BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Review paper ini dibuat untuk menjabarkan isi dari paper konduktor yang kurang baik, selain itu dengan adanya review ini diharapkan pembaca dapat lebih mengerti sekaligus memahami apa saja yang terkandung dalam paper bahan konduktor yang kurang baik .

Pembangunan saluran transmisi memerlukan perencanaan yang matang agar penyaluran energi listrik dapat optimal. Perencanaan dalam pembangunan saluran transmisi daya listrik ini harus mempertimbangkan hal-hal yang meliputi perencanaan secara teknis, baik mekanis maupun elektris, dan ekonomis. Dengan adanya perencanaan saluran transmisi daya listrik yang baik diharapkan agar dalam pembangunan saluran transmisi dapat menjadi lebih optimal sehingga setelah saluran transmisi beroperasi untuk menyalurkan daya listrik akan menjadi andal, efektif, dan efisien, serta aman bagi lingkungan di sekitarnya.

Penyaluran daya listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban membutuhkan saluran transmisi dengan efisiensi tinggi, regulasi tegangan rendah serta aman bagi lingkungan disekitarnya. Penggunaan tegangan ekstra tinggi dapat meningkatkan efisiensi dan menurunkan jatuh tegangan tetapi berakibat pada terjadinya korona. Korona meningkatkan rugi penyaluran dan menimbulkan gangguan terhadap lingkungan berupa Audible Noise (AN) dan Radio Interference (RI). Audible Noise (AN) dan Radio Interference (RI) yang terlalu besar akan mengganggu masyarakat disekitar jalur saluran transmisi. Penggunaan konduktor berkas merupakan cara untuk mengurangi regulasi tegangan dan risiko terjadinya korona

1.2 Abstraksi

1

Saluran transmisi udara merupakan salah satu komponen penting dalam penyaluran energi listrik pada sistem tenaga listrik.Seiring dengan peningkatan kebutuhan listrik, selain perlu pembangunan pembangkit yang baru juga diperlukan pembangunan saluran transmisi yang baru untuk keperluan penyaluran energi listrik dari pembangkit. Untuk itu, perlu dilakukan perencanaan yang matang dalam\pembangunan saluran transmisi dengan mempertimbangkan aspek mekanis, elektris, maupun ekonomis.

Hal-hal yang penting dalam perencanaan saluran transmisi adalah penentuan tegangan, isolator yang dipakai, pemilihan jenis konduktor, perhitungan andongan, serta konstruksi menara. Selain itu juga perlu diperhatikan tentang penentuan jarak antar kawat dan juga clearance pada saluran. Perhitungan jarak antar kawat penting untuk mengantisipasi terjadinya persinggungan antar konduktor saatterjadi ayunan konduktor. Sedangkan clearance penting untuk keamanan lingkungan sekitar. Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai penentuan jarak minimum antar kawat serta clearance pada saluran transmisi udara di mana hal tersebut sangat dipengaruhi oleh tegangan sistem, jenis konduktor yang dipakai, dan nilai andongan. Dengan adanya perencanaan yang tepat diharapkan dapat diperoleh hasil yang optimal dalam pembangunan saluran transmisi udara.

BAB IIRINGKASAN

2

2.1 Definisi KonduktorPenghantar  adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik, baik berupa

zat padat, cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka disebut konduktor. Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya logam bersifat konduktif.

Konduktor adalah bahan yang di dalamnya banyak terdapat elektron bebas mudah untuk bergerak.Tarikan antara elektron yang berada dalam edaran paling luar dan intinya adalah sangat kecil, hingga dalam suhu normal pun ada satu atau lebih elektron yang terlepas dari atomnya. Elektron bebas ini bergerak-gerak secara acak dalam ruang di celah atom-atom.Gerakan elektron-elektron ini dinamakan bauran ( difusi ).

Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil Sebab makin besar tahanan listrik maka makin besar disipasi kalor akibat adanya aliran listrik sehingga makin banyak energi listrik yang hilang

2.2 Daya hantar listrik Daya hantar listrik adalah kemapuan benda dalam menghantarkan listrik .

Listrik dapat berjalan disebabkan oleh adanya arus listrik. Arus listrik yang mengalir dalam penghantar mengalami tahanan dari penghantar itu sendiri. Kita dapat menghitung besarnya suatu tahanan dengan persamaan yaitu:

Jadi semakin besar tahanan jenis (p) maka nilai hambatan (R) semakin besar menyebabkan bahan konduktor menjadi bahan yang kurang baik untuk digunakan.

