SKRIPSI COVER LUAR STUDI INTENSITAS MEDAN LISTRIK SUTT 150 kV KONFIGURASI HORIZONTAL UNTUK LINGKUNGAN PEMUKIMAN
I GUSTI NGURAH ADI KURNIAWAN
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN-BALI 2015 SKRIPSI
STUDI INTENSITAS MEDAN LISTRIK SUTT 150 kV KONFIGURASI HORIZONTAL UNTUK LINGKUNGAN PEMUKIMAN COVER DALAM
I GUSTI NGURAH ADI KURNIAWAN 0904405050
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN-BALI 2015
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir/Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: I Gusti Ngurah Adi Kurniawan
NIM
: 0904405050
Tanda Tangan
: ...............................
Tanggal
: 31 Agustus 201522 April 2014.........
iii
Lembar Pengesahan Revisi
Skripsi ini diajukan oleh : Nama : I Gusti Ngurah Adi Kurniawan NIM : 0904405050 Jurusan : Teknik Elektro/Teknik Sistem Tenaga (Listrik) Judul Skripsi : Studi Intensitas Medan Listrik SUTT 150 kV Konfigurasi Horizontal Untuk Lingkungan Pemukiman Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan telah melengkapi revisi sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan skripsi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI Pembimbing I : Anak Agung Ngurah Amrita, ST., MT.
(
)
Pembimbing II : Ir. I Nyoman Budiastra, M.Erg., MT.
(
)
Penguji I
: Ir. Cok Gd Indra Partha, M.Erg., MT.
(
)
Penguji II
: Ir. I Wayan Arta Wijaya, M.Erg., MT.
(
)
Penguji III
: Ir. Antonius Ibi Weking, MT.
(
)
Ditetapkan di : Kampus Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana Fakultas Teknik, Bukit Jimbaran Tanggal : 31Agustus 2015
Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. I Nyoman Setiawan, MT.
iv
STUDI INTENSITAS MEDAN LISTRIK SUTT 150 kV KONFIGURASI HORIZONTAL UNTUK LINGKUNGAN PEMUKIMAN
PRASYARAT GELAR Skripsi ini Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata 1 (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
I GUSTI NGURAH ADI KURNIAWAN NIM 0904405050
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN - BALI 2015
v
UCAPAN TERIMA KASIH “Om Swastiastu”, Puja dan puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa Tuhan Yang Maha Esa atas karunia_Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan skripsi ini, dengan judul “STUDI INTENSITAS MEDAN LISTRIK SUTT 150 kV KONFIGURASI HORIZONTAL UNTUK LINGKUNGAN PEMUKIMAN”. Usulan skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Elektro, Konsentrasi Sistem Tenaga Listrik, Universitas Udayana. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan usulan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materiil. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1.
Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, PhD. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2.
Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak Wayan Gede Ariastina, S.T.,M.Eng.Sc.,Ph.D., selaku Pembimbing Akademik
4.
Bapak AA. Ngurah Amrita, ST., MT., selaku Dosen pembimbing I skripsi atas bimbingannya selama penulis menyelesaikan studi.
5.
Bapak Ir. I Nyoman Budiastra,M Kes.,MT., selaku Dosen pembimbing II skripsi atas bimbingannya selama penulis menyelesaikan studi.
6.
Orang Tua tersayang dan anggota keluarga yang telah memberikan dukungan moril dan material selama penyusunan usulan skripsi ini.
7.
Putu Vera Wulandari, SE.,Ak. yang telah memberikan dukungan moral selama penyusuan skripsi ini.
vi
8.
Teman-teman Elektro 2009, yang turut membantu dalam penulisan usulan skripsi ini.
9.
Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga penulisan usulan skripsi ini bisa selesai tepat pada waktunya. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam usulan skripsi ini,
saran-saran yang membangun sangat diharapkan untuk menyempurnakan usulan skripsi ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga usulan skripsi ini dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi kita semua. “Om Santih Santih Santih Om”,
Denpasar, 31 Agustus 2015 Penulis.
