TUGAS AKHIR PENDETEKSI GANGGUAN KABEL TANAH TEGANGAN MENENGAH 20 KV DENGAN METODE AKUSTIK

TUGAS AKHIR

PENDETEKSI GANGGUAN KABEL TANAH TEGANGAN MENENGAH 20 KV DENGAN METODE AKUSTIK Disusun guna memenuhi persyaratan akademis dan untuk mecapai gelar sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana

Disusun oleh :

Nama Nim Jurusan Peminatan

: : : :

Rahman Dias Ardito 01401-053 Teknik Elektro Teknik Tenaga Listrik

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR MENDETEKSI GANGGUAN KABEL TANAH TEGANGAN MENENGAH 20 KV DENGAN METODE AKUSTIK

Disusun Oleh : Nama

: Rahman Dias Ardito

Nim

: 01401 – 053

Jurusan

: Teknik Elektro

Peminatan

: Teknik Tenaga Listrik

Disetujui dan disahkan oleh :

Dosen pembimbing

Koordinator Tugas Akhir

Ir. Bambang Trisno, MSc

Ir. Yhudi Gunardi, MT

Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Budiyanto Husodo, MSc

ABSTRAK

Terjadinya gangguan pada suatu jaringan distribusi tenaga listrik harus segera dilokalisir letak gangguannya secara tepat dan cepat untuk mencegah pemadaman terlalu lama, serta meningkatkan mutu dan kehandalan dari jaringan distribusi tenaga listrik tersebut. Oleh Karena banyaknya metode dalam penentuan lokasi gangguan kabel tanah maka penulisan ini hanya akan dibahas metode akustik, terlebih dahulu kita melakukan pengukuran yang disebut metode terminal. Metode terminal ini untu menentukan jarak dari letak gangguan kabel tanah tegangan menengah.. Lokasi setiap jenis gangguan kabel ditentukan melalui tahap pekerjaan yang dimulai dengan pengenalan jenis gangguan, kemudian perkiraan jarak gangguan dan terakhir adalah menentukan titik gangguan yang tepat. Setelah lintasan gangguan kabel tanah diketahui yang diperoleh dari metode terminal dan dilanjutkan dengan metode akustik. Dengan metode akustik ini perkiraan lokasi gangguan dapat ditentukan yaitu dengan membangkitkan gelombang impuls osiloskop akan menghasilkan gambar tegangan yang merupakan superposisi antara gelombang impuls yang dibangkitkan dengan gelombang yang dipantulkan kembali, dari gangguan serta osilasi teredam yang merupakan pantulan berulang dari gelombang ini antara titik gangguan. Penentuan titik gangguan secara cepat dan tepat dapat dilakukan dengan mengirimkan gelombang impuls tegangan tinggi yang akan meledak dititik gangguan dan suara yang dihasilkan dideteksi, sehingga didapat titik gangguan secara tepat.

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL LEMBAR PERNYATAAN LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR KETERANGAN ABSTRAK KATA PENGHANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DARTAR LAMPIRAN DARTAR SINGKATAN

Bab I Pendahuluan I.1. Latar Belakang Masalah

1

I.2. Tujuan Penulisan

2

I.3. Pembatasan Masalah

2

I.4. Metode Penulisan

2

I,5. Sistematis Penulisan

3

Bab II Sistem Jaringan Distribusi Primer Bawah Tanah II.1. Sistem Jaringan Primer

5

II.2. Kabel Tanah

7

vii

II.2.1. Pengertian Kabel Tanah

7

II.2.2. Keuntungan dan kerugian penggunaan kabel tanah di bandingkan dengan jaringan udara II.2.3. Fungsi kabel tanah

8 9

II.3. Konstruksi Kabel Tanah

9

II.3.1. Penghantar (Konduktor)

10

II.3.2. Isolasi Kabel Tanah

12

II.3.2.1. Kabel dengan Isolasi Kertas

13

II.3.2.2. Kabel dengan Isolasi XLPE (Cross Link Poly Ethylene )

14

II.3.2.3. Kabel Tanah Termoplastik Tanpa Perisai (PVC)

16

II. 3.2.4. Kabel Tanah Termoplastik Berperisai

17

II.3.3 Tabir (Screen)

18

II.3.3.1. Tabir Semikonduktif

18

II.3.3.2. Tabir Konduktif

19

II.3.4. Selubung (Sheath)

19

II.3.5. Bantalan (Bedding)

20

II.3.6. Perisai (Armour)

20

II.3.7. Bahan Pengisi (Filler)

21

II.3.8. Sarung Kabel (Serving)

22

II.3.9. Lapisan Penahanan Bocoran Air

22

II.4. Karakteristik Listrik Kabel

23

II.4.1. Induktansi Kabel

24

viii

II.4.2. Kapasitansi Kabel

25

II.4.3. Reaktansi Kabel

25

II.4.4. Impedansi

25

II.5. Pemasangan Kabel

26

II.5.1. Penanaman Kabel Tanah

26

II.5.2. Pemasangan Sambungan Kabel

27

II.6. Terminasi

28

II.7. Peletakan Kabel Tanah

29

II.8. Perlindungan Kabel Tanah

29

II.9. Beberapa Penyebab Kerusakan Kabel Tanah

31

II.10. Jenis-jenis Gangguan Pada Kabel Tanah

32

Bab III Menentukan Lokasi Gangguan Pada Kabel Tanah Dengan Metode Akustik III.1. Penentuan Lokasi Gangguan Pada Kabel Tanah

35

III.2 Memastikan Lokasi Titik Gangguan (pin point) dengan Metode Akustik

40

Prinsip Kerja metode akustik

40

III.2.2 Bunyi Aktual atau Bukan

45

III.2.3 Memastikan Rute Kabel

46

III.2.4 Penentuan Lokasi Titik Gangguan

47

III.3. Pelaksanaan Penentuan Lokasi Yang Tepat Dari Gangguan Kabel Tanah

48

ix

Bab IV Studi Kasus Menentukan Lokasi Gangguan Kabel Tanah Di PT. PLN Distribusi Cabang Tangerang IV.1. Sistem Jaringan Kabel Tanah Tengangan Menengah Pada PT. PLN Distribusi Cabang Tangerang. IV.2. Dinas Gangguan

50 52

IV.3. Peralatan Yang Akan Digunakan Untuk Menentukan Lokasi Gangguan Kabel Tanah.

53

IV.4. Pengukuran tahanan isolasi

58

IV.5. Perkiraan Letak Gangguan

58

IV.6. Penentuan Lokasi Titik Gangguan

65

IV.7 Hal-hal yang mempengaruhi penentuan titik gangguan

65

BAB V KESIMPULAN 1.1 Kesimpulan

67

1.2 Saran

67

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konduktifitas berbagai Logam dan Panduannya pada Suhu Kamar

12

Tabel 2.2. Harga Konstanta untuk Untaian Penghantar yang berbeda

24

Tabel 3.1. Tipe Kecepatan Propagasi untuk Dielektrik yang berbeda

38

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Struktur Jaringan Radial

5

Gambar 2.2

Struktur Jaringan Spindel

6

Gambar 2.3

Struktur Jaringan Loop ( Lingkaran )

7

Gambar 2.4

Bagian Utama Kabel

10

Gambar 2.5

Bagian Kabel Dengan Pelengkap

10

Gambar 2.6

Penampang kabel TM XLPE Inti Tunggal dengan Lapisan Penahan Bocoran

23

Gambar 2.7

Gangguan Fasa

32

Gambar 2.8

Rangkaian Ekivalen Gangguan Shunt

33

Gambar 3.1

Skema Penguji Rangkaian Tertutup Murray

36

Gambar 3.2

Waktu yang dibutuhkan Gelombang Pulsa Kembali ke Sumber

Gambar 2.4

38

Skema Pengukuran Waktu Propagasi Pemantulan Pulsa Dengan menggunakan TELEFLEX

39

Gambar 3.4

Konstruksi Generator Pembangkit Modern

40

Gambar 3.5

Kurva Impuls Tegangan

43

Gambar 3.6

Detektor Akustik dengan Mikrofon Diatas Gangguan

48

Gambar 4.1

Bentuk Gelombang pada layer TELEFLEX

62

Gambar 4.2

Pengukuran Jarak Gangguan pada layar TELEFLEX

64

xi

Bab I Pendahuluan

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Dengan adanya pertambahan beban listrik yang terus meningkat didaerah berpenduduk padat, maka kebutuhan akan pelayanan listrik yang lebih handal disamping tuntunan-tuntunan ekologi menyebabkan jaringan distribusi bawah tanah berkembang dengan pesat, khususnya daerah Jakarta dan Jawa Barat. Pada jaringan distribusi bawah tanah didaerah yang berpenduduk padat mempunyai banyak keuntungan, diantaranya lebih aman dan handal. Namun demikian, jaringan distribusi bawah tanah juga dapat mengalami gangguan dan apabila hal ini terjadi, penentuan lokasi dan perbaikannya pada umumnya lebih sulit dan lebih lama. Sehingga diperlukan cara-cara yang tepat agar setiap gangguan pada jaringan distribusi kabel tanah dan lokasi gangguannya dapat diketahui dengan cepat dan tepat, dengan demikian pelayanan listrik terhadap pemakai tidak terganggu disamping mengurangi akibat yang dapat merusak peralatan-peralatan dari sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Teknik-teknik penentuan lokasi gangguan pada kabel tanah telah berkembang dengan pesat, sampai saat ini telah dikenal banyak metode dan peralatan yang terbukti dalam melokalisir letak gangguan kabel tanah. Salah satu metode yang digunakan adalah metode akustik.

Mendeteksi Gangguan Kabel Tanah Tegangan Menengah 20 KV Dengan Metode Akustik

Bab I Pendahuluan

1.2

2

TUJUAN PENULISAN Bila terjadi gangguan pada suatu jaringan distribusi listrik harus dapat segera mungkin dilokalisir letaknya dan diatasi dengan cepat untuk meningkatkan mutu dan keandalan dari jaringan distribusi tenaga listrik tersebut. Jadi, pokok permasalahan dalam penulisan ini adalah bagaimana menetukan lokasi gangguan kabel tanah dengan cepat dengan menggunakan metode akustik.

1.3

PEMBATASAN MASALAH Dalam penulisan ini penulis hanya membatasi pada teknik penentuan lokasi letak gangguan kabel tanah untuk gangguan satu fasa ketanah karena gangguan ini sering terjadi pada kabel tanah tegangan 20 KV. Studi kasus dilakukan di PT. PLN distribusi area jaringan Tangerang.

