PEKERJAAN STRINGING
Wind Span, Weight Span & Equivalent
(Ruling) Span 5 comments
Untuk menentukan wind span (bentangan angin) dan weight span
(bentangan berat) dari tower yang kita tinjau (yang diapit
oleh dua buah tower) dapat dilihat dari ilustrasi berikut :
L1 dan L2 adalah jarak datar antara tower (span), kiri dan
kanan. Satuan dalam meter.
a1 dan a2, adalah jarak antara tower (yang tengah) ke titik
lendutan terendah atau titik berat konduktor sebelah kiri dan
kanan tower. Satuan dalam meter.
maka :
wind span (wds) = (L1 + L2) / 2
weight span (wts) =a1 + a2
dan Weight span to wind span ratio (R) = wts / wds.
Wind span berguna untuk mengitung gaya (Force) akibat beban
angin horizontal pada konduktor. Weight span berguna untuk
menghitung berat konduktor pada struktur tower.
Weight to wind span ratio (R) berguna untuk menentukan apakah
struktur tower terjadi uplift atau tidak. Nilai R berada dalam
suatu rentang nilai tertentu dari hasil pengetesan, umumnya
0.7 – 1.3. Bila tower yang kita tinjau, semula adalah tower
dengan tipe suspension (lurus), namun bila setelah digambar
sagging curve dan kita hitung nilai R-nya berada diluar
rentang nilai tersebut, maka tower terkena beban uplift
sehingga tipe diganti menjadi tower tension (sudut) yang
jenisnya didasarkan dari besar sudut belokannya.
Untuk menentukan equivalent span atau dikenal dengan ruling
span , lihat ilustrasi berikut :
Equivalen span ditentukan berdasarkan span (bentang atau
gawang) antara 2 buah tower tension (sudut), maka dari gambar
diatas kita mencoba menghitung Equivalen span dengan rumus :
Es = √ ( Σ Li^3/Σ L1) atau
Es = √ ( L1^3 + L2^3 +….+L6^3 / L1 + L2 + … + L6) ..lihat gbr
diatas.
Nilai Es dapat juga ditentukan berdasarkan suatu rumus
pendekatan, tapi tidak kita bahas dlm blog ini, karena kita
dapat menghitung secara real dengan rumus diatas.
Equivalen span ini berguna bila kita akan menggambar lendutan
dengan memilih sagging template dengan equivalen span yang
cocok.
Sebagai contoh kasus bila dari perhitungan kita memperoleh Es
= 287.23 m, sedangkan sagging template yg kita telah buat
hanya ada untuk equivalen span 250m, 300m, dan 350m saja. Maka
untuk menggambar lendutan pada diagonal profile disarankan
untuk menggunakan template dengan equivalen span 300 m,
sehingga kita dapat memperkirakan safety clearance-nya.
Jenis Konduktor
Ada beberapa standar jenis konduktor yang digunakan di
Indonesia.
untuk konduktor dengan berbagai standard lainnya dapat
diperoleh di :
Untuk di Indonesia menggunakan standar SPLN 41:7-1981 –
Hantaran Alumunium Berpenguat Baja (ACSR) :
Selain konduktor diatas, untuk keperluan re-conductoring
dipergunakan jenis thermal konduktor seperti T-ACSR , dan
untuk konduktor pada daerah dengan tinkat polusi yang tinggi
menggunakan ACSR/AS dan T-ACSR/AS, spesifikasi teknis dapat
mengacu pada standar seperti ASTM,BS, DIN, IEC, JEC dll.
Pekerjaan Penarikan
Pekerjaan ini meliputi tahapan:
1. Pemasangan Insulator (Insulation)
2. Pekerjaan Penarikan dan Penegangan Kabel (Stringing
and Sagging)
3. Pemasangan Asesoris pada kabel
4. Pemasangan Asesoris pada badan struktur
5. Pekerjaan Bush Clearing / ROW
Definisi kabel disini adalah berupa :
1. Konduktor (Conductor) penghantar listrik
2. Kabel Pentanahan (Ground Wire)
3. Kabel telekomunikasi (Optical Ground Wire)
Pada tiap kabel terdapat material bantu (accessories) untuk
melengkapinya.