2.3 Saluran Transmisi

3

Saluran udara ataupun saluran bawah tanah yang berguna menyalurkan daya listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban atau dari pusat beban satu ke pusat beban yang lain dengan tegangan lebih besar dari 20 kV. Berdasarkan panjang saluran saluran transmisi daya listrik dibedakan menjadi tiga yaitu: saluran pendek ( l < 80 km), saluran menengah ( 80 km < l < 250 km) dan saluran panjang (l > 250 km). Sedangkan menurut jumlah sirkityang digunakan dibedakan menjadi dua yaitu : sirkit tunggal dan sirkit ganda.ukuran konduktor yang banyak digunakan pada SUTET 500 kV ataupun SUTT 150 kV di Indonesia antara lain: ACSR Hawk ( 21,78 mm), ACSR Dove (23,54 mm), ACSR Gannet (25,76 mm) dan ACSR Zebra (28,62mm).

2.3.1 Jarak Antar KawatJarak antar kawat konduktor dipengaruhi oleh beberapa hal, terutama hal-

hal mekanis dari kawatkonduktor. Bahan material dan diameter konduktor harus diperhatikan dalam perhitungan, karena untuk konduktor yang kecil, khususnya yang terbuat dari aluminium,memiliki berat yang lebih ringan, sehingga jika terdapat tekanan angin akan lebih mengayun secara vertical dibandingkan dengan konduktor dengan luas penampang yang lebih besar dan bahan yang lebih berat. Biasanya konduktor akan mengayun secara sinkron dengan angin,tetapi untuk span yang panjang dan kawat yang kecil, ada kemungkinan konduktor mengayun dengan tidak sinkron, dan ukuran konduktor serta andongan maksimum pada titik tengah span adalah faktor yang harus diperhitungkan dalammenentukan jarak antar kawat konduktor

2.3.2 Konduktor Berkas (Bundled Conductor)Konduktor berkas adalah konduktor yang terdiri dari

dua konduktor atau lebih yang dipakai sebagai konduktor satu fasa. Konduktor berkas mulai efektif digunakan pada tegangan diatas 400 kV. Penggunaan konduktor berkas bertujuan untuk mengurangi risiko terjadi korona dan meningkatkan kapasitar daya hantar saluran transmisi.

Keuntungan menggunakan konduktor berkas antara lain:1. Mengurangi reaktansi induktif saluran sehingga tegangan dapat diturunkan.2. Mengurangi gradien tegangan permukaan konduktor sehingga dapat meningkatkan tegangan kritis korona dan mengurangi rugi-rugi daya korona, Audible Noise (AN) dan Radio interferensi (RI).

Kerugian menggunakan konduktor berkas antara lain:1. Meningkatkan berat total saluran sehingga berpengaruh pada konstruksi menara.2. Meningkatkan kapasitansi saluran.3. Konstruksi isolator lebih rumit.4. Meningkatkan investasi awal.

2.3.3 Korona

4

Pengertian korona berdasarkan American Standards Association adalah peluahan sebagian (partial discharge) ditandai dengan timbulnya cahaya violet karena terjadi ionisasi udara disekitar permukaan konduktor ketika gradien tegangan permukaan konduktor melebihi nilai kuat medan kritis disruptifnya. Terjadinya korona juga ditandai dengan suara mendesis (hissing) dan bau ozone (O3). Korona makin nyata kelihatan pada bagian yang kasar, runcing dan kotor. Peristiwa korona semakin sering terjadi jika pada saluran transmisi diterapkan tegangan yang lebih tinggi daripada tegangan kritis dan ketika udara yanglembab serta cuaca buruk. Peristiwa korona menimbulkan rugi-rugi penyaluran, merusak bahan isolasi serta gejala tegangan tinggi berupa Audible Noise (AN) dan Radio Interference (RI).