1.4

METODE PENULISAN Penulisan tugas akhir ini diperoleh dari : A. Data primer Diperoleh dari pemeriksaan secara visual dilapangan, diskusi dan wawancara dengan petugas atau pejabat PT. PLN. B. Data sekunder Diperoleh dari buku-buku pustaka dan brosur-brosur yang berkaitan dengan pokok pembahasan dan referensi-referensi yang lainnya.


Bab I Pendahuluan

1.5

3

SISTEMATIS PENULISAN Sistematis penulisan Tugas Akhir ini terbagi dalam lima bab yaitu : BAB I

Pendahuluan Berisikan tentang latar Belakang masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II

Sistem jaringan distribusi primer bawah tanah Berisika tentang sistem jaringan , konstruksi kabel , karakteristik kabel serta jenisnya dan penyebab gangguan.

BAB III

Menentukan lokasi gangguan kabel tanah dengan metode akustik Berisikan

tentang

perkiraan

letak

gangguan

dengan

menggunakan metode Murray dan metode pemantulan pulsa serta cara kerja metode akustik sebagai penentuan lokasi gangguan. BAB IV

Studi kasus menentuan lokasi gangguan kabel tanah di PT. PLN distribusi area jaringan Tangerang. Berisi cara penentuaan setelah lokasi gangguan pada kabel tanah jaraknya diketahui dengan menggunakan metode murray dan metode pemantulan pulsa lalu menentukan titik gangguan yang pasti dengan metode akustik di PT. PLN distribusi area jaringan Tangerang.


Bab I Pendahuluan

BAB V

4

Penutupan Berisikan kesimpulan.dari seluruh penulisan ini.


Bab II Sistem Jaringan Distribusi Primer Bawah Tanah

5

BAB II SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER BAWAH TANAH

2.1. Sistem jaringan primer Sistem jaringan primer adalah sistem jaringan yang terletak antara gardu induk distribusi dengan gardu trafo. Di Indonesia tegangan jaringan primer ini, secara bertahap diseragamkan menjadi tegangan primer 20 KV. Secara umum dapat dikatakan bahwa ada tiga struktur jaringan yaitu : a. Jaringan radial Sistem jaringan radial adalah bentuk jaringan yang paling sederhana yang menghubungkan beban-beban ketitik sumber, Biayanya relatif murah. Pada struktur radial ini tidak ada alternatif pasokan sumber oleh karena itu tingkat kehandalannya relatif rendah dan struktur jaringan radial ini merupakan bentuk yang paling banyak dipakai.

Gambar 2.1. struktur jaringan radial



6

b. Jaringan spindle Sistem jaringan spindle ini merupakan perluasan dari jaringan primer radial dengan membuat semua penyulang yang keluar dari gardu induk menuju kesatu titik pertemuaan sehingga membentuk titik lingkaran yang terbuka pada titik pertemuan tersebut dengan kata lain semua penyulang ini sudah direncanakan berakhir disuatu titik yang disebut titik refleksasi atau Gardu Hubung (GH). Pada jaringan ini selalu ada penyulang cadangan khusus yang lebih dikenal dengan penyulang Expres. Penyulang Expres ini tidak mencatu gardu-gardu distribusi tetapi merupakan penyulang penghubung antara gardu induk dengan gardu hubung dengan maksud untuk menjaga kelangsungan pemasokan tenaga listrik kepada pelanggan.

Jaringan Tegangan Menengah (JTM)

PMT

Penyulang Expres

Gardu Induk

Gardu Distribusi

Gambar 2.2. Struktur jaringan Spindel


Gardu Hubung


7

c. Jaringan loop (jaringan lingkaran) Pada jaringan sistem loop dimungkinkan alternatf penyuplaian dari gardu-gardu distribusi sehingga dengan demikian tingkat kehandalannya relatif lebih baik dari bentuk radial dan jaringan ini mempunyai kemungkinan dua penyaluran, yaitu dari sumber pengisian yang sama atau dari sumber pengisian yang lain.

GI GD1

PMT

GD4

GD 2

GD 5

GD3

GD 6

Gambar 2.3. Struktur jaringan loop (lingkaran)

2.2. Kabel Tanah 2.2.1. Pengertian Kabel Tanah Kabel tanah adalah salah satu atau beberapa bagian kawat yang diisolasikan sehingga tahan terhadap tegangan tertentu satu penghantar dengan penghantar lain, maupun antara penghantar dengan tanah dan dibungkus suatu pelindung, sehingga terhindar dari pengaruh garamgaram tanah dan bahan kimia yang berada dalam tanah. Adapun bahan-bahan isolasi yang digunakan dewasa ini adalah kertas PVC, PE dan XLPE.



8

Dalam jaringan distribusi yang merupakan bagian dari sistem penyaluran daya terhadap peralatan-peralatan yang menunjang kelangsungan penyaluran daya, semua komponen untuk sistem distribusi yang merupakan bagian dari sistem penyaluran daya terhadap peralatan-peralatan, semua komponen-komponen untuk sistem distribusi bawah tanah harus mampu beroperasi walaupun semua terendam air, baik untuk sewaktu-waktu ataupun untuk beberapa

tempat

terus-menerus,

karena

itu

diperlukan

suatu

persyaratan dan sistem isolasi yang khusus untuk melindungi peralatan dari kelembaban.

2.2.2. Keuntungan dan kerugian penggunaan kabel tanah di bandingkan dengan jaringan udara Keuntungannya :

Kerugiannya :

-

lebih bersih tidak ada kawat di udara

-

lebih aman

-

mudah penarikannya

-

peralatan lebih sederhana

-

sulit mencari gangguan

-

sulit mengerjakan sambungan

-

harga kabel lebih mahal dibandingkan dengan jaringan udara



2.3.3.

9

Fungsi kabel tanah Fungsi kabel tanah adalah untuk menyalurkan tenaga listrik dari suatu tempat ketempat lain atau dari suatu gardu ke gardu lain dengan melalui kabel tanah yang ditanam didalam tanah. Pada saat ini kabel tanah telah banyak digunakan di Indonesia, terutama dengan berkembangnya jaringan distribusi bawah tanah. Fungsi dari kabel tanah ini adalah sebagai saluran atau penghantar tenaga listrik yang ditanam didalam tanah. Karena banyaknya jenis kabel maka perlu diadakan pembatasan yaitu hanya pada kabel-kabel tegangan menengah 20 KV yang akan dibicarakan karena kabel-kabel tersebut banyak dipakai di Indonesia. Penamaan, kode secara deskripsi kabel menurut standar VDE dapat dilihat pada lampiran I.

II.3. Konstruksi Kabel Tanah Kabel yang dimaksud untuk instalasi distribusi tenaga listrik baik untuk

tegangan rendah maupun tegangan menengah secara umum dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :  Bagian utama : 1. Hantaran (konduktor) 2. Isolasi (insulation) 3. Tabir (screen) 4. Selubung (sheath)



10

 Bagian pelengkap : 1. Bantalan (bedding) 2. Perisai (armour) 3. Bahan pengisi (filler) 4. Sarung kabel (serving) 5. Lapiran penahan bocoran air

Sarung kabel (serving) Perisai (armour) Bantalan (brdding) Selubung (sheath) Bahan Pengisi (filter) Pengantar (conductor) Isolasi (isolation)

Selubung (sheath) Tabir (screen) Konduktor (conductor)

Isolasi (insulation)

Gambar 2.4. Bagian utama kabel Gambar

2.5 Bagian kabel dengan

pelengkap

II.3.1. Penghantar (Konduktor) Fungsi dari penghantar adalah untuk memindahkan energi listrik dari satu tempat ketempat lain. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam memilih penghantar antara lain : konduktifitas bahan, kekuatan mekanis, koefisien mulai panjang modulasi kenyalnya. Pada umumnya untuk penghantar dipakai dari bahan tembaga atau alumunium dan

umumnya dalam bentuk strended

(kecuali untuk ukuran-ukuran kecil).



11

Sifat daya hantar listrik suatu material dinyatakan dengan konduktifitas yaitu kebalikan dari resistansi atau tahanan jenis penghantar terdefinisikan sebagai berikut : Tahanan dari suatu kawat penghantar diberikan oleh :

R= ρ

l (Ω m ) A

Dimana : ρ = Tahanan jenis kawat (ohm.m) l = Panjang kawat (m) A = Luas penampang kawat (m²) Demikian mengingat tahanan kawat bervariasi oleh suhu. Dalam batas suhu 20oC, maka untuk kawat tembaga dan alumunium berlaku rumus :

Rt = R20 [1 + α t 20 (t − 20)] Dimana : Rt = Tahanan konduktor pada toC (Ohm) R20 = Tahanan konduktor pada 20oC(Ohm)

α t 20 = Koefisien temperatur dari tahanan konduktor pada 20oC t = Suhu konduktor (oC)



12

Sedang konduktifitas : α =

1 (Ω m ) − 1 ρ

Berbagai harga konduktifitas listrik untuk bermacam-macam jenis penghantar tercantum pada kabel 2.1, sebagai berikut : Tabel 2.1.

Konduktifitas berbagai logam dan panduannya pada

suhu kamar Logam

Konduktifitas listrik (Ωm)-1

Perak (Ag)

6,8 x 10-7

Tembaga (Cu)

6,0 x 10-7

Emas (Au)

4,3 x 10-7

Alumunium (Al)

3,8 x 10-7

Kuningan (70% Cu – 30% Zn)

1,6 x 10-7

Besi (Fe)

1,0 x 10-7

Baja karbon (Fe-C)

0,6 x 10-7

Baja Tahan karat (Fe – Cr)

0,2 x 10-7

II.3.2. Isolasi Kabel Tanah Isolasi merupakan faktor penting pada sistem tenaga listrik. Secara umum isolasi harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :  Ketahanan dielektrik (dielectric strengh) tinggi.  Tahanan jenis (resistivity) yang tinggi



13

 Dapat bekerja dalam temperatur rendah dan tinggi  Tidak menghisap air / uap air (non hygrokopis)  Mudah dibengkokkan (fleksibel)  Tidak mudah terbakar  Sanggup menahan tegangan impuls yang tinggi

II.3.2.1. Kabel dengan Isolasi Kertas Umumnya bahan dasar kertas adalah kayu yang melalui proses kimia, dimana kertas terdiri dari serat-serat panjang berbentuk pipa rambut yang halus. Sifat-sifat kertas sebagai bahan isolasi : 1. Faktor rugi dielektrik antara 0,0009 sampai 0,004

2. Temperatur kerja 65oC 3. Ketahanan dielektrik 80 kV/mm 4. Menghirup uap air atau cairan Untuk memperbaiki sifat-sifat isolasi, kertas harus diserapi dengan minyak isolasi atau kompon khusus. Didalam penggunaan minyak adalah minyak mineral askarel atau campuran resin. Minyak isolasi harus bebas asam dan mempunyai sifat kimia yang stabil, mempunyai kekentalan rendah pada waktu peresapan dan kekentalan tinggi pada waktu temperatur kerja, guna mencegah pengeringan.



