BAB I PENDAHULUAN
PETUNJUK Untuk mempelajari materi bahasan pada bab ini dengan lebih seksama, maka anda harus memperhatikan terlebih dahulu urutan langkah-langkah berikut ini : 1. Perhatikan dengan seksama judul / topik pada pokok bahasan ini. ini. 2. Perha Perhati tika kan n denga dengan n seks seksam amaa rumu rumusa san n Tujuan ujuan Umum Umum Pemb Pembel elaj ajar aran an (TUP (TUP)) dan dan rumusan pada butir-butir bu tir-butir Tujuan Tujuan husus Pembelajaran. !. Perhatikan epitome (kerangka isi) pada materi materi bahasan ini dengan seksama. ". Pelajari uraian materi/isi materi/isi pelajaran dengan urutan #ang jelas dan tepat. tepat. $. Perhatikan ringkasan materi materi pelajaran pada rangkuman %. Untu Untuk k lebi lebih h memp memper erdal dalam am pengu penguas asaa aan n terh terhad adap ap isi isi pela pelaja jara ran n ters terseb ebut ut,, maka maka kerjakanlah soal-soal latihan se&ara keseluruhan, agar dapat mengetahui tingkat pen&apaian TP-n#a. '. ebel ebelum um menge mengerj rjak akan an soal soal-s -soal oal lati latihan han,, terl terlebi ebih h dahul dahulu u perh perhat atik ikan an petu petunj njuk uk pengerjaan #ang ada pada setiap bentuk soal. . elanjutn#a kerjakan tugas-tugas. *. Untuk memperluas pengetahuan pelajari sumber-sumber buku a&uan.
TUJUAN PEMBELAJARAN PEMBELAJARAN
Tujuan pembelajaran ini meliputi Tujuan Umum Pembelajaran (TUP) dan Tujuan husus Pembelajaran (TP). Tujuan Tu juan Umum Pembelajaran Pembel ajaran (TUP) +ahasisa mampu menjelaskan pengertian, manaat dan baha#a tegangan tinggi Tujuan Khusus Pembelajaran (TKP) Tujuan etelah mempelajari materi pokok bahasan ini, mahasisa diharapkan akan dapat : 1. +enj +enjel elas askan kan penge pengert rtia ian n teganga tegangan n tingg tinggii 2. +en#ebut +en#ebutkan kan jenis jenis-je -jenis nis pera peralat latan an tegang tegangan an tingg tinggii !. +enj +enjel elas askan kan man mana aat at tega tegang ngan an tingg tinggii ". +enget +engetahui ahui permas permasala alahan han dan dan baha# baha#aa tegang tegangan an tinggi tinggi
1
EPITOME PENDAHULUAN
PEN!ERTIAN TE!AN!AN TIN!!I .
MA"ALAH PENERAPAN TE!AN!AN TIN!!I PADA TRAN"MI"I
DA"AR$DA"AR PEN!UJIAN TE!AN!AN TIN!!I .%
.#
URAIAN MATERI
I.. PEN!ERTIAN TE!AN!AN TIN!!I ang disebut tegangan tinggi dalam dunia teknik tenaga listrik ( ele&tri& poer engineering ) ialah semua tegangan #ang dianggap &ukup tinggi oleh para teknisi listrik sehingga diperlukan pengujian dan pengukuran dengan tegangan tinggi #ang semuan#a bersiat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu ( sub#ekti ), atau dimana gejalagejala tegangan tinggi mulai terjadi ( ob#ekti ). e&ara teknik, klasiikasi #ang umum dari tegangan tinggi adalah sebagai berikut: 1. Tegangan tinggi ( igh 0oltage 0 ). +eliputi tegangan sistem : 2 k0, ! k0, ' k0 dan 1$ k0 s/d 2!$ k0 2. Tegangan tinggi sekali ( 34tra igh 0oltage 30 ). +eliputi tegangan sistem : 5 2!$ k0, " k0 dan $ k0 ( s/d 6 '$ k0) !. Tegangan ultra tinggi ( Ultra igh 0oltage U0 ). +eliputi tegangan sistem : 5 '$ k0 ke atas. ( * k0, 12 k0, 1$ k0) 7atas-batas #ang men#atakan kapan suatu tegangan dianggap tinggi, berbeda untuk setiap negara atau perusahaan tenaga listrik, tergantung dari kemajuan teknikn#a atau kemajuan suatu negara, klasiikasi tegangan menurut 8nternational 3le&trote&hni&al
