Materi Teknik Teganga Tegangan n Tinggi
TEKNIK TEGANGAN TINGGI Tegangan tinggi dalam dunia teknik tenaga listrik(electric power engineering) ialah semua tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh para tenisi listrik sehingga diperlukan pengujian dan pengukuran dengan dengan tegangan tinggi yang semuannya semuannya bersifat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu (subyektif), atau dimana gejala-gejala tegangan tinggi mulai terjadi (obyektif). Berdasarkan atas kebiasaan yang dipakai dalam beberapa buku maka disini yang dicakup dalam bidang teknik tegangan tinggi adalah permasalahan pokok sebagai berikut: . teknik pembang pembangkit kit dan pengujian pengujian teganga tegangan n tinggi, tinggi, termasuk termasuk antara laen klasifik klasifikasi asi pengujian !.". !.". dalam laboratorium,pembangkit dan pengujian pengujian dengan tegangan #$. #$. pembangkitan dan pengujian dengan dengan tegangan %$, pembangkit dan pengujian pengujian dengan tegangan impuls. &. koordinasi koordinasi isolasi, isolasi, yang yang menyangku menyangkutr tr persoalan-perso persoalan-persoalan alan koordinas koordinasii isolasi antara antara peralatan listrik di satu pihak dan alat-alat pelindung di lain pihak. '. beberapa beberapa gejala gejala tegangan tegangan tinggi, tinggi, dimana dimana antara antara laen laen akan dibahas dibahas soal-soal soal-soal korona(corona), gangguan radio(radio interfence),gangguan teleise(teleision interference) dan gangguan berisik(audible noise). . Beberapa Beberapa komponen komponen peralatan peralatan tegangan tegangan tinggi, tinggi, misalnnya misalnnya isolator isolator,, bahan-bah bahan-bahan an dielectric,bushing, dan sebagainnya *. +nstrumentasi +nstrumentasi tegangan tegangan tinggi tinggi , misalnnya misalnnya osilograf osilograf dan dan meter-meter meter-meter khusus khusus untuk untuk pengukuran tegangan tinggi . urya urya hubung, hubung, yang berhubung berhubungan an dengan dengan naiknnya naiknnya tegangan sejalan sejalan dengan kenaika kenaikan n tenaga yang harus disalurkan, memegang peranan yang menentukan dalam penetapan isolasi. roject terpenting dalam teknik tegangan tinggi adalah +/01#T+2/, +/01#T+2/, yang berarti to insulate dan to separate. insulator ini terpasang pada tiang tiang transmisi atau distribusi
dengan jalan agar arus tidak mengalir ke tanah melalui tiang atau arus bocor, melainkan menuju ke konsumen. insulator ini terbuat dari bahan isolator. erbedaan antara isolator dan konduktor adalah, bahwa konduktor adalah sangat mudah mengalirkan elektron sedangkan isolator sangat susah mengalirkan elektron. !al ini lah yang menjadikan bahan dasar pembuatan isolator. uspension isolator : merupakan isolator yang digantung pada tiang distribusi, berbentuk suatu lempengan keramik yang diapit oleh logam. satu logam unutk tempat bergantung suspensi ini dan logam lain untuk menggatung kabel transmisi atau distribusi. jadi keramik digunakan unutk mengisolasi arus, agar tidak bocor ke tanah lewat tiang. penggunaan isolator ini menganut type tegangannya, misalnya pada tegangan &3 4 menggunakan & suspensi isolator, sedangkan pada *3 4 menggunakan suspensi dan *33 4 menggunakan '' suspensi.
