Peralatan Tegangan Tinggi

1. Pemutus Daya

1.1. Pengertian dan Fungsi Pemutus Daya

Circuit breaker (CB) atau Pemutus Daya adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang

berfungsi untuk memutuskan hubungan antara sisi sumber tenaga listrik dan sisi beban yang

dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi gangguan atau secara manual ketika dilakukan

perawatan atau perbaikan. Setiap sistem tenaga listrik dilengkapi dengan sistem proteksi

yang berfungsi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada peralatan sistem dan untuk

mempertahankan kestabilan sistem ketika terjadi gangguan atau maintenaince.

1.2. Prinsip Kerja Pemutus Daya

Pemutus daya (Circuit Breaker) harus mampu menyalurkan arus maksimum system secara

kontinyu dann memutuskan jaringan dalam keadaan berbeban atatu hubung singkat dengan

cepat sehinggga kerusakan yang tidak diinginkan dapat dihindari.

Jika suatu sistem terjadi gangguan atau suatu peralatan tegangan tinggi akan dilakukan

maintenaince, maka kontak akan dibuka sehingga arus akan terputus dan tidak merusak

sistem dan perangkat lain. Namun adanya beda tegangan diantara kontak dapat terjadi busur

api, maka suatu circuit breaker dapat bekerja. Jika kontak pemutus daya dipisahkan, maka

beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik disela kontak tersebut.

Arus yang sebelumnya mengalir melalui kontak akan memanaskan kontak pemutus daya

sehingga ketika kontak membuka, pada permukaan kontak terjadi emisi termal,

yaituterlepasnya electron dari molekul netral dengan kecepatan tinggi karena adanya

peningkatan suhu. Medan elektrik diantara kontak menimbulkan emisi medan tinggi pada

permukaan kontak yang berperan sebagai katoda. Emisi termal dan emisi medan tinggi

menyebabkan memperlancar proses ionisasi, yaitu terlepasnya electron dari ikatan atom

netral menjadi elektron bebas sehingga terjadi busur api.

Busur api tersebut harus segera dipadamkan yaitu dengan melakukan deionisasi, sehingga

busur api tidak menjadi korona atau flashover yang dapat menyebabkan terjadinya kebakaran

dan kerusakan pada sistem maupun perangkat lain. Oleh karena itu, circuit breaker harus

bekerja untuk menjadikan arus yang melalui kontak sama dengan nol. Namun, jika kuat

medan elektrik pada sela kontak lebih besar daripada kekuatan dielektrik medium sela

kontak, maka memungkinakn untuk terjadinya busur api lagi.

Dengan kata lain, pengurangan partikel bermuatan karena proses deionisasi lebih banyak

daripada penmabahan muatan karena proses ionisasi, maka busur api akan padam. Hal yang

dapat dilakukan untuk meningkatkan proses deionisasi adalah diantaranya meniupkan udara

sela kontak yang akan mengalami pendinginan pada busur api. Kemudian deionisasi dapat

dilakukan dengan cara menyemburkan gas isolasi atau minyak ke busur api, memotong busur

api dengan tabir isolasi atau tabor logam. Semua hal tersebut dapat meningkatkan proses

rekombinasi pada deionisasi.

1.3. Jenis-jenis Pemutus Daya

Dengan memperatikan hal-hal yang dapat memadamkan busur api, maka pemutus daya

dibuat berdasarkan medium isolasinya, yaitu Pemutus Daya Udara, Pemutus Daya Minyak,

Pemutus Daya Udara Tekan, Pemutus Daya Vakum dan Pemutus Daya isolasi gas SF6.

Berbagai macam pemutus daya tersebut dibuat untuk memadamkan busur api pada tegangan

tinggi. Pemutus daya yang menggunakan medium udara bekerja untuk memutuskan arus

sampai 50kA dan dapat digunakan pada rangkaian bertegangan sampai 10kV. Pemutus daya

dengn medium minyak memiliki kelemahan yaitu mudah terbakar jika terjadi tekanan tinggi,

namun pemutus daya medium minyak dapat bekerja memutuskan arus hubung singkat

sampai 10kA pada rangkaian bertegangan 500kV.

Pemutus daya udara tekan menggunakan medium udara kering yang bersih dan bertekanan

tinggi sehingga resiok terbakar sangat kecil, untuk menghasilkan udara bertekanan tinggi

maka pemutus daya dilengkapi dengan kompresor pada konstruksinya. Pemutus daya udara

tekan mampu memutus arus sampai 40kA pada rangkaian bertegangan 765kV.

Pemutus daya dengan medium vakum yang memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi.

Kelbihan yang dimilikinya adalah konstruksi yang kompak dan sederhana, tidak

menimbulkan kebakaran, tidak memproduksi gas, mampu memadamkan busur api, dan

mampu menahan tegangan impuls petir.

Namun pemutus daya yang sedang berkembang pesat adalah pemutus daya medium gas SF6.

Medium pemutus daya ini memiliki sifat kimia yang stabil,tidak mudah terbakar, tidak

mudah korosi dan memiliki sifat kelektronegatifan.sifat kimia yang dimilikinyalah

menjadikan SF6 memiliki sifat dielektrik dua kali lipat dari medium lain. Pemutus daya gas

SF6 bekerja pada rating tegangan hingga 1200kV. Keunggulan yang dimiliki pemutus daya

ini menjadikan biaya konstruksinya menjadi relative mahal.

2. Konduktor

2.1. Pengertian dan Fungsi

Konduktor adalah alat yang digunakan untuk menghubungkan peralatan listrik dan

menyalurkan arus antar peralatan listrik pada suatu instalasi atau sistem tenaga listrik.

Konduktor memiliki bahan yang umunya dipakai adalah tembaga dan alumunium.

2.2. Bahan dan Jenis Konduktor

Berdasarkan konstruksinya konduktor dibedakan menjadi dua jenis, yaitu kawat telanjang

dan kabel. Keduanya memiliki konstruksi dan fungsi masing-masing. Pada umumnya

konduktor berupa kawat telanjang dgunakan untuk menyalurkan energy listrik antar gardu

induk, dari gardu induk ke trafo distirbusi dan gardu induk ke panel. Berdasarkan bentuk

penampang kawat telanjang dapat dibedakan yang memiliki fungsi masing-masing. Kawat

telanjang berenampang batang digunakan pada panel daya, penampang kawat pilin digunakan

untuk jaringan distribusi dan transmisim sedangkan konduktor berongga dan berkas

digunakan pada transmisi tegangan tinggi.

Suatu konduktor telanjang bertegangan akan menimbulkan medan elektrik pada permukaan

konduktor. Kuat medan elektrik tersebut tergantung pada diameter dan kehalusan permukaan

konduktor.diameter yang semakin kecil dan permukaan yang semakin kasar akan

mengakibatkan kuat medan elektrik semakin besar. Jika medan elektrik lebih besar

dibandingkan kekuaran dielektrik dan media sekitarnya, maka akan terjadi pelepasan muatan

yang disebut korona.

Jenis konduktor yang kedua adalah kabel, yaitu alat tegangan tinggi yang umumnya

digunakan menyalurkan listrik dari generator ke trafo daya dan pada jaringan distribusi.

Kabel memiliki bagian utama, yaitu inti atau konduktor, bahan isolasi, bahan pengisi, bahan

pengikat, bahan pelindung beban mekanik dan selubung pelindung luar. Kabel tegangan

tinggi pada umumnya berinti tunggal dan berinti tiga, yang memilliki bahan dari pilinan serat

tembaga atau alumunium. Inti dibungkus dengan bahan isolasi utama yang sifat

mekanismenya fleksibel. Sifat termal inti kabel yang utama adalah memiliki ketahanan termal

tinggi, koefesien muai panas rendah dan daya hantar panas tinggi serta tidak mudah terbakar.

Bahan isolasi yang digunakan adalah minyak, polimer, dan kertas yang diimprenasi minyak

mineral. Kemudian inti kabel diikat dengan bahan isolasi pengikat yang dibungkus dengan

selubung yang terbuat dari timah.

2.3. Parameter Konduktor

Komduktor yang menghantarkan arus listrik akan menimbulkan panas akibat rugi-rugi daya,

oleh karena itu agar sifat fisis bahan konduktor tidak berubah, maka kenaikan temperatiur

konduktor hanya dibatasi hingga 75oC. sehingga arus kontinyu yang mengalir juga perlu

dibatasi agar tidak terjadi peningkatan temperature.

Hal-hal lain yang perlu diperhatikan dalam pemilihan konduktor adalah resitansinya,

kekuatan mekanisnya, jari-jari geometris rata-rata dan diameter luarnya. Resistansi konduktor

berpengaruh terhadap rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada konduktor. Semakin besar

resistansi suatu konduktor, semakin besar rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada konduktor

tersebut.

