Download - Uts Gejala Medan Tinggi

Transcript
Page 1: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

UTS GEJALA MEDAN TINGGI

UJIAN TENGAH SEMESTER GANJIL 2013/2014Mata Ujian : Gejala Medan Tinggi, Kelas Non Reguler

Penguji : Ir. Edy Ervianto, MT

A]. Dari analisa bagaimana timbulnya busur api ketika pemutus tenaga dibuka, maka tipe rangkaian beban manakah yang beresiko tertinggi paling mudah terkena gejala busur api ??? …. Jelaskan mengapa demikian

B]. Coba gambarkan secara simple diagram segaris sistem ketenagalistrikan beserta komponen-komponen utamanya mulai dari pembangkit sampai ke beban konsumen. Dari gambar tsb coba di rangking dari yang tertinggi sampai ke terendah bagian & komponen manakah yang rentan terhadap Gejala Medan Listrik dan Gejala Medan Elektromagnetik[berarti ada 2 rangking]

C]. Dimana letak perbedaan penanganan sistem yang menggunakan tegangan tinggi dibandingkan dengan sistem yang menggunakan tegangan rendah ?? … Coba illustrasikan bagaimanakah sebaiknya disain yang tepat untuk :[1]. Pemutus Daya [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi][2]. Transformator Daya [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi][3]. Kabel saluran daya [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi][4]. Tiang saluran kabel udara [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi]

A]. Dari analisa bagaimana timbulnya busur api ketika pemutus tenaga dibuka, maka tipe rangkaian beban manakah yang beresiko tertinggi paling mudah terkena gejala busur api ??? …. Jelaskan mengapa demikian

Rangkaian yang paling rentan terkena busur api adalah rangkaian LC.

c.Rangkaian Seri L-C

rumus pada rangkaian ini lebih sederhana, yang penting terpenuhi syarat-syaratnya :

dan besarnya impedansi rangkaian (Z) :

Page 2: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

resonansi terjadi saat besarnya reaktansi induktif (XL) = reaktansi kapasitif (XC) dan besarnya resonansi :

fres = frekuensi resonansi (Hz)

b. Grafik rangkaian Induktif

terjadi dalam rankaian LC atau RLC saat XL>XC. Tegangan (V) mendahului arus (I) maka grafik V bergeser ke kiri :

atau dengan kata lain arus (I) terlambat terhadap tegangan (V) maka grafik I bergeser ke kanan :

Grafik rangkaian Kapasitif

terjadi dalam rankaian LC atau RLC saat XL<XC. Tegangan (V) terlambat terhadap arus (I) maka grafik V bergeser ke kanan :

Page 3: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

atau dengan kata lain arus (I) mendahului tegangan (V) maka grafik I bergeser ke kiri :

Definisi Busur Api ListrikBahan isolasi atau dielekrik adalah suatu bahan yang memiliki daya hantar arusyang sangat kecil atau hampir tidak ada. Bila bahan isolasi tersebut berubah sifatmenjadi konduktif atau dengan kata lain, bahan isolasi tersebut bisa menghantarkan aruslistrik, maka bahan isolasi tersebut sudah tembus listrik (breakdown). Proses berubahnyasifat isolator menjadi konduktif akan dijelaskan di bawah ini.Pada Gambar 2.1, ditunjukkan dua elektroda sejajar yang dipisahkan dengan bahandielektrik, dimisalkan udara. Apabila elektroda dihubungkan ke sumber, maka akantimbul medan listrik di antara kedua elektroda tersebut. Kuat medan listrik pada setiaptitik di antara kedua elektroda adalah sama.

Hubungan antara tegangan (V), kuat medan listrik (E) dan jarak kedua elektroda(s) adalah:

E=Vs

Dimana: V = volt

S = cm

Pada udara terdapat banyak atom-atom netral. Atom-atom netral tersebut memilikijumlah elektron dan proton yang sama. Elektron pada atom netral terikat dengan intiatom netral, sehingga elektron tersebut tidak terlepas dari lintasannya. Medan listrikyang timbul akan memberi gaya kepada elektron-elektron supaya terlepas dari ikatannyadan menjadi elektron bebas. Dengan kata lain, medan listrik merupakan suatu bebanyang menekan dielektrik agar berubah sifat dari isolator menjadi konduktor. Setiap