vii
ABSTRAK Pembangunan rumah tinggal di bawah saluran transmisi 150 kV harus memperhatikan paparan intensitas medan listrik yang ada. Besarnya Intensitas medan listrik yang diperbolehkan SNI untuk waktu pemaparan 24 jam adalah 5 kV. Salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya intensitas medan listrik adalah ketinggian konduktor ke permukaan tanah. Penentuan tinggi konduktor ke tanah menggunakan persamaan yang ada, sulit untuk diterapkan kepada masyarakat umum dan hanya dapat menentukan tinggi andongan ke permukaan tanah, sedangkan pembangunan rumah tinggal tidak hanya berada pada andongan saja. Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk mengetahui intensitas medan listrik di sepanjang saluran antara dua tiang transmisi berdasarkan tinggi konduktor ke tanah dengan melakukan pengukuran tinggi konduktor ke tanah di sepanjang saluran antara dua tiang transmisi menggunakan alat dan cara pengukuran yang sederhana dan mudah dipahami, sehingga nantinya dapat diterapkan oleh masyarakat umum. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dengan melakukan pengukuran tinggi konduktor ke permukaan tanah di sepanjang saluran antara dua tiang transmisi dan melakukan perhitungan intensitas medan listrik berdasarkan tinggi konduktor ke permukaan tanah. Hasil dari perhitungan intensitas medan listrik akan dibuat dalam bentuk tabel dan grafik yang dijadikan rekomendasi pembangunan rumah tinggal di bawah saluran transmisi 150 kV. Berdasarkan hasil perhitungan intensitas medan listrik dengan mengacu pada standar SNI untuk paparan intensitas medan listrik untuk waktu 24 jam, pembangunan rumah dengan ketinggian lantai 4 meter diatas permukaan tanah dengan asumsi ketinggian manusia terendah yang berdiri diatasnya adalah 1 meter hanya boleh di bangun di titik perhitungan A,B,C,G,H dan I atau jarak 0,10,20,60,70 dan 80 meter dari tiang, sedangkan pembangunan rumah dengan ketinggian lantai 5 meter di atas permukaan tanah dapat dibangun di titik A dan I saja. Pembangunan rumah dengan ketinggian lantai 1 sampai dengan 3 meter dari permukaan tanah dapat dibangun di semua titik perhitungan. Kata Kunci : Saluran Transmisi, Medan Listrik, Jarak Konduktor ke Tanah, Lingkungan Pemukiman
viii
ABSTRACT Construction of residential houses below 150 kV transmission line should pay attention to exposure to an electric field intensity that exists. The magnitude of the electric field intensity which allowed SNI for 24 hours exposure time is 5 kV. One of the factors that affect the magnitude of the electric field intensity is the height of the conductor to the ground. High determination conductor to the ground using the existing equations, it is difficult to apply to the general public and can only determine the height sag to the ground, while the construction of residential houses not only be on sagging. The purpose of this paper is to determine the intensity of the electric field along the channel between the two poles of transmission by high conductor to the ground with high measuring conductor to the ground along the channel between the two poles and transmission using a measurement method that is simple and easy to understand, so that later can be implemented by the general public. The method used in this study with high measuring conductor to the ground level along the channel between the two poles of transmission and perform calculations based on high intensity electric field conductor to the ground. Results of the electric field intensity calculation will be made in the form of tables and graphs are made on the construction of residential houses below 150 kV transmission line. Based on the results of the calculation of the electric field intensity with reference to SNI standard for exposure to an electric field intensity for 24 hours, the construction of houses with a height of 5 meters above ground level can only be built on the point calculation A, B and C or the distance of 0,10 and 20 meters from the pole, while the construction of houses with a floor height of 5 meters above ground level can be constructed at points A and I. Construction of houses with a floor height of 1 to 3 meters above the ground can be built at all points of the calculation. Keywords : Transmission Line, Electric Field, Distance Conductor to the Land, Environmental Settlements
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...........................................................................................
i
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................... iii LEMBAR PERSYARATAN GELAR ................................................................ iv LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................
v
UCAPAN TERIMA KASIH .............................................................................. vi ABSTRAK ............................................................................................................ viii ABSTRACT ........................................................................................................... ix DAFTAR ISI ........................................................................................................
x
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................
1
1.1 Latar Belakang.......................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................
3
1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................
3
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................
3
1.5 Batasan Masalah ....................................................................................
4
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................
4
BAB II KAJIAN PUSTAKA ..............................................................................
5
2.1 Tinjauan Mutakhir ................................................................................
5
2.2 Tinjauan Pustaka....................................................................................
6
2.2.1 Sistem Tenaga Listrik .................................................................
6
2.2.2 Saluran Transmisi .......................................................................
7
2.2.2.1 Saluran Transmisi Berdasarkan Pemasangan................
8
2.2.2.2 Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan ....................
