PENGHANTAR UNTUK SALURAN
TRANSMISI UDARA
Anggota :
1. AGUNG WIBOWO KE3B / 03
2. ALBETH YUAN WIJAYA KE3B / 04
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2012
PENGHANTAR UNTUK SALURAN
TRANSMISI UDARA
Klasifikasi untuk saluran transmisi lewat udara adalah kawat tanpa isolasi yang padat, berlilit
atau berrongga dan terbuat dari logam biasa, logam campuran atau logam paduan. Untuk tiap
fasa penghantarnya dapat berbentuk tunggal maupun sebagai kawat berkas. Menurut
jumlahnya ada berkas yang terdiri dari dua, tiga atau empat kawat. Kawat berkas dianggap
ekonomis untuk tegangan EHV dan UHV.
Klasifikasi kawat menurut konstruksinya
Yang dinamakan kawat padat adalah kawat tunggal yang padat dan berpenampang bulat.
Jenis ini hanya dipakai untuk penampang yang kecil, karena penghantar yang berpenampang
besar sukar ditangani serta kurang luwes.
Apabila diperlukan penampang yang besar, maka digunakan 7-61 kawat padat yang dililit
menjadi satu, biasanya secara berlapis dan konsentris. Tiap kawat padat merupakan kawat
komponen dari kawat berlilit tadi. Apabila kawat komponen itu sama garis tengahnya maka
persamaan berikut:
Kawat rongga adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang
besar. Ada 2 jenis kawat rongga: a. Yang rongganya dibuat oleh kawat lilit yang ditunjang
oleh sebuah batang “I” (I-beam) dan b yang rongganya dibuat oleh kawat komponen yang
membentuk segmen sebuah silinder.
Kawat berkas terdiri dari 2 kawat atau lebih pada satu fasa, yang masing-masing terpisah
dengan jarak tertentu. Kawat berkas mempunyai kelebihan dibandingkan dengan kawat padat
karena mengurangi gejala korona, mempunyai kapasitansi yang lebih besar dan reaktansi
yang lebih kecil. Pada umunya kawat berkas digunakan pada tengangan EHV dan UHV atau
pada tegangan transmisi yang lebih rendah bila dibutuhkan kapasitas saluran yang lebih
tinggi.
Klasifikasi kawat menurut bahannya
Kawat logam biasa dibuat dari logam biasa seperti tembaga alumunium besi dsb.
Kawat logam campuran adalah penghantar dari tembaga atau alumunium yang diberi
campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain guna menaikkan kekuatan mekanisnya.
Yang sering digunakan adalah “copper alloy” tetapi “alumunium alloy” juga lazim dipakai.
Kawat logam paduan adalah penghantar yang terbuat dari 2 jenis logam atau lebih yang
dipadukan dengan cara kompresi, peleburan atau pengelasan. Dengan cara demikian maka
dikenal kawat baja berlapis tembaga atau aluminum.
Kawat lilit campuran adalah kawat yang lilitannya terdiri dari duat jenis logam atau lebih.
Yang paling terkenal adalah ACSR (alumunium cable stell reinforced) dan aluminum alloy
cable steel reinforced.
Beberapa sifat fisik dari kawat tanpa isolasi untuk berbagai macam bahan tertera pada tabel
Sifat kawat logam
Kawat tembaga tarikan banyak dipakai pada saluran transmisi karena konduktivitasnya
tinggi, meskipun kuat tariknya tidak cukup tinggi untuk instalais tertentu
Dibandingkan dengan kawat tembaga tarikan, konduktivitas kabel aluminum cable steel
reinfoced lebih rendah, meskipun kekuatan mekanisnya lebih tinggi dan lebih ringan,
sehingga banyak dipakai sebagai saluran transmisi. Karena garis tengah luarnya lebih besar
dibandingkan dengan kawat tembaga tarikan untuk tahanan yang sama. ACSR sangat cocok
untuk pengguanaan pada teganan tinggi dilihat dari segi korona. Data untuk kabel ACSR dan
aluminum dapat dilihat pada tabel
Kawat tembaga campuran konduktivitasnya lebih rendah dari kawat tembaga tarikan tetapi
kuat tariknya lebih tinggi, sehingga cocok untuk penggunaan pada gawang (span) yang lebih
besar.