Page 4: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan medan listrik.Jika terpaan medan listrik yang dipikulnya lebih besar dari batas kekuatannya danterpaan berlangsung cukup lama, maka dielektrik akan menghantarkan arus listrik ataudielektrik tersebut gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini,dielektrik disebut telah rusak atau tembus listrik (breakdown). Kekuatan dielektrikadalah kuat medan listrik tertinggi yang dapat dipikul oleh suatu dielektrik tanpamenyebabkan dielektrik tersebut tembus listrik (breakdown).Setelah bahan dielektrik tersebut terjadi tembus listrik dan sumber tegangan tidakdilepaskan, maka medan listrik di antara kedua elektroda akan tetap ada. Sehingga kejadian tembus listrik tersebut akan berlanjut menjadi busur api. Jadi busur api akanterjadi setelah ada kejadian tembus listrik yang mendahuluinya, dengan syarat :1. Terpaan medan listrik harus lebih besar dari besar atau sama dengan kekuatandielektrik bahan isolasi tersebut.2. Lama terpaan harus berlangsung lebih lama.Jadi secara singkat, busur api dapat diartikan sebagai proses perpindahan muatan yangterjadi di antara kedua elektroda dan yang melalui bahan dielektrik, dimana bahandielektrik tersebut telah berubah sifat dari isolasi menjadi konduktor.Gambar di bawah menunjukkan busur api yang terjadi di antara dua elektroda.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Terjadinya Busur Api ListrikBusur api yang terjadi tidaklah terlepas dari beberapa faktor yangmempengaruhinya. Adapun faktor-faktor tersebut adalah :

1. Beda Potensial.2. Jarak Antar Kedua Elektroda.3. Bentuk Permukaan Elektroda.4. Pengaruh Benda Lain Di Antara Kedua Elektroda.Berikut akan dijelaskan secara singkat masing-masing pengaruh busur api di atas.

1. Beda PotensialPada awal telah dijelaskan apabila di antara kedua elektroda sejajar diberikansumber tegangan, maka akan timbul medan listrik di antara kedua elektroda sejajartersebut yang besarnya sama dengan persamaan 2.1. Medan listrik yang terjadi di antarakedua elektroda akan menerpa bahan isolasi yang juga berada di antara kedua elektroda.Dimana medan listrik tersebut berbanding lurus dengan tegangan, dan berbandingterbalik dengan jarak antara kedua elektroda. Semakin besar tegangan yang diberikan di

Page 5: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

antara kedua elektroda, maka semakin besar pula medan listrik yang timbul. Apabilakuat medan listrik yang menerpa bahan isolasi melebihi kekuatan dielektrinya, makabahan isolasi tersebut akan tembus listrik yang berlanjut menjadi busur api.

2. Jarak Antar Kedua ElektrodaSeperti pada persamaan 2.1, semakin dekat jarak antara kedua elektroda, makamedan listrik yang ditimbulkan juga akan semakin besar. Apabila kuat medan listrik

yang menerpa bahan isolasi lebih besar dari kekuatan dielektrik bahan isolasi tersebut,maka bahan isolasi akan tembus listrik yang berlanjut menjadi busur api.3. Bentuk Permukaan ElektrodaBentuk permukaan dari elektroda akan mempengaruhi terjadinya busur api.Berikut akan dijelaskan secara singkat pengaruh dari bentuk permukaan elektrodatersebut.Apabila di antara dua buah elektroda sejajar diberikan sumber tegangan, makaakan timbul medan listrik di antara kedua elektroda sejajar tersebut. Garis-garis yangmenghubungkan kedua elektroda disebut garis-garis medan listrik. Garis-garis medanlistrik tersebut sering juga disebut sebagai garis-garis gaya listrik.Gambar 2.3 berikut ini menunjukkan garis-garis medan listrik yang timbul diantara dua elektroda plat sejajar yang dihubungkan ke sumber tegangan.

Muatan positif akan menunjukkan garis-garis gaya listrik yang mengarah keluardari muatan, sedangkan pada muatan negatif garis-garis gaya listrik akan mengarah kedalam muatan, seperti yang ditunjukkan Gambar 2.4.

Apabila muatan positif dan muatan negatif berada pada jarak tertentu, maka garisgarisgaya listrik di antara kedua muatan tersebut seperti pada Gambar 2.5

Page 6: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Apabila kedua muatan yang berdekatan adalah muatan yang sejenis, dimisalkanmuatan positif, maka garis-garis gaya listriknya seperti Gambar 2.6.