2
9ommission ( 839 tandard, 1*! ) seperti dapat kita lihat pada Tabel 1.1 dan tegangan menurut standard 8ndonesia pada Tabel 1.2. alah satu aktor #ang menentukan tinggin#a tegangan transmisi #ang dipakai tergantung kepada besarn#a tenaga #ang harus disalurkan dari pusat-pusat listrik ke pusat beban ( load &entres ), dan jarak #ang harus ditempuh untuk memindahkan tenaga tersebut se&ara ekonomis. Tabel .. Te&an&an O'eras "an*ar* Eur+'e *an U"A. N+mnal Lne ,+la&e Eur+'e ( / H0 ) U"A ( 1/ H0 ) 22 / 2" 12 (1-ph) ! / "1$ 2 o ( 0 ) ( 0olt ) %$ % 1 2," $ %,* 11 12,"' +edium ( +0 ) ( k0 ) 22 2! !! !",$ %% %* 11 11$ 1!2 1! igh ( 0 ) ( k0 ) 1$% 1%1 22 2! 2'$ 2' ! !"$ 34trahigh ( 30 ) ( k0 ) " $ '%$ Ultra igh ( U0 ) ( k0 ) 11$ ,+la&e -lass
Tabel .#. Te&an&an O'eras "an*ar* In*+nesa ,+la&e -lass
N+mnal Lne ,+la&e In*+nesa ( / H0 ) ! / 22 22 / 12' % 12 2 %% 1$ 2'$ $ -
o ( 0 ) ( 0olt ) +edium ( +0 ) ( k0 ) igh ( 0 ) ( k0 ) 34trahigh ( 30 ) ( k0 ) Ultra igh ( U0 ) ( k0 )
!
Teganga tinggi #ang diterapkan atau dialami oleh sistem tenaga dapat berupa : 1. Tegangan biasa ( normal ) #aitu tegangan #ang seharusn#a dapat ditahan oleh sistem oleh aktu #ang tak terhingga. 2. Tegangan lebih ( o;er;oltage ), #aitu tegangan #ang han#a dapat ditahan oleh sistem untuk aktu terbatas. Tegangan lebih dapat dibagi menjadi dua golongan berdasarkan bentukn#a, #akni tegangan priodik dan a-priodik, atau menjadi dua golongan berdasarkan sebabn#a, #akni sebab luar ( e4ternal o;er;oltage ), misal petir, dan sebab dalam ( internal o;er;oltage ), misal sit&hing surges.
I.#. MA"ALAH PENERAPAN TE!AN!AN TIN!!I PADA
TRAN"MI"I +eskipun peninggian tegangan transmisi akan mengurangi rugi
peninggian tegangan itu tetap ada batasn#a, karena tegangan tinggi menimbulkan beberapa masalah, antara lain : 1. Tegangan tinggi dapat menimbulkan korona pada kaat transmisi. orona ini dapat menimbulkan rugi-rugi da#a dan dapat menimbulkan gangguan terhadap komunikasi radio. 2. =ika tegangan transmisi semakin tinggi, maka peralatan transmisi dan gardu induk membutuhkan isolasi #ang ;olumen#a semakin ban#ak agar peralatan mampu memikul tegangan tinggi tersebut. al ini mengakibatkan kenaikan bia#a in;estasi. !. aat terjadi pemutusan dan penutupan rangkaian transmisi ( sit&ing operation , timbul tegangan lebih surja hubung sehingga peralatan sistem tenaga listrik harus diran&ang mampu memikul tegangan lebih tersebut. al ini juga mengakibatkan kenaikan bia#a. ". =ika tegangan transmisi ditinggikan, maka menara transmisi harus semakin tinggi untuk menjamin keselamatan makhluk hidup disekitar transmisi. Peninggian menara transmisi mengakibatkan transmisi mudah disambar petir. ambaran petir pada transmisi akan menimbulkan tegangan lebih surja petir pada sistem tenaga listrik , sehingga peralatan sistem tenaga listrik harus diran&ang mampu memikul tegangan lebih tersebut.
