7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

1/41

KABEL TEGANGAN TINGGRacZakaria_RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

2/41

KARAKTERISTIKumum digunakan sebagai transmisi bawah tanah.

Memerlukan kontak penghubung sebagai penyambungan

Memiliki induktansi lebih rendah daripada saluran udaraMemiliki kapasitansi lebih besar daripada saluran udara

Memiliki proteksi mekanik berupa sheaths (selubung) yang menyebabkanCurrent.

Lebih mahal

Kabel Inti tunggal RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

3/41

RUGI DAYA PADA KABEL :

Rugi Tembaga = Atau rugi konduktor, karena resistansi konduktor

Rugi Dielektrik = Karena tegangan yang melalui isolator

Rugi Sheath = Karena arus terinduksi pada sheath

Rugi Intersheat = Karena arus tersirkulasi pada loop antar sheath fasa

berbeda.

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

4/41

1. RUGI KONDUKTOR

Ket := Rugi daya konduktor

I = Arus pada kabel= Resistansi konduktor

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

5/41

2. RUGI DIELEKTRIK :Karena kabel bukan dielektrik sempurnafaktor daya tidak sama dengan 0, maka Amendahului tegangan dengan sudut kura90 o

Ket :C = Kapasitansi kabelI = Arus chargingE = TeganganP

= Rugi daya RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

6/41

3. RUGI SHEATHDidapat dari Formula Arnold untuk rui sheath diperoleh d

Ket =

= Mean radius of sheathd = Jarak antar kabel (pusat ke pusat) = Resistansi total pada kabel

I = Arus pada kabel

Rugi sheath secara umum berkisar 2 s/d 5% rugi konduktor

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

7/41

4. RUGI INTERSHEATHRugi intersheath karena emf induksi antar sheath sehingga menyebabkan arus pu

Induktansi mutual antara inti satu kabel dan sheath kabel yang berdekatan :

Tegangan terinduksi :

A rus yang terinduksi :

Rugi intersheats :

Secara umum >> :

Rugi Intersheath berada pada kisaran 10 s/d 5konduktor RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

8/41

RUGI TOTALRugi daya total = + +

Karena seluruh persamaan bergantung pada , maka rugi daya total ada

=

Karena nilai sangat kecil, maka :

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

9/41

BONDING SILANG KABELBonding silang kabel dilaku

meningkatkan rating arus kmengurangi arus sirkulsheath dan rugi daya, hankabel yang sangat panjang.

Untuk mencegah tegang

besar terbentuk pada titiksilang saat gangguan, mtersebut diketanahkan tahanan non linier agar mterbentuk tegangan. Dantransposisi kabel.

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

10/41

ISOLASI KERTAS CELUP (IMPRENATED

Komponen utama terdiri dari pita kertas yang direndam dengan kompon.Kompon ditambahkan parafin dan nephten menyak mineral untuk mem

viskositas dan memperbaiki kualitas rendaman.

Kertas terbuat dari serat Manila (Manila Fibre) dan bubur kayu (Wood pulp)

Kertas celup memiliki kekuatan dielektrik 5 s.d 10 kali isolasi kertas kering.

Kekuatan dielektrik kertas celup berkisar 200 s.d 300 kV/cm (sebenarnya 400kV/cm)

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

11/41

KARAKTERISTIK GAGAL ISOLASI

Kegagalan umumnya karena ketidakhomogenan bahan dielektrik.diberikan tegangan, bagian terlemah akan gagal dan terjadi degradasi kedielektrik. Kuat gagal akan menurun secara kontinyu dan akan menkegagalan.

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

12/41

KARAKTERISTIK YANG DIPERLUKKABEL :

Dielektrik kabel harus memiliki :1. Resistansi tinggi

2. Kuat dielektrik tinggi

3. Kuat medan yang baik

4. Tahan asam dan alkali pada 0- 100 o

5. Relatif murah

6. Hygrokopis (cenderung menyerap air)

RACHMAD

PRINSIP DESAIN ISOLASI KABEL T

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

13/41

PRINSIP DESAIN ISOLASI KABEL T

Kuat gagal jangka panjang akan meningkat jika mengalami tekanan.

Isolas kertas celup sangat umum digunakan pada kabel tegangan tinggi, kamempunyai pori dan mengandung kompon celup, tidak terdapat rongga alapisan kertas pembentuk isolasi.