Dimana jumlah garis-garis medan listrik yang menembus tegak lurus suatu bidangdidefinisikan sebagai fluks listrik dan disimbolkan dengan Φ. Persamaan untuk flukslistrik tersebut adalah :

Φ¿ E∗A

Keterangan :Φ = Fluks ListrikE = Kuat Medan ListrikA = Luas permukaan Elektroda

Dasar dari konsep fluks listrik inilah Gauss menemukan hukumnya. Dimanahukum Gauss menyatakan sebagai berikut :

“ Jumlah garis-garis medan listrik (fluks listrik) yang menembus suatu permukaantertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itudibagi dengan permitivitas udara (ε0) “

4. Pengaruh Benda Lain Di Antara Kedua ElektrodaApabila di antara dua elektroda plat sejajar diberikan sumber tegangan, makadielektrik yang berada di antara kedua elektroda plat akan diterpa medan listrik. Jikadimisalkan dielektrik tersebut adalah udara, maka bisa saja di antara kedua elektroda plattersebut terdapat suatu benda yang bersifat konduktif. Dengan demikian, antaraelektroda plat dan benda lain tersebut akan timbul medan listrik. Kuat medan listrik yangtimbul antara elektroda plat dengan benda lain tersebut relatif besar karena jarak antaraelektroda plat dengan benda lain relatif dekat, sehingga kejadian tembus listrik bisa

Page 7: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

terjadi di antara elektroda plat dengan benda lain dan berlanjut menjadi busur api. Busur api yang terjadi antara elektroda plat dengan benda lain tersebut akan mempengaruhidaerah yang belum terjadi busur api, sehingga lama kelamaan di antara kedua elektrodaplat akan terjadi busur api.

Proses Terjadinya Busur Api Pada Circuit Breaker

Pada waktu pemutusan atau penghubungan suatu rangkaian

sistem tenaga listrik maka pada PMT (circuit breaker) akan terjadi busur api, hal tersebut

terjadi karena pada saat kontak PMT dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan

menimbulkan medan elektrik diantara kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar

dibawah.

Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan menghasilkan

emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik menimbulkan emisi

medan tinggi pada kontak katoda (K). Kedua emisi ini menghasilkan elektron bebas yang

sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-elektron ini membentur

molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-benturan ini akan menimbulkan

proses ionisasi. Dengan demikian,jumlah elektron bebas yang menuju anoda akan semakin

bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang bergerak menuju katoda, perpindahan

elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan memanaskan kontak anoda.

Page 8: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang berbeda. Jika kontak

terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten atau karbon, maka ion

positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya, emisi thermis semakin

meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya rendah, misal tembaga, ion

positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasil emisi thermis ini dan emisi medan tinggi

akan melanggengkan proses ionisasi, sehingga perpindahan muatan antar kontak terus

berlangsung dan inilah yang disebut busur api.

Untuk memadamkan busur api tersebut perlu dilakukan usaha-usaha yang dapat

menimbulkan proses deionisasi, antara lain dengan cara sebagai berikut:

1. Meniupkan udara ke sela kontak, sehingga partikel-partikel hasil ionisai dijauhkan dari

sela kontak.

2. Menyemburkan minyak isolasi kebusur api untuk memberi peluang yang lebih besar bagi

proses rekombinasi.

3. Memotong busur api dengan tabir isolasi atau tabir logam, sehingga memberi peluang

yang lebih besar bagi proses rekombinasi.

4. Membuat medium pemisah kontak dari gas elektronegatif, sehingga elektron-elektron

bebas tertangkap oleh molekul netral gas tersebut.

Jika pengurangan partikel bermuatan karena proses deionisasi lebih banyak daripada

penambahan muatan karena proses ionisasi, maka busur api akan padam. Ketika busur api

padam, di sela kontak akan tetap ada terpaan medan elektrik. Jika suatu saat terjadi terpaan

medan elektrik yang lebih besar daripada kekuatan dielektrik media isolasi kontak, maka

busur api akan terjadi lagi.

1. Biasanya busur api terjadi pada tegangan tinggi, hal ini dikarenakan besarnya arus dan tegangan yang dilalui oleh PMT,jika dilepas secara paksa maka akan terjadi busur api seperti yang dijelaskan diatas.

Page 9: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

B]. Coba gambarkan secara simple diagram segaris sistem ketenagalistrikan beserta komponen-komponen utamanya mulai dari pembangkit sampai ke beban konsumen. Dari gambar tsb coba di rangking dari yang tertinggi sampai ke terendah bagian & komponen manakah yang rentan terhadap Gejala Medan Listrik dan Gejala Medan Elektromagnetik[berarti ada 2 rangking]

Secara Skema suatu Sistem Tenaga Listrik diperlihatkan pada Gambar berikut ini, yaitu mulai dari Pembangkitan (PLT), Trafo Step-up, Jaringan Tegangan Tinggi, Gardu Induk, Trafo Step down (Trafo GI), Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Trafo Distribusi (Step-down), Jaringan Tegangan Rendah (JTR), dan Sambungan Rumah.

Page 10: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Gejala medan listrik;

1.pembangkit2.gardu induk step up.