14

Fungsi minyak isolasi adalah sebagai bahan isolasi diantara lapisan-lapisan kertas, sehingga kertas tidak akan menghisap uap air. Walaupun tidak dikembangkan lagi sampai sekarang isolasi kertas masih banyak dipergunakan pada kabel tegangan menengah. Kekurangan dari isolasi kertas ini adalah sifat elektriknya sangat dipengaruhi oleh kehadiran air. Untuk itu kertas yang akan dipergunakan sebagai isolasi mutlak harus dikeringkan terlebih dahulu dalam vakum diimpregnasi minyak. Pemilihan ketebalan kertas ditentukan oleh tegangan kerja, diameter konduktor dan syarat mekanis lainnya. Pengurangan ketebalan kertas, memberikan hasil yang baik pada tegangan tembus akibat pengurangan panjang gap minyak yang dihasilkan, tetapi dengan dikembangkannya jenis isolasi XLPE maka kedudukan isolasi kertas sedikit demi sedikit mulai digantikan dengan isolasi XLPE.

II.3.2.2. Kabel dengan Isolasi XLPE (Cross Link Poly Ethylene) Kabel jenis ini bersifat thermesetting dan mempunyai temperatur kerja lebih baik dan bahan dasarnya yaitu polyethylene (Pe). Berdasarkan perbandingan dengan isolasiisolasi lainnya ternyata bahan isolasi XLPE mempunyai



15

kemampuan lebih baik sebagai contoh terdapat pada lampiran II. Beberapa sifat utama dari isolasi XLPE dibanding dengan bahan isolasi lainnya adalah : 1. Temperatur perlunakan yang tinggi dan distorsi panas yang kecil 2. Kekuatan mekanis yang tinggi 3. Karakteristik listrik yang baik 4. Mempunyai daya tahan terhadap bahan pelarut dan kimia. Dari beberapa sifat tersebut XLPE sudah mulai banyak digunakan oleh PT.PLN karena keuntungan menggunakan kabel jenis ini adalah : 1. Sangat mudah penanganannya 2. Suhu kerja lebih tinggi sehingga dapat dialiri arus relatif besar. 3. Mempunyai sifat-sifat fisik dan elektrik yang sangat baik 4. Tidak mempunyai instalasi tambahan misalnya tangki tambahan atau alarm 5. Dapat dipasang ditempat yang naik turun tanpa menimbulkan kesulitan. Sebab utama kerusakan kabel berisolasi XLPE yang ditanam langsung didalam tanah ialah kerusakan mekanis yang terjadi pada waktu instalasi penyambungan yang kurang



16

baik. Sebab lain adalah water treening yang mengakibatkan terbentuknya rongga-rongga dalam isolasi kabel sehingga kemampuan kabel menjadi berkurang.

II.3.2.3. Kabel Tanah Termoplastik Tanpa Perisai (PVC) Yang termasuk kabel tanah termoplastik tanpa perisai adalah kabel NYY dan NAYY, dimana konstruksinya dapat dilihat pada lampiran III. Pada prinsipnya susunan NYY ini sama dengan susunan NYM hanya tebal isolasi dan selubung luarnya serta jenis kompon PVC yang digunakan berbeda, warna selubung luarnya hitam. Untuk kabel tegangan rendah, tegangan nominalnya 0,6/1 kV dimana 0,6 kV adalah tegangan nominal terhadap tanah, 1 kV adalah tegangan nominal antar penghantar. Diameter luar kabel dengan dua urat atau lebih dan dengan luar penampang penghantar besar akan menjadi besar sekali kalau digunakan penghantar bulat. Karena itu, untuk ukuran-ukuran besar umumnya mulai 50 mm2 keatas digunakan penghantar bentuk sektor.



17

II. 3.2.4. Kabel Tanah Termoplastik Berperisai Kabel tanah termoplastik berperisai yang paling banyak digunakan di Indonesia adalah NYFGbY dan NYRGbY. Konstruksi NYRGbY terdiri dari penghantar tembaga tanpa lapisan timah putih dengan isolasi PVC. Jumlah uratnya kebanyakan tiga atau empat. Urat-urat ini dibelit jadi satu kemudian diberi lapisan pembungkus inti dari karet atau plastik lunak dan perisai kawat baja bulat berlapis seng. Perisai kawat baja ini diikat dengan spiral pita baja berlapis seng untuk melindungi perisainya terhadap korosi, kabelnya diberi selubung luar PVC berwarna hitam. Perisai dari kawat baja itu juga berfungsi sebagai pelindung elektrostatis yang baik, sehingga dapat mengurangi gangguan terhadap frekuensi nada. Konstruksi kabel NYFGbY seperti kabel NYRGbY hanya untuk perisai tidak digunakan kawat baja bulat, tetapi kawat baja pipih berlapis seng. NYRGbY lebih tahan terhadap tarikan dari pada kabel NYFGbY, lihat lampiran V. NYFGbY dan NYRGbY biasanya pada bawah tanah, diair, disungai dan dimana daerah yang mempunyai gangguan mekanis.



18

II.3.3. Tabir (Screen) Dalam perkembangan konstruksi kabel, tabir (Screen) dibagi menjadi dua macam berdasarkan jenis bahannya : 1. Tabir semikonduktif 2. Tabir konduktif

II.3.3.1. Tabir Semikonduktif Untuk tegangan kerja yang tinggi setiap inti kabel dilengkapi dengan suatu lapisan yang disebut tabir (screen). Tabir ini berfungsi untuk meratakan distribusi tegangan (potensial). Pemasangan lapisan tabir adalah antara selubung (sheath) dengan isolasi tetapi untuk kabel sintetis dipasang juga antara isolasi dan penghantar. Fungsi dari tabir semikonduktif antara isolasi dan hantaran adalah :

1. Untuk mendapatkan distribusi medan listrik yang radial dan seragam sehingga tidak terjadi penumpukan tegangan pada celah-celah penghantar dan isolasi

2. Mencegah terjadi korona discharge antara penghantar dan isolasi (celah-celah elemen penghantar)



19

II.3.3.2. Tabir Konduktif Tabir konduktif adalah lapisan netral diluar isolasi untuk kabel tegangan menengah dan kabel tegangan tinggi dan lapisan ini dihubungkan dengan ground. Lapisan tabir ini dipasang antara lapisan semikonduktif dan perisai atau pada lapisan semikonduktif dan selubung. Fungsi tabir konduktif adalah : 1. Menjamin pentanahan sepanjang rangkaian bagian luar kabel untuk mengamankan sentuhan manusia terhadap bahaya listrik 2. Mengalirkan arus-arus kapasitif yang timbul dalam isolasi karena adanya tegangan fasa ke tanah 3. Mengalirkan dalam hal gangguan fasa tanah arus hubung singkat sampai tempat pentahanan yang paling dekat.

II.3.4. Selubung (Sheath) Bahan selubung dapat dibagi menjadi tiga golongan : 1. Selubung logam misalnya timbel alumunium 2. Selubung karet (sintetis) misal karet silikon 3. Selubung plastik misal PVC Fungsi selubung sebagai berikut : 1. Melindungi inti kabel dari pengaruh luar 2. Melindungi terhadap korosi



20

3. Menahan gaya mekanis 4. Melindungi/ mengamankan terhadap gaya listrik dari luar 5. Mencegah masuknya uap air secara vertikal 6. Untuk kabel kertas yang diresapi minyak selubung juga mencegah keluarnya minyak.

II.3.5. Bantalan (Bedding) Bantalan berfungsi untuk kedudukan perisai (armour) dan mencegah proses elektrolisa sehingga tidak merusak bagian dalamnya. Bantalan diletakkan dibawah perisai. Pada kabel isolasi kertas bantalan dilengkapi dengan kompon kedap air. Adanya kompon kedap air menyebabkan bantalan mempunyai sifat-sifat: 1. Tidak bereaksi dengan perisai dan selubung namun tetap melekat dengan sempurna pada perisai dan selubung 2. Tidak mudak berubah dengan adanya perubahan temperatur 3. Tidak mudah sobek bila ada getaran

II.3.6. Perisai (Armour) Karena ketahanan mekanis yang kurang sempurna maka diperoleh suatu lapisan yang berfungsi melindungi isolasi dari kerusakan mekanis yang disebut perisai (armour). Secara umum armour dapat digolongkan menjadi dua jenis :



21

1. Perisai pita baja Perisai jenis ini memberikan pengamanan yang cukup terhadap pukulan dan goresan tetapi tidak cukup pengamanan kaku atau longitudinal / membujur. Didalam pemasangan pita baja biasanya terdiri dari dua lapisan, dimana setiap lapisan terdiri dari dua pita kemudian dipasang sedemikian rupa sehingga lapisan kedua akan menutupi celah-celah yang ditinggalkan lapisan sebelumnya. Kekurangan perisai pita baja ini adalah kabel tidak fleksibel 2. Perisai kawat baja Perisai kawat baja digunakan untuk kabel yang mempunyai tegangan

mekanis

yang

tinggi

dan

fleksibel.

Di

dalam

pemasangannya perisai kawat baja hanya dipasang satu lapisan. Untuk

menjaga

agar

perisai

kawat

baja

pada

tempat

kedudukannnya maka dipasang juga pita kawat baja yang mengikatnya melingkari kawat baja itu.

II.3.7. Bahan Pengisi (Filler) Pada kabel berinti tiga masih terdapat celah setelah pemasangan ketiga intinya dengan demikian diperlukan suatu bahan yang dapat mengisi ruang itu agar diperoleh bentuk kabel yang bulat dan bahan pengisi berfungsi pula untuk memisahkan isolasi dengan tabir logam sehingga melindungi isolasi dari kemungkinan luka karena goresan tabir logam. Bahan yang mengisi celah inilah yang disebut bahan



22

pengisi (filler). Bahan pengisi yang banyak dipakai pada bahan isolasi kertas ialah jute sedangkan kabel isolasi XLPE menggunakan PVC.