Jarak antar konduktor ditetapka sedemikia sehingga tidak terjadi korona atau pelepasan

muatan pada permukaan konduktor. Jarak antar konduktor pada jaringan hantaran udara,

selain dibatasi oleh medan tertinggi yang diizinkan, dibatasi juga oleh jarak ayunan

konduktor jika ditiup angin.

Konduktor digunakan juga sebagai rel daya pada gardu induk dan panel. Rel daya untuk

gardu induk umumnya terbuat dari konduktor berbentuk kawat, sedangkan untuk panel

terbuat dari konduktor berbentuk batang. Jika pada rel daya mengalir arus hubung singkat,

maka rel daya akan mengalami gaya elektromagnetik yang besarnya bergantung pada

besarnya arus hubung singkat dan jarak antar rel. maka ari itu, jarak antar rel harus dirancang

sehingga gaya yang diakibatkan arus hubung singkat tidak sampai merusak rel dan isolator

penyangganya.

3. Pelindung Tegangan Lebih

3.1. Pengertian dan Fungsi

Tegangan lebih adalah tegangan yang nilainya melebihi teganagn puncak maksimum pada

sistem tenaga listrik. Berdasarkan jenisnya, tegangan lebih dibagi menjadi dua yaitu tegangan

lebih internal dan teganagn lebih eksternal.berdasarkan frekuensi dan durasinya, tegangan

lebih terdiri dari teganagn lebih sementara berfrekuensi daya dan teganagn lebih transien.

Tegangan lebih sementara berfrekuensi daya diakibatkan oleh hubung singkat satu fasa ke

tanah, reonansi, pelepasan beban tib-tiba, dan transmisi panjang berbeban rendah. Sedangkan

teganagn lebih transien terjadi karena adanya operasi hubung buka (switching operation)

pada sistem ketika energensi, pengioliran gangguan, pemutusn arus kapasitif-induktif,

pelepasan beban.

Tegangan lebih eksternal adalah teganagn impuls yang terjad pada sistem tenaga listrik akibat

sambaran peti pada kawat hantaran udara transmisi sistem tersebut. Apaila teganagn lebih

yang ditimbulkan oleh impuls petir tidak dapat diatasi maka akan merusak isolasi pada gardu

sehingga merusak jaringan dan perangkat teganagn tinggi lain.

3.2. Prinsip Kerja dan Jenis Alat Pelindung Tegangan Lebih

Alat pelindung tegangan lebih dipasang pararel dengan peralatan yang dilindungi. Prinsip

kerja pelindung teganag lebi adalah pelindung berperan sebagai isolasipada keadaan tegangan

jaringan normal, pelindung berperan sebagai penghantar dan mengalirkan arus impul ke tanah

jika terjadi terjadi tegangan impuls tinggi sehingga perangkat dan jaringan terlindungi.

Berdasarkan konstruksinya pelindung tegangan lebih memiliki tiga jenis, yaitu sela batang,

arrester ekspulsi dan arrester katup.

Sela batang memiliki konstruski bushing transformator, isolator saluran teganagn tinggi dan

pemutus daya. Sela batang memiliki dua elektroda batang dan isolator pendukung. Satu

elektroda dihubungkan ke tanah dan satu yang lain dihubungkan ke kawat jaringan.

Arester ekspulsi memiliki dua sela yang terhubung seri yaitu sela luar dan sela dalam. Arester

ekspulsi digunakan pada sistem teaga listrik bertegangan hingga 33kV. Elektroda sela dalam

dibumikan dlm bentuk pipa. Dengan adanya dua pasang elektroda ini membuat arrester

mampu memikul teganagn tinggi frekensi daya tanpa terjadinya pelepasan muataan atau

korona dan arus bocor ke tanah. Jika pada term,inal arrester tiba suatu tegangan impus petir,

maka sela dalam dan sela luar sama-sama terpecik, sehingga arus petir mengalir ke tanah.

Arus petir menimbilkan busur api pada kedua sela, namun karena durasi yang sangat singkat

busur api relatif rendah. Arester ekspulsi dapat digunakan untuk melindungi transformator

distribusi bertegangan 3-15 kV, namun belum memadai untuk melindungi transformator

daya. Arrester ekspulsi memiliki kelebihan yaitu, konstruksinya yang sederhana dan

ekonomis, selain itu kerja arrester ini lebih baik dibandingkan sela batang.

Arester katup memiliki pembagian jenis berdasarkan sela perciknya, yaitu arrester sela pasif,

arrester sela aktif, arrester tanpa sela percik. Arrester sela pasif digunakan pada jaringan

distribusi hantaran udara. Arrester sela aktif digunakan pada jaringan teganagan tinggi dan

titik pusat jaringan distribusi. Arrester tanpa sela diguakan untuk semua tingkat tegangan.

Arester ktup sela pasif memiliki konstruksiyang terdiri dari sela percik, resistor non-linier dan

isolator tabung. Sela percik terdiri dari beberapa susunan elekroda plat-plat yang terhubung

seri. Sela percik dan resistor non-linier keduanya ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup,

shingga kerja arrester ini tidak dipengaruhi oleh keadaan udara sekitar. Arester sela aktif

memlikik konstruksi yang sama pada arrester sela pasif, namun arrester sela aktif memiliki

cara sendiri dalam memadamkan busur api, yaitu memperpanjang dan mendinginkan busur

api dengan cara membangkikan medan magnet pada sela percik.

Areser katup tanpa sela percik menggunakan resistor non-linier yang terbuat dari logam

oksia. Arrester ini dapat mengalirkan arus dari orde ampere samapi kiloampere, sedangkan

teganagan kerjanya dari orde volt hingga ratusan kilovolt. Kelemahan arrester iniadalah

mengalirkan arus bocor kontinu ke tanah, menyerap energy yang besar, dan mengandung

kapasitansi, yaitu kapasitansi yang dibentuk piring-piring logam oksida.

4. Sakelar Pemisah

4.1 Pengertian dan Fungsi

Sakelar pemisah adalah alat proteksi yang digunakan untuk memisahkan kontak sehingga

akan terjadi pemutusan aliran listrik. Pemutusan dilakukan untuk melindungi sistem apa bila

terjadi gangguan dan bila akan dilakukan maintenaince. Komponen uatam suatu sakelar

adalah rangka pelindung, isolator pendukung, lengan pemisah, terminal dan penggerak.

Ketika suatu kawat transmisi dipisahkan dari sistem, kawat transmisi akan menyimpan

muatan listrik. Selain daripada itu, awan bermuatan disekitar transmisi dan sambaran petir

langsung maupun tidak langsung dapat menginduksikan muatan listrik pada kawat transmisi.

Oleh karena itu, kawat transmisi yang sudah dipisahkan dari sistem harus selalu dibumikan.

Tugas tersebut dilakukan oleh sakelar pembumian yang berfungsi menghubungkan kawat

transmisi ke tanah sesaat sakelar pemisah membua. Hal yang sama dilakukan ketika

memisahkan kapasitor shunt dari sistem.

4.2. Prinsip Kerja dan Jenis

Apabila terjadi gangguan pada sistem dan jaringan maka sakelar pemisah akan dibekerja

dengan penggerak mekanik dan atau penggerak elektrik yang dikendalika jarak jauh oleh

operator. Berdasarkan konstruksinya, sakelar pemisah dibagi menjadi dua jenis, yaitu sakelar

pemisah kutub tunggal (satu fasa) dan sakelar pemisah tiga kutub (tiga fasa). Berdasarkan

lokasi pemasangannya, sakelar pemisah dibagi atas pasangan dalam dan pasangan luar.

Berdasarkan arah gerakan lengan pemisah, skelar pemisah dibagi atas gerak lengan vertical

dan horizontal. Sedangkan berdasarkan jumlah kontaknya terdiri dari kontak tunggal dan

kontak ganda.

Interlok antar sakelar pemisah dengan pemutus daya dibuat untuk mencegah kesalahan

operasi. Interlok harus memenuhi syarat yaitu sakelar pemisah ditutup sebelum pemutus daya

terkunci pada posisi terbuka, sakelar pembumian ditutup hanya ketika sakelar pemisah

terbuka, sakelar pemisah dapat ditutup hanya ketika pemutus daya dan sakelar pembumian

dalam keadaan terbuka. Ada tiga cara mengadakan interlock, yaitu dengan hubungan

mekanik, dengan menggunakan kunci, atau dengan mengggunakana solenoid.