High Voltage Engineering
5ungsi nya adalah : . 0ntuk mengetes material insulator yang baru &. 0ntuk mengetahui tingkat tegangan yang dapat digunakan oleh insulation material '. 0ntuk mengetes e6iciting komponen yang ada dalam komponen power system pada trafo terdapat minyak yang berfungsi sebagai pendingin kumparan dan mengisolasi tegangan agar tidak bocor ke luar. engukuran tegangan tinggi berbeda dengan pengukuran tegangan rendah, sehingga per lu penjelasan khusus mengenai pengukuran ini. #da tiga jenis tegangan tinggi yang akan diukur dalam pengujian tegangan tinggi, yaitu tegangan tinggi bolak-balik, tegangan tinggi searah, dan tegangan tinggi impuls. engujian tegangan t inggi pada umumnya diperlukan untuk mengetahui apakah peralatan tegangan tinggi yang diuji masih memenuhi standar kualitas dan kebutuhan yang dispesifikasikan pada peralatan tersebut. 1ingkup studi teknik tegangan tinggi mencakup semua masalah seperti studi tentang korona, teknik isolasi, tegangan lebih pada sistem tenaga listrik, proteksi tegangan lebih, dan lain-lain. %engan begitu banyaknya masalah yang mencakup tegangan tinggi, maka dibutuhkanlah pengujian tegangan tinggi dengan maksud sebagai berikut:
. 0ntuk meneliti sifat-sifat listrik dielektrik yang baru ditemukan, sebagai usaha dalam menemukan bahan isolasi yang lebih murah. &. 0ntuk erifikasi hasil rancangan isolasi baru, yaitu hasil rancangan yang telah dikurangi olume isolasinya. '. 0ntuk memeriksa kualitas peralatan sebelum terpasang, hal ini dilakukan untuk menghindarkan kerugian bagi pemakai peralatan. . 0ntuk memeriksa kualitas peralatan setelah beroperasi dalam rangka mengurangi kerugian semasa pemeliharaan.
erlunya pengujian tegangan tinggi seperti diuraikan di atas menuntut adanya cabang studi tegangan tinggi yang membahas khusus pengujian tegangan tinggi. tudi ini akan mempelajari cara kerja dan karakteristik peralatan-peralatan uji tegangan tinggi dan prosedur pengujian yang telah distandarisasi. #dapun peralatan-peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian tegangan tinggi adalah: . embangkit tegangan tinggi yang terdiri atas: pembangkit tegangan tinggi #$, pembangkit tegangan tinggi %$, dan pembangkit tegangan tinggi impuls. &. #lat ukur tegangan tinggi yang terdiri atas alat ukur tegangan tinggi %$, alat ukur tegangan tinggi #$, dan alat ukur tegangan tinggi impuls. '. #lat pengukur sifat listrik dielektrik, antara lain alat ukur rugi-rugi dielektrik, alat ukur tahanan isolasi, alat ukur konduktiitas, dan alat ukur peluahan parsial. #. Tegangan Tinggi AC %alam laboratorium diperlukan tegangan tinggi bolak-balik untuk percobaan dan pengujian dengan arus bolak-balik serta untuk membangkitkan tegangan tinggi searah dan pulsa. Trafo uji yang biasa digunakan untuk keperluan tersebut memiliki daya yang lebih rendah serta perbandingan belitan yang jauh lebih besar daripada trafo daya. #rus primer biasanya disulang dengan ototrafo sedangkan untuk kasus khusus disulang dengan pembangkit sinkron.
!ampir semua pengujian dan percobaan dengan tegangan tinggi bolak-balik mensyaratkan nilai tegangan yang teliti. !al tersebut umumnya hanya akan terpenuhi jika pengukuran dilakukan pada sisi tegangan tinggi7 untuk itu telah disusun berbagai cara dalam mengukur tegangan tinggi bolak-balik. Bentuk V(t) untuk tegangan tinggi bolak-balik sering menyimpang dari bentuk sinus. %alam teknik tegangan tinggi, nilai puncak dan nilai efektif "ef memiliki arti yang sangat penting : Vrms = 1T0TV2 t dt
Mekanisme Terjadinya Tegangan Tembs !istrik
uatu dielektrik tidak mempunyai elektron-elektron bebas, melainkan elektron-elektron yang terikat pada inti atom unsur yang membentuk dielektrik tersebut. etiap dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul terpaan elektrik. ada gambar &. ditunjukkan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan di antara dua elektroda piring sejajar. Bila elektroda diberi tegangan searah ", maka timbul medan elektrik (8) di dalam dielektrik. 9edan elektrik ini memberi gaya kepada electron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi electron bebas. %engan kata lain, medan elektrik merupakan suatu beban yang menekan dielektrik agar berubah sifat menjadi konduktor. ika terpaan elektrik yang dipikulnya melebihi batas tersebut dan terpaan berlangsung cukup lama, maka dielektrik akan menghantar arus atau gagal melaksanakan fungsinya sebagai isolator. %alam hal ini dielektrik disebut tembus listrik atau “breakdown”. Terpaan elektrik tertinggi yang dapat dipikul suatu dielektrik tanpa menimbulkan dielektrik tembus listrik disebut kekuatan dielektrik. ika suatu dielektrik mempunyai kekuatan dielektrik , maka terpaan elektrik yang dapat dipikulnya adalah . 8k ; 8k ika terpaan elektrik yang dipikul dielektrik melebihi , maka di dalam dielektrik akan terjadi proses ionisasi berantai yang akhirnya dapat membuat dielektrik mengalami tembus listrik. roses ini membutuhkan waktu dan lamanya tidak tentu tetapi bersifat statistik.