II.3.8. Sarung Kabel (Serving) Pada kabel berisolasi kertas, sarung kabel adalah suatu lapisan bahan serat yang diresapi dengan kompon kedap air. Serving kabel biasanya adalah diatas armour. Fungsinya selain sebagai bantalan bagi armour juga sebagai komponen yang berhubungan langsung dengan tanah. Bahan serving kabel yang banyak digunakan adalah serving goni (pete). Pada kabel berisolasi XLPE, serving kabel tersebut dari PVC. Sebagian bahan-bahan termoplastik, PVC mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan antara lain : tidak mudah terbakar, kekuatan mekanis yang tinggi dan tidak menyerap air.

II.3.9. Lapisan Penahanan Bocoran Air Untuk menghindari adanya kebocoran terhadap air secara longitudinal ataupun radial maka perlu adanya lapisan pelindung inti. Lapisan penahan kebocoran air terdapat empat bagian yaitu : 1. Dibawah dan diatas lapisan pelindung listrik 2. Pengisi diantara inti (filler) sepanjang kabel untuk kabel berinti tiga 3. Dibawah selubung dan dibawah pelindung mekanis 4. Disela-sela antar kawat pada saat proses pemilihan



23

Untuk kabel dengan isolasi XLPE lapisan ini berguna karena dapat memperpanjang umur kabel dengan cara mencegah penetrasi air kebahan isolasi XLPE.

Pengantar dengan serbuk penahan kebocoran air Lapisan penghantar semikonduktor Isolasi XLPE Lapisan isolasi semikonductor Lapisan penahan kebocoran air semikonduktor Lapisan isolasi pita tembaga Lapisan penahan kebocoran air Selubung luar PVC

Gambar 2.6. Penampang kabel tegangan menengah XLPE inti tunggal dengan lapisan penahan bocor

II.4. Karakteristik Listrik Kabel Sesuai dengan sifat fisik yang ada pada saluran listrik baik saluran udara maupun saluran bawah tanah, menurut konsep medan magnet dapat dijelaskan bahwa sifat-sifat saluran dapat dicirikan dengan adanya tahanan (R), induktansi kabel (L), kapasitansi kabel (C), impedansi (Z) dan reaktansi kabel (X).



24

II.4.1. Induktansi Kabel Induktansi (L) adalah sifat rangkaian yang menghubungkan tegangan yang diimbaskan oleh perubahan fluks dengan perubahan kecepatan arus. Induktansi suatu kabel 3 inti terdiri dari 2 bagian yaitu induktansi dari penghantar dan induktansi mutual dengan inti lainnya. Induktansi kabel tiap ini adalah :

L = k + 0,2 log(

2S )mH / Km d

Dimana : k = Konstantan yang tergantung dari formasi penghantar (tabel 2.3) s = Jarak antar konduktor (mm) d = Diameter konduktor (mm)

Tabel 2.2 Harga konstanta untuk untaian penghantar yang berbeda Jumlah Kawat tiap penghantar 3

K 0,0778

7

0,0647

19

0,0554

37

0,0528

61

0,0514



25

II.4.2. Kapasitansi Kabel Pada kabel yang digunakan untuk kabel transmisi dan distribusi biasanya intinya dibalut dengan metalic screen. Hal lain yang timbul hanya terdiri dari komponen radial. Kapasitansi kabel persatuan panjang diberikan oleh persamaan :

C=

εr µ F / km 18 In( R / r )

Dimana : ε r = Permitivitas relatif Rd = Garis tengah isolasi r

= Garis tengah konduktor

II.4.3. Reaktansi Kabel Reaktansi (X) pada setiap kabel berinti 3 atau kabel berinti 1 dapat dihitung dengan formula : X = 2πfL 103 ‫( ־‬Ohm/Km)

II.4.4. Impedansi Impedansi (Z) pada setiap kabel berinti 3 dan kabel berinti 1 dapat dihitung dengan formula :

Z=

( R 2 + X 2 )Ohm / Km



26

II.5. Pemasangan Kabel Pemasangan kabel antara lain meliputi penanaman, penyambungan dan terminasi. Beberapa faktor penting yang perlu diingat pada saat pemasangan kabel adalah:  Sebelum meletakan kabel, isolasinya harus diperiksa dengan magger sebagai pemeriksaan pencegah kemungkinan adanya kerusakan  Penggulung kabel harus diputar searah dengan tanda panah yang ada padanya. Jika tanda itu ada penggulungan harus diputar searah dengan akhiran kabel didalam dan berlawanan arah dengan akhiran luar  Kabel harus diambil dari bagian puncak penggulung dengan tanjakan penyanggah jika perlu penggulung direm guna menghindari putaran terlalu cepat  Jika perlu dipindahkan, penggulung harus dipindahkan dengan roda-roda kabel. Jika penggulungan kabel digulingkan harus searah anak panah yang tertera disisi penggulung kabel.

II.5.1. Penanaman Kabel Tanah Kabel tanah dapat ditanam sedalam 70-100 cm dengan membuat galian sedalam 80-120 cm. Setelah lubang galian diisi dengan pasir setinggi kira-kira 10-20 cm, kabel dapat diletakan dengan timbunan dengan kira-kira setinggi 10-20 cm. Setelah diberi batu pelindung yang berbentuk lempengan atau profil tertentu, lubang kembali



27

ditutup dengan tanah galian. Jumlah kabel yang ditanam dalam satu galian dapat lebih dari satu kabel.

II.5.2. Pemasangan Sambungan Kabel Dalam pemasangan kabel baik kabel udara maupun kabel tanah diperlukan penyambungan antara penghantar yang satu dengan penghantar yang lain. Dimana penyambungan yang dimaksud adalah segala bentuk hubungan antara dua buah penghantar yang pada mulanya tidak berhubungan dan karena sambungan inilah penghantar tersebut bersatu. Penyambungan kabel terjadi karena beberapa hal : 1. Keterbatasan pabrik dalam pengepakan sehingga kabel hanya tersedia dalam panjang tertentu. 2. Adanya percabangan kabel utama menuju konsumen 3. Adanya kerusakan pada kabel yang mana bila dilakukan penggantian secara keseluruhan kabel menjadi tidak ekonomis Mengenai penyambungan kabel akan diberikan satu cara penyambungan kabel 20 kV, 3 inti (dapat dilihat pada lampiran IV) : 1. 200 mm dari ujung kabel dibersihkan. Untuk membuka susunan kulit kabel, kupas pembungkus kabel dengan pisau tajam, hatihati agar tidak memotong terlalu dalam untuk mencegah terpotongnya screen earthing wires. Bengkokan kabel pada bekas potongan sampai pembungkus kabel terbuka, kemudian tarik



28

pembungkus secara perlahan-lahan untuk menghindari kerusakan pada core insulation. Bengkokan dan potong kabel penghantar, sobek core insulation. Sambung kedua konduktor. Dorong inner dan outer shringking sampai ujung kabel dan mulai dengan pengkerutan.

2. Pada sambungannya, lapisi dengan 2 pita penahan api sampai setengahnya tertutupi, dorong inner shringking tube melalui sambungan dan kerutkan. 3. Dorong inti kabel bersamaan dan hubungkan screen earthing wire dengan melilitkannya. Melilitkan pita timah dan tembaga sampai setengahnya menutupi inti. 4. Bersihkan selubung luar dengan ampelas. Kerutkan pipa selubung setelah disambung.

II.6. Terminasi Terminating adalah suatu alat yang dibutuhkan pada ujung kabel tegangan menengah atau kabel dengan tegangan yang lebih besar. Maksud diberikan terminasi adalah untuk : 1. Memecahkan stress yang bertumpuk pada satu titip diujung setengah konduktor kabel. 2. Melindungi ujung kabel tersebut dari suatu rembesan air dan uap udara serta pengaruh luar lainnya.



29

3. Memberikan lapisan yang tidak berjejak pada lapisan luar ujung kabel sehingga walaupun terjadi tegangan tembus pada terminasi tidak akan terulang pada bagian yang sama. Kabel tanah dapat berawal dan berakhir pada gardu atau tiang udara. Untuk keperluan terminasi pada gardu dan tiang udara telah tersedia perlengkapan-perlengkapan yang gambarnya dapat dilihat pada lampiran V.

II.7. Peletakan Kabel Tanah Dalam penggunaan kabel tanah dalam jaringan distribusi bawah tanah terdapat tiga cara peletakan kabel dalam tanah, yaitu :

1. Kabel langsung ditanam di dalam tanah, lihat lampiran VI 2. Kabel ditempatkan dalam suatu saluran bawah tanah. (Gambar peletakan kabel, dapat dilihat pada lampiran VII)

3. Kabel ditempatkan dalam suatu pipa yang ditanam di dalam tanah. Pipa itu sendiri dapat terbuat dari beton, baja atau bahan fiber. (Gambar peletakan kabel, dapat dilihat pada lampiran VIII)

II.8. Perlindungan Kabel Tanah Pada konstruksi kabel telah terdapat perlindungan yang bertujuan melindungi kabel selama terpasang di dalam tanah. Jenis perlindungan adalah sebagai berikut :



30

1. Penghantar konsentris ialah suatu penghantar yang berfungsi juga sebagai lapisan pelindung elektris yang menyelubungi inti kabel tanah masing-masing atau semua inti kabel tanah bersama-sama. 2. Lapiasan pelindung listrik ialah dari pita-pita atau kawat-kawat logam penghantar yang menyelubungi inti kabel masing-masing semua inti kabel bersama-sama dan berfungsi sebagai penghantar pentanahan, pelindung terhadap tegangan sentuh atau sebagai penyalur arus bocor atau arus hubung singkat ketanah. 3. Lapisan pembatas medan listrik Untuk membatasi pengaruh medan listrik yang terdiri atas lapisan penghantar

atau semi penghantar yang menyelubungi tiap inti diluar

atau didalam isolasi. 4. Lapisan pelindung mekanis (perisai) Lapisan pelindung mekanis terbuat dari kawat baja atau pita galvanis atau berupa selubung logam yang terutama dipakai sebagai pelindung terhadap gangguan mekanis. 5. Lapisan pelindung luar Untuk mencegah bahaya korosi haruslah digunakan kabel tanah yang mempunyai lapisan pelindung luar yang terbuat dari bahan termoplastik atau karet yang berfungsi juga sebagai pelindung mekanis pada waktu pemasangan.