Peralatan Tegangan menengah

Lighting Surge Arrester: Penggunaan lighting arrester pada sistem distribusi adalah untuk melindung peralatan terhadap gangguan akibat sambaran petir. Arrester juga digunakan untuk melindungi saluran distribusi dari flashover. Arrester dipasang dekat atau pada peralatan yang dihubungkan dari fasa konduktor ke tanah.

Pada saat sistem bekerja normal, arrester memiliki sifat sebagai isolator. Apabila terjadi sambaran petir, arrester akan berubah menjadi konduktor dan membuat jalur ke tanah (bypass) yang mudah dilalui oleh arus petir, sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi pada trafo.

"BOSUNG"

1. 24 KV- 5 KA

2. 24 KV - 10 KA

Open Fuse Cut Out : Pada umumnya fuse cutout dipasang antara trafo distribusi dgn saluran distribusi primer. Pada saat terjadi gangguan, elemen fuse akan melebur dan memutuskan rangkaian sehingga akan melindung trafo distribusi dari kerusakan akibat gangguan dan arus

lebih pada saluran primer, atau sebaliknya memutuskan saluran primer dari trafo distribusi apabila terjadi gangguan pada trafo atau jaringan sisi sekunder sehingga akan mencegah terjadinya pemadaman pada seluruh jaringan primer.

"BOSUNG"

1. 24 KV- 100 A

2. 24 KV - 200 A

K type Fuse Link : fuse adalah peralatan proteksi arus lebih yang bekerja dengan menggunakan prinsip melebur. Terdapat 2 tipe fuse berdasarkan kecepatan melebur elemen fusenya (fuselink), yaitu tipe K (cepat) dan tipe T (lambat).

KEARNEY Fuse Link ( K type )

1. 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 12A, 15A, 20A

2. 25A, 30A, 40A, 50A

3. 60A, 65A, 80A, 100A

4. 140A

5. 200A

. Kabel tegangan menengah (medium voltage)

Kabel tegangan menengah dipakai untuk alliran listrik dengan kapasitas sampai 20 kV

GARDU DISTRIBUSI

Gardu distribusi merupakan salah satu komponen dari suatu sistem distribusi yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke konsumen atau untuk membagikan/ mendistribusikan tenaga listrik pada beban/konsumen baik konsumen tegangan menengah maupun konsumen tegangan rendah.

Gbr. Gardu distribusi.

Transformator distribusi digunakan untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan distribusi tegangan tinggi menjadi tegangan terpakai pada jaringan distribusi tegangan rendah (step down transformator); misalkan tegangan 20 KV menjadi tegangan 380 volt atau 220 volt. Sedan transformator yang digunakan untuk menaikan tegangan listrik (step up transformator), hanya digunakan pada pusat pembangkit tenaga listrik agar tegangan yang

didistribusikan pada suatu jaringan panjang (long line) tidak mengalami penurunan tegangan (voltage drop) yang berarti; yaitu tidak melebihi ketentuan voltage drop yang diperkenankan 5% dari tegangan semula.

Jenis transformator yang digunakan adalah transformator satu phasa dan ransformator tiga phase. Adakalanya untuk melayani beban tiga phase dipakai tiga buah transformator satu phase dengan hubungan bintang (star conection) Ү atau hubungan delta (delta conection) Δ.

Sebagian besar pada jaringan distribusi tegangan tinggi (primer) sekarang ini dipakai transformator tiga phase untuk jenis out door. Yaitu jenis transformator yang diletakkan diatas tiang dengan ukuran lebih kecil dibandingkan dengan jenis in door, yaitu jenis yang diletakkan didalam rumah gardu.

C. Macam-Macam Gardu Distribusi

Gardu distribusi dapat dibedakan dari beberapa hal yang diantaranya :

1. Gardu Hubung

Gardu hubung adalah gardu yang berfungsi untuk membagi beban pada sejumlah gardu atau untuk menghubungkan satu feeder TM dengan feeder TM yang lain. Dengan demikian pada gardu ini hanya dilengkapi peralatan hubung dan bila perlu misalnya untuk melayani konsumen TM dilengkapi dengan alat pembatas dan pengukur.

2. Gardu Trafo

Gardu Trafo adalah gardu yang akan berfungsi untuk membagikan energi listrik pada konsumen yang memerlukan tegangan rendah. Dengan demikian pada gardu trafo dipasang/ditempatkan satu atau dua trafodistribusi yang dipergunakan untuk merubah tegangan menengah menjadi tegangan rendah selain dari peralatan hubungnya untuk melayani konsumen tegangan rendah.

3. Gardu Open Type (Gardu Sel)

Gardu open type adalah gardu distribusi yang mempunyai peralatan hubung terbuka. Dimana dalam bekerjanya pisau-pisau dalam peralatan hubung, dapat dengan mudah dilihat mata biasa (dapat diawasi) baik pada saat masuk (menutup) atau saat keluar (membuka). Biasanya tempat pemasangan peralatan hubung semacam ini diberi sekat antara satu dengan yang lainnya yang terbuat dari tembok dan karena hal ini, gardu tembol open type sering disebut gardu sel

Konstruksi jaringan distribusi dengan saluran udara terdiri dari beberapa komponen peralatan utama, yaitu :

1. Tiang

Tiang listrik merupakan salah satu komponen utama dari konstruksi jaringan distribusi dengan saluran udara. Pada jaringan distribusi tiang yang biasa digunakan adalah tiang beton.

Tiang listrik harus kuat karena selain digunakan untuk menopang hantaran listrik juga digunakan untuk meletakan peralatan-peralatan pendukung jaringan distribusi tenaga listrik tegangan menengah. Penggunaan tiang listrik disesuaikan dengan kondisi lapangan.

Tiang listrik yang dipakai dalam distribusi tenaga listrik harus memiliki sifat-sifat antara lain :

a. Kekuatan mekanik yang tinggi

b. Perawatan yang mudah

c. Mudah dalam pemasangan konduktor saluran dan perlengkapannya

2. Isolator

Isolator adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk mengisolasi konduktor atau penghantar dengan tiang listrik. Menurut fungsinya, isolator dapat ditinjau dari dua segi yaitu :

a. Fungsi dari segi elektris : Untuk menyekat / mengisolasi antara kawat fasa dengan tanah dan kawat fasa lainnya.

b. Fungsi dari segi mekanis : Menahan berat dari konduktor / kawat penghantar, mengatur jarak dan sudut antar konduktor / kawat penghantar serta menahan adanya perubahan pada kawat penghantar akibat temperatur dan angin.

Bahan yang digunakan untuk pembuatan isolator yang banyak digunakan pada sistem distribusi tenaga listrik adalah isolator dari bahan porselin / keramik dan isolator dari bahan gelas. Kekuatan elektris porselin dengan ketebalan 1,5 mm dalam pengujian memiliki kekuatan 22 sampai 28 kVrms/mm. Kekuatan mekanis dengan diameter 2 cm sampai 3 cm mampu menahan gaya tekan 4,5 ton/cm².

Kegagalan kekuatan elektris sebuah isolator dapat terjadi dengan jalan menembus bahan dielektrik atau dengan jalan loncatan api (flashover) di udara sepanjang permukaan isolator. Kasus pertama dapat diatasi dengan cara memilih kualitas bahan isolator dan pengolahan/perawatan yang baik. Kasus ke dua dapat diatasi dengan memperbaiki tipe atau konstruksi dari isolatornya. Pada umumnya semua konstruksi isolator direncanakan untuk tegangan tembus yang lebih tinggi dari tegangan flashover, sehingga biasanya kekuatan elektrik isolator dikarakteristikan oleh tegangan flashovernya

Ada beberapa jenis konstruksi isolator dalam sistem distribusi, antara ain :

a. Isolator gantung ( suspension type insulator )

b. Isolator jenis pasak ( pin type insulator )

c. Isolator batang panjang ( long rod type insulator )

d. Isolator jenis post saluran ( line post type insulator )

Isolator Gantung (Suspension Type Insulator) Isolator Jenis Post Saluran (Pin Post Type Insulator)

Isolator Pos Saluran (Line Post Insulator)

Isolator jenis ini terbuat dari porselin yang bagian bawahnya diberi tutup (cap) besi cor yang disemenkan pada porselin serta pasak baja yang disekrupkan padanya. Karena jenis ini dipakai sendiri (tidak dalam gandengan) serta kekuatan mekanisnya rendah, maka isolator pos saluarantidak dibuat dalam ukuran yang besar.

Isolator Pos Pin (Pin Post Iinsulator)

Isolator pos pin digunakan pada daerah yang membutuhkan keandalan yang tinggi. Bentuk dari isolator jenis pos pin

Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh isolator pos pin, antara lain:

1. Bebas dari cacat, karena semen dan tangkai besi (metal flange) dipasang di sisi luar porselin, sehingga tidak menyebabkan pemuaian.