Peningkatan tekanan dapat menurunkan faktor daya RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

14/41

KABEL DAYA ISOLASI KEKonduktor kabel umumnya terpilin dan

kertas secara melingkar.Kertas bersifat menyerap airKonduktor juga dibelitkan sheath nmengilangkan kelembabanDiberi tekanan kisaran 15atm (dengangas), untuk menghilangkan rongga.

Operasi kerja kisaran 100 s.d 120 kV/cm

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

15/41

RESISTANSI ISOLASIUntuk kabel inti tunggal, Resistansi isolasi antar konduktor dan sheath luar

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

16/41

KAPASITANSI KABEL INTI TUNGGADari =

= Radius inti (m)R = Radius sheath diketanahkan (m)q = Muatan per panjang kabel (C/ )D = Kerapatan fluks listrik = kerapatan muatan (C/ )

= Permitivitas ruang bebas = 1/(4 .9.10 ) = 8.854 10 F/m

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

17/41

KABEL TIGA INTIUntuk transmisi daya Tiga inti diisolasi secaKarena pusat inti terle

maka medan elektrostmerupakan medan yaDari gambar, medan yterhadap garis ekipoteradial terhadap inti inKonsekuensinya tegan

ideal dan komponen tmuncul.Keberadaan unsur tanmemberikan resiko keyang sangat besar.

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

18/41

TIPE KABEL TIGA INTI TERSABUK

Terdapat 2 tipe armour atau pelindung yang digunakan :1. Armour pita baja, umumnya dibelitkan dalam lapis dengan arah pembelitan yan

berlawanan

2. Armour kawat baja, dibelitkan dalam 1 atau 2 lapis

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

19/41

KAPASITANSI TIPE 3-INTI BERSABKapasitansi antara kabel 3 ke netral ,Jika =

= tebal isolasi sabuT = tebal isolasi kondD = diameter konduk

= konstanta dielekt

Maka kapasitansi ke netral panjang menggunakan Form

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

20/41

PENGUKURAN KAPASITANSI KABPada kabel 3-inti, kapasitansi tidak memnilai tunggal.Maka dilakukan pengukuran secara terp

Ket := Kapasitansi antara inti dan sh= Kapasitansi antar inti

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

21/41

TAHAPAN PENGUKURAN KAPASITa. Hubungkan ketiga inti dan pengukuran kapasitansi antara bundledengan sheath seperti gambar:

Nilai pengukuran adalah = 3sehingga kapasitansi ke sheath menja

= /3

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

22/41

TAHAPAN PENGUKURAN KAPASITb. Hubungkan 2 inti ke sheath dan pengukurandilakukan pada inti dan sheath seperti gambar:

Nilai pengukuran adalah = 2sehingga

= ( )/2= ( 3 )/6

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

23/41

TAHAPAN PENGUKURAN KAPASITKapasitansi efektif ke netral , untuk setiap inti diperoleh dememperhatikan ekivalen bintang seperti gambar dibawah

Dari langkah a dan b maka didanilai kapasitansi , sehinggaseolah-olah merupakan 3 kindividual yang diletakkan dalamcover pengaman.

RACHMAD

KABEL TIPE H (HOCHSTADTER )

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

24/41

KABEL TIPE H (HOCHSTADTER )Kabel tipe ini tidak terdapat sabuk isolasi

Screening inti individual tipis dan fleksibel, sehingga sedikit daya terdisip

Screen tipis menyebabkan arus sulit terinduksi dan membantu disipasi pan

Kabel ini memiliki pemisah inti sehingga tidak menyebabkan tekanandielektrik saat terjadi ekspansi panas dan pergeseran mekanis

Digunakan sampai dengan tegangan 60kV

Inti individual tidak mempunyai cover metal

Celah pada kabel dipenuhi dengan minyak

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

25/41

KABEL TIPE S.L

Kabel ini tidak memiliki sheath metalCelah ruang pengisi tidak terisi minyak.Kabel SL berguna untuk penggunaan jarak pendekKabel SL menghasilkan rugi yang kecil

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

26/41

TEKANAN DIELEKTRIK KABEL INTI

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

27/41

TEKANAN DIELEKTRIK KABEL INTIGradient tegangan antar konduktor dan sheath :

Pada kabel dengan isolasi homogenbahan elektrik akan memperolehtekanan listrik yang tidak sama setiap

jari-jarinya. RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

28/41

GRADING KABEL UNTUK DISTRIBSERAGAMMetode ini material isolasinya terdiri dari beberapa lapis yang memiliki permberbeda

1.Grading kapasitansi

Misalkan kabel 3 lapis isolasi dengan permitidan dengan radius , , dan tekanan m

, , tekanan maksimum akan tercapai

yang sama untuk pengoperasian palindidadapatkan hasil :

= =

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

29/41

GRADING KABEL UNTUK DISTRIBUSI

Metode ini material isolasi yang sama dipergunakan pada kabel, terbagi menatau lebih lapisan dengan menggunakan screen melingkar atau intersheath.