31

II.9. Beberapa Penyebab Kerusakan Kabel Tanah Penyebab kerusakan kabel tanah adalah terjadinya kegagalan isolasi pada kabel tanah. Didalam kabel dapat terjadi rongga-rongga gas yang terbentuk pada waktu pembuatan (kesalahan pabrik) atau akibat pembebanan kabel. Suatu kabel biasanya terdiri dari beberapa macam bahan dan lapisan yang berbeda sifat-sifat pemuaiannya. Pemuaian ini membebani mantel timah yang menyelimutinya. Akibatnya terbentuklah rongga-rongga gas bertekanan rendah. Secara listrik rongga ini sangat lemah dan dapat terionisasi oleh medan listrik yang relatif rendah tergantung pada tegangan kabel dalam tersebut dapat terjadi pelepasan muatan yang menuju pada perusakan isolasi kabel. Dan kerusakan dapat juga terjadi karena sebab mekanis akibat pekerjaanpekerjaan (penggalian) didekat lintasan kabel. Hal ini dapat segera menimbulkan gangguan tetapi jika kerusakannya hanya sedikit maka gangguan dapat terjadi beberapa bulan kemudian. Masuknya kelembaban kedalam kabel utama gangguan jenis ini. Sebab-sebab lain kerusakan kabel dapat diringkaskan sebagai berikut :  Korosi selubung kabel, ini menyebabkan masuknya kelembaban kedalam kabel.  Pergerakan tanah, menyebabkan putusnya kabel  Kerusakan akibat getaran, hal ini dapat mematahkan selubung timah  Pekerjaan yang tidak baik, seperti belokan yang terlampau tajam, pemasangan jointing yang kurang baik.



32

II.10. Jenis-jenis Gangguan Pada Kabel Tanah Gangguan pada kabel tanah dapat disebabkan oleh kerusakan pada konduktor, bahan isolasi atau kadang-kadang terjadi dua-duanya, akibatnya terjadi kondisi berikut :  Gangguan konduktor putus (hubung terbuka)  Gangguan seri yaitu adanya tahanan gangguan yang tersambung seri  Gangguan antar fasa  Gangguan fasa tanah Keempat kondisi tersebut dapat digambarkan seperti pada gambar 2.7.

G

A

D

B

E

C

F G

Gambar 2.7. Gangguan fasa Gambar diatas menunjukkan macam-macam gangguan kabel A adalah fasa sehat, B hubung terbuka, C hubung tanah, D mendapat gangguan seri, E dan F mendapat hubung singkat selain itu F juga putus dan hubung tanah, G pentanahan. Kondisi diatas dapat diketahui melalui pengukuranpengukuran sederhana yang dapat dilakukan pada salah satu terminalnya. Gangguan seri termasuk konduktor putus jarang terjadi pada kabel tanah, lebih sering terjadi gangguan antar fasa dan hubung tanah. Kedua jenis ini



33

dinamakan gangguan shunt yang dipakai sebagai ukuran dalam menilai setiap penyimpanan, seperti pada gambar 2.8.

R

G

Gambar 2.8. Rangkaian ekivalen gangguan shunt Tahanan R dan gap G masing-masing adalah gangguan dan kekuatan masing-masing breakdownnya. Harga R berkisar dari 0 sampai beberapa mega ohm dan kekuatan breakdownnya dapat berharga dari ratusan volt hingga ribuan volt.


Bab III Menentukan Lokasi Gangguan Pada Kabel Tanah Dengan Metode Akustik

34

BAB III MENENTUKAN LOKASI GANGGUAN PADA KABEL TANAH DENGAN METODE AKUSTIK

Dalam kehidupan sehari-hari gangguan pada kabel akan menimbulkan kerugian kepada berbagai pihak. Untuk mengurangi kerugian diatas maka perlu instrumen yang dapat menentukan lokasi gangguan kabel dengan cepat dan tepat. Dengan berkembangnya teknologi maka kontinuitas dari penyediaan listrik atau fasilitas telekomunikasi makin penting. Salah satu menunjang hal diatas adalah metode mencari lokasi gangguan pada kabel yang efektif sehingga gangguan dapat diperbaiki/ dihilangkan dalam waktu yang sesingkat mungkin. Dalam praktek penentuan lokasi gangguan hanya dengan metode terminal saja sering mempunyai kelemahan, alasan pertama adalah terbatasnya ketelitian pengukuran. Untuk ketelitian +2% dan jarak gangguan 1000 meter maka daerah yang digali mencapai 40 meter. Hal ini jelas tidak praktis membuang waktu dan biaya. Alasan kedua adalah umumnya lintasan kabel tidak lurus tetapi berbelokbelok pada tempat tertentu bahkan bergulung-gulung sehingga bila lintasan (rute) penanaman kabel tidak diketahui maka lokasi gangguan (perkiraan) yang ditentukan dari metoda terminal tidak dapat diukurkan oleh karena itu penting sekali untuk mengetahui rute kabel.



35

Selanjutnya walaupun lintasan kabel telah diketahui namun lokasi gangguan yang diteliti dan pasti (pinpoint location) dari titik gangguan masih belum diketahui oleh karena itu diperlukan adanya metoda dan peralatan yang dapat digunakan untuk menentukan lokasi gangguan secara tepat dengan ketelitiannya mencapai beberapa sentimeter saja juga tidak membuang-buang waktu dan biaya.

3.1 Penentuan Lokasi Gangguan Pada Kabel Tanah Sebelum menggunakan metode akustik terlebih dahulu dilakukan pengukuran untuk mengetahui jarak lokasi yang terganggu. Metode yang biasa digunakan ada dua yaitu : 1. Metode Jembatan Murray 2. Metode bunyi pulsa Kedua metode ini pada umumnya digunakan untuk menentukan lokasi gangguan melalui tahanan kabel pada ujung kabel yang terganggu. Jika tahanan dari konduktor seragam atau sama maka panjang kabel adalah sebanding dengan tahanan. Kedua metode ini dapat digunakan untuk menentukan lokasi gangguan pada semua jenis kabel. Metode Jembatan Murray Rangkaian tertutup murray mempergunakan sebuah pengukuran seimbang. Bila konduktor terhubung pendek ketanah dan sebuah fasa yang



36

sama tidak terganggu dihubungkan pada fasa yang terganggu pada ujung kabel seperti yang terlihat pada gambar 3.1

Gambar 3.1. sketma pengujian rangkaian tertutup murray Pada gambar 3.1 menunjukan adanya gangguan kawat dengan tanah. Pada keadaan diatas terdapat kawat yang sehat dan pada waktu pengukuran kawat yang sehat dihubungkan pada kawat yang terganggu, R1 dan R2 merupakan tahanan berkala dikombinasikan dan tahanan kawat geser. Keseimbangan dapat dicapai dengan mengatur tahanan R1 dan R2 sedemikian rupa sehingga galvanometer menunjukan angka nol. Dalam keadaan seimbang dapat dilihat : R1 X = R2 Y Bila tahanan kawat sebanding dengan panjang kawat maka jarak lokasi gangguan dari tempat pengukuran adalah : R1 + Lx = R2 . (2.l - Lx ) Lx =

2.l .R2 R1 + R2



37

Dimana l adalah panjang kawat Dan pengukuran dilakukan bergantian dari kedua ujung kabel yang terganggu, biasanya pengukuran dilakukan pada tahanan kecil. Setelah lintasan diketahui dengan pasti, lokasi perkiraan dapat ditentukan dengan mengukur jarak gangguan yang diperoleh dari metode terminal. Namun demikian lokasi gangguan yang pasti belum diketahui. Metode pemantulan pulsa Sebuah pulsa dikirim ke sebuah kabel, pulsa ini secara keseluruhan atau sebagian ditunjukan dengan adanya impedansi (Z0) dan karena konstanta propagasi (Vp) yang konstan untuk sebuah kabel penerima. Waktu yang dipakai oleh pulsa untuk kembali pada sumber adalah ukuran yang menunjukan jarak gangguan. Kecepatan propagasi (V0) bergantung pada dielektrik kabel yang didefinisikan sebagai : Vp =

Vs (m / det) ε

Dimana : Vs

ε

= Kecepatan cahaya diruang bebas (300 m/µs) = Permitifitas pada dielektrik



38

Tabel 3.1 Tipe kecepatan propagasi untuk dielektrik yang berbeda. Dielektrik Kertas Impregnasi

Kecepatan Propagasi (m/det) 150-171

Kertas Kering PE

216-264 Approx 200

XLPE

156-174

PVC

152-175

PIFE

Approx 213

Ao

Approx 282

Gambar 3.2 waktu yang dibutuhkan oleh gelombang pulsa untuk kembali kesumber



39

Pada waktu To bunyi pulsa dikirimkan, setelah selang waktu T1 pulsa mencapai tempat terjadi gangguan akan dipantulkan balik kearah sumber (terlihat pada gambar 3.2) dan T2 adalah waktu oleh pulsa untuk kembali pada sumber pada fasa yang tidak terganggu. Jarak yang benar pada gangguan dapat dihitung dengan : L=

Vp T1 2

Dimana : T1 = Waktu pemantulan pulsa setelah mencapai gangguan Untuk mencari T dilakukan dengan menggunakan osciloskop yang mempunyai time base tertentu sehingga pada layar tergambar bunyi pulsa yang dikirim dan dipantulkan. Jarak antara kedua pulsa ini dalam dimensi waktu yaitu (T) untuk mendapatkan gambar yang stabil pada layar, pulsa ini harus berulang dengan frekuensi tertentu. Pengukuran waktu T secara skematik ditunjukan pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. sketma pengukuran waktu propagasi pemantulan pulsa dengan menggunakan TELEFTEX



40

3.2 Memastikan Lokasi Titik Gangguan (pin point) dengan Metode Akustik Setelah lintasan diketahui dengan pasti lokasi perkiraan gangguan dapat ditentukan dengan pengukuran jarak yang diperoleh dan metoda terminal. Namun demikian lokasi gangguan yang pasti belum diketahui. Berikut ini akan diuraikan cara mendapatkan lokasi gangguan dengan ketelitian yang tinggi sehingga bisa mencapai beberapa cm saja dari lokasi gangguan yang sebenarnya. Cara yang akan diuraikan ini disebut metoda akustik atau metoda shock discharge. Disebut metoda akustik karena yang dideteksi adalah sinyal akustik dan disebut metoda shock discharge karena metoda ini menggunakan gelombang impuls berenergi tinggi.

3.2.1

Prinsip Kerja metode akustik Prinsip kerja dari metoda ini adalah dengan membuang muatan kapasitor melalui gangguan maka akan timbul ledakan di gangguan, ledakan ini dideteksi dengan ground microphone diperkuat receiver frekwensi audio dan didengar melalui headphone. Pada gambar 3.4 adalah generator pembangkit modern.

