2.4 Keuntungan pemakaian kabel bawah tanah adalah : a. Tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon, dsb. b. Tidak mengganggu pandangan, bila adanya bangunan yang tinggi, c. Dari segi keindahan, saluran bawah tanah lebih sempurna dan lebih indah dipandang, d. Mempunyai batas umur pakai dua kali lipat dari saluran udara, e. Ongkos pemeliharaan lebih murah, karena tidak perlu adanya pengecatan. f. Tegangan drop lebih rendah karena masalah induktansi bisa diabaikan. g. Tidak ada gangguan akibat sambaran petir, angin topan dan badai. h. Keandalan lebih baik. i. Tidak ada korona. j. Rugi-rugi daya lebih kecil. k. Menciptakan keindahan tata kota. 2.4.1 Adapun kerugian jaringan kabel bawah tanah ialah sebagai berikut : a. Harga kabel yang relatif mahal b. Gangguan yang terjadi bersifat permanen c. Tidak fleksibel terhadap perubahan jaringan d. Waktu biaya untuk menanggulangi bila terjadi gangguan lebih lama dan lebih mahal e. Biaya investasi pembangunan lebih mahal dibanding-kan dengan saluran udara, f. Saat terjadi gangguan hubung singkat, usaha pencarian titik gangguan tidak mudah g. Perlu pertimbangan-pertimbangan teknis yang lebih mendalam h. Hanya tidak dapat menghindari bila terjadi bencana banjir, desakan akar pohon,kestabilan tanah .i. Biaya pemakaian lebih besar atau lebih mahal. j. Sulit mencari titik kerusakan bila ada gangguan.

2.5 Kesimpulan hantaran jaringan bawah tanah :Untuk kesimpulan pada jaringan bawah tanah yg pertama disorot adalah keuntungan dan kerugian nya yaitu dengan adanya hantaran jaringan bawah tanah tentunya menciptakan keindahan tatanan kota tersendiri,karena tidak ada nya kabel-kabel ato tiang-tiang listrik yg berada dijalan namun disamping itu hantaran jaringan bawah tanah memiliki kerugian juga yg sebanding dengan kelebihannya yaitu seperti dijelaskan diatas jika hantaran bawah tanah dipasang di tempat atau lokasi pemukiman rawan banjir,tidak dapat menghindari bencana banjir tersebut dan juga adanya desakan pohon,intinya hantaran jaringan bawah tanah memiliki perhitungan dan pertimbangan teknis lebih mendalam.Untuk sistem pengamanan digunakan tidak lah terlalu rumit,dan untuk konduktor nya menggunakan kabel NYY dan kabel NYFGbY yg memang di buat untuk kabel bawah tanah dengan isolasi PVC atau XLPE.Untuk kabel hantaran jaringan bawah tanah terdapat beberapa bagian-bagian kabel yg sudah di uraikan diatas dengan maksud untuk memperjelas dan lebih memahami spesifikasi bagian-bagian kabel hantaran jaringan bawah tanah.

BAB JARINGAN DISTRIBUSI UDARA3.1 Pendahuluan Kebijakan Energi Nasional bertujuan untuk menyediakan energi listrik serta pelayanan terus-menerus dan merata dengan mutu dan tingkat keandalan secara terus-menerus yang memadai, dalam jumlah yang cukup untuk keperluan masyarakat dengan harga yang terjangkau untuk mendorong pertumbuhan ekonomi nasional dan meningkatkan taraf hidup masyarakat. Pemerintah perlu meningkatkan pemasokan energi listrik guna memacu pertumbuhan ekonomi sehubungan dengan hal ini banyak sarana kelistrikkan seperti pembangkitan, trasmisi dan distribusi tenaga listrik yang sedang dan akan dibangun. Permasalahan yang paling mendasar pada distribusi daya listrik adalah pada mutu, kontinuitas dan ketersedian pelayanan daya listrik pada pelanggan. Penggunaan evaluasi keandalan sistem pada jaringan distribusi primer 20 kV merupakan salah satu faktor yang penting untuk menentukan segala langkah yang menjamin penanganan secara benar permasalahan yang mendasar tersebut, sehingga dapat diantisipasi terjadinya gangguan distribusi yang disebabkan karena menurunnya tingkat keandalan melampaui batas yang memadai atau karena kurangnya pemeliharaan, yang akan berakibat pada memendeknya umur dari peralatan yang bersangkutan.

SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV3.2 Deskripsi Sistem Tenaga Listrik Pada umumnya suatu sistem tenaga listrik yang lengkap mengandung empat unsur Pertama, adanya suatu unsur pembangkit tenaga listrik. Tegangan yang dihasilkan oleh pusat tenaga listrik itu biasanya merupakan tegangan menengah (TM). Kedua, suatu sistem transmisi, lengkap dengan gardu induk. Karena jaraknya yang biasanya jauh, maka diperlukan penggunaan tegangan tinggi (TT), atau tegangan extra tinggi (TET). Ketiga, adanya saluran distribusi, yang biasanya terdiri atas saluran distribusi primer dengan tegangan menengah (TM) dan saluran distribusi sekunder dengan tegangan rendah (TR). Keempat, adanya unsur pemakaian atas utilisasi, yang terdiri atas instalasi pemakaian tenaga listrik. Instalasi rumah tangga biasanya memakai tegangan rendah, sedangkan pemakai besar seperti industri mempergunakan tegangan menengah atau tegangan tinggi. Gambar 2.1 memperlihatkan skema suatu sistem tenaga listrik. Energi listrik dibangkitkan pada pembangkit tenaga listrik (PTL) yang dapat merupakan suatu pusat listrik tenaga uap (PLTU), pusat listrik tenaga air (PLTA), pusat listrik tenaga gas(PLTG), pusat listrik tenaga diesel (PLTD), ataupun pusat listrik tenaga nuklir (PLTN). PTL biasanya membangkitkan energi listrik pada teganganmenengah (TM), yaitu pada umumnya antara 6 dan 20 KV. Pada sistem tenaga listrik yang besar, atau bilamana PTL terletak jauh dari pemakai, maka tenaga listrik itu perlu diangkut melalui saluran transmisi, dan tegangannya harus dinaikkan dari TM menjadi tegangan tinggi (TT). Pada jarak yang sangat jauh malah diperlukan tegangan ekstra tinggi (TET). Menaikkan tegangan itu dilakukan di gardu induk (GI) dengan mempergunakan transformator penaik (step-up transformer). Mendekati pusat pemakaian tenaga listrik, yang dapat merupakan suatu industri atau kota, tegangan tinggi diturunkan menjadi tegangan menengah (TM). Hal ini juga dilakukan pada suatu GI dengan mempergunakan transformator penurun (step down transformer). Di Indonesia tegangan menengah adalah 20 KV. Saluran 20 KV ini menelusuri jalan-jalan di seluruh kota, dan merupakan sistem distribusi primer.Di tepi-tepi jalan, biasnya berdekatan dengan persimpangan terdapat gardu-gardu distribusi (GD). Yang mengubah tegangan menengah menjadi tegangan rendah melalui transformator distribusi. Melalui tiang-tiang listrik yang terlihat di tepi jalan, tenaga listrik tegangan rendah disalurkan kepada konsumen. Di Indonesia, tegangan rendah adalah 220/380 volt, dan merupakan sistem distribusi sekunder.