2. Bebas dari kerusakan akibat lewat-denyar (puncture), kuat medan listrik pada isolator pos pin seragam dan lebih rendah dibandingkan dengan isolator pasak (pin type insulator). Oleh karena badan isolatornya tidak bocor, maka lewat-denyar yang terjadi di luar porselin meskipun terjadi tegangan impuls secara tiba-tiba. Demikian pula pada inti isolator, terbebas dari puncture..

3. Mempunyai sifat antikontaminasi yang baik, isolator pos pin mempunyai sifat antikontaminasi yang baik dibandingkan isolator jenis lain, karena:

mempunyai jarak rayap (creepage distance) yang terlindungi besar hingga 50% dari total jarak rayap.

mempunyai bentuk profil yang baik, karena mampu meneteskan kontaminan dari tubuhnya

memepunyai jarak celah udara (air gap) yang besar antara bagian dalam sirip dengan permukaan isolator, sehingga dapat menghindari terjadinya jembatan air yang terkontaminasi.

4. Tahan terhahap busur api, arus berupa busur api yang mengalir akibatlewat denyar akibat polusi dapat menyebabkan kerusakan pada permukaanisolator. Isolator pos pin bersifat mampu menahan busur api hingga circuitbreaker memutus aliran daya

3. Penghantar

Penghantar pada sistem jaringan distribusi berfungsi untuk menghantarkan arus listrik dari suatu bagian keinstalasi atau bagian yang lain. Penghantar ini harus memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

a. Memiliki daya hantar yang tinggi

b. Memilki kekuatan tarik yang tinggi

c. Memiliki berat jenis yang rendah

d. Memiliki fleksibilitas yang tinggi

e. Tidak cepat rapuh

f. Memiliki harga yang murah

Jenis-jenis bahan penghantar, antara lain :

a. Kawat logam biasa, contohnya AAC ( All Alumunium Conductor ).

b. Kawat logam campuran, contohnya AAAC ( All Alumunium Alloy Conductor ).

Gambar 3.7. Pengahntar AAAC Gambar 3.8. Trafo Distribusi Satu Fasa

Gambar 3.9. Trafo Distribusi Tiga Fasa

Fuse Cut Out (FCO) adalah sebuah alat pemutus rangkaian listrik yang berbeban pada jaringan distribusi yang bekerja dengan cara meleburkan bagian dari komponenya (fuse link) yang telah dirancang khusus dan disesuaikan ukurannya. FCO ini terdiri dari :

1. Rumah Fuse (Fuse Support)

2. Pemegang Fuse (Fuse Holder)

3. Fuse Link

Berdasarkan sifat pemutusanya Fuse Link terdiri dari 2 tipe yaitu :

1. Tipe K (pemutus cepat)

2. Tipe T (pemutus lambat)

FCO pada jaringan Distribusi digunakan sebagai pengaman percabangan 1 phasa maupun sebagai pengaman peralatan listrik (trafo Distribusi non CSP, kapasitor)

6. Auto Voltage Regulator (AVR)

Gambar 3.12. Auto Voltage Regulator

Auto Voltage Regulator (AVR) merupakan auto transformer yang berfungsi untuk mengatur/menaikan tegangan secara otomatis. Rangkaian dari regulator ini terdiri dari auto transformer penaik tegangan.

7. Meter Expor-Impor

Gambar 3.13. Meter Expor-Impor

Meter Kirim – Terima disini berfungsi untuk mengetahui berapa kWH yang dikirim dan diterima antar UPJ.

Pada Meter Ex-Im terdapat CT dan PT yang berfungsi untuk mentransformasikan tegangan dan arus dari yang lebih tinggi ke yang lebih rendah untuk proses pengukuran.

8. Peralatan Hubung

Yang termasuk dalam peralatan hubung antara lain ABSw, LBS, Recloser, Sectionaliser, dan lain sebagainya.

3.3.2 Prosedur Pengoperasian Sistem Distribusi

Yang dimaksud dengan prosedur operasi pengaturan dan pengusahaan jaringan tegangan menengah adalah usaha menjamin kelangsungan penyaluran tenaga listrik, mempercepat penyelesaian gangguan – gangguan yang timbul, serta dilain pihak menjaga keselamatan baik petugas pelaksana operasi maupun instalasinya sendiri.

Pengoperasian jaringan distribusi tegangan menengah tersebut dilaksanakan dengan :

1. Memanuver atau memanipulasi jaringan, dengan menggunakan telekontrol maupun dilapangan.

2. Menerima informasi - informasi mengenai keadaan jaringan dan kemudian membuat penilaian (observasi) seperlunya guna menetapkan tindak lanjutan.

3. Menerima besaran-besaran pengukuran pada jaringan yang kemudian membuat penilaian (observasi) seperlunya guna menetapkan tindak lanjutan.

4. Mengkoordinasikan pelaksanaanya dengan pihak - pihak lain yang bersangkutan.

5. Mengawasi jaringan secara kontinyu.

6. Mengusut dan melokalisir gangguan jaringan.

7. Mendeteksi gangguan jaringan sehingga titik gangguannya dapat ditemukan untuk diperbaiki.

Kegiatan operasi distribusi ini dibedakan dalam dua keadaan yaitu keadaan normal dan keadaan gangguan. Operasi sistem distribusi juga tergantung dari beberapa hal, antara lain berdasarkan pada konfigurasi dan pola jaringan sistem distribusi yang digunakan.

Dalam operasi sistem distribusi, setiap alur tugas dari pekerjaan ditentukan oleh prosedur tetap yang biasa disebut Standing Operation Procedure ( SOP ), dimana SOP adalah prosedur yang dibuat berdasarkan kesepakatan / ketentuan yang harus dipatuhi oleh seseorang atau tim untuk melaksanakan tugas / fungsinya agar mendapatkan hasil yang optimal dan untuk mengantisipasi kesalahan manuver, kerusakan peralatan dan kecelakaan manusia..

3.3.3 Manuver Jaringan Distribusi

Manuver / manipulasi jaringan distribusi adalah serangkaian kegiatan membuat modifikasi terhadap operasi normal dari jaringan akibat dari adanya gangguan atau pekerjaan jaringan yang membutuhkan pemadaman tenaga listrik, sehingga dapat mengurangi daerah pemadaman dan agar tetap tercapai kondisi penyaluran tenaga listrik yang semaksimal mungkin. Kegiatan yang dilakukan dalam manuver jaringan antara lain :

a. Memisahkan bagian–bagian jaringan yang semula terhubung dalam keadaan bertegangan ataupun tidak bertegangan dalam kondisi normalnya.

b. Menghubungkan bagian–bagian jaringan yang semula terpisah dalam keadaan bertegangan ataupun tidak bertegangan dalam kondisi normalnya.

Optimalisasi atas keberhasilan kegiatan manuver jaringan dari segi teknis ditentukan oleh konfigurasi jaringan dan peralatan manuver yang tersedia di sepanjang jaringan. Peralatan yang dimaksud adalah peralatan – peralatan jaringan yang berfungsi sebagai peralatan hubung.

Peralatan tersebut antara lain yaitu :

1. Pemutus Tenaga (PMT)

Pemutus tenaga (PMT) adalah adalah alat pemutus tenaga listrik yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan hubungan listrik (switching equipment) baik dalam kondisi normal (sesuai rencana dengan tujuan pemeliharaan), abnormal (gangguan), atau manuver system, sehingga dapat memonitor kontinuitas system tenaga listrik dan keandalan pekerjaan pemeliharaan

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu pemutus tenaga atau Circuit Breaker (CB) adalah :

a. Harus mampu untuk menutup dan dialiri arus beban penuh dalam waktu yang lama.

b. Dapat membuka otomatis untuk memutuskan beban atau beban lebih.

c. Harus dapat memutus dengan cepat bila terjadi hubung singkat.

d. Celah (Gap) harus tahan dengan tegangan rangkaian, bila kontak membuka.

e. Mampu dialiri arus hubung singkat dengan waktu tertentu.

f. Mampu memutuskan arus magnetisasi trafo atau jaringan serta arus pemuatan (Charging Current)

g. Mampu menahan efek dari arching kontaknya, gaya elektromagnetik atau kondisi termal yang tinggi akibat hubung singkat.