9
2.2.3 Komponen Utama saluran Transmisi .........................................
9
2.2.3.1 Menara atau tiang Transmisi .........................................
9
2.2.3.2 Isolator .......................................................................... 10 2.2.3.3 Konduktor (Conductor)................................................. 12 2.2.3.4 Kawat Tanah (Ground Wire) ........................................ 13
x
2.2.4 Andongan (Sag) .......................................................................... 13 2.2.5 Jarak Antar Kawat ...................................................................... 14 2.2.6 Ruang Bebas dan Jarak Bebas Minimum Vertikal dan Horizontal Pada SUTT dan SUTET ............................................ 15 2.2.6.1 Jarak Bebas Minimum Vertikal Pada SUTT dan SUTET ........................................................................... 15 2.2.6.2 Jarak Bebas Minimum Horizontal Pada SUTT dan SUTET ........................................................................... 16 2.2.6.3 Ruang Bebas Pada SUTT dan SUTET .......................... 17 2.2.7 Medan Listrik .............................................................................. 18 2.2.7.1 Pengertian Medan Listrik ............................................. 18 2.2.7.2 Hukum Eksperimental Coulomb ................................... 19 2.2.7.3 Intensitas Medan Listrik ................................................ 21 2.2.7.4 Medan Listrik Oleh Sebuah Muatan Garis ................... 22 2.2.7.5 Beda Potensial Listrik ................................................... 24 2.2.7.6 Perhitungan Medan Listrik di Sekitar Konduktor Silinder Pada Saluran Transmisi.................................... 25 2.2.7.7 Prinsip Superposisi Medan Listrik ............................... 27 2.2.7.3 Intensitas Medan Listrik ................................................ 21 2.2.8 Standar Ambang Batas Medan Listrik......................................... 28 2.2.8.1 Berdasarkan SPLN-112-1994 ........................................ 28 2.2.8.2 Berdasarkan Rekomendasi SNI 04-6950-2003 .............. 28 2.2.8.3 Berdasarkan Rekomendasi WHO 1990 .......................... 29 2.2.9 Pengukuran Tinggi Benda ke Permukaan Tanah ........................ 30 2.2.10 Kesalahan Dalam Pengukuran ................................................... 31 2.2.10.1 Kesalahan literatur ....................................................... 32 2.2.10.2 Kesalahan Relatif ......................................................... 32 BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 33 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................... 33 3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian ........................................................ 3.2.1 Sumber data................................................................................. 3.2.2 Jenis data ..................................................................................... 3.3 Instrumen Penelitian .............................................................................
xi
33 33 33 33
3.3.1 Clinometer Sederhana ................................................................. 3.3.2 Langkah-langkah Pengukuran Menggunakan Clinometer Sederhana .................................................................................... 3.4 Tahapan Penelitian ............................................................................... 3.5 Analisis Data ........................................................................................ 3.6 Alur Analisis ........................................................................................ BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
33 34 36 40 41 41
4.1 Lokasi Penelitian .................................................................................. 42 4.2 Pengujian Clinometer Sederhana ......................................................... 4.3 Pengukuran Tinggi Konduktor ke Permukaan Tanah .......................... 4.4 Perhitungan Intensitas Medan Listrik di Bawah Saluran Transmisi 150 kV Konfigurasi Horizontal di Antara Dua Tiang .......................... BAB V PENUTUP ...............................................................................................
