BAB III PROTEKSI SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI
3.7 Fuse Cut out
3.7.1 Pengertian Fuse Cut Out (F C O)
Fuse Cut Out merupakan sebuah alat pemutus rangkaian listrik yang berbeban pada jaringan distribusi yang bekerja dengan cara meleburkan bagian dari kompenennya (fuse link) yang telah dirancang khusus dan disesuaikan
57 ukurannya untuk itu. Perlengkapan fuse ini terdiri dari sebuah rumah fuse (fuse support), pemegang fuse (fuse holder) dan fuse link sebagai pisau pemisahnya dan dapat diindetifikasi dengan hal-hal seperti berikut.
a) Tegangan Isolasi Dasar ( TID ) pada tingkat distribusi.
b) Utamanya digunakan untuk penyulang TM dan proteksi trafo.
c) Kontruksi mekanis didasarkan pemasangan pada tiang / crossarm.
d) Dihubungkan ke sistem distribusi dengan batas-batas tegangan operasinya.
3.7.2 Klasifikasi Fuse Cut Out
Jenis – jenis fuse untuk tegangan tinggi dapat dilihat pada gambar 3.5 dibawah ini.
Gambar 3.5 Klasifikasi Fuse Tegangan Tinggi Sumber : ( scribd )
Pada gambar ini diperlihatkan fuse yang dirancang untuk penggunaan pada tegangan tinggi dapat dibedakan dalam 2 (dua) macam yaitu Cotout Distribusi (Distribution Cotouts), dilapangan sering disebut :Fuse Cut Out disingkat FCO dan fuse TM (power fuse) yang sering disebut MV fuse atau fuse pembatas arus.
Dilapangan keperluan dan cara pemasangan kedua jenis fuse ini berbeda. Fuse cut out banyak dipergunakan pada saluran-saluran percabangan dengan konstruksi saluran udara terbuka sedangkan MV fuse banyak dipergunakan pada panel-panel cubie dengan saluran kabel atau campuran.
58 Fuse cutout distribusi diklasifikasi dalam 2 macam fuse yaitu : fuse letupan (Expulsion Fuse) dan Fuse Liquid (Liquid Filled Fuse). Namun pada kenyataannya dilapangan fuse cutout letupan (expulsion) lebih banyak dipakai untuk jaringan distribusi disbanding dengan power fuse, istilah letupan (Expulsi) merupakan suatu tanda yang dipergunakan fuse sebagai tanda adanya busur listrik yang melintas didalam tabung fuse yang kemudian dipadamkannya.
Peristiwa yang terjadi pada bagian dalam tabung fuse ini adalah peristiwa penguraian panas secara partial akibat busur dan timbulnya gas yang di deinisasi pada celah busurnya sehingga busur api segera menjadi padam pada saat arus menjadi nol.
Tekanan gas yang timbul pada tabung akibat naiknya temperatur dan pembentukan gas menimbulkan terjadinya pusaran gas di dalam tabung dan ini membantu deionisasi lintasan busur api. Tekanan yang semakin besar pada tabung membantu proses pembukaan rangkaian, setelah busur api padam partikel-partikel yang dionisasi akan tertekan keluar dari ujung tabung yang terbuka.
Klasifikasi fuse cutout yang kedua adalah fuse cutout liquid, fuse jenis ini tidak dikenal di wilayah PT PLN. Namun menurut referensi Fuse Cut Out semacam ini dapat digunakan untuk jaringan distribusi dengan saluran kabel udara.
3.7.3 Fuse Cut – Out Letupan Bertabung Fiber
Ada 2 jenis fuse letupan (expulsion) yang diklasifikasikan sebagai Fuse Cut- Out (FCO) distribusi yaitu :
a) Fuse cutout bertabung fiber (Fibre tube fuse) b) Fuse link terbuka (Open link fuse)
Fuse cut-out bertabung fiber mempunyai fuse link yang dapat digantikan (interchaneability) dan terpasang didalam pemegang fuse (fuse holder) berbentuk tabung yang terbuat dari bahan serat selulosa. Fuse ini dapat dipergunakan baik untuk Fuse Cut-Out terbuka (open fuse cut-out) atau Fuse Cut-Out tertutup (enclosed fuse cutout), fuse cut-out terbuka dapat dilihat pada gambar 3.6. Pada gambar ini terlihat fuse bertabung fiber dipasang diantara 2 (dua) isolator dan jaringan listrik dihubungkan pada kedua ujung fuse holdernya pada fuse cutout
59 tertutup, tabung fuse terpasang disebelah dalam pintu fuse cutout dan seluruh kontak listriknya terpasangkan pada rumah fuse yang terbuat dari porcelain seperti terlihat gambar 3.7.