Berdasarkan jumlah konduktor dalam 1 phase circuit dikenal
sebutan :
– Single-Bundle (satu kabel), misalnya : 1 x ACSR “Hawk”
Double Bundle atau twin-conductor (dua kabel) : 2 x
ACSR/AS “Zebra”
– Quadruple Bundle (emp4t kabel), misalnya 4 x ACSR
“Gannet”
Jenis-jenis kabel yang dipasang, untuk :
1. Conductor , seperti jenis ACSR, T-ACSR, ACSR/AS dll
sesuai dengan keperluan TL yang akan dibangun yang
dilengkapi dengan material asesories seperti Conductor
Spacer, Armour Rod, dll
2. Ground Cable atau Earth Wire , seperti GSW, AS dengan
berbagai ukuran. Material pelengkap yang mungkin dipasang
adalah Aircraft Warning Sphere
3. Optical Ground Wire/OPGW , dengan berbagai ukuran dan
spesifikasi yang telah ditentukan, dan material pelengkap
yang dibutuhkan adalah OPGW Joint Box
Sagging and Tension Calculation & Curve
(still draft)
Perhitungan sagging and tension umumnya digunakan untuk
penggambaran andongan (sag) diatas kertas gambar kerja profil
memanjang (longitudinal profile) yang dengan skala gambar
tertentu (umumnya digunakan skala vertikal 1 : 400, dan skala
horizontal 1 : 2000).
Untuk membantu penggambaran biasanya hasil kurva sagging
ini dicetak keatas permukaan plastik (dipasaran dikenal dengan
sebutan mika) yang transparan, untuk pembuatan template
(sebutan lain adalah mal atau sablon) biasanya dipesan ke
toko khusus yang ada, biasanya tebal mika setebal penggaris
yang biasanya kita gunakan untuk menggambar dikertas ( 2-3mm).
Kurva diberikan skala sesuai dengan gambar longitudinal
profile.
gambar andongan pada tower, kita dapat melihat apakah
jarak minimum (ground clearance) dari konduktor paling bawah
kepenghalang (obstruction) pada kontur tanah memenuhi
persyaratan, jika tidak, mungkin saja tindakan lebih lanjut
dapat dilakukan, seperti meninggikan tower, perubahan route
jaringan, pengupasan lahan, pembuatan pengaman dan lain-lain.
Proses penggambaran andongan pada gambar profil denganmenggunakan template
(sag curve)
Gambar diatas adalah pekerjaan dalam pembuatan gambarlongitudinal profil dan andongannya langsung pada programAutoCAD, penggunaan template biasanya dilakukan guna keperluanapproval kepada klien.
Berikut ini adalah metode perhitungan sagging dan tension yang
penulis gunakan, dari berbagai referensi yang ada. Dari
Technical Requirement suatu Jaringan Transmisi 150 kV
menggunakan Conductor 2 x ACSR Zebra yang beroperasi untuk
suhu minimum 10 derajat Celsius dan maksimum 75 derajat
Celsius dengan tegangan maksimum konduktor yang diizinkan 3400
kg dan tekanan angin maksimum 40 kg/m².
Catatan : ACSR Zebra ekivalen(setara) dengan ACSR 435/55 akibat penggunaan
standar yang berbeda (British Standard dan DIN (German) standard). Dan suhu
dalam pengoperasian adalah suhu pada konduktor yang mungkin terjadi
akibat pengaruh suhu cuaca dan aliran listrik pada saat digunakan
(energizing).
Asumsi kita menggunakan data material hasil uji dari fabrikan
(vendor) konduktor :
Diameter konduktor (mm
: 28.8
konduktor per satuan panjang (kg/m) : 1.668 pada
suhu 20°C
penampang Alumunium (mm2 : 434.3
penampang kawat baja (mm2) :
56.3
Modulus elastisitas konduktor (kg/mm2) : 7000
Koefesien muai panjang (1/derajat Celsius) :
19.3E-06
Solusi :
1 kg = 1 kgf = 9,81 N
dc = overall diamter of conductor (mm) = 28.8
A = Conductor Area (mm2) = Al Area + St Area =
434.3+56.3=490.6
to = Basic temperature (°C) = 20
wo = Basic weight per length of conductor at basic temperature
(kg/m) = 1.668
t1 = Initial condition temperature (°C) = 10
t2 = Final condition temperature (°C) = 75
ε = Linear coeffecient of expansion (1/°C) = 0.0000193
E = Modulus elasticity of conductor (N/mm²) = 7000 x 9.81 =
68670
P = Wind pressure (kg/m²) = 40
wp = wind load (kg/m) = P . (dc / 1000) = 40 x (28.8/1000) =
1.152
we = Effective weight of conductor per unit length (kg/m) = √
(wp² + wo²) = √(1.152²+1.668²)=2.0271
we adalah berat resultan pada konduktor yang vertikal kebawah
akibat berat dan horizontal kesamping akibat angin.
Dari hukum fisika kita ketahui bahwa tarikan (tegangan)
konduktor akan semakin membesar seiring semakin rendah suhu
(dingin) material, untuk daerah tropis (Indonesia) dimana
tidak terjadi musim dingin (salju), suhu merendah pada malam
hari dari suhu siang hari.
