bab iii

5/10/2018 BAB III - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-55a0c588679c6 1/10

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Pembahasan kenaikan temperatur akibat arus yang mengalir dan Kapasitas

Hantar Arus kabel saluran bawah tanah pada kondisi steady-state pada saluran

distribusi telah banyak dilakukan dengan lokasi dan jenis kabel yang berbeda.

Maka penelitian coba diterapkan pada kondisi lapangan yaitu saluran bawah tanah

saluran distribusi 20 kV Rayon Belanti XLPE 20 kV pada kondisi steady-state.

Penelitian ini dilakukan dengan cara.

III. 1. Studi Literatur.

Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan pengetahuan dan penguasaan

tentang teori-teori yang terkait dengan hal-hal berikut:

a. Konsep tentang kabel saluran bawah tanah, bagian-bagian kabel.

b. Konsep kenaikan temperatur pada kabel, komponen-komponen yang

mempengaruhi serta Kapasitas Hantar Arus dari kabel tersebut.

III. 2. Pengumpulan Data.

Pengumpulan data yang dilakukan meliputi:

III.2.1. Jenis kabel bawah tanah yang digunakan pada saluran distribusi

20 kv Rayon Belanti.

Berdasarkan data yang di dapatkan dari PLN Cabang Padang Rayon

Belanti memiliki 477 saluran distribusi, dan 38 di antaranya adalah saluran bawah

tanah. Data dapat dilihat sebagai berikut[11]:

22



Tabel 3.1 Data Saluran Bawah Tanah Jaringan Distribusi 20kV Rayon Belanti.

No BUS BUS FEEDER JENIS

PENGHANTAR

1 1 33 ST SYAHRIR NA2XSEFGBY 1502 110 111 JATI NA2XSEFGBY 150

3 146 140 WAHIDIN NA2XSEFGBY 240

4 1 147 RSUP NA2XSEFGBY 150

5 150 151 RSUP NA2XSEFGBY 150

6 1 162 MATAHARI NA2XSEFGBY 150



9 177 106 METRO NA2XSEFGBY 70

10 172 173 METRO NA2XSEFGBY 70

11 170 178 BD KANDUANG NA2XSEFGBY 15012 3 212 KARTINI NA2XSEFGBY 150

13 213 214 KARTINI NA2XSEFGBY 150

14 213 350 KARTINI NA2XSEFGBY 150

15 227 173 PERMINDO NA2XSEFGBY 150

16 173 2 PERMINDO NA2XSEFGBY 150

17 1 236 BRI NA2XSEFGBY 150





22 250 2 RAMAYANA NA2XSEFGBY 150

23 2 259 KMPG NIAS NA2XSEFGBY 150

24 267 292 KMPG NIAS NA2XSEFGBY 150

25 2 274 SMPG ENAM NA2XSEFGBY 150

26 285 291 SMPG ENAM NA2XSEFGBY 150

27 1 313 SUDIRMAN NA2XSEFGBY 240





32 348 3 VETERAN NA2XSEFGBY 15033 3 159 RD SHALEH NA2XSEFGBY 150

34 385 4 KH SULAIMAN NA2XSEFGBY 150

35 437 4 ULAK KARANG NA2XSEFGBY 150

36 1 2 EXPRESS NA2XSEFGBY 240



Karena keterbatasan data yang didapatkan dari internet, PLN dan sumber

lain, maka Penulis memilih kabel NA2XSEFGBY 240, karena kabel tersebut yang

23



lebih lengkap dari yang lain. Dari data-data saluran pada jaringan distribusi 20 kV

Rayon Belanti ada 5 saluran yang menggunakan kabel NA2XSEFGBY 240

adalah:[11]

Tabel 3.2 Data Feeder Yang Menggunakan Saluran Bawah Tanah Jenis

NA2XSEFGBY 240 Pada Rayon Belanti.

N0 BUS BUS FEEDER JENIS

PENGHANTAR

1 146 140 WAHIDIN NA2XSEFGBY 240





III.2.2. Data Pemasangan kabel yang ada di lapangan.

Pemasangan kabel meliputi kedalaman penanaman kabel dan nilai

resistivitas thermal tanah. Karena PLN tidak mempunyai data pasti tentang

penginstalasian kabel dilapangan , maka penulis menggunakan data dari internet

dan literatur terutama Petunjuk Umum Instalasi Listrik 2000 serta SPLN.

III.2.3. Data Kabel NA2XSEFGBY 240.