3.saluran transmisi

4.gardu induk 150 kV

5.gardu induk 70 kV

6.jaringan tegangan menengah/tegangan rendah

7.beban

Gejala medan elektromagnetik

1.saluran transmisi

2.pembangkit

3.gardu induk step up

4.gardu induk 150 kV

5.gardu induk 70 kV

Page 11: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

6.jaringan tegangan menengah / tegangan rendah

7.beban

C]. Dimana letak perbedaan penanganan sistem yang menggunakan tegangan tinggi dibandingkan dengan sistem yang menggunakan tegangan rendah ?? … Coba illustrasikan bagaimanakah sebaiknya disain yang tepat untuk :[1]. Pemutus Daya [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi][2]. Transformator Daya [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi][3]. Kabel saluran daya [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi][4]. Tiang saluran kabel udara [di bagian Transmisi dan di bagian Distribusi]

Berdasarkan pemasangan, saluran transmisi dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Saluran udara (overhead line), yang menyalurkan tenaga listrik melalui kawat-kawat yang digantungkan pada tiang-tiang transmisi dengan perantara isolator. 2. Saluran bawah tanah (underground), yang menyalurkan tenaga listrik melalui kabel bawah tanah.

1.Pemutus tenaga pada saluran transmisi dan saluran distribusi bedanya dirating spesifikasi pada pemutus tenaga tersebut.

2. Transformator Daya adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya.

Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat dikatakan jantung dari transmisi dan distribusi.Dalam kondisi ini suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal (kalau bias secara terus menerus tanpa berhenri).Mengingat kerja keras dari suatu transformator seperti itu, maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik munkin.Oleh karena itu tranformator harus dipelihara dengan menggunakan system dan peralatan yang benar,baik dan tepat.Untuk itu regu pemeliharaan harus mengetahui bagian-bagian tranformator dan bagian-bagian mana yang perlu diawasi melebihi bagian lainnya.

Berdasarkan tegangan operasinya dapat dibedakan menjadi tranformator 500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut Interbus Transformator (IBT).Transformator 150/20 kV dan 70/20 kV disebut juga trafo distribusi.Titik netral transformator ditanahkan sesuai dengan kebutuhan unutk system pengamanan / proteksi,sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan thanan rendah atau tahanan tinggi atau langsung disisi netral 20 kV nya.

Page 12: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Transformator dapat dibagi menurut fungsi / pemakaian seperti :

Transformator Mesin (Pembangkit) Transformator Gardu Induk Transformator Distribusi

Transformator dpat juga dibagi menurut Kapasitas dan Tegangan seperti :

Transforamator besar Transforamtor sedang Transforamtor kecil

Konstruksi Bagian-Bagian Transformator

Transformator terdiri dari :

A. Bagian Utama

1. Inti besi2. Kumparan Transformator3. Miyak Tasnformator4. Bushing5. Tagki Konservator

B. Perlatan Bantu

1. Pendingin2. TapChanger3. Alat Pernapasan (Dehydration Breather)4. Indikator-indikator : Thermometer , permukaan minyak

C. Peralatan Proteksi

1. Rele Bucholz2. Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane ) / Burstin Plate3. Rele tekanan lebih (sudden Pressure Relay )4. Rele pengaman tangki5. Pemadam kebakaran (transformator – transformator besar )6. Rele Differensial7. Rele arus lebih8. Rele hubung tanah9. Rele thermis10. Arrester

D. Peralatan tambahan untuk Pengaman Transformator

1. Pemadam kebakaran (transformator – transformator besar )2. Rele Differensial

Page 13: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

3. Rele arus lebih4. Rele hubung tanah5. Rele thermis6. Arrester

Pada trafo daya saluran transmisi menggunakan trafo yang disesuaikan dengan saluran transmisi 150 kV/20 kV,sedangkan pada trafo daya saluran distribusi memakai 380/220 v.yang membedakan antara trafo transmisi dan distribusi dibedakan dari rating dan komponen dalammnya,,,sedangkan kinerjanya sama saja.

3. Kawat penghantar merupakan bahan yang digunakan untuk menghantarkan tenaga listrik pada sistem saluran udara dari Pusat Pembangkit ke Pusat-Pusat Beban (load center), baik langsungmenggunakan jaringan distribusi ataupun jaringan transmisi terlebih dahulu. Pemilihan kawat penghantar yang digunakan untuk saluran udara didasarkan pada besarnya beban yang dilayani, makin luas beban yang dilayani makin besar ukuran penampang kawat penghantar yangdigunakan. Dengan penampang kawat yang besar akan membuat tahanan kawat menjadi kecil. Agar tak terjadi kehilangan daya pada jaringan dan daya guna (efisiensi) penyaluran tetap tinggi, diperlukan tegangan yang tinggi. Untuk jaringan distribusi tegangan tinggi maupun distribusi tegangan rendah lebih banyak menggunakan kawat penghantar aluminium yang mempunyai faktorfaktor yang memenuhi syarat sebagai kawat penghantar.

ALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI (SKTT) 30 KV – 150 KV

SKTT dipasang di kota-kota besar di Indonesia (khususnya di Pulau Jawa), dengan beberapa pertimbangan :• Di tengah kota besar tidak memungkinkan dipasang SUTT, karena sangat sulit mendapatkan tanah untuk tapak tower. • Untuk Ruang Bebas juga sangat sulit dan pasti timbul protes dari masyarakat, karena padat bangunan dan banyak gedung-gedung tinggi.• Pertimbangan keamanan dan estetika.• Adanya permintaan dan pertumbuhan beban yang sangat tinggi.

Jenis kabel yang digunakan:• Kabel yang berisolasi (berbahan) Poly Etheline atau kabel jenis Cross Link Poly Etheline (XLPE).• Kabel yang isolasinya berbahan kertas yang diperkuat dengan minyak (oil paper impregnated).

Inti (core) kabel dan pertimbangan pemilihan:• Single core dengan penampang 240 mm2 – 300 mm2 tiap core.• Three core dengan penampang 240 mm2 – 800 mm2 tiap core.• Pertimbangan fabrikasi.• Pertimbangan pemasangan di lapangan.

Page 14: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Kelemahan SKTT:• Memerlukan biaya yang lebih besar jika dibanding SUTT.• Pada saat proses pembangunan memerlukan koordinasi dan penanganan yang kompleks, karena harus melibatkan banyak pihak, misal : pemerintah kota (Pemkot) sampai dengan jajaran terbawah, PDAM, Telkom, Perum Gas, Dinas Perhubungan, Kepolisian, dan lain-lain.

Panjang SKTT pada tiap haspel (cable drum), maksimum 300 meter. Untuk desain dan pesanan khusus, misalnya untuk kabel laut, bisa dibuat tanpa sambungan sesuai kebutuhan.

Pada saat ini di Indonesia telah terpasang SKTT bawah laut (Sub Marine Cable) dengan tegangan operasi 150 KV, yaitu:• Sub marine cable 150 KV Gresik – Tajungan (Jawa – Madura).• Sub marine cable 150 KV Ketapang – Gilimanuk (Jawa – Bali).

Beberapa hal yang perlu diketahui:• Sub marine cable ini ternyata rawan timbul gangguan.• Direncanakan akan didibangun sub marine cable Jawa – Sumatera.• Untuk Jawa – Madura, saat ini sedang dibangun SKTT 150 KV yang dipasang (diletakkan) di atas Jembatan Suramadu.

4. SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 6 KV – 30 KV

• Di Indonesia, pada umumnya tegangan operasi SUTM adalah 6 KV dan 20 KV. Namun secara berangsur-angsur tegangan operasi 6 KV dihilangkan dan saat ini hampir semuanya menggunakan tegangan operasi 20 KV.• Transmisi SUTM digunakan pada jaringan tingkat tiga, yaitu jaringan distribusi yang menghubungkan dari Gardu Induk, Penyulang (Feeder), SUTM, Gardu Distribusi, sampai dengan ke Instalasi Pemanfaatan (Pelanggan/ Konsumen).• Berdasarkan sistem pentanahan titik netral trafo, efektifitas penyalurannya hanya pada jarak (panjang) antara 15 km sampai dengan 20 km. Jika transmisi lebih dari jarak tersebut, efektifitasnya menurun, karena relay pengaman tidak bisa bekerja secara selektif.• Dengan mempertimbangkan berbagai kondisi yang ada (kemampuan likuiditas atau keuangan, kondisi geografis dan lain-lain) transmisi SUTM di Indonesia melebihi kondisi ideal di atas.

5. SALURAN KABEL TEGANGAN MENENGAH (SKTM) 6 KV – 20 KV

Ditinjau dari segi fungsi , transmisi SKTM memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTM. Perbedaan mendasar adalah, SKTM ditanam di dalam tanah.

Beberapa pertimbangan pembangunan transmisi SKTM adalah: • Kondisi setempat yang tidak memungkinkan dibangun SUTM.

Page 15: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

• Kesulitan mendapatkan ruang bebas (ROW), karena berada di tengah kota dan pemukiman padat. • Pertimbangan segi estetika.

Beberapa hal yang perlu diketahui:• Pembangunan transmisi SKTM lebih mahal dan lebih rumit, karena harga kabel yang jauh lebih mahal dibanding penghantar udara dan dalam pelaksanaan pembangunan harus melibatkan serta berkoordinasi dengan banyak pihak.• Pada saat pelaksanaan pembangunan transmisi SKTM sering menimbulkan masalah, khususnya terjadinya kemacetan lalu lintas.• Jika terjadi gangguan, penanganan (perbaikan) transmisi SKTM relatif sulit dan memerlukan waktu yang lebih lama jika dibandingkan SUTM.• Hampir seluruh (sebagian besar) transmisi SKTM telah terpasang di wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi DKI Jakarta & Tangerang.

