BAB 2 DASAR TEORI
2.5 Spesifikasi Isolator Saluran Transmisi
22 Gambar 2.9 Peredam (Damper)
23
Gambar 2.10 Isolator Gantung (Suspension) dan Isolator Tarik (Tension) 2.5.1 Karakteristik Isolator
Isolator yang digunakan harus mempunyai sifat karakteristik sebagai berikut :
• Secara mekanik isolator harus mempunyai kuat mekanik untuk menanggung beban tarik konduktor penghantar maupun beban berat isolator dan konduktor penghantar.
• Secara elektrik isolator mampu menahan tegangan impuls petir pengenal dan tegangan kerja, tegangan tembus minimum sesuai tegangan kerja.
• Permitivitas relatifnya tinggi suapaya memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi.
• Tahanan isolasinya tinggi untuk mencegah kebocoran arus ke tanah.
• Bahan yang digunakan tidak boleh berlubang dan tidak boleh timbul efek apabila terjadi perubahan temperature dan pengaruh kondisi disekitar.
2.5.2 Peralatan Bantu Isolator
Peralatan pembantu yang mendukung berfungsinya isolator adalah sebagai berikut :
• Fitting, merupakan alat yang digunakan untuk merangkai unit-unit isolator dalam suatu rentang. Bahannya terbuat dari besi atau baja yang dilapisi anti karat.
• Suspension clamps, merupakan klem isolator yang terbuat dari campuran aluminium. Alat ini didesain agar pada saat
24
berhubungan dengan konduktor tidak terdapat lubang udara dan berfungsi sebagai klem konduktor dengan armor rods dan isolator.
• Arcing Horn, merupakan alat bantu isolator yang dipasang pada sisi dari rentengan isolator. Alat ini selain berfungsi sebagai pengaman terhadap surja hubung maupun surja petir juga berfungsi untuk meratakan distribusi tegangan pada isolator.
Jumlah maksimal isolator yang terdapat pada tiap-tiap menara diharapkan mampu menahan tegangan lebih akibat switching dan lightning. Jarak sambaran merupakan jarak aman yang harus dimiliki antara isolator dan travers pada kondisi diam atau berayun. Untuk level tegangan sistem hingga 220 kV biasanya ditambah satu piringan pada sebuah gandengan isolator dan untuk level tegangan hingga 400 kV biasanya ditambah dua piringan pada sebuah gandengan isolator. Berikut ini merupakan gambar arcing horn pada konstruksi isolator dilihat pada gambar 2.11 dibawah ini.
Gambar 2.11 Arcing Horn Pada Isolator
Untuk saluran transmisi dengan level tegangan diatas 110 kV pada umumnya dipasang tanduk busur api (arcing horn) pada gandengan isolator yang fungsinya untuk melindungi terhadap kerusakan yang diakibatkan karena terjadinya lompatan api. Panjang sela tanduk biasanya 75% - 80% dari panjang gandengan isolator.
Jarak isolasi antara konduktor penghantar dan menara direncanakan menurut standar jarak isolasi saluran transmisi. Jarak isolasi minimum dan jarak isolasi darurat yaitu digunakan untuk menampung
25
kemungkinan ayunan konduktor karena angin. jarak isolasi standar adalah jarak antara konduktor penghantar dan menara yang ekivalen dengan tegangan lompatan impuls 50% dari gandengan isolator.
Jarak isolator minimum adalah jarak ketahanan terhadap surja hubung, sedangkan jarak isolasi darurat adalah jarak yang tidak memungkinkan percikan atau lompatan (flashover) antara menara dan konduktor pada tegangan maksimum dan tekanan angina maksimum (40 m/s).
Untuk menara baja jenis gantung (suspension) jarak standar untuk isolator ditentukan oleh sudut ayun yang disebabkan oleh angin sebesar 0°-20°, dan jarak isolasi minimum oleh sudut ayun (swing angel) sebesar 50°, untuk jarak isolasi darurat sudut ayunnya adalah 70°-80°.