PMT tegangan menengah ini biasanya dipasang pada Gardu Induk, pada kabel masuk ke busbar tegangan menengah (Incoming Cubicle) maupun pada setiap rel/busbar keluar (Outgoing Cubicle) yang menuju penyulang keluar dari Gardu Induk (Yang menjadi kewenangan operator tegangan menengah adalah sisi Incoming Cubicle). Ditinjau dari media pemadam busur apinya PMT dibedakan atas :

- PMT dengan media minyak (Oil Circuit Breaker)

- PMT dengan media gas SF6 (SF6 Circuit Breaker)

- PMT dengan media vacum (Vacum Circuit Breaker)

Konstruksi PMT sistem 20 kV pada Gardu Induk biasanya dibuat agar PMT dan mekanisme penggeraknya dapat ditarik keluar / drawable (agar dapat ditest posisi apabila ada pemadaman karena pekerjaan pemeliharaan maupun gangguan).

Di wilayah kerja PT. PLN (Persero) UPJ Wiradesa sendiri terdapat 4 feeder beserta PMT Feeder yang aktif. Adapun masing-masing Feeder tersebut beserta PMT feeder yang aktif meliputi :

- PKN 3

- PKN 5

- PKN 8

- PKN 12

2. Disconector (DS) / Saklar Pemisah

Adalah sebuah alat pemutus yang digunakan untuk menutup dan membuka pada komponen utama pengaman/recloser, DS tidak dapat dioperasikan secara langsung, karena alat ini mempunyai desain yang dirancang khusus dan mempunyai kelas atau spesifikasi tertentu, jika dipaksakan untuk pengoperasian langsung, maka akan menimbulkan busur api yang dapat berakibat fatal. Yang dimaksud dengan pengoperasian langsung adalah penghubungan atau pemutusan tenaga listrik dengan menggunakan DS pada saat DS tersebut masih dialiri tegangan listrik.

Pengoperasian DS tidak dapat secara bersamaan melainkan dioperasikan satu per satu karena antara satu DS dengan DS yang lain tidak berhubungan, biasanya menggunakan stick (tongkat khusus) yang dapat dipanjangkan atau dipendekkan sesuai dengan jarak dimana DS itu berada, DS sendiri terdiri dari bahan keramik sebagai penopang dan sebuah pisau yang berbahan besi logam sebagai switchnya.

Gambar 3.14. Disconecting Switch (DS)

3. Air Break Switch (ABSw)

Air Break Switch (ABSw) adalah peralatan hubung yang berfungsi sebagai pemisah dan biasa dipasang pada jaringan luar. Biasanya medium kontaknya adalah udara yang dilengkapi dengan peredam busur api / interrupter berupa hembusan udara. ABSw juga dilengkapi dengan peredam busur api yang berfungsi untuk meredam busur api yang ditimbulkan pada saat membuka / melepas pisau ABSw yang dalam kondisi bertegangan . Kemudian ABSw juga dilengkapi dengan isolator tumpu sebagai penopang pisau ABSw , pisau kontak sebagai kontak gerak yang berfungsi membuka / memutus dan menghubung / memasukan ABSw , serta stang ABSw yang berfungsi sebagai tangkai penggerak pisau ABSw. Perawatan rutin yang dilakukan untuk ABSw karena sering dioperasikan, mengakibatkan pisau-pisaunya menjadi aus dan terdapat celah ketika dimasukkan ke peredamnya / kontaknya. Celah ini yang mengakibatkan terjadi lonjakan bunga api yang dapat membuat ABSw terbakar.

Gambar 3.15. Air Break Switch Gambar 3.16. Handle ABSW

Pemasangan ABSw pada jaringan, antara lain digunakan untuk :

a. Penambahan beban pada lokasi jaringan

b. Pengurangan beban pada lokasi jaringan

c. Pemisahan jaringan secara manual pada saat jaringan mengalami gangguan.

ABSW terdiri dari :

1. Stang ABSW

2. Cross Arm Besi

3. Isolator Tumpu

4. Pisau Kontak

5. Kawat Pentanahan

6. Peredam Busur Api

7. Pita Logam Fleksibel

4. Load Break Switch (LBS)

Load Break Switch (LBS) atau saklar pemutus beban adalah peralatan hubung yang digunakan sebagai pemisah ataupun pemutus tenaga dengan beban nominal. Proses pemutusan atau pelepasan jaringan dapat dilihat dengan mata telanjang. Saklar pemutus beban ini tidak dapat bekerja secara otomatis pada waktu terjadi gangguan, dibuka atau ditutup hanya untuk memanipulasi beban.

Gambar 3.17. Load Break Switch ( LBS )

5. Recloser ( Penutup Balik Otomatis / PBO )

Recloser adalah peralatan yang digunakan untuk memproteksi bila terdapat gangguan, pada sisi hilirnya akan membuka secara otomatis dan akan melakukan penutupan balik (reclose) sampai beberapa kali tergantung penyetelannya dan akhirnya akan membuka secara permanen bila gangguan masih belum hilang (lock out). Penormalan recloser dapat dilakukan baik secara manual maupun dengan sistem remote. Recloser juga berfungsi sebagai pembatas daerah yang padam akibat gangguan permanen atau dapat melokalisir daerah yang terganggu

Recloser mempunyai 2 (dua) karateristik waktu operasi (dual timming), yaitu operasi cepat (fast) dan operasi lambat (delay)

Menurut fasanya recloser dibedakan atas :

a. Recloser 1 fasa

b. Recloser 3 fasa

Menurut sensor yang digunakan, recloser dibedakan atas :

a. Recloser dengan sensor tegangan (dengan menggunakan trafo tegangan) digunakan di jawa timur

b. Recloser dengan sensor arus (dengan menggunakan trafo arus) digunakan di jawa tengah

Gambar 3.18. Recloser

3.5 Peralatan pengukuran tenaga listrik

Dalam operasi dan pemeliharaan jaringan distribusi kemampuan penggunaan alat ukur sangat dibutuhkan untuk mengetahui kondisi dan indikasi kerusakan dari sistem distribusi serta komponen pendukungnya. Berikut ini peralatan pengukuran yang digunakan dalam operasi dan pemeliharaan jaringan distribusi

SALURAN TEGANGAN RENDAH

Saluran Tegangan Rendah terdiri dari 3 (tiga) macam, yaitu Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR), Saluran Kabel Udara Tegangan rendah (SKUTR), dan Saluran Kabel Tanah Tegangan Rendah (SKTTR).

Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) dengan LVTC (Low Voltage Twistad Cable), saat ini sudah dikembangkan, hal ini untuk mempertinggi keandalan, faktor keamanan dan lain-lain. Untuk kabel LVTC ini pemasangannya, 1) di bawah SUTM (Underbuilt) dan 2) khusus LVTC (JTR murni). Spesifikasi kabel LVTC. - Accesoreis twisted cable terdiri dari :

1. Suspension assembly

2. Large angle assembly

3. Dead end assembly

4. Insulated tap connector berbagai ukuran

5. Insulated Nontension joint

6. Insulated tension joint.

7. Guy set / stay set SUTR

Pemakaian guy set pada SUTR digunakan type ringan, pada stay set SUTR ini tidak mempergunakan guy insulator. Spesifikasi material guy set sesuai dengan gambar standar, sedang kawat baja galvanisnya sbb. :

1. Ultimate load : 17 kN

2. Penampang : 22 mm2

3. Material : baja

Dalam pemasangan Saluran Udara, konduktor harus ditarik tidak terlalu kencang dan juga tidak boleh terlalu kendor, agar konduktor tidak menderita kerusakan mekanis maupun kelelahan akibat tarikan dan ayunan, dilain pihak dicapai penghematan pemakaian konduktor. Dalam pemasangan kabel udara setelah tiang berdiri, sambil menggelar kabel dari haspel terlebih dahulu dipasang perlengkapan Bantu (klem service), pengikat, pemegang dan sebagainya. Untuk kabel penghantar berisolasi, bagian yang diikat pada pemegang di tiang adalah penghantar Nol, baik untuk dua kabel (sistem satu fasa) maupun empat kabel (sistem

tiga fasa). Penarikan kabel dimulai dari salah satu tiang ujung, kemudian ditarik dengan alat penegang (hand tracker. Setelah tarikan dianggap cukup kuat, maka pada setiap tiang kabel Nol diikat dengan pemegang yang telah disiapkan.

Pada kontruksi jaringan tegangan rendah atau menengah harus diperhatikan lintasan yang akan dilewati saluran kabel, misalnya pada saat kabel udara melintasi jalan umum, kabel udara yang dipasang di bawah pekerjaan konstruksi, kabel udara melintasi sungai, dan lintasan- lintasan lain yang perlu perhatian sehubungan dengan keamanan kabel dan keselamatan mereka yang berada di sekitar kabel tersebut. Berikut ini adalah beberapa contoh bentuk saluran kabel udara yang melewati lokasi tersebut, dan ukuran-ukuran jarak aman terhadap lingkungan yang tercantum dapat digunakan sebagai acuan dalam melaksanakaan tugas pemasangan kabel.