"
$. Peralatan sistem perlu diperlengkapi dengan peralatan proteksi untuk menghindarkan kerusakan akibat adan#a tegangan lebih sur#a hubung dan sur#a petir. Penambahan peralatan proteksi ini menambah bia#a in;estasi dan peraatan %. osial, dinegara barat terutama aktor sosial sangat diperhatikan, dan tidak akan memasang jaringan tegangan tinggi pada daerah penduduk #ang padat. eenam hal tersebut diatas memberi kesimpulan, tarnsmisi
akan
menambah
sebelumn#a baha
baha
peninggian
tegangan
bia#a in;estasi dan peraatan.Tetapi telah dijelaskan
mempertinggi
tegangan transmisi akan mengurangi
kerugian
da#a. Pada >ambar 8.1 ditunjukkan kur;a #ang men#atakan bia#a total sebagai ungsi tegangan transmisi. Terlihat baha ada suatu harga tegangan transmisi #ang memberi bia#a total minimal. Tegangan ini disebut tegangan optimum. 7ia#a Total
7ia#a
7ia#a 8n;estasi Peralatan 7ia#a ?ugi-?ugi @a#a Tegangan Aptimal
k0
!ambar.. Hubun&an Ba2a Den&an Te&an&an Transms
I.%. DA"AR$DA"AR PEN!UJIAN TE!AN!AN TIN!!I ebagai pengantar untuk bab-bab berikutn#a maka disini akan diuraikan sedikit mengenai dasar-dasar pengujian tegangan tinggi. Pada umumn#a, kegagalan alat-alat listrik pada aktu sedang dipakai disebabkan karena kegagalan isolasin#a dalam menjalankan ungsin#a sebagai isolator tegangan tinggi. egagalan isolasi (insulation breakdon, insulation ailure) ini disebabkan karena beberapa hal antara lain isolasi tersebut sudah dipakai untuk aktu #ang lama, kerusakan mekanis, berkurangn#a kekuatan dielektrikn#a, dan karena isolasi tersebut dikenakan tegangan lebih.
$
@alam hal ini pengujian tegangan tinggi dimaksudkan untuk: a) +enemukan bahan #ang kalitasn#a tidak baik, atau #ang &ara membuatn#a salah. b) +emberikan jaminan baha alat-alat listrik dapat dipakai pada tegangan normaln#a untuk aktu #ang tak terbatas. &) +emberikan jaminan baha isolasi alat-alat listrik dapat tahan terhadap tegangan lebih untuk aktu terbatas. araktristik pengujian untuk kedua hal diatas dapat kita lihat pada >ambar 8.1: Teg. Pengujian
0 C tegangan normal 0 tegangan lebih t b aktu pengujian terbatas
0
0 C
t b
Baktu pengujian t
∞
!ambar .#. Kara3rs3 Pen&ujan Terbaas
Pengujian tersebut dapat merusak (destru&ti;e) maupun tidak merusak (non destru&ti;e) alat #ang diuji. Pengujian #ang siatn#a tidak merusak, misaln#a pengukuran tahanan isolasi, pengukuran aktor da#a dielektrik ( diele&tri& Poer a&tor), pengukuran korona dan sebagain#a. Pengujian #ang siatn#a merusak pada umumn#a terdiri dari ! tahap #ang bergantung pada tingkat tegangan , seperti dapat kita lihat pada >ambar 1.! Teg. pengujian
berikut ini : 07 0D
0B 2
1
!