2. Grading Intersheath

Setiap lapis isolasi membagi total tegangan secaraproporsional didapatkan tekanan maksimum :

= 2.178

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

30/41

KABEL TEGANGAN TINGGI BERTE

Kabel Tekanan Minyak :Kabel terisi minyak yang mengalir bebas untuk menyalurkan tekanan

Tekanan maksimum minyak kisaran 0.35 MN/ (3.5 50 )

Maksimum tekanan listrik 150kV/cm

Terdapat 3 tipe utama kabel terisi minyak :a) Inti tunggal kanal konduktor

b) Inti tunggal kanal sheath

c) Inti kanal ruang pengisi

RACHMAD

a) INTI TUNGGAL KANAL KONDUKTOR

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

31/41

a) INTI TUNGGAL KANAL KONDUKTOR

b) INTI TUNGGAL KANAL SHEATH

c) Inti Tunggal Kanal

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

32/41

KABEL GAS BERTEKANANTekanan gas berkisar 1.4 MN/ (14 atm atau 200 psi).

Tipe kabel gas bertekanan :

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

33/41

KABEL TEKANAN LUARTipe Jalur Pipa :

Bagian luar kabel dibentuk segitiga yang terbungkus diafragma sheath logamdiisi nitrogen dengan tekanan 200psi.

RACHMAD

KABEL TEKANAN DALAM

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

34/41

KABEL TEKANAN DALAMa. Kabel terisi Gas

Gas bersentuhan dengan bahan dielektrik

b. Kabel bantalan Gas

c. Kabel rendam bertekana

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

35/41

DESAIN TERMAL KABEL

Kabel bawah tanah dipasang pada trench segiempat.Setelah penggalian, diselimuti lapisan pasir (bebas kerikil dan batu).Diatas kabel dan lapisan pasir, di pasang pelindung (bata)

RACHMAD

Desain Termal Kabel

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

36/41

Rating Arus kabel : bergantung pada temperatur kerja maksimum kabel kapengaruh dari :

a) rugi ohm dalam konduktor

b) rugi dielektrik media isolasi dan

c) rugi sheath dan intersheath.

Resistansi Termal : aliran panas atau aliran arus pada bahan isolasi yang didalam ohm termal

Ohm Termal : resistansi alur yang dilalui dimana 1o menghasilkan pana

Resistivity termal : temperatur jatuh dalam derajat yang dihasilkan aliran 1antara permukaan berhadapan pada 1 material

Gambar Aliran Panas pada kabel tanam dalam tanah RACHMAD

Resistansi termal Kabel Inti Tunggal

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

37/41

Resistansi termal Kabel Inti Tunggal

Ket :H = jumlah panas per unit panjang kabel dan bersesuaian dengan masalah elektrostatikq = Fluks listrik yang mengalir keluar per satuan panjangk = resistiviti termalS = Resistansi termal total kabel

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

38/41

Resistansi Termal Kabel 3-intiUntuk kabel 3-inti, terdapat 2 persamaan yang dapat digunakan :

Ket :t = ketebalan isolasi sabuk (belt)T = ketebalan isolasi konduktorr = jari-jari konduktor

Ket :r = jari-jari konduktora = jari-jari dimana masing-masing terletak pada konduktor

= jari-jari luar dielektrik RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

39/41

Resistansi Termal Tanah Sekitar Kabel

Ket :H = Panas yang dihasilkah = jarak diatas permukak = nilai resistivitas term

RACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

40/41

KABEL UDARADisipasi panas pada kabel udara sangat bergantung dari radiasi. Untukpermukaan yang bersentuhan langsung dengan udara tanpaada batasanventilasi, disipasi panas di dapat dari rumus :

Ket := jari-jari luar kabel, umumnya sheath metal= temperatur permukaan kabel= temperatur ambient (lingkungan)

k = konstanta emisiti yang nilainya bervariasi denganRACHMAD

7/25/2019 Kabel Tegangan Tinggi

41/41

TERIMA KRACHMAD