3.2 Sistem Operasi Jaringan Distribusi Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik secara keseluruhan, sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen. Pada umumnya sistem distribusi tenaga listrik di Indonesia terdiri atas beberapa bagian, sebagai berikut : Gardu Induk (GI) Saluran Tegangan Menengah (TM)/ Distribusi Primer Gardu Distribusi (GD) Saluran Tegangan Rendah (TR) Gardu induk akan menerima daya dari saluran transmisi kemudian menyalurkannya melalui saluran distribusi primer menuju gardu distribusi. Sistem jaringan distribusi terdiri dari dua buah bagian yaitu jaringan distribusi primer dan jaringan distribusi sekunder. Jaringan distribusi primer umumnya bertegangan tinggi (20 KV atau 6 KV). Tegangan tersebut kemudian diturunkan oleh transformator distribusi pada gardu distribusi menjadi tegangan rendah (220 atau 380 volt) untuk selanjutnya disalurkan ke konsumen melalui saluran distribusi primer. 3.3 Gardu Induk Pada Sistem Distribusi Gardu Induk adalah suatu instalasi, terdiri dari peralatan listrik yang berfungsi untuk : 1. Transformasi tenaga listrik tegangan tinggi yang satu ke tegangan tinggi yang lainnya atau ke tegangan menengah. 2. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan pengamanan dari sistem tenaga listrik. 3. Pengaturan daya ke gardu-gardu induk lain melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu distribusi melalui feeder tegangan menengah. Peralatan dan fasilitas penting yang menunjang untuk kepentingan pengaturan distribusi tenaga listrik yang ada di Gardu Induk adalah :

a. Sisi Tegangan Tinggi - Transformator Daya - Pemutus Tenaga (CB) - Saklar Pemisah (DS) - Pengubah transformator Berbeban - Transformator Arus (CT) - Transformator Tegangan (PT) b. Sisi Tegangan Menengah - Pemutus Tenaga trafo (incoming circuit Breaker) - Pemutus Tenaga Kabel (outgoing Circuit Breaker) - Trafo Arus (CT) - Trafo Tegangan (PT) c. Peralatan Kontrol - Panel Kontrol - Panel Relay - Meter-meter pengukuran

3.4 Sistem Distribusi Primer Sistem distribusi primer merupakan bagian dari sistem distribusi yang berfungsi untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari pusat suplai daya besar (Bulk Power Source) atau disebut gardu induk ke pusat-pusat beban. Sistem distribusi primer atau sistem distribusi tegangan menengah tersususn oleh penyulang utama (main feeder) dan penyulang percabangan (lateral). Jaringan distribusi di Indonesia adalah jaringan distribusi bertegangan 20KV. 3.5 Sistem Distribusi Sekunder Sistem distribusi sekunder merupakan bagian dari sistem distribusi, yang bertugas mendistribusikan tenaga listrik secara langsung dari trafo distribusi ke pelanggan. Jaringan distribusi sekunder di Indonesia adalah jaringan distribusi bertegangan 220/380 Volt. Untuk selanjutnya pada pembahasan tugas akhir ini, sistem distribusi yang dimaksud adalah sistem distribusi primer atau sistem distribusi tegangan menengah 20 KV.

3.6 Saluran Udara dan Saluran Bawah Tanah Sistem distribusi dapat dilakukan baik dengan saluran udara maupun dengan saluran bawah tanah. Biasanya saluranudara, walupun untuk kepadatan beban yang lebih besar di kota-kota atau atau daerah metropolitan digunakan saluran bawah tanah. Pilihan antara saluran udara dan bawah tanah terganutng pada sejumlah factor yang sangat berlainan, antara lain pentingnya kontinuitas pelayanan, arah perkembangan daerah, biaya pemeliharaan tahunan yang sama, biaya modal dan umur manfaat sistem tesebut. Pada sistem distribusi primer digunakan tegangan menengah tiga fase tanpa penghantar netral, sehingga terdapat