Baktu pengujian
t
!ambar .%. Kara3rs3 Pen&ujan Merusa3
%
eterangan >ambar 1.! : 1 Pengujian ketahanan pada tegangan 0 B 2 Pengujian lompatan dengan tegangan lompatan 00 ! Pengujian kegagalan dengan tegangan gagal
1.
Pengujian ketahanan (ithstand test), sebuah tegangan tertentu diterapkan untuk aktu #ang ditentukan. 7ila tidak terjadi lompatan api (lasho;er, disrupti;e dis&harge), maka pengujiann#a dianggap memuaskan.
2.
Pengujian pelepasan (dis&harge test), tegangann#a dinaikkan sehingga terjadi pelepasan pada benda #ang diuji. Tegangan pelepasan ini lebih tinggi dari tegangan ketahanan. Pengujian dapat dilakukan dalam suasana kering (udara biasa) dan suasana basah (menirukan keadaan hujan).
!.
Pengujian kegagalan (breakdon test), tegangan dinaikkan sampai terjadi kegagalan (breakdon) di dalam benda (spe&imen) #ang diuji. @ari berbagai ma&am pengujian tegangan #ang diuraikan di atas, beberapa
diantaran#a mutlak perlu dikerjakan. ang lain adalah pengujian #ang bersiat khusus. etiga tingkat pengujian tersebut diatas dapat dipakai untuk tiga bentuk gelombang tegangan, #aitu bolak-balik, searah dan impuls.
I.4. RAN!KUMAN . ang disebut tegangan tinggi dalam dunia teknik tenaga listrik ( ele&tri& poer engineering ) ialah semua tegangan #ang dianggap &ukup tinggi oleh para teknisi listrik sehingga diperlukan pengujian dan pengukuran dengan tegangan tinggi #ang semuan#a bersiat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu ( sub#ekti ), atau dimana gejalagejala tegangan tinggi mulai terjadi ( ob#ekti ). Teganga tinggi #ang diterapkan atau dialami oleh sistem tenaga dapat berupa : 1.
Tegangan biasa ( normal ) #aitu tegangan #ang seharusn#a dapat ditahan oleh sistem oleh aktu #ang tak terhingga.
2.
Tegangan lebih ( o;er;oltage ), #aitu tegangan #ang han#a dapat ditahan oleh sistem untuk aktu terbatas.
'
+eskipun peninggian tegangan transmisi akan mengurangi rugi
Tegangan tinggi dapat menimbulkan korona pada kaat transmisi. orona ini dapat menimbulkan rugi-rugi da#a
dan dapat menimbulkan gangguan terhadap
komunikasi radio. 2.
=ika tegangan transmisi semakin tinggi, maka peralatan transmisi dan gardu induk membutuhkan isolasi #ang ;olumen#a semakin ban#ak agar peralatan mampu memikul tegangan tinggi tersebut. al ini mengakibatkan k enaikan bia#a in;estasi.
!.
aat terjadi pemutusan dan penutupan rangkaian transmisi ( sit&ing operation , timbul tegangan lebih surja hubung sehingga peralatan sistem tenaga listrik harus diran&ang mampu memikul tegangan lebih tersebut. al ini juga mengakibatkan kenaikan bia#a.
".
=ika tegangan transmisi ditinggikan, maka menara transmisi harus semakin tinggi untuk menjamin keselamatan makhluk hidup disekitar transmisi. Peninggian menara transmisi mengakibatkan transmisi mudah disambar petir. ambaran petir pada transmisi akan menimbulkan tegangan lebih surja petir pada sistem tenaga listrik , sehingga peralatan sistem tenaga listrik harus diran&ang mampu memikul tegangan lebih tersebut.
$.
