2.KARAKTERISTIK LISTRIK DARI SALURAN TRANSMISI

KAR

KARAKAKTERTERISTISTIK IK LISLISTRITRIK K DARDARI I SALSALURAURANN TRANSMISI

TRANSMISI Tujuan Umum: Tujuan Umum:

Mahasiswa dapat memahami karakteristik listrik saluran Mahasiswa dapat memahami karakteristik listrik saluran

transmisi transmisi

Tujuan Khusus: Tujuan Khusus:

Mahasiswa dapat memahami pengertian tahanan R Mahasiswa dapat memahami pengertian tahanan R

Sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Transmisi Arus Sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Transmisi Arus

Bolak-Balik  Bolak-Balik 

Mengetahui tahanan spesifikasi penghantar arus listrik  Mengetahui tahanan spesifikasi penghantar arus listrik  Latar Belakang

Latar Belakang

Yang dimaksud dengan karakteristik listrik dari Yang dimaksud dengan karakteristik listrik dari saluran transmisi ialah konstanta-konstanta saluran yaitu; saluran transmisi ialah konstanta-konstanta saluran yaitu; tahanan (R), induktansi (L), konduktansi (G), dan tahanan (R), induktansi (L), konduktansi (G), dan kapa

kapasitsitansansi i (C)(C). . PadPada a salsalurauran n udaudara ra konkonduktduktansansi i sangsangatat kecil sehingga dengan mengabaikan konduktansi itu kecil sehingga dengan mengabaikan konduktansi itu perhitungan-perhitungan akan jauh lebih mudah dan perhitungan-perhitungan akan jauh lebih mudah dan pen

pengagaruhruhnynyapuapun n mamasisih h daldalam am babatatas-s-batbatas as yayang ng dadapatpat diabaikan.

diabaikan.

Istilah tahanan atau resistansi tidak asing lagi bagi Istilah tahanan atau resistansi tidak asing lagi bagi para orang – orang yang bergelut dalam dunia kelistrikan . para orang – orang yang bergelut dalam dunia kelistrikan . Tahanan pada umumnya sangat diperlukan untuk Tahanan pada umumnya sangat diperlukan untuk membatasi sejumlah besar arus agar tidak merusak membatasi sejumlah besar arus agar tidak merusak per

peralalatatan an liliststririk, k, nanamumun n teterkrkadadang ang tatahahananan n ititu u dapdapatat merugikan apabila jumlah tahanan itu dikatakan relative merugikan apabila jumlah tahanan itu dikatakan relative besar karena dapat mengurangi arus atau daya yang akan besar karena dapat mengurangi arus atau daya yang akan dikirim ke konsumen.

dikirim ke konsumen.

Tahanan terdapat pada kabel penghantar maka Tahanan terdapat pada kabel penghantar maka dalam malakah ini kami menyajikan tentang resistivitas dalam malakah ini kami menyajikan tentang resistivitas kabel penghantar tersebut

kabel penghantar tersebut Ma

Maka ka dadari ri ititu u kkalali i iini ni kkamami i akakan an mmenencocoba ba ununtutukk membahas tentang tahanan jaringan.

1.

1.Tahanan RTahanan R Tah

Tahanan anan dardari i suasuatu tu konkondukduktor tor (ka(kawat wat pengpenghanhantartar)) diberikan oleh: diberikan oleh: A A R R == ρ ρ  11 (2.1) (2.1) Dimana:

Dimana: ρ ρ == _{resistivitasresistivitas} =

=

l 

l  _{panjang kawatpanjang kawat}

= =

A

A _{luas penampang kawatluas penampang kawat}

Dalam tabel-tabel yang tersedia sering kita jumpai Dalam tabel-tabel yang tersedia sering kita jumpai penampang kawat diberikan dalam satuan ”Circular Mil” penampang kawat diberikan dalam satuan ”Circular Mil” disingkat CM. Definisi CM ialah penampang kawat yang disingkat CM. Definisi CM ialah penampang kawat yang mempunyai diameter 1 mil (=1/1000 inch). Bila mempunyai diameter 1 mil (=1/1000 inch). Bila penampang kawat diberikan dalam mm

penampang kawat diberikan dalam mm22_{, , makamaka}

penampang kawat dalam CM adalah: penampang kawat dalam CM adalah:

)) ((

1973

1973 xx Penampang Penampang dalamdalam mmmm22 CM  CM == atau atau )) (( 10 10 067 067 ,, 5 5 44 2 2 CM  CM  dalam dalam Penampang  Penampang  xx xx mm mm −− = =

Dalam sistem MKS satuan untuk resistivitas Dalam sistem MKS satuan untuk resistivitas ρ ρ  dibe

diberikrikan an daldalam am ohmohm-me-meterter, , panpanjanjang g daldalam am metmeter er dandan lua

luas s dadalalam m memeteter r kukuadradratat. . SiSiststem em yayang ng lalain in (C(CGSGS),), ρ ρ  dibe

diberikrikan an daldalam am mikmikro-ro-ohmohm-cen-centimtimeteeter, r, panpanjanjang g daldalamam centimeter kuadrat (tabel 2.2).

centimeter kuadrat (tabel 2.2).