tiga kawat. Bebeda halnya dengan tegangan rendah, digunakan penghantar netral,sehingga terdapat empat kawat. Di daerah-daerah dengan banyak gangguan cuaca, terutama yang berbentuk petir, saluran dapat dilengkapi dengan kawat petir. Kawat ini dipasang disebelah atas penghantar, dan dihubungkan dengan tanah. Bilamana ada gangguan petir, maka yang terlebuh dahulu tersambar adalah kawat petir itu. Energi petir disalurkan ke bumi melalui sistem pentanahan. Saluran udara merupakan penghantar energi listrik, tegangan menengah ataupun tegangan rendah, yang dipasang diatas tiang-tiang listrik di luar bangunan. Sedangkan pada kabel tanah penghantarnya dibungkus dengan bahan isolasi. Kabel tanah dapat dipakai untuk tegangan menengah ataupun tegangan rendah. Sebagaimana namanya, kabel tanah ditanam dalam tanah. Instalasi saluran udara jauh lebih murah daripada instalasi kabel tanah. Di lain pihak, instalasi kabel tanah lebih mudah pemeliharaannya dibanding dengan saluran udara. Lagi pula, instalasi kabel tanah lebih indah, karena tidak terlihat, sedangkan saluran udara mengganggu memandangan dan lingkungan. Karenanya, di kota-kota besar dengan kepadatan pemakain energi listrik yang tinggi, saluran tegangan menengah biasanya merupakan kabel tanah, bahkan sering juga saluran tegangan rendah. Tingginya biaya instalasi kabel tanah dapat dipertanggungjawabkan oleh karena tingginya kepadatan pemakaian energi listrik. Sekalipun operasi dan pemeliharan lebih mudah, tetapi bilamana terjadi gangguan pada kabel tanah, perbaikannya merupakan pekerjaan yang sukar, lebih-lebih bilamana kabel ini ditanam di jalanan yang lalu-lintasnya padat.3.7 Saluran Udara Saluran udara digunakan pada pemasangan di luar bangunan, direnggangkan pada isolator-isolator diantara tiang-tiang sepanjang beban yang dilalui suplai tenaga listrik,mulai gardu induk sampai ke pusat beban ujung akhir. Jaringan udara direncakan untuk kawasan dengan kepadatan beban rendah atau sangat rendah, misalnya pinggiran kota, kampung/kota-kota kecil, dan tempat tempat-tempat yang jauh serta luas dengan beban tersebar. Seringkali digunakan untuk melayani daerah yang sedang berkembang sebagai tahapan sementara. Kota-kota besaar dengan mayoritas perumahan kebanyakan menggunakan jaringan udara. Bahan yang banyak dipakai untuk kawat penghantar adalah tembaga dan alumunium. Secara teknis, tembaga lebih baik daripada aluminium, karena memiliki daya hantar arus yang lebih tinggi. Namun karena harga tembaga yang tinggi, lagipula memiliki kecenderungan untuk senantiasa naik, kian lama pemakaian kawat alumunium lebih banyak dipakai. Apalagi, kawat tembaga sering menjadi sasaran pencurian karena dapat diolah untuk pembuatan barang-barang lain yang laku di pasaran. Karenanya kawat alumunium berinti baja (ASCR atau Alumunium Cable Steel Reinforced ) banyak dipakai untuk saluran udara tegangan tinggi maupun tegangan menengah. Sedangkan untuk saluran tegangan rendah banyak dipakai kawat alumunium telanjang ( AAC atau All Alumunium Cable). Kini untk saluran udara banyak juga dipakai kawat udara alumunium punter berisolasi.3.8 Sistem Pengaman pada Sistem Jaringan Distribusi Agar suatu sistem distribusi dapat berfungsi dengansecara baik, gangguan-gangguan yang terjadi pada tiap bagian harus dapat dideteksi dan dipisahkan dari sistem lainnya dalam waktu yang secepatnya, bahkan kalau dapat, mungkin pada awal terjadinya gangguan. Keberhasilan berfungsinya proteksi memerlukan adanya suatu koordinasi antara berbagai alat proteksi yang dipakai. Adapun fungsi sistem pengaman adalah : Melokalisir gangguan