Gambar 3.6 Fuse cut out terbuka Sumber : ( scribd )
Gambar 3.7 Fuse cut out tertutup Sumber : ( scribd )
Kedua Fuse Cutout ini dapat dipergunakan pada jaringan-jaringan dengan sistem delta atau jaringan dengan sistem bintang tanpa pentanahan demikian juga pada jaringan – jaringan yang menggunakan sistem netral ditanahkan apabila tegangan pemutusan fuse cutout serta individual tidak melebihi tegangan maksimum pengenal rancangan dan tahanan isolasi ketanah sesuai dengan kebutuhan operasinya.
3.7.4 Fuse Cut-Out Link Terbuka (Open Link)
Fuse cutout link terbuka terdiri dari sebuah fuse link yang tertutup didalam sebuah tabung fiber yang relatif kecil dengan dilengkapi kabel penghubung
60 tambahan pada fuse link-nya untuk memperpanjang kedua ujung tabungnya.
Terlihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Fuse cut out tipe Open Link Sumber : ( scribd )
Kabel penghubung tambahan ini kemudian dihubungkan ke pegas kontak beban pada rumah fuse (fuse support) untuk kerja secara mekanik. Kerja pegas ini dimaksudkan untuk menjamin pemisahan agar kedua ujung dari fuse terbuka dan ini dipakai karena kemampuan pemutusan pada tabung fiber yang kecil relative terbatas. Fuse cotuout ini dirancang untuk dipakai pada tegangan 17 KV, selain itu fuse ini mempunyai arus pengenal pemutusan yang lebih rendah dari pada fuse cotout bertabung fiber.
Dengan demikian fuse link cutout yang dipilih selain harus ditahan terhadap arus beban, juga harus bisa dikoordinasikan dengan alat proteksi yang lain dan mempunyai kemampuan keputusan terhadap arus hubung singkat yang mungkin terjadi dan dapat melindungi penghantar yang diamankan dari kerusakan akibat arus lebih.
Pemilihan rating arus fuse link yang benar adalah tidak akan lebur atau terjadi kerusakan oleh gangguan sesaat (no-persistant) yang terjadi disebelah hilirnya karena recloser yang akan membuka rangkaian dengan operasi instantaneous tanpa memutuskan fuse link. Pada saat gangguan tetap fuse link pertama pada sebelah sumber dari gangguan akan melebur dan membuka rangkaian setelah operasi recloser.
3.7.5 Cara Pemilihan Arus pengenal (Rating) Fuse Link FCO
a) Pemilihan Arus pengenal Fuse Link FCO untuk Proteksi Percabangan
61 Pemiliharaan arus pengenal (Rating) fuse link Cut out (FCO) untuk saluran cabang sangat penting untuk dilakukan dengan sebaik baiknya dalam rangka koordinasi sistem untuk memperoleh penampilan sistem yang optimal dengan harapan target perusahaan dalam pencapaian kepuasan pelanggan dan peningkatan penjualan KWh dengan mengecilkan tingkat SAIDI dan SAIFI diharapkan dapat terpenuhi.
Salah satu metode pemutusan arus hubung singkat permanen (persistant) yang efektif adalah dengan memasang fuse pada tiap tiap percabangan atau anak cabangnya (sub branch).
Kesalahan dalam menentukan pilihan rating fuse link tentu akan memupus harapan perusahaan. Sering kerjanya (trip) PMT Penyulang di Gardu Induk oleh karena sering terjadi gangguan di saluran saluran cabang atau terutama saluran saluran anak cabang perlu dipertimbangkan untuk penempatan FCO yang sesuai dengan kebutuhan.
Salah satu yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan arus pengenal FCO untuk proteksi saluran cabang atau saluran anak cabang adalah besarnya nilai arus beban maksimum yang akan atau dapat mengalir pada saluran cabang atau anak cabang yang dimaksud.
Sesuai dengan Standard kemampuan dari fuse link cut out (FCO) yang diproduksi oleh sejumlah pabrik yang telah dikemukakan di fuse cut out dan pada pemilihan arus pengenal fuse link FCO. Untuk menentukan arus pengenal (rating) fuse link yang dipilih dapat dilakukan sebagai berikut :
1. Pilih fuse link cut out (FCO) yang sesuai dengan standar dalam hal ini PLN dalam SPLN 64 : 1985 menentukan pilihan type K T dan H.
2. Bagilah arus beban maksimum yang sudah ditentukan dengan kemampuan arus kontinue fuse link.
3. Koordinasi yang sebaik baiknya dengan alat proteksi yang lain (PMT, PBO dan Fuse Cut Out) baik yang berada di sisi sebelah hulu (sumber) dan sebelh hilirnya (beban).