6. SALURAN UDARA TEGANGAN RENDAH (SUTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

Transmisi SUTR adalah bagian hilir dari sistem tenaga listrik pada tegangan distribusi di bawah 1000 Volt, yang langsung memasok kebutuhan listrik tegangan rendah ke konsumen. Di Indonesia, tegangan operasi transmisi SUTR saat ini adalah 220/ 380 Volt.

Radius operasi jaringan distribusi tegangan rendah dibatasi oleh:• Susut tegangan yang disyaratkan.• Luas penghantar jaringan.• Distribusi pelanggan sepanjang jalur jaringan distribusi.• Sifat daerah pelayanan (desa, kota, dan lain-lain).• susut tegangan yang diijinkan adalah + 5% dan – 10 %, dengan radius pelayanan berkisar 350 meter.

Saat ini transmisi SUTR pada umumnya menggunakan penghantar Low Voltage Twisted Cable (LVTC).

7. SALURAN KABEL TEGANGAN RENDAH (SKTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

Ditinjau dari segi fungsi, transmisi SKTR memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTR. Perbedaan mendasar adalah SKTR di tanam didalam di dalam tanah. Jika menggunakan SUTR sebenarnya dari segi jarak aman/ ruang bebas (ROW) tidak ada masalah, karena SUTR menggunakan penghantar berisolasi.

Penggunaan SKTR karena mempertimbangkan:• Sistem transmisi tegangan menengah yang ada, misalnya karena menggunakan transmisi SKTM.• Faktor estetika.

Page 16: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Oleh karenanya transmisi SKTR pada umumnya dipasang di daerah perkotaan, terutama di tengah-tengah kota yang padat bangunan dan membutuhkan aspek estetika.

Dibanding transmisi SUTR, transmisi SKTR memiliki beberapa kelemahan, antaralain:• Biaya investasi mahal.• Pada saat pembangunan sering menimbulkan masalah.• Jika terjadi gangguan, perbaikan lebih sulit dan memerlukan waktu relatif lama untuk perbaikannya.

4. Tiang listrik pada jaringan distribusi digunakan untuk saluran udara (overhead line) sebagai penyangga kawat penghantar agar penyaluran tenaga listrik ke konsumen atau pusat pusat beban dapat disalurkan dengan baik. Persyaratan suatu tiang penyangga yang digunakan untuk penompangjaringan distribusi tenaga listrik adalah :a. Mempunyai kekuatan mekanis yang tinggib. Mempunyai umur yang panjangc. Nudah pemasangan dan murah pemeliharaannyad. Tidak terlampau berate. Harganya murahf. Berpenampilan menarikg. Mudah dicabut dan dipasang kembaliTiang listrik pada jaringan distribusi digunakan untuk saluran udara(overhead line) sebagai penyangga kawat penghantar agar penyaluran tenagalistrik ke konsumen atau pusat pusat beban dapat disalurkan dengan baik.

Klasifikasi Tiang Penyangga Jaringan Distribusi1. Berdasarkan bahannyaJenis tiang jaringan distribusi yang digunakan untuk jaringandistribusi tenaga listrik ada beberapa macam, yaitu :a. Tiang Kayu (Wood Pole)Tiang kayu banyak digunakan sebagai penyangga jaringankarena konstruksinya yang sederhana dan biaya investasi lebihmurah bila dibandingkan dengan tiang jenis yang lain.Selain itu tiang kayu merupakan penyekat (isolator) yangpaling baik sebagai penompang saluran udara terhadap gangguanhubung singkat.Jenis kayu yang digunakan sebagai tiang listrik diambil darijenis tertentu. Untuk Indonesia yang memiliki berjuta-juta hektarhutan kayu dari berbagai jenis, yaitu kayu untuk jaringan distribusidari jenis kayu : ulin (Eusidiraxylon Zwageri), kayu jati (TectonaGrandis), kayu rasamala (Altanghia Exelsa Novanla).Sedangkan di Amerika Serikat jenis tiang kayu yang digunakandari jenis kayu den (douglas fir), kayu cemara (yellow pine), dan kayu aras (western red cendar), kayu Ulin (Eusidiraxylon Zwageri),kayu Jati (Tectona Grandis), kayu Rasamala (Altanghia Exelsa

Page 17: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Novanla), kayu Den (Douglas Fir), kayu Cemara (Yellow Pine), dankayu Aras (Western Red Cender).Kebaikan Tiang Kayu ini adalah mempunyai konstruksi yangsederhana, biaya investasi lebih murah, merupakan bahan penyekat(isolasi) yang baik buat penompang jaringan, dapat dibentukmenurut konstruksi, biaya perawatan rendah dan bebas darigangguan petirKelemahan Tiang Kayu ini adalah tergantung pada persediaankayu yang ada, perlu pengawetan terlebih dahulu, umur lebihpendek : 10 - 12 tahun bila tak diawetkan dan 20 - 30 tahun biladiawetkan, tidak dapat menyangga beban secara aman, dan apalagibila terjadi satu atau dua kawat terputus.