untuk membebaskan perlatan dari gangguan. Membebaskan bagian yang tidak bekerja normal, untukmencegah kerusakan. Memberi petunjuk atau indikasi atas lokasi serta macam dari kegagalan Untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengankeandalan yang tinggi kepada konsumen. Untuk mengamankan keselamatan manusia terutama terhadap bahaya yang ditimbulkan listrik. Dalam usaha menjaga kontinuitas pelayanan tenaga listrik dan menjaga agar peralatan pada jaringan primer 20 kV tidak mengalami kerusakan total akibat gangguan, maka mutlak diperlukan peralatan pengaman. Adapun peralatan pengaman yang digunakan pada jaringan tegangan menengah 20 kV terbagi menjadi : Peralatan pemisah atau penghubung Peralatan pengaman arus lebih Peralatan pengaman tegangan lebih.3.9 Peralatan Pemisah atau Penghubung Fungsi dari pemutus beban atau pemutus daya (PMT) adalah untuk mempermudah dalam membuka dan menutup suatu saluran yang menghubungkan sumber dengan beban baik dalam keadaan normal maupun dalam keadaan gangguan. Jenis pemutus yang digunakan pada gardu adalah : Circuit Breaker (Pemutus Tenaga) Disconnecting Switch (DS) Sedangkan pemutus pada jaringan adalah : Load Break Switch (LBS) Vacum Switch (AVS)

3.9.1 Circuit Breaker (Pemutus Tenaga) Gardu Induk merupakan pemusatan tenaga listrik yangdihasilkan oleh pusat-pusat pembangkit. Di tempat ini dilaksanakan hubungan interkoneksi antara pembangkit-pembangkit tersebut, melalui sistem transmisi disalurkan dan kemudian didistribusikan kepada konsumen. Saluran transmisi dihubungkan dengan ril (bus) melalui transformator utama, dimana setiap saluran tersebut dilengkapi dengan Circuit Breaker (CB) dan Disconnecting Switch (DS). Circuit Breaker, dapat diopperasikan secara otomatis maupun secara manual dengan waktu pemutusan/penyambungan yang tetap sama, sebab faktor ini ditentukan oleh struktur mekanismenya yang mengunakan pegas-pegas. Karena itu CB dapat dioperasikan untuk memutus maupun menghubungkan rangkaian dalam keadaan dilalui arus beban atau tidak, yang dilengkapi dengan alat pemadam busur api. Busur api yang terjadi pada waktu pemisahan kontak akan dapat dipadamkan oleh suatu media isolasi yang dipakai oleh Circuit Breaker tersebut. Dalam keadaan tidak normal (gangguan) Circuit Breaker adalah merupakan saklar otomatis yang dapat memisahkan arus gangguan, dimana untuk mengerjakan atau mengoperasikan Circuit Breaker dalam keadaan tidak normal ini umumnya digunakan suatu rangkaian trip yang mendapat signal dari suatu rangkaian relay pengaman. Fungsi rangkaian relay adalah mengamankan sistem terhadap gangguan yang berbedabeda macamnya dan untuk ini diperlukan koordinasi tersendiri Tidak hanya tergantung pada keadaan arus nominal saja, tetapi juga tergantung pada keadaan arus maximum yang mungkin tejadi pada saat gangguan disebut juga momentary current. Dan juga arus yang masih ditahan oleh Circuit Breaker sesudah kontak Circuit Breaker membuka beberapa cycle yaitu interrupting current, serta sistem tegangan dimana Circuit Beaker ditempatkan.3.9.2 Disconecting Switch (Saklar Pemisah) Disconnecting Switch, merupakan alat pemutus rangkaian yang dioperasikan secara manual, karena waktu pemutusan terjadi sangat subyektif, tergantung pada subyek operatornya. Hal ini merupakan alasan utama, mengapa Disconnecting Switch tidak boleh dioperasikan pada saat rangkaian dalam keadaan dilalui arus beban. Tugas utama alat ini umumnya digunakan untuk memutus rangkaian dalam rangka perbaikan atau pemeliharaan. Terdiri dari buah terminal terisolir dari tanah dan terpisah diantaranya oleh