Gambar 9 sampai dengan Gambar 11, adalah kontruksi tiang penegang saluran udara tegangan rendah sesuai dengan keperluan dimana tiang akan dipasang.

Keterangan Gambar 9.

Gambar 9. konstruksi tiang penyangga (TR1)

Keterangan Gambar 10.

Gambar 10. konstruksi tiang penyangga sudut (TR2)

Keterangan gambar 11.

Gambar 11. konstruksi tiang awal dan akhir (TR3)

Peralatan Proteksi Tenaga Listrik

Pengertian proteksi transmisi tenaga listrik adalah adalah proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik pada suatu transmisi tenaga listrik sehingga proses penyaluran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik(Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik dengan aman. Proteksi transmisi tenaga listrik diterapkan pada transmisi tenaga listrik agar jika terjadi gangguan peralatan yang berhubungan dengan transmisi tenaga listrik tidak mengalami kerusakan. Ini juga termasuk saat terjadi perawatan dalam kondisi menyala. Jika proteksi bekerja dengan baik, maka pekerja dapat melakukan pemeliharaan transmisi tenaga listrik dalam kondisi bertegangan. Jika saat melakukan pemeliharaan tersebut terjadi gangguan, maka pengaman-pengaman yang terpasang haurus bekerja demi mengamankan sistem dan manusia yang sedang melaukukan perawatan.

Tujuan dari sistem proteksi adalah:

untuk mengidentifikasi gangguan, memisahkan bagian instalasi yang terganggu dari bagian lain yang masih normal dan sekaligus mengamankan instalasi dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar, serta memberikan informasi / tanda bahwa telah terjadi gangguan, yang pada umumnya diikuti dengan membukanya PMT.

Pemutus Tenaga ( PMT ) untuk memisahkan / menghubungkan satu bagian instalasi dengan bagian instalasi lain, baik instalasi dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terganggu. Batas dari bagian-bagian instalasi tersebut dapat terdiri dari satu PMT atau lebih Sedangkan untuk syarat yang harus dimiliki oleh sebuah sistem proteksi adalah Sensitif : yaitu mampu merasakan gangguan sekecil apapun

Andal : yaitu akan bekerja bila diperlukan (dependability) dan tidak akan bekerja bila tidak diperlukan (security).

Selektif : yaitu mampu memisahkan jaringan yang terganggu saja.

Cepat : yaitu mampu bekerja secepat-cepatnya

Proteksi ini berbeda dengan pengaman. Jika pengaman suatu sistem berarti system tersebut tidak merasakan gangguan sekalipun. Sedangkan proteksi atau pengaman sistem, sistem merasakan gangguan tersebut namun dalam waktu yang sangant singkat dapat diamankan. Sehingga sistem tidak mengalami kerusakan akibat gangguan yang terlalu lama.

2. Relay Proteksi

• ELEMEN PEMBANDING

Elemen ini berfungsi menerimabesaran setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh elemen pengindera untukmembandingkan besaran listrikpada saat keadaan normal denganbesaran arus kerja relai.

• ELEMEN PENGINDERA

Elemen ini berfungsi untukmerasakan besaran-besaran listrik,seperti arus, tegangan, frekuensi,dan sebagainya tergantung relai yang dipergunakan.

Pada bagian ini besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya,apakah keadaan yang diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan normal, untuk selanjutnya besaran tersebut dikirimkan keelemen pembanding.

• ELEMEN PENGUKUR

Elemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan secara cepet pada besaran ukurnya dan akan segera memberikan isyarat untuk membuka PMT atau memberikan sinyal.

Relay adalah Sebuah alat yang bertugas menerima/mendeteksi besaran tertentu untuk kemudian mengeluarkan perintah sebagai tanggapan (respons) atas besaran yang dideteksinya.

Berdasarkan cara mendeteksi besaran:

a) Relay Primer; besaran yang dideteksi misalnya arus, dideteksi secara langsung.

b) Relay Sekunder; besaran yang dideteksi, melalui alat-alat bantu misalnya trafo arus/trafo tegangan

Konstruksi Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu kumparan magnit dan kumparan induksi

3. Jenis-jenis Relay

a. Relay Arus Lebih

Merupakan rele Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang pada Jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga. Rele ini berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa.

Jenis Relay Arus Lebih:

Relay invers; waktu kerjanya tergantung kepada besarnya arus hubung singkat, makin besar makin cepat. Pada koordinasi antara relay-relay invers berlaku koordinasi arus dan waktu sekaligus.

Relay Cepat; digunakan dalam kombinasi dengan relay definit/invers apabila diperlukan waktu kerja yang lebih cepat misalnya jika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat besar.

Relay Definit; bekerjanya tidak tergantung kepada besarnya arus hubung singkat yang melaluinya. Waktu kerjanya disetel tertentu dan biasanya dikoordinasikan dengan waktu kerja pengaman didepan dan dibelakangnya.

b. Relay Diffrensial

Relay Differensial pada prinsipnya adalah sama saja dengan relay arus lebih hanya saja lebih peka karena harus bekerja terhadap arus yang kecil. Perbedaan dengan relay arus lebih terletak pada rangkaian listrik yang bertugas mendeteksi arus.

c. Relai gangguan tanah terbatas

Rele Gangguan Tanah Terbatas ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah pengaman transformator khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh RELE differential, yang disambung ke instalasi trafo arus ( CT ) dikedua sisi.

d. Relai Bucholtz

Rele Bucholtz berfungsi untuk mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh loncatan ( bunga ) api dan pemanasan setempat dalam minyak transformator. Penggunaan rele deteksi gas (Bucholtz) pada Transformator terendam minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating yang umumnya menghasilkan gas.

e. Relai jansen

Relai Jansen berfungsi untuk mengamankan pengubah tap (tap changer) dari transformator.

Tap changer adalah alat yang terpasang pada trafo,berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran (sekunder) akibat beban maupun variasi tegangan pada sistem masukannya (input).

Tap changer umumnya dipasang pada ruang terpisah dengan ruang untuk tempat kumparan,dimaksudkan agar minyak tap changer tidak bercampur dengan minyak tangki utama. Untuk mengamankan ruang diverter switch apabila terjadi gangguan pada sistem tap changer ,digunakan pengaman yang biasa disebut :RELE JANSEN (bucholznya Tap changer).

Jenis dan tipe rele jansen bermacam-macam bergantung pada merk Trafo: misalnya RS 1000,LF 15,LF 30.

Rele jansen dipasang antara tangki tap changer dengan konservator minyaktap changer.

F. Relai zero sequenze current

Konstruksi dan prinsif kerjanya adalah seperti relay arus lebih, hanya rangkaian arusnya yang bertugas mendeteksi arus zero sequenze yang berbeda. Juga karena arus zero sequenze ini ordenya lebih kecil maka relay arus zero sequenze ini juga harus lebih peka dari relai arus lebih.

Dalam keadaan normal maka arus dalam setiap fasa IR, IS, dan IT sama besarnya (Simetris) masing-masing berbeda fasa 1200 , sehingga arus melewati kumparan Zo =0. tetapi apabila ada gangguan hubung tanah maka keadaan arus setiap fasa tidak simetris lagi dan mengalirkan komponen arus urutan nol lewat kumparan Zo sehingga relai arus zero Sequenze bekerja.

G. Relai tekan lebih

Rele Tekanan Lebih ini berfungsi mengamankan tekanan lebih pada transformator, dipasang pada transformator tenaga dan bekerja dengan menggunakan membrane.Tekanan lebih terjadi karena adanya flash over atau hubung singkat yang timbul pada belitan transformator tenaga yang terendam minyak, lalu berakibat decomposisi dan evaporasi minyak, sehingga menimbulkan tekanan lebih pada tangki transformator.

H. Relai Impedansi

Relay impedansi disebut juga relay jarak atau impedance relay atau Distance relay. Disebut relay impedansi karena mendeteksi impedansi tapi disebut relay jarak karena bersifat mengukur jarak. Rele ini mempunyai beberapa karaktristik seperti mho, quadralateral, reaktans, dll. Sebagai unit proteksi relai ini dilengkapi dengan pola teleproteksi seperti putt, pott dan blocking. Jika tidak terdapat teleproteksi maka rele ini berupa step distance saja.

I. Directional Comparison Relay.

Relai penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar merasakan gangguan di depannyamaka relai akan bekerja. Cara kerjanya ada yang menggunakan directional impedans, directional current dan superimposed

J. Relai hubung tanah (GFR)

Rele hubung tanah merupakan rele Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan terpasang pada jaringan Tegangan tinggi,Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga.

