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.