43 47 51 55
5.1 Simpulan .............................................................................................. 56 5.2 Saran ..................................................................................................... 56 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 57 LAMPIRAN - LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jarak Bebas Minimum Vertikal Dari Konduktor Berdasarkan SNI 04-6918-2002 .................................................................................. 16 Tabel 2.2 Jarak Bebas Minimum Horizontal Dari Sumbu Vertikal Menara Atau Tiang Berdasarkan SNI 04-6918-2002.......................................... 17 Tabel 2.3 Rekomendasi SNI 04-6950-2003 ........................................................... 29 Tabel 2.4 Rekomendasi WHO 1990 ....................................................................... 30 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tinggi Tiang Besi Menggunakan Clinometer Sederhana ............................................................................................... 45 Tabel 4.2 Pengukuran Ketinggian Konduktor ke Permukaan Tanah di Titik 0 Meter ................................................................................................... 48 Tabel 4.3 Nilai Rerata hasil Pengukuran Tinggi Konduktor ke Permukaan Tanah dan Nilai Kesalahan Relatif ........................................................ 49 Tabel 4.4 Data Konduktor ...................................................................................... 51 Tabel 4.5 Nilai Intensitas Medan Listrik Berdasarkan Tinggi Konduktor dan Tinggi Titik Uji di Antara Dua Tiang Transmisi ................................... 54
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Rumah Penduduk di Bawah Titik Tertinggi Konduktor SUTT 150 kV Konfigurasi Horizontal...................................................... Gambar 2.1 Tiga Komponen Utama Dalam Penyaluran Tenaga Listrik .......... Gambar 2.2 Jenis Konstruksi Saluran Transmisi Tegangan Tinggi .................. Gambar 2.3 Isolator Piring ................................................................................ Gambar 2.4 Isolator Tipe Post .......................................................................... Gambar 2.5 Isolator Long Road ........................................................................ Gambar 2.6 Andongan atau Lendutan .............................................................. Gambar 2.7 Ruang Bebas Pada SUTT dan SUTET .......................................... Gambar 2.8 Garis Gaya Listrik ......................................................................... Gambar 2.9 Arah Gaya Pada Muatan Listrik Yang Saling Berdekatan ............ Gambar 2.10 Vektor Medan Gaya Suatu Muatan Titik ...................................... Gambar 2.11 Muatan Garis Sepanjang 2a........................................................... Gambar 2.12 Medan Listrik Pada Konduktor Silinder ....................................... Gambar 2.13 Ilustrasi Perhitungan Kuat Medan Listrik ..................................... Gambar 2.14 Prinsip Superposisi Pada Medan Listrik ....................................... Gambar 2.15 Clinometer Sederhana ................................................................... Gambar 2.16 Ilustrasi Pengukuran Tinggi Suatu Benda Menggunakan ............ Gambar 3.1 Clinometer Sederhana ................................................................... Gambar 3.2 Meletakkan Waterpass di Atas Clinometer Sederhana ................ Gambar 3.3 Menegak Luruskan Tongkat Dengan Permukaan Tanah Menggunakan Waterpass ............................................................. Gambar 3.4 Ilustrasi Mendapatkan Nilai Sudut Dari Objek yang Diamati ...... Gambar 3.5 Titik Pengukuran Ketinggian Konduktor di Antara 2 Tiang Transmisi ....................................................................................... Gambar 3.6 Penentuan Titik Pengukuran Agar Tegak Lurus Dengan Konduktor ...................................................................................... Gambar 3.7 Penentuan Titik Pengukuran Agar Tegak Lurus Dengan Konduktor di Titik Pengukuran Selanjutnya ................................. Gambar 3.8 Memasang Tiang Patok di Permukaan Tanah Tertinggi Dan Memberi Tanda Pada Clinometer Sederhana ................................ Gambar 3.9 Ilustrasi Pengukuran di Permukaan Tanah Tertinggi .................... Gambar 3.10 Tampak Atas Lokasi Titik Perhitungan ........................................ Gambar 3.11 Tampak Samping Lokasi Perhitungan Intensitas Medan Listrik .. Gambar 3.12 Variasi Jarak Secara Vertikal Dari Titik Perhitungan ................... Gambar 4.1 Lokasi Pengukuran Tinggi Konduktor ke Permukaan Tanah ...... Gambar 4.2 Pengukuran Ketinggian Tiang Besi Menggunakan Roll Meter ... Gambar 4.3 Tinggi Tiang Besi yang Diukur Menggunakan Roll Meter .......... Gambar 4.4 Pengukuran Tinggi Tiang Besi Menggunakan Clinometer Sederhana ...................................................................................... Gambar 4.5 Pengukuran Ketinggian Konduktor ke Tanah ............................... Gambar 4.6 Grafik Hasil Pengukuran Ketinggian Konduktor ke Tanah Antara Dua Tiang Transmisi ....................................................................
xiv
2 7 10 11 11 12 14 18 19 21 21 22 25 27 28 30 31 34 34 35 35 36 37 37 38 38 39 39 40 42 43 44 44 47 51
Gambar 4.7 Ilustrasi Titik Pengukuran Medan Listrik di Titik 0 Meter di Atas Permukaan Tanah ............................................................. 52 Gambar 4.8 Grafik Hasil Perhitungan Intensitas Medan Listrik
xv