Gambar 3.1 Kabel XLPE 20 kV NA2XSEFGBY.

III.2.3.a. Data Dimensional dan Elektrikal Kabel Saluran Bawah Tanah XLPE 20 kV

Jenis NA2XSEFGBY 240.[10]

24



Keterangan Satuan Nilai

25



Nominal cross sectional area mm mm 2 240

Conductor diameter (approx) mm 18.7

Nominal insulation thickness mm 5.5

Insulation diameter (approx) mm 31.3

Nominal armor thickness mm 0.80 Nominal sheath thickness mm 3.6

Overall cable diameter (approx) mm 85

Cable net weight (approx) Kg/m 9.600

Standard length per-reel m 300

Minimum bending radius mm 780

Min DC insulation resistance at 20 oC Mohm/km 700

Max DC conductor resistance at 20o C Ohm/km 0.0754

Capacitance per-phase μF/km 0.307

Inductance per-phase mH/km 0.302

Max short circuit current of conductor kA kA/sec 22.98Max short circuit current of screen kA/sec 4.53

Max Current carrying capacity at 30oC

1. In air A 425

2. In ground A 385

III.2.3.b. Kode Pengenal Kabel.[9]

Kode Huruf Keterangan

NA Kabel dengan aluminium sebagai inti (penghantar) kabel

2X Isolasi XLPE

SE Lapisan logam pada masing-masing inti (penghantar) kabel

FGB Perisai kawat aluminium pipih

Y Berselubung PVC

III.2.4. Data Kabel N2XSEFGBY 240.

Karena ketidaklengkapan data kabel NA2XSEFGBY 240, maka penulis

menggunakan data kabel N2XSEFGBY 240[8]. Pertimbangannya adalah dimensi

dan materi yang sama kecuali berbeda hanya pada inti (konduktor), maka data

kabel N2XSEFGBY 240 bisa digunakan. Dimana data kabel N2XSEFGBY 240

tsb adalah:

III.2.4.a. Data Dimensional dan Elektrikal Kabel N2XSEFGBY 240. [10]

Keterangan Satuan Nilai

26



Nominal cross sectional area mm mm 2 240

Conductor diameter (approx) mm 18.7

Nominal insulation thickness mm 5.5

Insulation diameter (approx) mm 31.3

Nominal armor thickness mm 0.80 Nominal sheath thickness mm 3.6

Overall cable diameter (approx) mm 85

Cable net weight (approx) Kg/m 14.300

Standard length per-reel m 300

Minimum bending radius mm 780

Min DC insulation resistance at 20 oC Mohm/km 700

Max DC conductor resistance at 20 oC Ohm/km 0.125

Capacitance per-phase μF/km 0.307

Inductance per-phase mH/km 0.302

Max short circuit current of conductor kA kA/sec 34.78Max short circuit current of screen kA/sec 4.53

Max Current carrying capacity at 30oC

1. In air A 553

2. In ground A 492

III.2.4.b. Data Pengenal Kabel.[9]

Kode Huruf Keterangan

N Kabel dengan tembaga sebagai inti (penghantar) kabel

2X Isolasi XLPE

SE Lapisan logam pada masing-masing inti (penghantar) kabel

FGb Perisai kawat aluminium pipih

Y Berselubung PVC

III.2.4.c. Data Parameter Kabel.[9]

Paramater Nilai Satuan

R 9.1626× 10-5 Ω /m

Wd 0.0393 W/m

λ 1 0.2417

λ 2 0.5971

T1 0.4549 K.m/W

T2 0 K.m/W

T3 0.0198 K.m/W

27



Dimana

T1 = Nilai resistansi thermal antara konduktor dan sheath (K.m/W).

T2 = Nilai resistansi thermal antara sheath dan armor /bedding (K.m/W).

T3 = Nilai resistansi thermal lapisan terluar / serving kabelXLPE (K.m/W).

Wd = Rugi-rugi dielektrik (W/m).

Data diatas digunakan untuk bahan perbandingan dalam perhitungan

parameter kabel.

III.2.5. Nilai arus yang mengalir tiap-tiap saluran.

Kenaikan temperatur pada kabel saluarn bawah tanah salah satunya

diakibatkan oleh arus yang mengalir. Maka perlu diketahui nilai arus tiap-tiap arus

yang mengalir tiap saluran. Nilai arus ini didapatkan dari program penghitungan

aliran daya yang menjadi Tugas Akhir Ivo Saputra (No. BP 06175068) dengan

judul ” Load Flow Sistem Rayon Belanti”.