Gambar 3.4. konstruksi generator pembangkit modern



41

Pada lokasi gangguan bagian terpenting dalam penunjukan diperoleh menggunakan generator untuk suara dan getaran pada lokasi gangguan. Generator yaitu digunakan adalah arus DC dengan HV variabel yang dihubungkan dengan kapasitor bank tegangan tinggi, keluarnya melalui spark gap atau penghubung tuas. Setelah fault transformer, rectifier, kapasitor, gap dan switch (D) untuk pengeluaran melalui resistan (R) dihubungkan maka seperti pada gambar 3.4 yang menunjukkan konstruksi dasar dari generator peningkat modern. Transformator harus lebih besar dari alat test HV variabel sehingga cukup untuk mengisi kapasitor dalam waktu beberapa detik. Generator peningkat bekerja dengan mengisi kapasitor (C) dengan switch (S) terbuka. Switch atau penghubung ini memperkeras hubungan untuk waktu lama dan dioperasikan kumparan sehingga dapat ditutup dan dibuka oleh sirkuit (T) sehingga memungkinkan operator untuk mengubah selang waktu dari pemutusan untuk memberi pendekatan setiap 1 sampai 10 detik (pendekatan). Nilai dari kapasitor (C) biasanya antara beberapa microfarad sampai ratusan microfarad yang dihubungkan seri, paralel dan paralel-seri, dihubungkan dengan penghubung tegangan dan dikunci. Pengaturan ini untuk memberikan energi konstan, baik dengan tegangan rendah kapasitas tinggi atau



42

tegangan tinggi / kapasitas rendah. Energi dapat dihitung dengan rumus : E=

1 CV 2 ( Joule / watt sec ond ) 2

Dimana : C = Kapasitas (microfarad) V = Tegangan (Kilovolt) Ketika energi yang tersimpang disalurkan melalui kabel, gelombang energi yang sangat besar dilepaskan, melalui impedansi Zo. Contoh dari impuls tegangan dapat dilihat gambar 3.5 yang merupakan bentuk kurva dengan sumbu, V (kV) dan t (mikro see). Garis tebal menunjukan karakter gangguan pada umumnya dimana terlihat kurva gangguan tidak menurun secara cepat dan membutuhkan tegangan minimum tertentu untuk menurunkannya. Umumnya terdapat kesalahan konsepsi yaitu akan terjadi tembus apabila terdapat tegangan yang cukup tinggi. Padahal tidak demikian, gelombang bukan merupakan arus searah tetapi gelombang yang permulaan curam dan penurunan secara eksponensial seperti terlihat pada gambar 3.5. Terlihat jelas dari gambar 3.5 yaitu ketika gelombang tersebut memiliki puncak tegangan yang cukup tinggi, misalnya 15 KV oleh karena ujungnya memoting karakteristik gangguan pada T1 sehingga terpurus, dimungkinkan untuk mengatur gelombang seperti B dengan



43

puncak tegangan misalnya 10 KV yang tidak memotong kurva gangguan sehingga tidak menyebabkan pemutusan. Tegangan 10 KV mungkin

telah

melampaui

tegangan

tembus

gangguan

tetapi

masalahnya adalah tidak terdapat kapasitansi yang cukup untuk penurunan gelombang berjalan lambat. Kurva C dengan tegangan yang sama dengan B tetapi dengan pilihan kapasitor lebih. Kurva ini memotong kurva gangguan pada T2 dan menyebabkan pemutusan.

Gambar 3.5. kurva impuls tegangan Bagian pentingnya telah jelas dari contoh yaitu energi lebih banyak dilepaskan pada gelombang C daripada gelombang A. Dalam fisika gaya adalah yang menunggu untuk digunakan. Energi adalah daya yang digunakan oleh karena itu waktu adalah faktor yang berperan seperti terlihat dari satuan yang digunakan Kilo-Hour, wattsecond. Energi pada kurva C lebih besar dari pada kurva A,



44

sehingga terlihat bahwa terkadang lebih baik menaikan kapasitor untuk membuat pemutusan sehingga menambang pelepasan energi pada gangguan dan juga menimbulkan bising dan getaran. Diudara hal ini ditandai dengan bunyi bang yang keras bagaimana pun kabel terdapat kedalaman pada ½ meter sampai 1 meter dan bunyi ini teredam, sehingga hanya terdengar ketukan terkadang dapat terdengar tanpa bantuan alat tetapi biasanya hanya dapat dideteksi menggunakan mikrofon yang sensitive dan penerima / amplifier oleh karena itu bunyi yang dihasilkan generator gelombang sering disbeut “bangers” atau “thumpers”. Seperti telah dijelaskan proses ini diulangi setelah beberapa detik sehingga operator dapat mengelilingi daerah yang dicurigai dan menandai lokasi. Terdapat perbedaan ide mengenai pengeluaran terbaik, kebanyakan menggunakan satu gelombang setiap 3 atau 4 detik jika diatas 10 detik kemungkinan tidak terdengar sewaktu melintasi daerah gangguan. Sebaliknya terlalu cepat arus DC tidak mempunyai waktu menaikan kapasitor yang dipilih untuk dilepaskan lagi sehingga terdapat batasan energi yang dibutuhkan, perhatikan hal ini bahwa proporsional dengan V2.



45

Walaupun generator sudah terpasang hal ini tidak semudah menyalakan dan memeriksa Keberhasilan pengidentifikasian lokasi tergantung dari :  Getaran atau bunyi sebenarnya pada lokasi gangguan  Operator yakin akan hal itu  Berdiri diatas kabel ketika mendengarkan Hal ini kelihatan sederhana tetapi vital dan akan dijelaskan sebagai berikut :

3.2.2

Bunyi Aktual atau Bukan Generator gelombang mungkin akan bekerja sempurna tetapi tidak akan terdapat bunyi pada gangguan jika itu adalah short sircuit pada 0 ohm atau jika tahanan berubah tiba-tiba dan tegangan yang dipilih tidak teratur memutuskannya oleh karena itu pertama harus diukur tahanan dari gangguan sebelum memulai generator gelombang dan biarkan selama beberapa menit, matikan, putuskan hubungkan dan ukur tahanan gangguan lagi. Jika tahanan tetap pada medium atau nilai tinggi atau naik dari nol sampai ke nilai medium misalnya beberapa kilo ohm dipastikan bunyi ditimbulkan dari gelombang. Jika peralatan arus impuls juga dihubungkan pada saat bersamaan keterlambatan ionisasi membuktikan terjadinya percikan. Pada beberapa kasus disarankan untuk menunggu sejenak untuk memastikan bahwa generator gelombang bekerja teratur pada



46

gangguan, seperti telah dijelaskan, gangguan bisa menjadi tidak stabil dan menaikan pengisian sesaat dibuktikan dengan voltmeter generator tidak kembali ke nol setelah setiap penembakan. Jika terjadi hal tersebut, tegangan gelombang menjadi naik sehingga gangguan mengalami pelepasan setiap waktu. Disarankan untuk mematikannya sehingga inti telah dibumikan sebelum gelombang diulang pada tegangan lebih tinggi. Misalnya jika 10 KV tidak merusak gangguan dan tegangan ditambah 2 KV, gelombang berikutnya naik 2 KV diatas 10 KV yang sudah terdapat pada inti. Mungkin terjadi penggandaan oleh refleksi dari ujung oleh karena itu penekanan gangguan pada 15 KV. Jika inti telah diisi gelombang baru 12 KV akan digandakan menjadi 24 KV yang kelihatannya akan menghentikan gangguan, walaupun gangguan tetap tidak bekerja setidaknya operator mengetahui untuk memeriksa lebih lanjut pada setiap titik.

3.2.3

Memastikan Rute Kabel Ketika tanda awal memberikan kepastian bahwa gelombang menghasilkan bunyi, masih terdapat kemungkinan generator telah berhenti hal ini terjadi karena kegagalan daya, sehingga generator menjadi mati atau impedansi gangguan menjadi tinggi sehingga tegangan diatas inti kabel dan tidak terjadi pemutusan.



47

Ada dua cara penanganannya pertama adalah kemungkinan komunikasi generator berjarak beberapa kilometer dari zona yang dicurigai tetapi generator harus diperhatikan hati-hati memberitahu operator lapangan ketika problem terjadi. Kedua hal ini dapat diatasi oleh fasilitas yang terdapat pada penerima/

amplifier

berupa

kumparan

dan

indikator

yang

mengidentifikasikan adanya area magnetie yang menghasilkan arus gelombang. Fasilitas ini kebanyakan telah tersedia pada saat ini.

3.2.4

Penentuan Lokasi Titik Gangguan Gangguan tidak dapat dideteksi kecuali mikrofon tepat diatas kabel, tetapi serin terjadi operator mendengar pelepasan pada hal tidak terdapat kabel. Sangat memalukan bila hal ini diputuskan sebelum diadakan pengecekan rute dan pengenalan lokasi tidak masalah panjangnya rute kabel, biasanya mudah untuk memasukan frekwensi audio dan memastikan lokasi kabel. Kabel harus ditelusuri setiao 2 sampai 3 meter. Gambar 3.6 menggambarkan mikrofon dengan amplifier dan headphone tepat diatas gangguan kabel. Energi dilepaskan ketika gelombang sampai menghasilkan ketukan rendah.



48

Gambar 3.6 Detektor akustik dengan mikrofon di atas gangguan Suara yang cukup nyaring sehingga dapat didengar tanpa bantuan dari jarak 10 meter, terkadang dapat dirasakan oleh telapak kaki. Namun seringkali tidak terdengar tanpa mikrofon dan amplifier.

3.3 Pelaksanaan Penentuan Lokasi Yang Tepat Dari Gangguan Kabel Tanah Setelah lokasi perkiraan gangguan ditentukan dengan metode murray dan mengukur jaraknya sepanjang lintasan kabel, langkah selanjutnya adalah menempatkan seorang operator yang dilengkapi dengan detektor akustik ditempat dimana gangguan berada. Kalau perlu operator dilengkapi dengan radio komunikasi untuk berhubungan dengan operator lain yang bertugas mengirimkan gelombang impuls tegangan tinggi. Dalam melacak gangguan nanti, operator sebaiknya berjalan kearah generator mengingat kemungkinan



49

lintasan kabel yang berbelok-belok dibawah tanah. Langkah berikutnya adalah sebagai berikut : 1. Generator impuls dijalankan 2. Penguatan (gain) amplifier diatur sampai level yang dikehendaki. Penguatan yang terlalu besar sebaiknya dihindari untuk mencegah besarnya noise 3. Level kekuatan sinyal akan naik bila semakin menghendaki titik gangguan. Semakin dekat dengan titik gangguan, penguatan amplifier sebaiknya dikurangi dan diatur untuk mendapatkan level yang tepat. Apabila kekuatan sinyal sulit dibedakan dengan headphone, dapat dilihat pada jarum penunjuk kekuatan sinyal karena penunjukan. 4. Titik gangguan terletak dibawah tanah yang memberikan kekuatan sinyal maksimum. Tempat ini ditandai untuk digali. 5. Pengirim impuls dihentikan kemudian diadakan penggalian ditempat yang telah ditandai tadi. 6. Untuk meyakinkan yang mungkin kurang jelas terlihat, kembali dilakukan pengiriman impuls. Karena tanah digali dan kabel sudah terlihat, ledakan impuls dititik gangguan menjadi mudah ditentukan dengan tepat.