jarak isolasi (isolating distance). Saklar pemisah merupakan suatu peralatan yang merupakan pasangan circuit breaker. Fungsi saklar pemisah yaitu memisahkan suatu bagian beban dari sumbernya pada keadaan tidak berarus, sehingga dapat dilihat atau dipisahkan dengan pasti bagian yang hidup dengan bagian yang tidak. Hubungan rangkaian pemutus daya dan saklar pemisah adalah menempatkan pemutus daya diantara dua buah saklar pemisah. Pada umumnya hubungan pemutus daya dan saklar pemisah dilaksanakan dengan sistem interlock. Yang dimaksuddengan interlock adalah agar tidak salah pengoperasian dari dua buahperalatan. Dengan demikian saklar pemisah tidak digunakan untuk memutuskan arus beban dan bekerjanya dengan urutan tertentu yaitu pembukaan saklar pemisah selalu didahului oleh pembukaan pemutus daya dan menutupnya pemutus daya sesudah saklar pemisah ditutup. Beberapa fungsi saklar pemisah dalam gardu induk adalah : Untuk mengisolir pemutus daya pada saat dilakukan pemeliharaan pemutus daya. Sebagai komponen simpangan (bypassing) dari pemutusdata guna menjamin kontinuitas penyaluran daya pada saatdilakukan pemeliharaan pemutus daya. Untuk memutuskan dan menghubungkan rel daya dan transformatos daya dalam keadaan tanpa beban. Sukar atau mudahnya pemeliharaan ditentukan oleh metode penempatannya. Sebaiknya saklar pemisah diletakkan pada tempat yang aman dan mudah dicapai guna pemeliharaan. Untuk mengamankan operator sewaktu dilakukan pemeliharaan peralatan, maka saklar pemisah dilengkapi dengan saklar pentanahan (earthing switch). Saklar pentanahan dipasang antara bagian yang bertegangan dari saklar pemisah dengan konduktor yang ditanahkan. Saklar pentanahan dapat ditutup hanya jika saklar pemisah telah dibuka. Untuk enjamin hal tersebut maka saklar pemisah dengan saklar pentanahan dipasang saling mengunci (interlock). Meskipun Disconnecting Switch tidak dimaksudkan untuk memutuskan arus beban nominal maupun arus hubung singkat akan tetapi memenuhi persyaratan tertentu. Syarat-syarat yang harus dipenuhi : Mempunyai kapasitas arus nominal 15% diatas arus beban penuh. Harus sanggup menahan tegangan nominal hingga tegangan 10% diatas gangguan nominal. Dalam keadaan tertutup harus mampu menahan momentary current pada waktu terjadi hubung singkat. Dapat menahan timbulnya beban termis dan gaya elektrodinamis yang timbul pada saat terjadinya gangguan hubung singkat.3.9.3 Automatic Vacuum Switch (AVS) Suatu peralatan pemutus yang bekerja secara otomatis untuk membebaskan seksi-seksi yang terganggu dari suatu sistem distribusi jaringan distribusi tenaga listrik atau dengan kata lain membebaskan atau melokalisir daerah yang teganggu tetap mendapatkan supply tenaga listrik. Pemasangan AVS pada jaringan distribusi tenaga listrik 20 KV dilengkapi dengan pemasangan recloser (pemutus balik otomatis) dan fault section indicator penyulang. Hal ini dimaksudkan untuk mengoptimalkan kerja dari AVS. Kontruksi AVS terdiri dari beberapa bagian antara lain : 1. Vacum Switch (VS) Merupakan saklar yang menggunakan media hampa udarauntuk memadamkan busur api yang timbul diantara kontak-kontaknya pada saat menyambung dan memutuskan beban, dan sebagai bahan penyekat (isolasi) pada saat VS membuka (off). 2. Kotak Pengatur AVS Tree type Kotak pengatur ini memperoleh supply daya listrik dari satu atau dua buah power control transformator 20 /0.13 KV 3.9 KV. Kotak pengatur ini terdiri dari : Power Supply Switch (SW), digunakan untuk menghubungkan kotak pengatur dengan power control transformator.4.1 Peralatan Pengaman Arus Lebih Fungsi dari peralatan pengaman arus lebih adalah untuk mengatasi gangguan arus lebih pada sistem distribusi sebelum gangguan tersebut meluas keseluruh sistem yang ada. Peralatan yang banyak digunakan pada jaringan distribusi dari Jawa Timur adalah : Fuse Cut Out Rele Arus Lebih Recloser (Pemutus Balik Otomatis)