Karena pada umumnya kawat-kawat penghantar Karena pada umumnya kawat-kawat penghantar terdiri dari kawat pilin (

terdiri dari kawat pilin (stranded conductorsstranded conductors) maka) maka sebagai faktor koreksi untuk memperhitungkan pengaruh sebagai faktor koreksi untuk memperhitungkan pengaruh dar

dari i pipililin n ititu, u, panpanjajang ng kakawat wat didikakalilikakan n dendengagan n 1,1,0202(2(2%% faktor koreksi).

2. Tahanan Pengaruh Temperatur 2. Tahanan Pengaruh Temperatur

Ta

Tahanhanan an kakawawat t beberurubabah h ololeh eh tetempmpereratatur ur , , dadalalamm batas temperatur 10

batas temperatur 1000C sampai 100C sampai 10000C, maka untuk kawatC, maka untuk kawat

tembaga dan aluminium berlaku rumus: tembaga dan aluminium berlaku rumus:

( ( )) [ [ _{11 22 11} ]] 1 1 2 2 RR 11 t t  t t  R R _t t  == _t t  ++α α _t t  −− _(2.2)(2.2) dimana: dimana: = = 2 2 t  t  R

R _{tahanan pada temperatur ttahanan pada temperatur t}

2 2 = = 1 1 t  t  R

R _{tahanan pada temperatur ttahanan pada temperatur t}

1 1 = = 1 1 t  t  α 

α  _{koefikoefisien sien tempetemperatur ratur dari dari tahanan tahanan padapada} temperatur t temperatur t_{1 C1 C}00_.. Jadi, Jadi, ( ( _{22 11})) 1 1 1 1 2 2 _{11 t t  t t}  R R R R t  t  t  t  t  t  − − + + = = α α  (2.3) (2.3) 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 2 2 t  t  T  T  T  T  T  T  R R R R_t t  + + + + = = dimana: dimana: 1 1 0 0 1 1 1 1 t  t  T  T  t  t  + + = = α  α  atau atau 1 1 1 1 0 0 1 1 t  t  t  t  T  T  == −− α  α  _(2.4)(2.4) Jelas kelihatan bahwa –T

Jelas kelihatan bahwa –T₀₀ adalah sama denganadalah sama dengan temperatur dimana tahanan kawat akan menjadi nol, bila temperatur dimana tahanan kawat akan menjadi nol, bila persamaan linear yang sama berlaku untuk daerah persamaan linear yang sama berlaku untuk daerah temperatur itu. Dan bila ini benar maka – T

temperatur itu. Dan bila ini benar maka – T₀₀ adalah samaadalah sama dengan temperatur absolut -273

dengan temperatur absolut -27300_{C. Untuk tembaga (CU)C. Untuk tembaga (CU)}

yang

yang memmempunypunyai ai konkonduktduktiviivitas tas 100100%, %, koekoefisfisienien temperatur dari tahanan pada 20

temperatur dari tahanan pada 2000_{C adalah:C adalah:}

00393 00393 ,, 0 0 20 20 == α  α  _{-20 = 234,5-20 = 234,500CC}

Untuk konduktivitas yang lain dari tembaga, Untuk konduktivitas yang lain dari tembaga, α α  beru

berubah bah lanlangsungsung g dengdengan an konkondukduktivtivitaitasnysnya. a. JadJadi i untuuntukk konduktivitas 97,5%. konduktivitas 97,5%. 00383 00383 ,, 0 0 20 20 == α  α  _{dan Tdan T} 0 0 = 241,0= 241,000CC

Untuk aluminium (Al) dengan konduktivitas 61%, Untuk aluminium (Al) dengan konduktivitas 61%,

00383 00383 ,, 0 0 20 20 == α  α  _{dan Tdan T} 0 0 = 228,1= 228,100CC

Dalam tabel 2.1 di bawah ini diberikan harga-harga Dalam tabel 2.1 di bawah ini diberikan harga-harga T

T₀₀ dandan α α  untuk bahan-bahan konduktor standar.untuk bahan-bahan konduktor standar.