Tegangan yang menyebabkan dielektrik tersebut tembus listrik disebut tegangan tembus atau breakdown voltage. Tegangan tembus adalah besar tegangan yang menimbulkan terpaan elektrik pada dielektrik sama dengan atau lebih besar daripada kekuatan dielektriknya.
GENE"AT#" AC (A!TE"NAT#")
!ampir semua tenaga listrik yang dipergunakan saat ini bekerja pada sumber tegangan bolak balik (ac), karenanya, generator ac adalah alat yang paling penting untuk menghasilkan tenaga listrik. =enerator ac, umumnya disebut alternator, berariasi ukurannya sesuai dengan beban yang akan disuplai. ebagai contoh, alternator pada 1T# mempunyai ukuran yang sangat besar, membangkitkan ribuan kilowatt pada tegangan yang sangat tinggi. $ontoh lainnya adalah alternator di mobil, yang sangat kecil sebagai perbandingannya. Beratnya hanya beberapa kilogram dan menghasilkan daya sekitar 33 hingga &33 watt, biasanya pada tegangan & olt.
$asar%dasar Generator AC
Berapapun ukurannya, semua generator listrik, baik ac maupun dc, bergantung kepada prinsip induksi magnet. 895 diinduksikan dalam sebuah kumparan sebagai hasil dari () kumparan yang memotong medan magnet, atau (&) medan magnet yang memotong sebuah kumparan. epanjang ada gerak relatie antara sebuah konduktor dan medan magnet, tegangan akan diinduksikan dalam konduktor. Bagian generator yang mendapat induksi tegangan adalah armature. #gar gerak relatie terjadi antara konduktor dan medan magnet, semua generator haruslah mempunyai dua bagian mekanis yaitu rotor dan stator.
"#TATING%A"MAT&"E A!TE"NAT#"
#lternator armature bergerak (rotating-armature alternator ) mempunyai konstruksi yang sama dengan generator dc yang mana armature berputar dalam sebuah medan magnet stasioner. ada generator dc, emf dibangkitkan dalam belitan armature dan dikonersikan dari ac ke dc dengan menggunakan komutator (sebagai penyearah). ada alternator, tegangan ac yang dibangkitkan tidak diubah menjadi dc dan diteruskan kepada beban dengan menggunakan slip ring. #rmature yang bergerak dapat dijumpai pada alternator untuk daya rendah dan umumnya tidak digunakan untuk daya listrik dalam jumlah besar.