4.1.1 Fuse Cut Out Fuse merupakan kombinasi alat pelindung dan pemutus rangkaian, yang mempunyai prinsip melebur (expulsion) atau mengamankan gangguan permanen antara fasa ke tanah,apalagi dilewati arus yang besarnya melebihi rating arusnya. Apabila terjadi gangguan maka elemen pelebur yang terletak pada tabung fiberakan meleleh dan terjadi busur api yang akan mengenai tabung fiber sehingga menghasilkan gas yang dapat segera mematikan busur api. Karakteristik waktu/arus dari sebuah fuse adalah sekitar t. karakteristik arus waktu dari berbagai sambungan fuse yang berbeda, elemen-elemnnya berbeda dan membutuhkan perhatian yang hati-hati untuk memakainya pada sebuah sistem. Untuk semua jenis fuse, batas arus fusenya biasanyalebih tinggi daripada arus normalnya. Factor penting yang mempengaruhi batas arus yang sesuai dari fuse adalah arus beban lebih yang mungkin pada rangkaian termasuk harnmonisa yang ada, naiknya arus lebih bersamaan arus ke transformator, starting motor, kapasitor. Fuse-fuse yang melewatkan arus melampaui batas arus untuk waktu lebih lama daripada waktu melewatkan arus pemutus minimum dapat mengalami kerusakan yang dapat mempengaruhi karakteristiknya, terutama kemampuan memutus. 4.1.2 Rele Arus Lebih (Over Current Relay) Relai merupakan peralatan pengaman yang dipasang pada peralatan yang berfungsi untuk melindungi peralatan listrik dari gangguan yang mungkin terjadi. Tujuan dipasang relai pengaman adalah : - Menghindari atau mengurangi kerusakan yang terjadi akibat gangguan pada alat yang dilalui arus gangguan. - Menyelamatkan sistem atau bagian sistem lainnya yang tidak terganggu supaya tetap dapat bekerja terus, dengan cara melepaskan bagian sistem yang terganggu sedemikian rupa sehingga penyimpangan atau kesalahan akibat gangguan tersebut tidak memberikan akibat negative yang lebih luas terhadap keseluruhan sistem yang ada. Peralatan proteksi harus dirancang sedemikian rupa sehingga gangguan dapat dengan segera diputuskan atau dihilangkan. Suatu gangguan yang serius dapat menyebabkan pemutusan yang cepat dan dapat kerusakan pada peralatan. Gangguan yang terjadi secara tidak langsung harus diketahui oleh operator sehingga peralatan dapat dioperasikan di luar daerah kritis. Kejadian-kejadian yang sangat berbahaya bagi operasi generator ataupun transformator adalah hubung singkat, gangguan ke tanah, penguatan kurang, arus lebih dan panas berlebihan. Relay pengaman merupakan bentuk dasar dari peralatan listrik otomatik dan sangat perlu untuk kerja dari sistem distribusi daya yang modern bahkan tergantung padanya. Bila terjadi gangguan baik arus, tegangan, frekuensi dan daya, relay pengaman akan mendeteksi dan memutus bagian yang mengalami gangguan dari sistem. Selanjutnya akan mengembalikan ke keadaan normal atau membangkitkan sinyal peringatan kepada operator. Relay jenis ini adalah besar-nya arus yang masuk kedalam relay, atau relay arus lebih (over current relays). Relay ini memberikan reaksi terhadap besarnya arus masukan, dan bekerja untuk memutuskan (trip) bilamana besarnya arus melebihi nilai tertentu yangdapat diatur. Relay arus lebih akan menutup kontak kontaknya untuk menggerakkan rangkaian yang menyebabkan saklar dayamembuka atau menutup bilamana arus mencapai suatu nilai yang telah ditentukan