2.5.3 Pengotoran Isolator
Tahanan isolasi pada isolator yang permukaannya bersih nilainya sangat besar. Nilainya akan sangat berkurang menjadi beberapa ohm saja apabila permukaan dari isolator tersebut kotor oleh polusi disekitar.
Karena saluran transmisi 500 kV yang terpasang biasanya terletak ditempat yang jauh dari pemukiman dan lebih dekat di daerah industri atau dekat dengan tepi laut seperti saat keluar dari PLTU. Bila tegangan kerja sistem adalah tegangan ekstra tinggi dan diterapkan pada isolator yang tahanan isolasinya rendah atau lapisan permukaan isolator yang lembab menguap maka akan menimbulkan busur api setempat, yang kemudian bertambah besar sehingga mengakibatkan terjadinya lompatan api. Mekanisme dari gejala ini sulit untuk diterangkan. Karakteristik lompatan api yang digunakan sebagai standar perencanaan didapat dari pengalaman operasi dan pemeliharaan pada saluran transmisi, serta dari data-data pengujian lompatan api pada isolator yang sengaja dikotori atau yang sudah kotor secara alami. [1]
Pada umumnya pengotoran isolator disebabkan oleh polusi kandungan garam disekitar saluran transmisi. Namun untuk memperhitungkan pengaruh bahan-bahan yang tidak dapat dilarutkan, pengujiannya dilakukan dengan garam dan serbuk poles (polishing powder). Klasifikasi daerah pengotoran mengenai kerusakan terhadap isolator saluran transmisi, maka daerah-daerah pengotoran diklasifikasikan menurut tabel 2.6 dibawah ini. Pembagian klasifikasi ini dipengaruhi oleh kondisi geografis letak saluran transmisi.
26 Tabel 2.6 Klasifikasi Daerah Pengotoran
Kasifikasi A B C D E F
Kepadatan Adhesi Garam (mg/cm²)
Dibawah 0,01
0,01 s/d 0,03
0,03 s/d 0,06
0,06 s/d 0,012
0,12 s/d 0,25
Diatas 0,25
Sumber : Teknik Tenaga Listrik Jilid 2, Arismunandar
Catatan :
A, B = Pengotoran ringan C, D = Pengotoran sedang E, F = Pengotoran berat
Untuk mengatasi masalah pegotoran pada isolator yang menyebabkan penurunan tahanan isolasi terhadap tegangan lebih, dapat dilakukan dengan cara-cara berikut :
• Menambah Isolasi (misalnya saja dengan menambah jumlah piringan isolasi dalam sebuah gandengan)
• Mencuci isolator, yaitu dengan cara menyemprotkan air ke isolator. Biasanya dilakukan dalam keadaan bertegangan.
• Memberi lapisan campuran silikon pada permukaan isolator untuk menangkal air.
• Menurunkan tegangan sistem atau memutuskan arus saluran transmisi bila diperkirakan akan terjadi gangguan.
2.5.4 Pemburukan Isolator
Selama bertahun-tahun isolator terpakai pada saluran transmisi, sehingga menyebabkan berkurangnya daya isolasinya, misalnya saja karena mengalami keretakan pada porselinnya. Proses seperti ini dinamakan pemburukan isolator. Penyebab utama dari pemburukan isolator ini adalah pengembangan kimiawi dan pengembangan pembekuan dari semen, perbedaan dari pengembangan karena panas di berbagai isolator, pengembangan panas karena arus bocor dan berkaratnya pasangan-pasangan logam.
Isolator jenis pasak merupakan isolator yang paling banyak mengalami proses pemburukan sehingga sering menyebabkan gangguan pada saluran transmisi. Isolator gantung, isolator batang panjang (long rod), isolator line pos merupakan isolator yang jarang menyebabkan gangguan karena pemburukan. Dengan kemajuan teknologi, maka
27
isolator yang dibuat akhir-akhir ini sedikit sekali yang mengalami pemburukan. Berikut ini upaya yang dilakukan untuk mencegah proses pemburukan isolator : [1]
• Meninggikan kuat mekanis dari bagian porselin.
• Membatasi pengembangan kimiawi dari bagian-bagian semen.
• Mengecat bagian-bagian semen.
Tidak menggunakan semen di dalam lapisan porselin.