Faktor –Faktor yang mempengaruhiterjadinya korona antara lain:1. Kondisi Atmosfer2. Diameter konduktor3. Kondisi permukaan konduktor4. Jarak konduktor antar fasa5. Tegangan

Lima faktor diatas menjadi penentu perhitungan terhadap gradien tegangan permukaan konduktor. Gradien tegangan permukaan konduktor merupakan faktor yang mempengaruhi besar nilai rugi korona, Audible Noise (AN) dan Radio Interference (RI).

2.3.4 Audible Noise (AN) Audible noise (gangguan bising) atau sering disebut AN adalah bunyi yang

kontinu baik yang merata, tak teratur serta tidak nyaman didengar oleh rasa pendengaran manusia normal. Tingkat AN diukur dalam satuan dBA yang sesuai dengan satuan pendengaran manusia. Besar AN sebanding dengan peningkatan tegangan saluran. AN cenderung besar ketika cuaca buruk.Pada musim hujan, tetes air yang jatuh dipermukaan konduktor menghasilkan korona yang lebih besar sehingga terjadi AN. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya AN antara lain: gradien tegangan permukaan konduktor, jumlah berkas, diameter konduktor, kondisi atmosfer dan jarak lateral objek yang akan dievaluasi AN nya dari kawat konduktor. Batas AN menurut Kriteria Perry berdasarkan tingkat ketidaknyaman masyarakat dibedakan menjadi tigayaitu:

1. Tanpa teguran : AN < 52,5 dBA

2. Sedikit teguran : 52,5 dBA< AN <59 dBA

3. Banyak teguran: AN > 59 dBA

5

Tingkat nilai AN juga dapat dibandingkan dengan SPLN 46-1-1981 Tentang Pedoman Pembataan TingkatBising sebagai berikut:

Tabel 2.1 Tingkat bising menurut SPLN 46-1-1981[

Tingkat bising dB (A)

Kriteria Pendengaran

100 < AN < 120 Bising

80 < AN < 100 Sangat Bising

60 < AN < 80 Kuat

40 < AN < 60 Sedang

20< AN <40 tenang

6

BAB IIIPEMBAHASAN

3.1 Pengaruh Perubahan Arus Saluran Terhadap Temperatur Konduktor

Temperatur pada kawat penghantar dipengaruhi oleh temperatur sekeliling (ambient temperature) dan rugi rugi listrik. Temperatur sekeliling pada simulasi ini diambil 40°C dan kecepatan angin dianggap tetap sebesar 25 m/detik. Pada (gambar 3.1) memperlihatkan, apabila arus konduktor bertambah akan menyebabkan kenaikan temperatur pada konduktor.

Gambar 3.1 Hubungan Perubahan Arus Saluran Terhadap Temperatur Konduktor

Sumber : Suprihadi Prasetyono,” Analisis Unjuk Kerja Mekanis Konduktor ACCR Akibat Perubahan Arus Saluran

Hal ini terjadi karena arus yang mengalir dalam penghantar akan menimbulkan rugi-rugi listrik berupa energi panas yang besarnya berbanding dengan kuadrat arusnya. Dengan batas temperatur operasi maksimal pada konduktor ACCR sebesar 240°C dan ACSR sebesar 90°C, maka arus maksimal yang diijinkan pada konduktor ACCR adalah 1840 ampere dan untuk konduktor ACSR adalah 940 ampere.

7

3.2 Pengaruh Perubahan Arus Saluran Terhadap Panjang KonduktorKenaikan arus saluran akan mengakibatkan kawat penghantar bertambah

panjang/terjadi pemuluran sebagaimana terlihat pada (gambar 3.2)

gambar 3.2 Hubungan Perubahan Arus Saluran Terhadap Panjang Konduktor

Sumber : Suprihadi Prasetyono,” Analisis Unjuk Kerja Mekanis Konduktor ACCR Akibat Perubahan Arus Saluran

Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa konduktor ACCR mempunyai panjang kawat yang lebih pendek pada saat harga arus saluran sama, hal ini disebabkankonduktor ACCR mempunyai karakteristik tegangan tarik yang lebih besar, berat kawat yang lebih ringan dibanding konduktor ACSR sehingga dalam pemasangannya tidak memerlukan andongan yang terlalu besar dan panjang kawat konduktor menjadi lebih pendek.

3.3 Pengaruh Perubahan Arus Saluran Terhadap Tegangan Tarik KonduktorDengan terjadinya pemuaian/pemuluran pada konduktor akan menyebabkan

regangan (strain) pada kawat penghantar turun sehingga tegangan tarik konduktor juga akan menurun.