Kawat aluminum campuran ini mempunyai kekuatan mekanis yang lebih tinggi dari kawat
aluminum murni, sehingga sebagi aluminum alloy cable steel reinforced ia dipakai untuk
gawang yang lebih besar dan untuk kawat tanah. Bila diperlukan kapasitas penyaluran arus
yang lebih besar dapat dipakai kawat “heat proof aluminum alloy” yang mempunyai daya
tahan yang lebih besar terhadap panas. Data mengenai kawat aluminum campuran dapat
dilihat pad tabel
Karena kawat baja mempunyai kuat tarik yang tinggi, maka ia banyak dipakai untuk gawang
yang besar atau untuk kawat tanah, meskipun konduktivitasnya rendah. Untuk
menghindarkan dari karat., kawat baja biasanya digalvanisasikan.
Kawat baja berlapis tembaga mempunyai kekuatan mekanis yang besar dan biasanya dipakai
untuk gawang yang besar atau sebagai kawat tanah.
Kawat baja berlapis aluminum mempunyai kekuatan mekanis yang besar, tetapi
konduktivitasnya lebih kecil dibandingkan dengan yang berlapis tembaga meskipun ia lebih
ringan. kawat campuran aluminum ini dipakai untuk gawang yang besar, untuk kawat tanah
dan sebagai inti kawat “greased aluminum cable steel reinforced”.
Karakteristik penghantar
Karakteristik listrik
Tahanan R dari sebuah penhantar sebanding dengan panjangnya l dan berbanding terbalik
dengan luas penampangnya A
R = pl/A
Dimana p adalah resistivitasnya.
Konduktivitas (C%) berbanding terbalik dengan resistivitas
=1/58 x 100/C (ohm/m. mm2)
Konduktivitas biasanya besar bila kemurnian bahan tinggi dan berkurang bila jumlah
campuran bertambah
Tahanan berubah dengan suhu sesuai denan persamaan
Apabila diperluka perhitungan yang lebih teliti, digunakan persamaan yang menunjukkan
ketergantungan alfa dari suhu
Karakteristik mekanis
Kuat tarik sebuah penghantar naik denan bertambahnya jumlah campuran dan meningkatnaya
derajat pengerjaannya. Untuk tembaga berlaku rumus kuat tarik seperti berikut:
Untuk kawat komponen f = 47,1 – 1,1d (kg/mm2)
Untuk kawat lilit T = 0,9aNf (kg)
Dimana
D = garis tengah kawat komponen (mm)
A = luas penampang kawat komponen (mm)
N = jumlah kawat komponen dalam kawat lilit
Pemanjangan menunjukkan elastisitas bahan. Pemanjangan minimum dari kawat tembaga
dinyatakan oleh
S = 0,24d + 0,24 (%)
Pemanjangan untuk kawat aluminum dan kawat baja yang digalvanisasikan tertera dalam
tabel. Beberapa data mengenai karakteristik mekanis dan listrik untuk kawat tembaga dapat
dilihat pada gambar.
Kapasitas penyaluran arus dari penghantar
Arus yang diperbolehkan untuk saluran transmisi udara dibatasi oleh kenaikan suhu yang
disebabkan oleh mengalirnya arus dalam saruan tersebut. Suhu maksimum yang dapa
ditoleransikan dalam waktu singkat tertentu untuk kawat tembaga, kawat aluminum dan
kawat aluminum campuran ditetapkan pada 100 derajat celcius (jepang), periksa tabel. Tetapi
karena karakteristik mekanis dari kawat dan sambungannya memburuk oleh pemanasan maka
90 derajat celcius dianggap sebagai suhu kerja kontinu maksimum untuk penghantar.
Apabila terjadi hubung singkat pada saluran transmisi maka suhu penghanatar naik karena
arus sesaat dari hubung singkat tadi. Dalam hal demikian, maka kenaikan suhu untuk kuat
tarik yang sama dianggap 200 derajat celcius untuk kawat tembaga dan 180 derajat celcius
untuk kawat aluminum. Nilai arus yang ekuivalen dengan batas suhu ini dinamakan kapasitas
penyaluran sesaat. Bila dimisalkan bahwa radiasi panas tidak terjadi dalam waktu kurang dari
2-3 detik dan suhu penhantar permulaan adalah 40 derajat celcius maka kapasitas itu
dinyatakan oleh persamaan berikut
2.3 Andongan (Sag) Penghantar
Karena beratnya maka penghantar yang direntangkan antara dua tiang transmisi
mempunyai bentuk lengkung tertentu (catenary curve) yang dapat dinyatakan oleh
persamaan-persamaan tertentu.