terdahulu. Dengan demikian, maka pada relay arus lebih terdapat kepekaan terhadap besar arus yang mengalir. Relay arus lebih dikategorikan menjadi 3 yaitu : Relay arus lebih seketika (instantaneous over current relay) Relay arus lebih dengan karakteristik tunda waktu (definite time over current relay ) Relay arus lebih dengan karakteristik tunda waktu terbalik (inverse time over current relay ) Relay arus lebih seketika adalah relay yang bekerjanya tanpa penundaan waktu atau jangka waktu relay mulai saat relay arusnya pickup sampai selesai, sangat singkat (sekitar 20 sampai 100 ms). Relay arus lebih dengan karakteristik tunda waktu tertentu, yaitu suatu relay dengan jangka waktu mulai relay arus pickup sampai selesainya kerja relay diperpanjang dengan nilai atau waktu tertentu. Sehingga apabila arus yang mengalir telah melebihi arus setting maka relay akan bekerja sesuai dengan waktu penundaan yang telah ditetapkan. Ada beberapa jenis relay arus lebih dengan tunda waktu, hal ini sangat tergantung pada karakteristik waktu tundanya. Berdasarkan tunda waktu kerjanya, relay lebih dapat dibedakan menjadi 4, yaitu : Waktu tertentu (definite time). Waktu minimal tertentu terbalik (inverse definite minimum time/IDMT). Sangat berbanding terbalik (very inverse). Sangat berbanding terbalik sekali (extremely inverse). Pada jaringan distribusi di Jawa Timur relay arus lebih yang digunakan adalah jenis inverse dan inverse definite minimum time (IDMT). Masing-masing disetting dengan operasi cepat atau dengan waktu diperlambat (delay). 4.1.3 Recloser Sebagian besar gangguan (80-95%) pada jaringan distribusi dantransmisi adalah bersifat temporer (sementara), berlangsung dari beberapa cycle sampai beberapa detik. Penyebab gangguan kebanyakan disebabkan oleh dahan/ranting pohon yang mengenai saluran udara. Penutup balik adalah alat pengaman arus lebih yang diatur waktu untuk memutus dan menutup kembali secara otomatis, terutama untuk membebaskan dari gangguan yang bersifat temporer (sementara), sering juga disebut dengan recloser.Recloser dilengkapi dengan sarana indikasi arus lebih, pengatur waktu operasi, serta penutupan kembali secara otomatis. Desain dari recloser memungkinkan untuk dapat membuka kontak-kontaknya secara tetap dan terkunci/lock out, sesuai pemrogramannya setelah melalui beberapa kali operasi buka-tutup. Pada gangguan yang bersifat sementara, recloser akan membuka dan menutup kembali bila gangguan telah hilang. Jika gangguannya bersifat tetap/ permanent, maka recloser akan membuka kontakkontaknya secara tetap dan terkunci/lock out. Apabila gangguan telah dihilangkan, maka recloser dapat ditutup kembali. Recloser biasanya dipasang pada sebuah atau lebih cabang (lateral) pada jaringan sehingga gangguan yang terjadi tidak mempengaruhi seluruh jaringan. Recloser dapat diatur dengan beberapa operasi berbeda , yaitu : Dua kali operasi seketika (membuka dan menutup) diikuti dua kali operasi waktu tunda maka recloser akan mengunci. Satu kali operasi seketika diikuti tiga kali operasi waktu tunda. Tiga kali operasi ditambah satu kali operasi waktu tunda. Empat kali operasi seketika. Emapt kali operasi waktu tunda.

4.1.4 Directional Over Current Ground Relay Dalam operasi sistem tenaga listrik terjadinya gangguan tidak dapat dihindarkan. Gangguan terjadi dapat dikarenakan karenakan adanya kejadian secara acak dalam sistem yang dapat berupa berkurangnya kemampuan peralatan, meningkatnya beban dan lepasnya peralatan-peralatan yang tersambung ke sistem. Gangguan yang sering terjadi pada saluran distribusi adalah gangguan hubung sin