K. Circuit Breaker (CB)

Circuit Breaker (CB) adalah salah satu peralatan pemutus daya yang berguna untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik dalam kondisi terhubung ke beban secara langsung dan aman, baik pada kondisi normal maupun saat terdapat gangguan. Berdasarkan media pemutus listrik / pemadam bunga api, terdapat empat jenis CB sbb:

1. Air Circuit Breaker (ACB), menggunakan media berupa udara.

2. Vacuum Circuit Breaker (VCB), menggunakan media berupa vakum.

3. Gas Circuit Breaker (GCB), menggunakan media berupa gas SF6.

4. Oil Circuit Breaker (OCB), menggunakan media berupa minyak.

Berikut ini adalah syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu peralatan untuk menjadi pemutus daya :

a. Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara kontinu.

b. Mampu memutuskan atau menutup jaringan dalam keadaan berbeban ataupun dalam keadaan hubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus daya itu sendiri.

c. Mampu memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi.

L. Relay Suhu

Relay ini digunakan untuk mengamankan transformator dari kerusakan akibat adanya suhu yang berlebihan. Ada 2 macam relay suhu pada transformator, yaitu :

a. Relay Suhu Minyak

Relay ini dilengkapi dengan sensor yang dipasang pada minyak isolasi transformator. Pada saat transformator bekerja memindahkan daya dari sisi primer ke sisi sekunder, maka akan timbul panas pada minyak isolasi, akibat rugi daya maupun adanya gangguan pada transformator.

b. Relay Suhu Kumparan

Relay ini hampir sama dengan relay suhu minyak. Perbedaannya terletak pada sensornya. Sensor relay suhu kumparan berupa elemen pemanas yang dialiri arus dari transformator arus yang dipasang pada kumparan-kumparan transformator.

BAHAN ISOLASI PENGHANTAR LISTRIK

1.     BAHAN POLYVINYL CHLORIDE (PVC)

             Polyvinyl chloride (polivinil klorida) merupakan hasil polimerisasi monomer vinil

klorida dengan bantuan katalis. Pemilihan katalis tergantung pada jenis proses

polimerisasiyang digunakan.Untuk mendapatkan produk-produk dari PVC digunakan

beberapa proses

pengolahan yaitu :

  Calendering

            Produk akhir : sheet, film, leather cloth dan floor covering.

  Ekstrusi

            Merupakan carapengolahan PVC yang banyak digunakan karena dengan proses ini

dapat dihasilkan bermacam-macam produk. ‘Extruder head’ dapat diganti dengan

bermacam bentuk untuk menghasilkan :

a)      pipa, tube, building profile, sheet, floor covering dan monofilament.

b)      Isolasi kabel listrik dan telepon.

c)      Barang berongga dan blown film.

  Cetak injeksi

            Produk yang diperoleh adalah :

a)      sol sepatu, sepatu, sepatu boot

b)      container, sleeve (penguat leher baju), valve.

c)      Fitting, electrical and engineering parts. 

2.     BAHAN ISOLASI PLASTIK

          Plastik adalah bahan sintetis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat

diperkeras bergantung pada strukturnya. Bahan isolasi plastic terdiri dari :

         Karet

1.      Karet butadin

2.      Karet butil

3.      Karet polichloropen

4.      Karet silicon

3.     BAHAN POLYETHYLENE ( PE )

            Polietilena (disingkat PE) (IUPAC: Polietena) adalah termoplastik yang digunakan

secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong plastik. Sekitar 80 juta metrik ton plastik

ini diproduksi setiap tahunnya. Polietilena adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang

monomer etilena (IUPAC: etena). Di industri polimer, polietilena ditulis dengan singkatan

PE, perlakuan yang sama yang dilakukan oleh Polistirena (PS) dan Polipropilena (PP).

Molekul etena C2H4 adalah CH2=CH2. Dua grup CH2 bersatu dengan ikatan ganda.

Polietilena dibentuk melalui proses polimerisasi dari etena. Polietilena bisa diproduksi melalu

proses polimerisasi radikal, polimerisasi adisi anionik, polimerisasi ion koordinasi, atau

polimerisasi adisi kationik. Setiap metode menghasilkan tipe polietilena yang berbeda.

     4. CROSS LINKED POLYETHYLENE (XLPE)

            Cross-linked polyethylene, biasa disingkat PEX atau XLPE, adalah bentuk

polyethylene dengan cross-link. Hal ini dibentuk menjadi tabung, dan digunakan terutama

dalam membangun layanan sistem pipa, hydronic sistem pemanas berseri-seri, pipa air rumah

tangga, dan isolasi untuk tegangan tinggi kabel listrik (tegangan tinggi). Hal ini juga

digunakan untuk gas alam dan aplikasi minyak lepas pantai, transportasi kimia, dan

transportasi limbah dan lumpur. Pada abad ke-21, PEX telah menjadi alternatif untuk

polyvinyl chloride (PVC), diklorinasi polyvinyl chloride (CPVC) atau pipa tembaga untuk

digunakan sebagai pipa air perumahan. PEX tubing berkisar dalam ukuran dari ukuran

kekaisaran 1/4-inch sampai 4 inci, tapi 1/2-inch, 3/4-inch, dan 1 inci adalah yang paling

banyak digunakan [1] Metric PEX. Adalah biasanya tersedia dalam 16 mm, 20 mm, 25 mm,

32 mm, 40 mm, 50 mm dan 63 mm ukuran.

5.     BAHAN ISOLASI MINYAK                                                                                            Bahan isolasi cair digunakan sebagai bahan pengisi pada beberapa peralatan listrik,

misalnya : transformator, pemutus beban, rheostat. Dalam hal ini bahan isolasi cair berfungsi

sebagai pengisolasi dan sekaligus sebagai pendingin. Karena itu persyaratan untuk bahan cair

yang dapat digunakan untuk isolasi antara lain : mempunyai tegangan tembus dan daya

hantar panas yang tinggi.

1. Minyak Transformator

Minyak transformator adalah minyak mineral yang diperoleh dengan pemurnian

minyak mentah. Dalam pemakaiannya, minyak ini karena pengaruh panas dari rugi-rugi di

dalam transformator akan timbul hidrokarbon. Selain berasal dari minyak mineral, minyak

transformator dapat pula yang dapat dibuat dari bahan organik, misalnya : minyak trafo

Piranol, Silikon. Sebagai bahan isolasi, minyak transformator harus mempunyai tegangan

tembus yang tinggi.

            Jarak elektroda dibuat 2,5 cm, sedangkan tegangannya dapat diatur dengan

menggunakan auto-transformator sehingga dapat diketahui tegangan sebelum saat terjadinya

kegagalan isolasi yaitu terjadinya locatan bunga api. Locatan bunga api dapat dilihat lewat

lubang yang diberi kaca. Selain itu dapat dilihat dari Voltmeter tegangan tertinggi sebelum

terjadinya kegagalan isolasi (karena setelah terjadinya kegagalan isolasi voltmeter akan

menunjukkan harga nol.

Dengan demikian dapat diketahui apakah minyak transformator ketahanan listriknya

memenuhi persyaratan yang berlaku. Ketahanan listrik minyak transformator dapat menurun

karena pengaruh asam dan dapat pula karena kandungan air.

2. bahan isolasi cair lain

Minyak untuk kabel yang berisolasi kertas dibuat lebih kental daripada minyak trafo,

disamping itu terdapat pula bahan  isolasi kabel yang di impregnasi dengan minyak yang

kekentalan rendah dengan pemurnian yang tinggi, yaitu kabel untuk tegangan ekstra tinggi

yang diisi minyak.

Disamping bahan-bahan diatas, terdapat pula isolasi cair sintetis yang berisi chloor

(hidrokarbon seperti difenil C10H12). Bahan-bahan ini diantaranya: sovol, askarel, araclor,

pyralen, shibanol. Dan bahan isolasi cair lain yang lebih mahal dari minyak trafo adalah

minyak silicon.

6.     BAHAN ISOLASI PADAT

            Kaca dan porselin adalah tergolong bahan mineral, tetapi penggunaannya tidak pada

bentuk atau keadaan alaminya melainkan harus diproses terlebih dahulu dengan pemanasan

(pembakaran), pengerasan dan pelumeran. Itulah sebabnya maka pembahasannya dipisahkan

dengan pembahasan bahan mineral pada bab sebelumnya.