Sebelum digunakan tiang kayu ini diawetkan dulu agar tahanlama. Penggunaan tiang kayu yang tidak diawetkan dianggap tidakekonomis, karena kayu akan cepat lapuk oleh sebangsa/sejeniscendawan (jamur) yang menempel pada kayu tersebut. Dimanacendawan lebih senang hidup menempel pada kayu apabila dalam keadaan lembab (basah). Dengan diadakan pengawetan umur tiangkayu akan berkisar antara 25 sampai 30 tahun lebih, apalagi biladigunakan jenis kayu ulin, kayu jati, dan kayu rasamala akan sangatmemuaskan sesuai pengalaman selama ini. Terutama kayu ulinmemiliki kekerasan dan kekuatan yang baik tanpa diawetkan.Sedangkan jenis kayu lain apabila tidak diawetkan akan mempunyaiumur hanya 10 sampai 12 tahun.Penggunaan tiang kayu ini ternyata menghasilkan penghematanbiaya investasi yang tidak kecil dibandingkan tiang baja. ApalagiIndonesia tersedia banyak sekali persediaan kayu. Walaupundemikian biaya pengangkutan untuk mendatangkan kayu ulin darihutan-hutan di Kalimantan cukup tinggi. Begitu pula untuk biayapemeliharaan tiang, khususnya tiang yang tidak mengalami

Page 18: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

pengawetan sebelumnya.

Page 19: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

b. Tiang Baja (Steel Pole)Tiang baja yang digunakan berupa pipa-pipa baja bulat yang disambung dengan diameter yang berbeda dari pangkal hingga ujungnya. Pada umumnya ukuran penampang bagian pangkal lebih besar dari ukuran penampang bagian atasnya (ujung). Melihat konstruksinya yang lebih kokoh, lurus dan bentuknya lebih indah dibandingkan dengan tiang kayu, tiang baja ini banyak dipakai. Walaupun ongkos pengangutan dan pemeliharaan tiang baja ini lebih mahal , tetapi bila dibanding-kan dengan tiang kayu maka tiang baja ini lebih banyak dipilih untuk penyangga kawat penghantar jaringan distribusi, terutama untuk jaringan distribusi tegangan tinggi. Hal ini disebabkan beban penompang pada jaringan distribusi tegangan tinggi lebih besar bila dibandingkan beban penompang pada jaringan distribusi tegangan rendah. Tiang baja bulat sangat banyak digunakan untuk penopang jaringan listrik SUTM dan SUTR. Disamping penggunaan jenis lainnya seperti: tiang kayu, tiang beton bertulang, tiang beton bertulang dan tiang konstruksi baja.Tiang baja bulat ukuran 12 m dan 14 m digunakan untuk keper1uan-keperluan khusus. Seperti untuk tiang penopang jaringan 20 kV yang melintasi jaringan 6 kV yang berada di bawah 20 kV tersebut. Tiang baja bulat ukuran 11 m sering dipakai untuk penopang jaringan SUTM. Tiang baja bulat ukuran 9 m digunakan untuk penopang jaringan SUTR. baja bulat ukuran 8 m digunakan untuk tiang penyangga kawat pada penguat tiang jenis (schoer kontra mast).baja bulat ukuran 3 mdipakai pada penyambungan tiang 9 m ada untuk jaringan SUTR, dimana akan dipasangkan jaringan di atas jaringan SUTR tersebut.

Page 20: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

c. Tiang Beton1. Tiang Beton BertulangTiang jenis ini lebih mahal dari pada tiang kayu tetapi lebih murah dari pada tiang baja bulat. Tiang ini banyak digunakan untuk mendistribusikan tenaga listrik di daerah pedesaan dan daerah terpencil atau di tempat-tempat yang sulit dicapai. Karena tiang beton bertulang dapat dibuat di tempat tiang tersebut akan didirikan. Tiang beton bertulang juga dipilih jika dikehendaki adanya sisi dekoratif. Untuk pembuatan beton bertulang digunakan campuran beton 1 : 1,5 : 3 dengan kerikil yang seragam berukuran diameter 15 mm. Tiang beton bertulang memiliki umur yang sangat panjang dengan perawatan yang sederhana, tetapi tiang ini berukuran besar dan cukup berat. Kelemahannya tiang ini cendrung hancur jika ditabrak kendaraan.