2.3.1. Penghantar Ditunjang oleh Tiang yang sama Tingginya
Bila penghantar ditunjang oleh tiang tiang yang sama tingginya, maka persamaan-
persamaannya adalah (periksa Gbr.7 (a)):
y = c cosh xc
(m)
l = c cosh xc
(m)
d = y – c = c (cosh xc−1) (m)
c = T/W (m)
dimana T = tegangan menndatar dari penghantar (kg)
W = berat penghantar per satuan panjang (kg/m)
l = Panjang penghantar sebenarnya dari titik terendah sampai titik
dengan koordinat (x,y) (m)
d = andongan (sag) pada titik (x,y) (m)
pada umumnya bentuk lengkungan penghantar dianggap parabolis, sehingga bila
gawang adalah S (m), maka andongan (sag) D dan panjang penghantar sebenarnya
L0 dinyatakan oleh
D = WS2
8 T (m)
L0 = S + WS2
24 T = S + 8 D2
3S (m)
2.3.1. Penghantar Ditunjang oleh Tiang yang Tidak Sama Tingginya
Apabila tiang-tiang penunjang tidak Sng ama tingginya maka yang dihitung
adalah andongan yang miring (obliger) yang dinyatakan oleh rumus
D = WS2
8 T (m)
Yakni jarak D antara garis AB (periksa Gbr.7(b)) dan garis singgung pada
lengkungan kawat yang sejajar dengan garis AB tersebut.
Hubungan antara andongan miring dan andongan pada titik-titik penunjang
dinyatakan oleh
D0 = D (1− H4 D
)2
D0 + H = D (1−H
4 D)
Teganagan tarik pada titik-titik penunjang A dan B dinyatakan oleh
TA = T + WD
TB = T + W ( D0 + H )
2.4 Perlengkapan Penghantar
2.4.1. Sambungan Penghantar ( Joints)
Sambungan (joints) penghantar harus mempunyai konduktivitas listrik
uyang baik serta kekuatan mekanis dan ketahanan (durability) yang tangguh.
Sambungan-sambungan yang biasanya dipakai adalah :
(1) Sambungan kompressi : Di sini kelongsong (sleeves) sambungan yang
terbuat dari bahan yang sama dengan penghantar dipasang pada
sambungan penghantar dengan tekanan minyak: Periksa Gbr.8. Cara ini
dapat diandalkan dan banyak dipakai untuk penghantar-penghantar
berukuran besar.
(2) Sambungan belit: Dalam hal ini penghantar-penghantar yang hendak
disambung dimasukkan dalam kelongsong berbentuk bulat telor yang
kemudian dibelit beberapa kali dengan kunci belit (twisting wrench).
Karena pengerjaan nya sederhana dan mudah, caraii banyak dipakai
untuk kawat lilit dengan penampang kurang dari 125 mm2
(3) Sambungan untuk penghantar yang berlainan: apabila permukaan
kontsk antara dua penghantar yang berlainan jenis basah, maka salah
satu penghantar akan berkarat. Oleh karena itu digunakan kelongkong
khusus dengan logam tertentu untuk memungkinkan disambungnya dua
penghantar tadi.
2.4.1. Perentang ( Spacer)
Untuk sistim kawat bekas, dipasang perentang (spacer) untuk
menghindarkan agar kawat-kawat penghantar dalam satu fasa tidak mendekat
atau bertumbukan karena gaya-gaya elektromekanis atau angin, periksa Gbr.9.
Perentang ini dipasang pada jarak 15-40 m satu sama lain di dekat tiang-tiang
penunjang dan 60-80 m ditengah rentangan(midspan).
2.4.1. Batang-batang Pelindung (Armor Rods)
Gua=na menghindarkan kelelahan penghantar karena getaran (vibration
fatigue) maka dipasang batang-batang pelindung (armor rods) sebagai
penguatan di tempat penghantar digantungjkan. Bentuk batang-batang ini
terlihat pada Gbr.10.
2.4.1. Peredam (Daper)
Peredam (damper) diasang dekat dengan penjepit (clamps) untuk
menghindarkan kelelahan kawat-kawat komponen karena getaran (vibration).
Banyak jenis peredaman yang dikenal, antara lain, Stockbridge (Gbr.11),
torsional,dsb.
Top Related