1. Kaca

Kaca adalah substansi yang dibuat dengan pendinginan bahan-bahan yang dilelehkan,

tidak berbentuk kristal tetapi tetap pada kondisi berongga. Kaca pada umumnya terdiri dari

campuran silikat dan beberapa senyawa antara lain : borat, pospat. Kaca dibuat dengan cara

melelehkan beberapa senyawa silikat (pasir), alkali (Na dan K) dengan bahan lain (kapur,

oksida timah hitam). Karena itu sifat dari kaca tergantung dari komposisi bahan-bahan

pembentuknya tersebut. Massa jenis kaca berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm2, kekuatan

tekannya 6000 hingga 21000 kg/cm2 , kekuatan tariknya 100 hingga 300 kg/cm2. Karena

kekuatan tariknya relatif kecil, maka kaca adalah bahan yang regas. Walaupun kaca

merupakan substansi berongga, tetapi tidak mempunyai titik leleh yang tegas, karena

pelelehannya adalah perlahan –lahan ketika suhu pemanasan di naikkan. Titik pelelehan kaca

berkisar antara 500 hingga 17000 C. Makin sedikit kandungan S1O2 nya makin rendah titik

pelembekan suatu kaca. Demikian pula halnya dengan muai panjang () nya, makin

banyak kadar S1O2 yang dikandungnya akan makin kecil nya. Muai panjang untuk kaca

berkisar antara 5,5-10-7 hingga 150. 10-7 per derajat celcius.

2. Sitol

Sitol mempunyai bahan dasar kaca yang merupakan pengembangan baru. Pemakaian

sitol adalah sangat luas, struktur dan sifat-sifatnya adalah diantara kaca dan keramik. Sitol

juga disebut keramik-kaca atau kaca kristal. Yang banyak dijumpai dipasaran antara lain :

pyroceram, vitoceram. Sitol mempunyai struktur kristal yang halus (hal ini yang

membedakannya dengan kaca biasa) tetapi berongga. Tidak seperti halnya keramik biasa,

sitol tidak dibuat dengan pembakaran tetapi cenderung dengan fusi dari bahan-bahan

mentahnya dengan menjadikannya meleleh dan kemudian kristalisasi.

3. Porselin

Porselin adalah bahan isolasi kelompok keramik yang sangat penting dan luas

penggunaannya. Istilah bahan -bahan keramik adalah digunakan untuk semua bahan

anorganik yang dibakar dengan pembakaran pada suhu tinggi dan bahan asal berubah

substansinya. Bahan dasar dari porselin adalah tanah liat. Ini berarti bahan dasar tersebut

mudah dibentuk pada waktu basah, tetapi menjadi tahan terhadap air dan kekuatan

mekaniknya naik setelah dibakar. Penggunaan isolator dari porselin antara lain : isolator tarik,

isolator penyangga.

7.     BAHAN ISOLASI BERSERAT

            Kelebihan dari bahan berserat adalah mempunyai fleksibilitas yang baik, kekuatan

mekanis yang tinggi, mudah diproses dan murah harganya. Adapun kekurangannya adalah

higroskopis dan tegangan tembusnya rendah.

            Jenis-jenis bahan isolasi berserat:

  Kayu   Kertas   Tekstil

Akhir-akhir ini banyak tekstil sintetis yang digunakan sebagai bahan isolasi karena

mempunyai beberapa keuntungan antara laian: kekuatan mekanis, elastisitas, dan tahan panas

yang tinggi, higroskopisitas rendah dan lebih stabil terhadap pengaruh kimia. Serat sintetis

diantanya adalah poliamid (nilon, kapron, silon, dedron), serat polyester (lavsan, terilin,

tetron, dakron), seratpolistirin (PVC).

  Bahan berserat anorganik : Asbes dan Fiberglass

8.     BAHAN ISOLASI MINERAL

            Bahan isolasi mineral diperoleh dari tambang dan digunakan sebagai isolasi pada

ikatan kimia atau keadaan alaminya tanpa proses kimia atau termal sebelumnya.

Jenis-jenis bahan isolasi minerlal:

  Mika   Mikanit

         Mikanit komutator

         Mikanit lempengan

         Mikanit cetakan

         Kertas mika

         Mikanit fleksibel

         Pita mika

  Marmer   Batu tulis   Klorida

9.     BAHAN ISOLASI PLASTIK

          Plastik adalah bahan sintetis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat

diperkeras bergantung pada strukturnya. Bahan isolasi plastic terdiri dari :

         Karet

3        Karet butadin

4        Karet butil

5        Karet polichloropen

6        Karet silicon

10.    BAHAN ISOLASI SERAT OPTIK

Sebagaimana namanya maka serat optik (fiber optic) dibuat dari gelas silika dengan

penampang berbentuk lingkaran atau bentuk-bentuk lainnya. Pembuatan serat optik (fiber

optic) dilakukan dengan cara menarik bahan gelas kental-cair sehingga dapat diperoleh

serabut atau serat gelas dengan penampang tertentu. Proses ini dikerjakan dalam keadaan

bahan gelas yang panas. Yang terpenting dalam pembuatan serat optik (fiber optic) adalah

menjaga agar perbandingan relatif antara bermacam lapisan tidak berubah sebagai akibat

tarikan. Proses pembungkusan seperti pemberian bahan pelindung atau proses pembuatan

satu ikat kabel yang terdiri atas beberapa buah hingga ratusan kabel pengerjaannya tidak

berbeda dengan pembuatan kabel biasa.

Perkembangan terakhir, pemakaian serat optic sebagai saluran tranmisi komunikasi

jarak jauh lebih menguntungkan jika dibandingkan dengan transmisi konvensional, antara

lain: saluran 2 kawat sejajar kabel koaksial.

Serat optik (fiber optic) adalah suatu pemandu gelombang cahaya (light wave guide)

yang berupa suatu kabel tembus pandang (transparant), yang mana pemampang dari kabel

tersebut terdiri dari dua bagian, yaitu : bagian tengah yang disebut “Core”  dan bagian luar

yang disebut “Cladding”. Cladding pada serat optik membungkus atau mengelilingi Core.

Adapun bentuk pemampang dari core dapat bermacam-macang, antara lain : pipih, segi

tiga, segi empat, segi banyak atau berbentuk lingkaran. Adapun gambar skema pemampang

dari serat optik (fiber optic) dapat dilihat pada gambar berikut ini

11. Bahan isolasi yang berbentuk gas

a. Udara

Udara merupakan bahan isolasi yang mudah didapat dan mempunyai tegangan tembus yang cukup besar yaitu 30kV/cm.

Susunan udara di muka bumi, terdiri atas 79% Nitrogen (N2) dan 20% Oksigen (O2), sedangkan sisanya adalah sekitar 1% terdiri dari: Argon, Helium, Neon, Kripton, karbondioksida dan lain-lain.

Pada sistem jaringan tenaga listrik, maka udara merupakan bahan penyekat antara kawat konduktor atau antara kawat konduktor dengan tanah. Pada tekanan yang tidak terlalu tinggi, udara merupakan bahan penyekat yang baik, kebocoran melalui udara adalah kecil sekali. Tetapi pada tekanan yang cukup tinggi, maka akan terjadi loncatan elektron di udara. Udara sering juga digunakan sebagai pendingin.

B. Hidrogen

Sifat-sifatnya adalah:

tidak berwarna dan tidak berbau,merupakan gas yang teringan,mudah terbakar tetapi tidak memelihara pembakaran,bila bercampur dengan udara mudah meletustegangan tembusnya 18 kV/cmgas hidrogen ekonomis bila dipergunakan pada mesin-mesin kapasitas 15 MW ke atas. Keuntungan pengunaan gas hidrogen dibandingkan dengan udara Kebisingan suara berkurangTemperatur pendinginan yang dibutuhkan relatif rendahEfisiensi dapat naik antara

0,7 sampai 1% lebih tinggi dengan kepekatan Hidrogen 8 sampai 10 kali lebih rendah daripada udara.Daya hantar panas hidrogen 6 sampai 7 kali lebih besar daripada udara.Tidak membutuhkan pengamanan terhadap bahaya kebakaran (hidrogen tidak memelihara kebakaran).

C. Sulfur Heksafluorida (SF6)

Sulfur heksafluorida (SF6) merupakan suatu gas hasil reaksi eksotermis antara unsur sulfur dengan fluor :

S + 3 F2 SF6 + 262 kkalori

Sifat-sifatnya :

Merupakan gas terberat (massa jenisnya 6,14 kg/m3 atau sekitar 5 kali berat udara )Tidak mudah terbakarTidak larut dalam airTidak beracunTidak berwarna dan tidak berbauTegangan tembusnya sangat tinggi yaitu 75 kV/cmTepat sekali digunakan sebagai pendingin pada peralatan listrik yang menimbulkan panas atau bunga api.