Bab IV Studi Kasus Menentukan Lokasi Gangguan Kabel Tanah Di PT. PLN Distribusi Cabang

50

Tangerang

BAB IV STUDI KASUS MENENTUKAN LOKASI GANGGUAN KABEL TANAH DI PT. PLN DISTRIBUSI CABANG TANGERANG

Untuk memperoleh gambaran nyata mengenai metode penentuaan lokasi gangguan pada kabel tanah, dilakukan studi kasus di PT. PLN distribusi cabang Tangerang. Pada studi kasus ini dititik beratkan pada pengenalan metode,prosedur dan peralatan yang digunakan di PT. PLN distribusi cabang Tangerang dalam menentukan lokasi gangguan kabel tanah yang terjadi pada GI Tangerang di Penyulang Ginjal yang mempunyai panjang 250 m dan memakai kabel XLPE Tipe N2XSEFGbY / NA2XSEFGbY berpenghantar alumanium, spesifikasi kabel ini terdapat pada lampiran IX.

4.1. Sistem Jaringan Kabel Tanah Tengangan Menengah Pada PT. PLN Distribusi Cabang Tangerang. PLN cabang tangerang dilayani oleh 18 gardu induk yang terdiri dari : 1. GI Serpong berkapasitas 3 x 60 MVA, 150/20 KV 2. GI Kembangan berkapasitas 3 x 60 MVA, 150/20 KV 3. GI Ciledug berkapasitas 1 x 60 MVA, 150/20 KV 4. GI Cikupa berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 5. GI Pasar Kemis berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 6. GI Sepatan berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV



51

Tangerang

7. GI Teluk Naga berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 8. GI Jatake berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 9. GI Maximangando berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 10. GI Tangerang berkapasitas 3 x 60 MVA, 150/20 KV 11. GI New Tangerang berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 12. GI Cengkareng berkapasitas 4 x 60 MVA, 150/20 KV 13. GI Duri Kosambi berkapasitas 3 x 60 MVA, 150/20 KV 14. GI Lengkong berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 15. GI Legok berkapasitas 2 x60 MVA, 150/20 KV 16. GI Citra Habitat berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 17. GI Tiga Raksa berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV 18. GI Balaraja berkapasitas 2 x 60 MVA, 150/20 KV Juga melayani 396 penyulang dimana jaringan primer terdiri dari saluran udara tegangan tinggi (SUTT) dan saluran tegangan menengah (SKTM). SUTT terdiri dari 61 penyulang dan SKTM terdiri dari 335 penyulang. Dari data tersebut dapat kita lihat bahwa saluran kabel tegangan menengah (SKTM) memegang peranan yang sangat penting dalam distribusi pada PLN Distribusi cabang tangerang.



52

Tangerang

IV.2. DINAS GANGGUAN Dalam mendeteksi dan menentukan lokasi gangguan kabel tanah pada PLN. Distribusi cabang Tangerang dilakukan oleh bagian operasi, ini terdiri dari beberapa seksi yaitu : 1. seksi teknik. 2. seksi operasi sistem. 3. seksi kendaraan. Seksi operasi sistem sendiri membawahi empat urusan yaitu urusan piket distribusi, urusan jaringan distribusi, urusan tata usaha operasi dan urusan telekomunikasi. Dinas gangguan kabel berada pada urusan jaringan distribusi. Petugas dinas gangguan dibagi menjadi dua tim, tim pertama harus selalu siap bekerja dari pukul 07.00 WIB sampai dengan 20.00 WIB dan tim yang kedua harus siap bekerja pada pukul 20.00 WIB sampai dengan 07.00 termasuk pada hari libur dan hari besar. Setiap laporan gangguan kabel yang diterima dalam selang waktu tersebut diusahakan untuk cepat ditangani.. Dinas gangguan hanya menentukan titik gangguan kabel saja sedangkan pekerjaan seterusnya yaitu penggalian dan perbaikan diserahkan pada seksi inspeksi teknik. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan mobilitas dinas gangguan kabel.



53

Tangerang

IV.3. Peralatan Yang Akan Digunakan Untuk Menentukan Lokasi Gangguan Kabel Tanah. Pada saat ini petugas dinas gangguan kabel dilengkapi dengan peralatan yang tergolong modern untuk menentukan lokasi gangguan kabel tanah dimana peralatan tersebut terdapat didalam mobil unit deteksi. Peralatan yang digunakan yaitu : 1. Pengukuran harga tahanan isolasi (magger) 1000 V 2. Detektor akustik Merk : HAGENUK Type : LG 3OOO Alat ini berfungsi untuk mencari titik gangguan yang meledak pada waktu diuji dengan impuls tegangan tinggi dan mencari lintasan kabel pada waktu diberi sinyal audio. Receiver atau penerima LG 3000 dapat dipakai sebagai penerima dari segala macam peralatan audio daerah frekuensi 100 – 7000 Hz yang sesuai untuk ground microphone. Peralatan ini dapat disesuaikan dengan karekteristik dari sinyal-sinyal ground dengan memutar selector bandwidth. kontrol-kontrol yang terpisah untuk suara dan meter memenuhi semua kebutuhan dan fasilitas pengoperasian peralatan ini. Sinyal test dapat didengar melalui loudspeaker yang terpasang dalam peralatan atau melalui headphone.



54

Tangerang

3. Unit Kontrol Merk : HAGENUK Tipe : SYSTEM R-20 Unit kontrol HSW 3-2 adalah bagian dari perlengkapan test tegangan tinggi yang portable dan hanya dapat digunakan bersama dengan trafo tegangan tinggi yang sesuai. terdiri dari elemen-elemen yang masing-masing mempunyai fungsi sendiri antara lain : 1. Pembangkit gelombang impuls Merk : Hagenuk Alat ini berguna untuk mengetahui lokasi dari kabel yang terganggu

dengan

cara

membangkitkan

suatu

flashover

atau

membocorkan / merusak titik gangguan pada kabel isolasi dan membangkitkan gelombang impuls pada metode akustik. Untuk itu ke 4 kapasitor impuls akan diisi muatan dan kemudian muatan tersebut akan dilepas melalui sebuah operating spark gap menuju kabel yang terganggu. Pembuangan muatan ini akan menimbulkan suatu bunyi flashover pada gangguan yang mana bunyi tersebut dapat didengar dengan menggunakan “ geophone-microphone “ diperkuat oleh suatu receiver atau amplifier LG 3000 dan kemudian ditunjukan secara akustik. Receiver atau penerima LG 3000 selain dapat digunakan mencari lokasi secara akustik dapat juga digunakan untuk mengukur dari perbedaan dalam waktu antara impuls listrik dan suara akustik



55

Tangerang

flashover sehingga memungkinkan kita untuk menentukan arah gangguan misal bila kita bekerja dengan kabel yang terletak didalam tanah. Karekteristik pembangkit gelombang impuls : Tegangan surge LG 3000

: 3 / 6 / 12 KV

Daya output

: 14 KV/DC

Impuls seguence

: Otomatis

Tegangan supply

: 220/240 V AC 45-60 Hz

Arus imput

: 300 A

Meter

: 0 – 14 KV

Berat

: 85 Kg

Dimensi ( P x L x T )

: 560 x 520 x 420

2. Penghasil bunyi pulsa Merk : HAGENUK Type : SURGE UNIT Alat ini berfungsi untuk mengirimkan bunyi pulsa pada kabel yang mengalami gangguan sehingga diketahui jarak lokasi gangguan kabel dengan mengetahui waktu dari bunyi pulsa tersebut sampai kelokasi gangguan dan kembali ke sumber.



56

Tangerang

Mode pemantulan pulsa : Display Range : Waktu Jarak

: 0,256 μs … 6,5 ms : 0,25 m … 650 Km pada Vp/2 = 100 m/ μs. Pengukuran maksimum panjang kabel tergantung pada karakteristik kabel

Karakteristik pulsa : Amplitudo : 10 V … 80 V pada 50 Ohm Lebar pulsa : 30 μs … 10 μs pada setengah dari tinggi seluruhnya Sensitifitasnya : Suatu signal pantulan sebesar 5 mV akan ditampilkan pada monitor video dengan tinggi kurang lebih 1 cm Ketepatan pengukuran : 0,2 % Resolusi horizontal pada daerah yang paling pendek adalah 0,5 μs Cepat rambat : Dapat dipilih dari 50 … 150 m/μs atau 150 … 450 m/μs Fasilitas pengukuran : 0.2 % Selang waktu atau jarak pengukuran pada setiap titik dari gambar yang ditampilkan dapat diatur oleh kursor 0 dan kursor 1



57

Tangerang

3. Test unit 70 KV Merk : HAGENUK Alat Test Unit 70 KV berfungsi untuk mengetahui salah satu fasa kabel

yang terganggu.

Karakteristik : - Tegangan output : 0 – 70 KV, 0 – 15 KV -

Arus : Range : - 0 – 70 KV : 100 mA – 140 mA - 0 – 15 KV : 200 mA – 280 mA

4. Burn Unit 15 KV Alat Test Unit 15 KV untuk membakar titik gangguan pada isolasi kabel yang terganggu. Karakteristik : - Tegangan output : 0 – 15 KV, 0 – 30 KV -

Arus : Range Arus Hubung Singkat Arus Beban Lebih 0 – 15 KV

7A

10 A

0 – 30 KV

0,7 A

1A

Semua elemen-elemen untuk pengoperasian dan pengindikasian terpasang pada panel instrument bagian depan. Terminal board terletak pada panel sebelah kanan. Penyambungan dengan trafo tegangan tinggi dengan menggunakan kabel karet yang multicore.



58

Tangerang

Selain alat-alat yang telah disebutkan diatas, terdapat juga perlengkapan lain seperti : sepatu kabel, klem, kabel penghubung tegangan tinggi, kawat-kawat tembaga dan sebagainya.