2. Tiang Beton PratekanJenis tiang ini lebih mahal dari tiang beton bertulang. Pemasangannya lebih sulit dibandingkan dengan tiang kayu karena sangat berat. Tiang beton bertulang memiliki umur yang sangat panjang dengan perawatan yang sangat sederhana. Tiang jenis ini tidak perlu di cat untuk pengawetannya, karena tidak akan berkarat. Kelemahan jenis tiang ini cendrung hancur jika terlanggar oleh kendaraan.

Page 21: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Berikut ini. tabel standar specifikasi tiang beton pratekandijelaskan sebagai berikut.

Pada suatu “Sistem Tenaga Listrik”, energi listrik yang dibangkitkan dari pusat pembangkit listrik ditransmisikan ke pusat-pusat pengatur beban melalui suatu saluran transmisi, saluran transmisi tersebut dapat berupa saluran udara atau saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya, dan untuk menyanggah / merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara / tower. Antara menara / tower listrik dan kawat penghantar disekat oleh isolator.

Konstruksi tower besi baja merupakan jenis konstruksi saluran transmisi tegangan tinggi (SUTT) ataupun saluran transmisi tegangan ekstra tinggi (SUTET) yang paling banyak digunakan di jaringan PLN, karena mudah dirakit terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya, harganya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan penggunaan saluran bawah tanah serta pemeliharaannya yang mudah. Namun

Page 22: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

demikian perlu pengawasan yang intensif, karena besi-besinya rawan terhadap pencurian. Seperti yang telah terjadi dibeberapa daerah di Indonesia, dimana pencurian besi-besi baja pada menara / tower listrik mengakibatkan menara / tower listrik tersebut roboh, dan penyaluran energi listrik ke konsumen pun menjadi terganggu.

Suatu menara atau tower listrik harus kuat terhadap beban yang bekerja padanya, antara lain yaitu:

- Gaya berat tower dan kawat penghantar (gaya tekan).- Gaya tarik akibat rentangan kawat.- Gaya angin akibat terpaan angin pada kawat maupun badan tower.

Jenis-Jenis Menara / Tower Listrik

• Menurut bentuk konstruksinya, jenis-jenis menara / tower listrik dibagi atas 4 macam, yaitu:

1. Lattice tower2. Tubular steel pole3. Concrete pole4. Wooden pole

Gambar 1. Lattice tower

Page 23: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Gambar 2. Tubular steel pole

• Menurut fungsinya, menara / tower listrik dibagi atas 7 macam yaitu:

1. Dead end tower, yaitu tiang akhir yang berlokasi di dekat Gardu induk, tower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya tarik.

2. Section tower, yaitu tiang penyekat antara sejumlah tower penyangga dengan sejumlah tower penyangga lainnya karena alasan kemudahan saat pembangunan (penarikan kawat), umumnya mempunyai sudut belokan yang kecil.

3. Suspension tower, yaitu tower penyangga, tower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya berat, umumnya tidak mempunyai sudut belokan.

4. Tension tower, yaitu tower penegang, tower ini menanggung gaya tarik yang lebih besar daripada gaya berat, umumnya mempunyai sudut belokan.

5. Transposision tower, yaitu tower tension yang digunakan sebagai tempat melakukan perubahan posisi kawat fasa guna memperbaiki impendansi transmisi.

6. Gantry tower, yaitu tower berbentuk portal digunakan pada persilangan antara dua Saluran transmisi. Tiang ini dibangun di bawah Saluran transmisi existing.

7. Combined tower, yaitu tower yang digunakan oleh dua buah saluran transmisi yang berbeda tegangan operasinya.

Page 24: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Gambar 3. Tower 2 sirkit tipe suspensi (kiri) dan tension (kanan).

Gambar 4. Tower 4 sirkit tipe suspensi (kiri) dan tension (kanan).

• Menurut susunan / konfigurasi kawat fasa, menara / tower listrik dikelompokkan atas:

1. Jenis delta, digunakan pada konfigurasi horizontal / mendatar.2. Jenis piramida, digunakan pada konfigurasi vertikal / tegak.3. Jenis Zig-zag, yaitu kawat fasa tidak berada pada satu sisi lengan tower.

Dilihat dari tipe tower, dibagi atas beberapa tipe seperti ditunjukkan pada tabel 1 dan tabel 2.

Tabel 1. Tipe tower 150 kV

Page 25: Uts Gejala Medan Tinggi

TUMPAK DOLOK STEPAN SIMARMATA1007113704

Tabel 2. Tipe Tower 500 kV