Sumber : Suprihadi Prasetyono,” Analisis Unjuk Kerja Mekanis Konduktor ACCR Akibat Perubahan Arus Saluran

8

Sehingga terlihat pada gambar bahwa kenaikan arus pada konduktor akan mengakibatkan menurunnya tegangan tarik konduktor. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa pada saat harga arus saluran sama maka konduktor ACCR memiliki tegangan tarik yang lebih tinggi dari pada konduktor ACSR, hal ini disebabkan konduktor ACCR memiliki kekuatan tarik nominal lebih besar. Sesuai data karakteristik masing-masing konduktor, tegangan tarik spesifik permulaan (initial spesific tension) untuk konduktor ACCR adalah 15,22 kg/mm dan ACSR adalah 5,95 kg/mm.

3.4 Pengaruh Perubahan Arus Saluran Terhadap Andongan

Perubahan arus saluran akan menyebabkan berubahnya andongan kawat penghantar, dengan terjadinya pemuaian/pemuluran akan mengakibatkan kawat penghantar bertambah panjang sehingga andongan akan berubah menjadi lebih besar, seperti yang ditunjukkan pada (gambar 3.4). Jika pada kedua jenis konduktor tersebut dibebani oleh arus yang sama besar maka andongan pada konduktor ACCR lebih kecil dibanding dengan konduktor ACSR, hal ini disebabkan konduktor ACCR mempunyai karakteristik tegangan tarik yang lebih besar, berat kawat yang lebih ringan dibanding konduktor ACSR sehingga dalam pemasangannya tidak memerlukan andongan yang terlalu besar.

Gambar 3.4 Hubungan Perubahan Arus Saluran Terhadap Andongan Konduktor

Sumber : Suprihadi Prasetyono,” Analisis Unjuk Kerja Mekanis Konduktor ACCR Akibat Perubahan Arus Saluran

Dari hasil simulasi memperlihatkan, bahwa dengan mempertimbangkan ketinggian tower, jarak bebas (clearence) dan nilai andongan maksimum dari konduktor ACSR, maka penggunaan konduktor ACCR, dapat menaikkan kapasitas hantar arus dari 780 ampere jika menggunakan konduktor ACSR menjadi 1560 ampere (kondisi pembebanan harian). Atau dapat ditingkatkan menjadi dua kali lebih besar (100 %).

9

BAB IVKESIMPULAN

Kemampuan hantar arus untuk konduktor ACSR adalah 940 ampere pada temperatur kerja maksimum 90°C dan 780 ampere pada temperatur pembebanan harian 75°C. Sementara untuk konduktor ACCR adalah 1840 ampere pada temperatur kerja maksimum 240°C dan 1680 ampere pada temperatur pembebanan harian 210°C. Jadi dengan menggunakan konduktor ACCR kapasitas penyaluran pada pembebanan harian/pemakaian kontinyu dapat ditingkatkan sebesar 115,30 %, dengan ukuran konduktor ACCR yang lebih kecil (selisih 18.77 mm2) dibanding konduktor ACSR.

Konduktor ACCR memiliki spefikasi kekuatan tarik nominal lebih besar dan berat yang lebih ringan, sehingga dalam pemasangannya memerlukan panjang kawat dan andongan yang lebih pendek dibanding konduktor ACSR. Dengan mempertahankan ROW dan tower yang ada, maka penggunaan konduktor ACCR dengan ukuran penampang yang lebih kecil disbanding konduktor ACSR dapat menaikkan kapasitas penyaluran sistem transmisi menjadi dua kali lebih besar (sebesar 100 %).

10

BAB VDAFTAR PUSTAKA

Untung Susilo, “ANALISIS PENGARUH KONFIGURASI KONDUKTOR BERKAS TERHADAP EFISIENSI, REGULASI TEGANGAN DAN KORONA PADA SALURAN TRANSMISI UDARA”

Heru Sumarsono, “ANALISIS PERHITUNGAN JARAK ANTAR KAWAT DAN CLEARANCE SALURAN TRANSMISI UDARA”

Suprihadi Prasetyono,” Analisis Unjuk Kerja Mekanis Konduktor ACCR Akibat Perubahan Arus Saluran”

11

12