4. Perhatikan batas ketahanan penghantar terhadap arus hubung singkat.
62 5. Perhatikan pula kemampuan pemutusan dari Fuse Cut Out khususnya
bagi FCO yang terpasang dekat dengan sumber tenaga.
Dengan demikian fuse link cutout yang dipilih selain harus tahan terhadap arus beban, juga harus bisa dikoordinasikan dengan alat proteksi yang lain dan mempunyai kemampuan pemutusan terhadap arus hubung singkat yang mungkin terjadi dan dapat melindungi penghantar yang diamankan dari kerusakan akibat arus lebih.
Pemilihan rating arus fuse link yang benar adalah tidak akan lebur atau terjadi kerusakan oleh gangguan sesaat (no-persistant) yang terjadi disebelah hilirnya karena recloser yang akan membuka rangkaian dengan operasi instantaneous tanpa memutuskan fuse link. Pada saat gangguan tetap fuse link pertama pada sebelah dari gangguan akan melebur dan membuka rangkaian setelah operasi recloser.
3.7.6 Koordinasi Proteksi Antar Fuse Cut-Out
Penggunaan fuse link yang benar membutuhkan sejumlah informasi tentang karakteristik sistem dan karakteristik peralatan yang akan diproteksi seperti yang telah dituliskan mengenai dasar pemilihan fuse link dengan definisi : Bila dua atau lebih fuse link atau alat proteksi lain digunakan pada suatu sistem alat proteksi yang paling dekat dengan titik gangguan dari arah sumber disebut peralatan pemproteksi dan yang paling dekat selanjutnya disebut : backup atau diproteksi seperti digambarkan pada Gambar 3.9 dibawah ini.
Gambar 3.9 Koordinasi fuse dengan fuse Sumber : ( scribd )
63 Koordinasi operasi suatu proteksi dengan proteksi lain penting untuk dilaksanakan untuk menjaga hal yang tidak diinginkan misalnya adanya pemutusan yang tidak di inginkan demikian juga koordinasi operasi proteksi fuse cut out dimana prinsipnya adalah : Memberi kesempatan pada fuse pemproteksi (protecting) pada sisi beban yang berada di depan terdekat dan titik gangguan untuk bekerja sepenuhnya (memutus rampung) terlebih dahulu sebelum fuse sebelah hulu (sisi sumber) yang diproteksi bertindak sebagai cadangannya mulai bekerja.
Untuk memenuhi koordinasi hendaknya dipilih waktu leleh arus pengenal yang memiliki kerenggangan waktu minimum 25 % antara waktu pemutusan maksimum fuse pemroteksi pada sisi terdekat dengan gangguan denga waktu leleh minimum pelebur yang diproteksi atau dengan kata lain waktu pemutusan maksimum dari fuse pemroteksi hendaknya tidak melebihi 75 % dari minimum fuse yang diproteksi.
Salah satu aturan yang sangat penting dalam aturan penggunaan fuse link adalah : Clearing time maksimum dari fuse link pemproteksi tidak lebih dari 75 % waktu leleh minimum dari fuse link diproteksi. Prinsip ini menjamin fuse link pemproteksi akan memutuskan dan menghilangkan gangguan sebelum fuse link diproteksi rusak. Aturan lain harus dipegang adalah arus beban pada suatu titik pemakaian semestinya tidak lebih besar dari kapasitas arus kontinyu yang dimiliki fuse link nya. Apabila harus melebihi kapasitasnya maka semestinya fuse link akan mengalami pemanasan lebih, membuat pemutusan dan rangkaian menjadi terpisah dari sistem. Kapasitas arus kontinue fuse link rata-rata adalah 150 % dari arus pengenalnya.
3.7.7 Proteksi terhadap saluran jaringan tegangan rendah
Sebagai penghantar saluran biasanya digunakan jenis kabel udara dengan isolasi dari bahan XLPE atau kabel tanah dengan isolasi dari bahan PVC. Arus hidung singkat akan menyebabkan pelunakan pada isolasi, maka pengamanan dilakukan dengan pembatasan besarnya arus dan lamanya waktu terjadi arus gangguan yang dikoordinasikan dengan karakteristik fuse yang mengamankannya.
64 Fuse yang digunakan adalah jenis pembatasan arus TR, dengan persyaratan sebagai berikut :
1. Tegangan pengenal pelebur harus sesuai dengan tegangan jaringan.
2. Arus pengenal harus lebih besar dari arus beban penghantar (1,1+ 1,2 arus beban maksimum).
3. Arus beban maksimum sebaiknya sebesar 0,8 x kha penghantar.
4. Arus pengenal pelebur harus lebih kecil dari arus hubung singkat di titik terjauh.
5. Besarnya arus hubung singkat pada JTR ditentukan oleh jarak gangguan.