Peralatan sistem perlu diperlengkapi dengan peralatan proteksi untuk menghindarkan kerusakan akibat adan#a tegangan lebih sur#a hubung dan sur#a petir. Penambahan peralatan proteksi ini menambah bia#a in;estasi dan peraatan
%.
osial, dinegara barat terutama aktor sosial sangat diperhatikan, dan tidak akan memasang jaringan tegangan tinggi pada daerah penduduk #ang padat.
Pengujian tegangan tinggi dimaksudkan untuk: a.
+enemukan bahan #ang kalitasn#a tidak baik, atau #ang &ara membuatn#a salah.
b.
+emberikan jaminan baha alat-alat listrik dapat dipakai pada tegangan normaln#a untuk aktu #ang tak terbatas.
&.
+emberikan jaminan baha isolasi alat-alat listrik dapat tahan terhadap tegangan lebih untuk aktu terbatas.
Pengujian tersebut dapat merusak (destru&ti;e) maupun tidak merusak (non destru&ti;e) alat #ang diuji. Pengujian #ang siatn#a tidak merusak, misaln#a pengukuran tahanan isolasi, pengukuran aktor da#a dielektrik ( diele&tri& Poer a&tor), pengukuran korona dan sebagain#a. Pengujian #ang siatn#a merusak pada umumn#a terdiri dari ! tahap #ang bergantung pada tingkat tegangan . 1.
Pengujian ketahanan (ithstand test), sebuah tegangan tertentu diterapkan untuk aktu #ang ditentukan. 7ila tidak terjadi lompatan api (lasho;er, disrupti;e dis&harge), maka pengujiann#a dianggap memuaskan.
2.
Pengujian pelepasan (dis&harge test), tegangann#a dinaikkan sehingga terjadi pelepasan pada benda #ang diuji. Tegangan pelepasan ini lebih tinggi dari tegangan ketahanan. Pengujian dapat dilakukan dalam suasana kering (udara biasa) dan suasana basah (menirukan keadaan hujan).
!.
Pengujian kegagalan (breakdon test), tegangan dinaikkan sampai terjadi kegagalan (breakdon) di dalam benda (spe&imen) #ang diuji.
I.. LATIHAN "OAL$"OAL . 1. =elaskan #ang dimaksud dengan tegangan tinggi. 2. =elaskan #ang dimaksud dengan klasiikasi tegangan tinggi mungkin bersiat subjekti dan mungkin juga bersiat objekti. !. ebutkan klasiikasi tegangan tinggi menurut standard 3urope . UE dan 8ndonesia. ". =elaskan #ang dimaksud dengan tegangan biasa ( normal ) dan tegangan lebih ( o;er;oltage) $. 7erikan deenisi pelepasan ( lu&utan, dis&harge ), per&ikan ( sparko;er ) dan lompatan ( lash o;er ). %. ebutkan 2 &ontoh pengujian merusak. '. ebutkan 2 &ontoh pengujian tidak merusak. . Pengujian tegangan tinggi antara lain bertujuan untuk mengetahui kemampuan peralatan tegangan tinggi #ang diuji pada tegangan normal dan tegangan lebih ( o;er;oltage ). =elaskan hal ini dengan bantuan graik tegangan uji sebagai ungsi dari aktu pelepasan .
*
*. =elaskan tiga tahap pengujian merusak ( destru&ti;e test ) dengan bantuan graik tegangan uji sebagai ungsi dari aktu pengujian. =elaskan dari graik ini mengapa isolator #ang kelihatann#a FbaikG sebenarn#a tidak memenuhi s#arat.
I.1. TU!A" 7a&a materi bab berikut : (1) Pendahuluan, (2) Proses @asar 8onosasi, (!) 8onisasi arena 7enturan 3lektron, (") 8onisasi arena 9aha#a (Dotoionisasi),
($)8onisasi
arena 9aha#a (Thermal), (%) @eionisasi, (') Proses-proses atoda, dan () oeisien edua 8onisasi Tonsend. erjakan latihan soal-soal, minggu depan jaaban soal latihan dikumpul
1