Ta

Tabebel l 2.2.1. 1. HaHargrga-a-hahargrga a TT₀₀ dandan α α  untuntuk uk bahbahan-ban-bahanahan konduktor standar konduktor standar Materi Materi al al T

T₀₀00_CC Koefisien temperatur dari tahananKoefisien temperatur dari tahanan

x 10 x 10-3-3 0 0 α  α  α α ₂₀₂₀ α α ₂₅₂₅ α α ₅₀₅₀ α α ₇₅₇₅ α α ₈₀₈₀ α α ₁₀₀₁₀₀ Cu Cu 100% 100% Cu Cu 97,5% 97,5% Al 61% Al 61% 234, 234, 5 5 241, 241, 0 0 228, 228, 1 1 4,2 4,2 7 7 4,1 4,1 5 5 4,3 4,3 8 8 3,9 3,9 3 3 3,8 3,8 3 3 4,0 4,0 3 3 3,8 3,8 5 5 3,7 3,7 6 6 3,9 3,9 5 5 3,5 3,5 2 2 3,4 3,4 4 4 3,6 3,6 0 0 3,2 3,2 5 5 3,1 3,1 6 6 3,3 3,3 0 0 3,1 3,1 8 8 3,1 3,1 2 2 3,2 3,2 5 5 2,9 2,9 9 9 2,9 2,9 3 3 3,0 3,0 5 5

Tabel 2.2 Tabel resistivitas kabel tanpa isolasi pada Tabel 2.2 Tabel resistivitas kabel tanpa isolasi pada suhu 20 suhu 2000 _CC Sifat fisik Sifat fisik Jenis Jenis Kawat Kawat Kondu-ktivita ktivita s s Resistivta Resistivta s s Isi Isi ( μΩCm) ( μΩCm) Resistivita Resistivita s s Massa Massa (Ω mg) (Ω mg) Koofisien Koofisien suhu suhu Tahanan Tahanan

Internasiona Internasiona ll Standar Standar Annealed Annealed Copper Copper Hard Drawn Hard Drawn Copper Copper Cadmium Cadmium Copper Copper Silicon Silicon Bronze Bronze Hard Drawn Hard Drawn Copper Copper Silver Alloy Silver Alloy Copper Nikel Copper Nikel Sillicon Alloy Sillicon Alloy 100 100 101 101 98 98 85 85 50 50 96 96 45 45 40 40 1,7241 1,7241 1,7070 1,7070 1,7593 1,7593 2,0284 2,0284 3,4482 3,4482 1,7958 1,7958 3,8313 3,8313 4,3103 4,3103 0,15328 0,15328 0,15176 0,15176 0,15641 0,15641 0,10833 0,10833 0,30656 0,30656 0,15967 0,15967 0,34062 0,34062 0,38320 0,38320 0,00393 0,00393 0,00397 0,00397 0,00385 0,00385 0,00343 0,00343 0,00197 0,00197 0,00381 0,00381 0,00177 0,00177 0,00157 0,00157

Dalam tabel 2.3 dibawah ini diberikan resistivitas dari Dalam tabel 2.3 dibawah ini diberikan resistivitas dari baha

bahan-ban-bahan han kondukkonduktor tor stastandar ndar untuntuk uk berberbagabagaii temperatur.

temperatur.

Tab

Tabel el 2.32.3. . ResResististiviivitas tas dardari i bahabahan-ban-bahan han konkondukduktortor standar untuk berbagai temperatur

standar untuk berbagai temperatur

Materi Materi al al Mikro – Ohm - cm Mikro – Ohm - cm Cu Cu 100% 100% Cu Cu 97,5% 97,5% Al 61% Al 61% 0 0 ρ  ρ  ρ ρ ₂₀₂₀ ρ ρ ₂₅₂₅ ρ ρ ₅₀₅₀ ρ ρ ₇₅₇₅ ρ ρ ₈₀₈₀ ρ ρ ₁₀₀₁₀₀

Cu Cu 100% 100% Cu Cu 97,5% 97,5% Al 61% Al 61% 1,5 1,5 8 8 1,6 1,6 3 3 2,6 2,6 0 0 1,7 1,7 2 2 1,7 1,7 7 7 2,8 2,8 3 3 1,7 1,7 5 5 1,8 1,8 0 0 2,8 2,8 9 9 1,9 1,9 2 2 1,9 1,9 7 7 3,1 3,1 7 7 2,0 2,0 9 9 2,1 2,1 4 4 3,4 3,4 6 6 2,1 2,1 2 2 2,1 2,1 8 8 3,5 3,5 1 1 2,2 2,2 6 6 2,3 2,3 1 1 3,7 3,7 4 4 Ta

Tahanhanan an arus arus seseararah ah yang yang didipeperoroleleh h dadariri perh

perhititungaungan-pen-perhirhituntungan gan diadiatas tas harharus us dikdikalialikan kan dengdenganan faktor:

faktor: 1,0

1,0 untuk untuk konduktor konduktor padat padat ((solid wiresolid wire))

1,01 untuk konduktor pilin yang terdiri dari 2 lapis (

1,01 untuk konduktor pilin yang terdiri dari 2 lapis (strand strand )) 1, 02 untuk konduktor pilin lebih dari dua lapis.

