Analisa Perhitungan Medan Listrik Di Sekitar Area SUTET

BAB I

PENDAHULUAN

I. Latar Belakang

Dalam upaya terlaksananya pembangunan yang merata maka PLN bertugas untuk

mendistribusikan listrik dari sumber pembangit listrik ke daerah- daerah lain yang

membutuhkan. Mengingat luas negara Indonesia yang sangat luas sehingga jarak yang

dibutuhkan dari sumber pembangkit listrik ke daerah tujuan juga sangat jauh. Jika ditinjau

maka ini merupakan suatu masalah, kerena apabila listrik ditransmisikan pada jarak yang

jauh melalui suatu konduktor, maka lama-kelamaan energi listrik tersebut akan berkurang

karena telah berubah menjadi energi panas pada kebel listrik. Untuk menghindari hal

tersebut maka salah satu cara yang dilakukan oleh PLN yaitu dengan menaikan tegangan

listrik, hal tersebut sesuai dengan hukum fisika yaitu pada tegangan yang sangan tinggi dan

kuat arus yang rendah maka listrik tidak akan berubah menjadi energi panas saat dilewatkan

pada suatu konduktor. Maka dari itulah dalam pendistribusian listrik dikenal istilah Saluran

Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Saluran

tersebut merupakan kabel-kabel yang dihubungkan pada menara yang sangat tinggi.

II. Tujuan

1. Untuk menganalisa bagaimana pengaruh medan listrik pada daerah

Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

(SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Saluran tersebut merupakan

kabel-kabel yang dihubungkan pada menara yang sangat tinggi.

Saluran Transmisi merupakan media yang digunakan untuk

mentransmisikan tenaga listrik dari Generator Station/ Pembangkit Listrik sampai

distribution station hingga sampai pada konsumer pengguna listrik. Tenaga listrik

di transmisikan oleh suatu bahan konduktor yang mengalirkan tipe Saluran

Transmisi Listrik.

Berdasarkan sistem transmisi dan kapasitas tegangan yang disalurkan

terdiri:

1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV

Pada umumnya saluran transmisi di Indonesia digunakan pada pembangkit

dengan kapastas 500 kV. Dimana tujuannya adalah agar drop tegangan dari

penampang kawat dapat direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh

operasional yang efektif dan efisien.  Akan tetapi terdapat permasalahan mendasar

dalam pembangunan SUTET ialah konstruksi tiang (tower) yang besar dan tinggi,

memerlukan tanah yang luas, memerlukan isolator yang banyak, sehingga

memerlukan biaya besar. Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET

adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan.

2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30kV-150kV

Pada saluran transmisi ini memiliki tegangan operasi antara 30kV sampai

150kV. Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau doble sirkuit, dimana 1

sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan

penghantar netralnya diganti oleh tanah sebagai saluran kembali. Apabila

kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing

phasa terdiri dari dua atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas

konduktor disebut Bundle Conductor. Jarak terjauh yang paling efektif dari.

3. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30kV-150kV

Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran transmisi yang

menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. Kategori

saluran seperti ini adalah favorit untuk pemasangan didalam kota, karena berada

didalam tanah maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah

terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun tetap memiliki

kekurangan, antara lain mahal dalam instalasi dan investasi serta sulitnya

menentukan titik gangguan dan perbaikkannya.

HUKUM OHM

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang

mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda

potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan

mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar

dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini

tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap

digunakan dengan alasan sejarah.

Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:

Dimana :

 adalah arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam

satuan Ampere.

 adalah tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar

dalam satuan volt.

 adalah nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu

penghantar dalam satuan ohm.

Hukum Gauss :

Fluks listrik melalui permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan di

dalam permukaan itu

Hukum Gauss bentuk integral

Hukum Gauss bentuk diferensial

Medan Listrik

Medan listrik dikatakan terjadi di sebuah titik jika ada gaya listrik yang dialami oleh sebuah

benda bermuatan yang ditempatkan di titik tersebut. Medan listrik dari kawat saluran

transmisi ini ditentukan melalui tinjauan elektrostatik dimana medan listrik tersebut

merupakan medan listrik sesaat. Penelitian mengenai hukum gaya antara benda bermuatan

pertama kali dilakukan oleh Charles Augustin de Coulomb pada tahun 1784. Hukum yang

kemudian dikenal dengan nama hukum Coulomb. Persamaan untuk gaya antara dua muatan

titik adalah sebagai berikut ,

Dari pencarian informasi didapatkan bahwa :

1.