IV.4. Pengukuran tahanan isolasi Tahanan isolasi kabel yang mengalami gangguan dapat diukur dengan manggunakan megger 1000 V. Isolasi dikatakan baik apabila tahanan isolasinya 1000 MΩ, lalu mengukur tahanan isolasi antara fasa dengan tanah, pada pengukuran antara fasa R dengan fasa S dengan tanah, didapat hasil yang baik, hanya pada pengukuran fasa T dengan tanah didapat hasil tahanan isolasi mendekati nol. Berarti gangguan yang terjadi adalah gangguan satu fasa ke tanah.

IV. 5 Perkiraan Letak Gangguan Dalam penentuan letak gangguan terlebih dahulu perkiraan letak gangguannya, dimana telah di jelaskan pada bab III yaitu dengan metode : 1. Metode jembatan Murray Didapat persamaan :

Lx =

2.l.R2 R1 + R2



59

Tangerang

Dimana : Lx

= Jarak lokasi gangguan dari tempat gangguan

L = Panjang R1

= Tahanan pengukuran pada fasa 1

R2

= Tahanan pengukuran pada fasa 2

Harga dari tahanan pengukuran dan panjang kawat adalah : I

= 250 m

R1

= 22 ohm

R2

= 12 ohm

Lx

=

2.250.12 = 176 m 22 + 12

Jadi jarak lokasi gangguan dapat dikatakan antara 150 – 110 m 2. Metode Pemantulan pulsa Suatu kabel diberi sentakan, maka output dari listrik tersebut secara langsung akan dialirkan menuju suatu kabel yang curigai. Netral kabel dihubungkan kembali dengan kabel output dengan sumber listrik, sehingga membuat suatu rangkaian kembali ke sumber listrik. Satu-satunya hal yang bisa mengganggu rangkaian tersebut adalah gangguan resistansi tinggi. Bila tegangan diseharge dialirkan ke kabel maka akan mengakibatkan timbulnya busur api atau ark antara konduktor dan shield dari kabel.



60

Tangerang

Busur api yang akan menghasilkan suatu sentakan itulah yang akan kita dengar melalui handphone untuk

menemukan lokasi

gangguan. Proses tersebut di atas disebut “Pulsa transient”. Selama busur api masih timbul maka akan mengakibatkan pulsa transietn tersebut kembali dan seterusnya melalui sepanjang kabel sampai pulsa transient tersebut di-disipasi. Mode transiet tecorder pada TELEFLEK akan menangkap pulsa tersebut dan melalui mikroprosesor akan mengubah informasi tersebut menjadi suatu jarak dimana busur api terjadi. Pengaturan mode Transient Recorder : Persiapan CAF ETA untuk

mengoperasikan pada mode transiet

recorder sebagai berikut: Untuk pengoperasian ; 1. Hidupkan TELEFLEX dengan menekan tombol on 2. Setelah keluar tampilan HAGENUK, tekanlah tombol “transien recorder” 3. Bila LED telah menyala tekan tombol “V/2” 4. Gunakan panah atas bawah untuk menambah atau mengurangi V/2 sesuai dengan nilai V/2 dari kabel 5. Untuk memilih mode current coupler tekan tombol :”L-selection”



61

Tangerang

6. Perhatikan bahwa panel informasi pada layar menunjukkan TELEFLEX sedang berada pada posisi model “Woltage couple” tekan tombol panah keatas satu kali dan akan terbaca “current coupler” : 7. Tekan tombol star bila LED telah menyala TELEFLEX siap untuk menerima dan memproses informasi Setelah itu TELEFLEX telah siap untuk menerima suatu pula transient sedangkan selanjutnya adalah mengaliri kabel dengan sentakan listrik. Berikan kabel tersebut satu kali sentakan, bila LED pada tombol “start” mati berarti anda telah menerima suatu pulsa transien. Jika lampu LED telah menyala cobalah untuk menaikkan output SYSTEM R-20. Bila pulsa telah diterima maka TELEFLEX akan menampilkan seluruh jarak pada layar + 250 m. selama panjang kabel tersebut kurang dari + 250 m maka anda harus mengurangi ukuran dari “windos” yang diperlihatkan oleh TELEFLEX. Untuk itu tekanan tombol “zoom”. Bila lampu LED menyala, tekan tombol panah kiri untuk mengurangi daerah yang diperlihatkan TELEFLEX. Apa yang akan kita lihat nanti adalah sebuah bentuk gelombang yang serupa dengan gambar dibawah.



62

Tangerang

Gambar. Bentuk gelombang pada layar TELEFLEX Gambar 4.1 bentuk gelombang pada layer TELEFLEX Bentuk gelombang yang

sebenarnya mungkin akan berbeda

dengan contoh bentuk gelombang diatas. Bentuk dasar dari pemantulan adalah sebagai berikut : 1. Pulsa negatif yang pertama (berbentuk melangkah kebawah) pada layar merupakan pulsa output yang pertama dari SYSTEM R-20 2. Pulsa yang paling negatif yang ditampilkan pada layar merupakan “titik gangguan” Catatan penting : Kondisi ini tergantung pada

tegangan breakdown dari kabel

yang ditest, misalnya : tegangan yang dapat menyebabkan terjadinya sentakan atau ledakan pada kabel. Hal ini adalah akibat dari pemicuan



63

Tangerang

TELEFLEX dengan pulsa output yang pertama dari SYSTEM R-20 yang tidak menghasilkan satu “busur api” pada titik gangguan pada saat pertama kali pulsa output SYSTEM R-20 melalui daerah gangguan. Tidak akan terjadi reaksi apapun jika gangguan output SYSTEM R-20 diatur pada lavel dibawah tegangan yang

diperlukan untuk

menciptakan suatu busur api. Bagaimanapun juga karena disebabkan oleh efek kapasitas pada kabel maka dapat terjadi suatu fenomena “doubling voltage” yang menyebabkan terjadinya kenaikan tegangan pada saat dipantulkan kembali dari ujung kabel yang ditest. Efek ini dapat menyebabkan terjadi busur api apabila tegangan yang dinaikkan tadi melintasi daerah gangguan pada saat tegangan tersebut kembali keSYSTEM R-20. Proses ini memerlukan waktu dan karena gambar yang ditampilkan pada layar TELEFLEX merupakan fungsi dari waktu, maka trace yang anda lihat merupakan gambaran dari waktu. Untuk mengukur jarak gangguan kita harus meletakan kurset

memotong

trace

pada

titik

dimana

gelombang

trace

menunjukkan gelombang yang paling curam/turun. Langkah-langkah untuk menempatkan kursor sebagai berikut :



64

Tangerang

1. Tekan tombol “kursor 0” 2. Bila LED pada tombol kursor 0 menyala, gunakan tombol panah kenanan untuk menggerakan kursor 0 sehingga memotong titik permulaan dari pemantulan kebawah yang paling dalam. 3. Kemudian tekan tombol “kursor 1” 4. Bila LED pada tombol kursor 1 menyala, gunakan tombol panah kekanan untuk menggerakan kursor 1 sehingga memotong titik dimana gelombang yang berikutnya mulai turun kebawah 5. Kini perhatikan panel informasi pada layar TELEFLEX pada kotak bertanda “L=” akan muncul jarak gangguan. Yang akan akan lihat pada layar adalah gambar sebagai berikut :

Gambar 4.2 Pengukuran jarak gangguan pada layar TELEFLEX Pada layar jarak gangguan berada pada 200 m, jadi lokasi gangguan yang terganggu dari gardu tempat pengukuran adalah 200 m



65

Tangerang

IV.6. Penentuan Lokasi Titik Gangguan Setelah letak perkiraan gangguan diketahui, langkah selanjutnya adalah menentukan lokasi titik gangguan. Dari salah satu ujung kabel segera dikirimkan gelombang-gelombang impuls tegangan tinggi untuk menentukan secara cepat titik gangguan dengan metode akustik. Alat yang dipergunakan yaitu : pembangkit gelombang impuls dan detector ground microphone (crystal pick up) dengan headphone sebagai indikator, dapat terlihat pada lampiran X. Semakin keras bunyi / vibrasi yang terdengar, semakin dekat pula dengan titik gangguan. Titik gangguan ditemukan yaitu berjarak + 200 m dari gardu KC 220. Gambar rute kabel pada sektor kabel antara gardu KC 220 dan KC 131P dapat dilihat pada lampiran XI. Sektor kabel yang terganggu adalah antara gardu KC 220 dan KC 131P dengan panjang kabe 250 m dan seluruhnya ditanam didalam tanah.

IV.7. Hal-hal yang mempengaruhi penentuan titik gangguan Pada saat operator melacak impuls yang diberikan sepanjang rute kabel untuk mendapatkan titik gangguan, ada beberapa hal yang dapat menyulitkan operator, yaitu : 1. Suara-suara dari kendaraan yang lewat 2. Suara-suara disekitar operator yang bising



66

Tangerang

3. Rute kabel dibawah lapisan aspal 4. Masalah izin gali dan biaya perbaikan Untuk mengatasi masalah tersebut, maka biasanya penentuan titik gangguan dilakukan pada malam hari dimana kepadatan lalu lintas berkurang dan suasana disekitar juga tidak bising. Selain itu diperlukan keahlian dan pengalaman operator untuk melacak impuls yang diberikan.


Bab V Kesimpulan dan Saran

67

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

1. Pada penentuan lokasi gangguan pada kabel tanah dengan menggunakan metode jembatan murray masih banyak kekurangannya antara lain kesalahan operator dalam membaca Galfanometer selain itu perhitungan jaraknya masih secara manual sehingga keakuratannya masih kurang sedangkan dengan menggunakan metode gelombang pulsa selain menggunakan komputer pada penentuan jaraknya telah tertera pada layar TELEFLEX dan keakuratannya sangat baik.

2. Dengan cara pralokasi baik murray maupun gelombang pulsa maka penulusuran kabel untuk menemukan titik gangguan yang tepat dengan menggunakan metode akustik akan lebih tepat.

5.2 Saran

1. Dalam mendektesi gangguan kabel tanah tegangan menengah 20 KV diharapkan seluruh operator dapat mengetahui atau membedakan bunyi gangguan dan mana yang bukan. 2. Diperlukan alat deteksi gangguan kabel tanah yang canggih sehingga operator tidak harus mencari jalur kabel yang terganggu.


TUGAS AKHIR PENDETEKSI GANGGUAN KABEL TANAH TEGANGAN MENENGAH 20 KV DENGAN METODE AKUSTIK

Recommend Documents