1, 02 untuk konduktor pilin lebih dari dua lapis.

Contoh Soal Contoh Soal::

Hitung tahanan DC dari konduktor 253 mm

Hitung tahanan DC dari konduktor 253 mm22 _{(500.000(500.000}

cm

cm) ) dadalalam m ohohm m peper r kkm m papada da 252500C. C. MiMisalsalkakan n Cu

Cu--97,5%. Dari tabel diperoleh: 97,5%. Dari tabel diperoleh:

cm cm ohm ohm mikro mikro−− −− = =11,,88 25 25 ρ  ρ  cm cm km km l  l ==11 ==101055 2 2 2 2 2 2 _{253253 1010} 253 253mmmm cmcm A A −− × × = = = = km km ohm ohm xx xx xx A A R R 00,,07110711 // 10 10 253 253 10 10 10 10 8 8 ,, 1 1 1 1 2 2 5 5 6 6 25 25 25 25 == == −− == − − ρ  ρ  deng

dengan an memmemperperhatihatikan kan pengpengaruaruh h laplapisaisan n (um(umumnumnyaya konduktor terdiri dari 3 lapis).

konduktor terdiri dari 3 lapis).

km km ohm ohm xx R R₂₅₂₅ ==11,,0202 00,,07110711==00,,07260726 //

2. Tentukan tahanan DC dari ACSR 403 mm

2. Tentukan tahanan DC dari ACSR 403 mm22 (795.000(795.000

cm) pada 25

cm) pada 2500C. ACC. ACSR SR ialah ialah kondukkonduktor ator aluminluminium yium yangang

mempunyai inti besi yang gunanya untuk mempertinggi mempunyai inti besi yang gunanya untuk mempertinggi kek

kekuatuatan an tartarik. ik. PenPenampampang ang konkondukduktor tor ititu u (40(403 3 mmmm22₎₎

tidak termasuk penampang baja, hanya penampang Al tidak termasuk penampang baja, hanya penampang Al saja, sehingga untuk Al konduktivitas 61% maka saja, sehingga untuk Al konduktivitas 61% maka tahanan DC menjadi:

km km ohm ohm xx xx xx R R 00,,07310731 // 10 10 403 403 10 10 10 10 89 89 ,, 2 2 02 02 ,, 1 1 ₂₂ 5 5 6 6 25 25 == −− == − −

3. Tahanan pengaruh efek kulit 3. Tahanan pengaruh efek kulit

Pada frekuensi yang lebih besar dari nol, arus akan Pada frekuensi yang lebih besar dari nol, arus akan cend

cenderuerung ng menmengalgalir ir diddidekaekat t kulkulit it pengpenghanthantar ar sehisehinggangga pen

penamampapang ng efefekektitif f memengengecicil l dadan n hahargrga a tatahanhanan an akakanan menjadi lebih

menjadi lebih besar besar ( efek ( efek kulit )kulit )..

Harga tahanan pada frekuensi system ( 50 Hz atau Harga tahanan pada frekuensi system ( 50 Hz atau 60

60 Hz Hz ) ) dididedekakati ti dedengangan n carcara a memengangalilirkrkan an tatahanhanan an dcdc dengan suatu factor koreksi kulit m

dengan suatu factor koreksi kulit m _rr::

R R_dcdc ~~ 4848 11 4 4 1 1 (( 2 2 1 1 + + + +mr mr  Rdc Rdc Dengan : Dengan : M M_rr ~ 0,018~ 0,018 f f ..AA f

f : : frekuensi frekuensi dalam dalam HzHz A

A : : pepenanampmpanang g kakawawat t dadalalam m mmmm22

Da

Dalalam m prprakaktetek k hahargrga a tatahahananan n dc dc dadan n ac ac ( ( ununtutukk beberapa frekuensi ) per satuan panjang dapat diperoleh beberapa frekuensi ) per satuan panjang dapat diperoleh dari

dari suatu suatu pabrik pabrik dari dari kawat kawat / / kabel kabel yang yang bersangkutan bersangkutan ..

4.

4. Simbol TahananSimbol Tahanan

a

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar .A ,

1. Arismunandar .A , TEKNIK TENAGA LISTRIK TEKNIK TENAGA LISTRIK , PT PRADNYA, PT PRADNYA PARAMITA, Jakarta, 1993

PARAMITA, Jakarta, 1993

2. KERJA SAMA PENELITIAN PLN – ITB. 2. KERJA SAMA PENELITIAN PLN – ITB. 3. www. Karakteristik Listrik dari Saluran T