Untuk mencari I digunakan hukum ohm

2.

3.

4.

Maka untuk mencari R digunakan persamaan

5.

6.

7.

Maka untuk mencari J (rapat arus muatan) pada kabel jenis Cross Link

Poly Etheline (XLPE)

8. S

9. S

10. s

\

Pembahasan

Sistem transmisi ini mengklasifikasikan jaringan transmisi salah

satunya berdasarkan tegangan. Ada yang tegangan rendah, menengah,

tinggi dan extra tinggi. Pengklasifikasian ini lah yang akhirnya melahirkan

SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi) dan SUTET (Saluran Udara

Tegangan Extra Tinggi). Artinya, daya listrik yang melalui kabel jaringan

SUTET memiliki tegangan yang extra tinggi di atas 200 KV. Sedangkan

adiknya (SUTT) memiliki tegangan 30 - 150 KV).

ang dihantarkan adalah daya (P). Daya sebanding dengan Arus (I) dan

tegangan (V). Sedangkan Arus sebanding dengan Tegangan dan

berbanding terbalik dengan Hambatan.

V = I*R

I = V/R

P = I*V

P = daya (watt)

I = Arus (Ampere)

V = tegangan (Volt)

R = hambatan (ohm)

Dengan mensubsitusi Arus menjadi V/R, maka didapatkan Daya

sebanding dengan kuadrat tegangan dan berbanding terbalik dengan

hambatan.

P = (V/R)*V

P = V2/R

Besarnya hambatan sebanding dengan hambatan jenis (r), panjang

konduktor dan berbanding terbalik dengan luas penampang.

R = r* L/A

r = E/J

r = hambatan jenis (ohm.m)

E = medan listrik

J = rapat arus

L = panjang konduktor (m)

A = luas penampang (m2) Dengan mensubsitusikan hambatan ke

persamaan daya, maka didapatkan

P = V2 / (r* L/A) P = V2*A/r* L

Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa agar daya besar dapat

tetap dikirimkan dengan tetap mempertahankan tegangan kecil, maka:

1. Kita melihat kondisi bahwa untuk suntet medan listrik dikatakan terjadi di

sebuah titik jika ada gaya listrik yang dialami oleh sebuah benda bermuatan yang ditempatkan

di titik tersebut. Medan listrik dari kawat saluran transmisi ini ditentukan melalui tinjauan

elektrostatik dimana medan listrik tersebut merupakan medan listrik sesaat. Sehingga hukum

Gauss dipergunakan untuk perhitungan benda-benda bermuatan yang dikelilingi oleh sebuah

permukaan tertutup sembarang bentuk dari bentuk geometrik. Menurut hukum Gauss:

q= ∫D.dA

q= ∫D.dA; A=2π.r.l

q=D.2π .r.l

q =E.ε .2π.r

SUTT / SUTET tersebut berupa kawat telanjang yang tidak dibungkus oleh media isolasi,

seperti kabel, sehingga kawat telanjang tersebut harus ditopang oleh Tower,

1. Luas penampang harus besar (A)

Kita harus menyediakan diameter kabel yang sangat besar yang bahkan

bisa lebih mengerikan dari sisi estetika daripada SUTET. Biayanya pun luar

biasa mahal.

2. Hambatan jenis yang kecil (r)

Kita harus menemukan sebuah logam yang memiliki konstanta hambat

jenis mendekati nol. Tentu saja logam tersebut harus cocok dari sisi

ekonomi. Untuk perbandingan, di bawah merupakan list material dengan

hambatan jenisnya masing-masing.

Perak: 1,59x10-8

Tembaga: 1,7x10-8

Emas: 2,44x10-8

Besi: 9,7x10-8

Timbal: 21 x10-8

Nikelin: 40 x10-8

Germanium: (1-500)x10-3

Silikon : 0,1-609

Kaca: 109 - 1012

Karet keras: 1013 – 1015

3. Panjang konduktor yang pendek (L)

Dalam artian kalau jalur transmisinya hanya 1 meter, untuk mengantarkan

daya listrik dengan daya besar dan tegangan kecil akan lebih mudah

dilakukan. Tapi real-nya, jarak transmisi listrik bisa melebihi puluhan

kilometer.