Panjang konduktor dari kondisi suhu awal 20 °C menjadi 10 °C,
dengan menggunakan rumus fisika untuk muai panjang :
lt = lo (1 + ε (t1-to))
lt = 1 ( 1 + 0.0000193x(10-20)) = 1 ( 1 – 0.000193)
lt = 0.999807 m (atau konduktor menjadi pendek akibat
penurunan suhu)
sehingga w1 pada suhu 10 °C = 2.0271/0.999807 = 2.0275 kg/m
(dapat difahami bahwa nilai berat per satuan panjang jadi
membesar)
Panjang konduktor dari kondisi suhu awal 20 °C menjadi 75 °C,
dengan mengunakan rumus serupa diperoleh :
lt = 1 (1 + 0.0000193(75-20)) = 1(1+ 0.0010615) = 1.0010615 m
sehingga w2 pada 75 °C menjadi 2.0275/1.0010615 = 2.0253 kg/m
γ1 = Initial condition weight of conductor per unit volume
(N/mm².m) = (2.0275 x 9.81)/490.6 = 0.04054
γ2 =Final condition weight of conductor per unit volume
(N/mm².m) = (2.0253 x 9.81)/490.6 = 0.04050
σ1 = Initial condition tension of conductor or Maximum
Working Tension (Allowable) (N/mm²) = (3400 x 9.81) / 490.6 =
67.9861
dari perhitungan diatas kita akan mencari tarikan konduktor,σ2
pada suhu 75 °C. Formula yang digunakan adalah sebagai berikut
:
dengan Leq= ekuivalen span atau rulling span, untuk definisi
Ruling Span (ekuivalen span) dapat dilihat dalam blog ini.
Nilai Leq guna pembuatan template kita ambil misalnya untuk
250, 300 dan 350 m, dan dapat diambil nilai lainnya sesuai
dengan data perhitungan jalur jaringan tranmsisi yang kita
laksanakan.
untuk template, kita ambil nilai 350 m, sehingga :
σ2² x (σ2 – 67.9861 + 68670 x 350² x 0.04054² / ( 24
x 67.9861²) + 68670 x 0.0000193 x (75 – 10)) = 68670 x 350² x
0.04050²/24
Dengan menggunakan iterasi melalui komputer atau dengan metode
Newton – Rhapson secara manual, diperoleh :
σ2 = 54.0141 N/mm² atau σ2=(54.0141 x 490.6)/9.81 =
2702.18 kgf.
maka template yang akan kita buat adalah didasarkan suhu
maksimum 75 °C untuk ekivalen span 350 m yang menghasilkan
andongan maksimum.
Untuk andongan maksimum dipergunakan rumus :
Dengan M = Leq, sehingga s = 0.04050 x 350² / (8x
2702.18)+0.04050^3 x 350^4 / (384 x 2702.18^3)
maka andongan ditengah bentang (mid-span sag), s = 11.491 m
dari Standar SNI 04-6918-2002:Ruang Bebas dan Jarak Bebas
Minimum pads Saluran Udara Tegangan Tinggi
(SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) ,
safety clearance (jarak aman minimum) yang maksimum untuk
jaringan transmisi 150 kV , c = 13.5 m
maka kita mendapat koordinat dari kalkulasi ke dalam bentuk
tabel seperti berikut :
x =M (meter) y=s (meter)
clearance=y-c(meter)
0 (mid-span) 0
-13.500
50 0.234
-13.266
100 0.937
-12.563
150 2.108
-11.392
200 3.749
-9.751
250 5.859
-7.641
300 8.440
-5.060
350 11.491
-2.009
400 15.016
1.516
Dalam sagging template berdasarkan rulling span, dikenal
beberapa curve dengan tujuan tertentu antara lain :
Cold Curve :
– dengan kondisi Minimum Temperature, no ice, no wind, initial
sag curve
– digunakan untuk mencek uplift dan hardware swing
Normal Curve :
– dengan kondisi Evereyday Temperature, no ice, no wind, final
sag curve
– digunakan untuk mengecek normal clearances dan hardware
swing
Hot Curve :
– dengan kondisi Maximum Operating Temperature=Maximum
Ambient Temperature,no ice, no wind, final sag curve
– digunakan untuk menegecek minimum vertical clearance
Loaded Curve :
– dengan kondisi Temperature beku, with ice, no wind, final
sag curve
– digunakan untuk mengecek minimum vertical clearance
Ground Clearance Curve:
– digambar secara paralel terhadap hot curve , dan dibawah hot
curve (biasa di Indonesia)
– digunakan untuk mengecek batas clerance di permukaan tanah
Top Related