Tabel 3.3 Nilai arus yang mengalir pada saluran bawah tanah jenis

NA2XSEFGBY 240 pada Rayon Belanti.

No BUS BUS FEEDER JENIS Arus (I)

(Ampere)PENGHANTAR

1 146 140 WAHIDIN NA2XSEFGBY 240 14.1844

2 1 313 SUDIRMAN NA2XSEFGBY 240 313.5344

3 313 314 SUDIRMAN NA2XSEFGBY 240 304.5310

4 1 2 EXPRESS NA2XSEFGBY 240 247.3717

5 1 2 EXPRESS NA2XSEFGBY 240 247.3717

III.2.6. Data Kabel Model No.2.

Kabel Model No.2 adalah jenis yang diteliti pada referensi utama

penelitian ini yaitu buku ” Rating of Electric Power Cables :Ampacity

Computations or Transmission, Distribution, and Industrial Applications.”, oleh

28



George J Anders. Hal ini berguna untuk membandingan unjuk kerja Kabel Model

No.2 dengan Kabel NA2XSEFGBY 240 yang digunakan di lapangan.

Gambar 3.2 Gambar Penampang Kabel Model No.2.

Tabel 3.4 Data dimensional Kabel Model No. 2.

Konduktor

Jenis Tembaga ( stranded)

Luas(S) 300 mm2

Diameter Eksternal Konduktor (dc) 20.5 mm

Diameter Eksternal Konduktor-Shield (dcs) 21.7 mm

Jarak antara pusat konduktor dan pusat kabel ( c) 17.6 mm

Pemisahan axial dari konduktor (s) 30.5 mm

Insulasi

Jenis XLPE

Diameter insulasi (Di) 28.5 mm

Diameter diatas screen (Dis) 30.1 mm

Ketebalan inti insulasi (ti) 5.53 mm

Ketebalan antara konduktor (t) 9.6 mm

Ketebalan antara konduktor dan sheath (tl) 4.8 mm

Screen/ Sheath

Jenis Pita Tembaga

Diameter rata-rata penguatan (reinforcement) (d2) 30.5 mm

29



Ketebalan screen metalik (d1) 0.2 mm

Jacket/Bedding (External Covering)

Jenis PVC

Ketebalan Jacket (t j) 3.5 mm

Diameter Jacket (De) 72.9 mm

Tabel 3.5 Parameter Kabel Model no. 2.[1]

R 0.0000798 W/mResistansi AC dari konduktor saat pengoperasian pada

temperatur maksimal

λ 1 0.214 Perbandingan (Rasio) total rugi-rugi daya pada sheath.

λ 2 0 Perbandingan (Rasio) total rugi-rugi daya pada armour.

T1 0.307 Km/W Nilai Resistansi Thermal Antara Konduktor Dan Sheath.

T2 0 Km/W Resistansi Thermal Antara Sheath dan Armor /bedding.

T3 0.104 Km/W Nilai Resistansi Thermal Lapisan Terluar / Serving Kabel

XLPE.

III. 3. Analisa data.

Pada bagian ini dilakukan perhitungan dan analisa dari data-data yang diperoleh.

perhitungan dan analisa yang dilakukan meliputi:

a. Menghitung parameter kabel NA2XSEFGBY 240.

30



b. Menghitung kenaikan temperatur kabel tiap saluran yang

menggunakan kabel NA2XSEFGBY 240 pada Saluran Distribusi 20

kV Rayon Belanti .

c. Menghitung Kapasitas Hantar Arus ( Ampacity) NA2XSEFGBY 240.

d. Membandingkan temperatur kabel, temperatur maksimum operasi

insulasi XLPE, nilai arus yang mengalir, dan Kapasitas Hantar Arus

( Ampacity) kabel NA2XSEFGBY 240.

e. Menghitung Nilai Kapasitas Hantar Arus ( Ampacity) Model No.2.

f. Membandingkan Nilai Kapasitas Hantar Arus ( Ampacity) kabel

NA2XSEFGBY 240 dan kabel Model No.2.

g. Mensimulasikan hubungan antara:

- Nilai arus yang mengalir dan kenaikan temperatur

kabel.

- Kedalaman penanaman kabel dengan nilai kapasitas

hantar arus( Ampacity).

- Nilai temperatur tanah dengan Kapasitas Hantar Arus

( Ampacity).

- Resistivitas thermal tanah dengan Kapasitas Hantar

Arus ( Ampacity).

31

bab iii

Documents