"#TATING%'IE!$ A!TE"NAT#"
#lternator medan berputar mempunyai belitan armature yang stasioner dan sebuah belitan medan yang berputar. 4euntungan menggunakan system belitan armature stasioner adalah bahwa tegangan yang dihasilkan dapat dihubungkan langsung ke beban. enis armature berputar memerlukan slip ring dan sikat untuk menghantarkan arus dari armature ke beban. #rmature, sikat dan slip ring sangat sulit untuk diisolasi, dan percikan bunga api dan hubung singkat dapat terjadi pada tegangan tinggi. 4arenanya, alternator tegangan tinggi biasanya menggunakan jenis medan berputar. 4arena tegangan yang dikenakan pada medan berputar adalah tegangan searah yang rendah, problem yang dijumpai pada tegangan tinggi tidak terjadi. #rmature stasioner, atau stator, pada alternator jenis ini mempunyai belitan yang dipotong oleh medan putar (rotating magnetic field). Tegangan yang dibangkitkan pada armature sebagai hasil dari aksi potong ini adalah tegangan ac yang akan dikirimkan kepada beban. tator terdiri dari inti besi yang dilaminasi dengan belitan armature yang melekat pada inti ini. Tegangan tinggi adalah semua tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh teknisi listr ik, sehingga dibutuhkan pengujian dan pengukuran. tandar tegangan tinggi di dunia umumnya berbeda-beda, tergantung kemajuan negaranya masing-masing. %i +ndonesia, leel tegangan dibagi menjadi macam, yakni: Tegangan >endah (&&3-'?3 "), Tegangan 9enengah (@-&3 k"), Tegangan Tinggi ('3-*3 k"), dan Tegangan 86tra Tinggi (*33 k"). 0ntuk transmisi biasa digunakan Tegangan Tinggi dan 86tra Tinggi sedangkan untuk distribusi menggunakan
Tegangan "endah dan Menengah
engujian tegangan tinggi perlu dilakukan untuk beberapa tujuan, diantaranya: . 9enemukan bahan (di dalam atau yang menjadi komponen suatu alat tegangan tinggi) yang kurang baik kualitasnya, atau cara pembuatannya salah. &. 9emberikan jaminan bahwa alat-alat listrik dapat dipakai pada tegangan normalnya dalam jangka waktu yang tidak terbatas. '. 9emberikan jaminan bahwa isolasi alat-alat dapat tahan terhadap tegangan lebih (yang didapati dalam praktek operasi sehari-hari) untuk waktu terbatas.
engujian tegangan tinggi dibagi menjadi dua jenis berdasarkan pengaruhnya terhadap bahan yang diujikan, yakni destruktif (merusak) dan non destruktif. engujian destruktif terdiri dari tiga tahap. .
Tegangan tinggi %$ juga perlu diuji. 9eskipun tegangan ini tidak banyak digunakan pada sistem transmisi karena mahal dan sulit mentransformasikan leel tegangannya, tegangan ini memiliki kelebihan jika digunakan pada sistem transmisi, antara lain: . %engan tegangan puncak dan rugi daya yang sama kapasitas penyaluran dengan tegangan searah lebih tinggi diibandingkan dengan tegangan bolak balik &. engisolasian tegangan searah lebih sederhana '. %aya guna (efisiensi) lebih tinggi karena faktor dayanya . ada penyaluran jarak jauh dengan tegangan searah tidak ada persoalan perubahan frekuensi dan stabilitas *. 0ntuk rugi korona dan radio interferensi tertentu tegangan searah dapat dinaikkan lebih tinggi daripada tegangan bolak balik ada tegangan tinggi, terdapat berbagai fenomena-fenomena yang terjadi, diantaranya: . Sparkover , merupakan peristiwa pelepasan benda akibat tegangan tinggi yang tidak melalui permukaan. $ontohnya pada isolasi cair. &. Flashover , merupakan peristiwa pelepasan benda akibat tegangan tinggi yang melalui permukaan. '. Korona, merupakan peristiwa ionisasi molekul-molekul udara diantara dua kawat sejajar bertegangan tinggi, karena medan listrik yang kuat. 9edan listrik itu akan mempercepat elektron, sehingga menumbuk molekul-molekul lain dan mengakibatkan terlepasnya ikatan muatan positif dan muatan negatif. . Skin effect , merupakan peristiwa mengalirnya arus di kulit konduktor, akibat tegangan dengan frekuensi tinggi. alah satu peralatan yang digunakan untuk pengujian ini adalah transformator penguji. Trafo ini berbeda dengan trafo daya. $iri-ciri trafo penguji antara lain: perbandingan jumlah lilitan lebih besar dibandingkan dengan trafo daya, kapasitas k"#-nya kecil dibandingkan
dengan kapasitas trafo daya. Biasanya dipakai transformator satu fasa, karena pengujian dilakukan fasa demi fasa. 4arena udara merupakan media isolasi yang paling banyak digunakan dalam teknik tegangan tinggi, perlu diteliti bagaimana karakteristik udara akibat kenaikan tegangan yang diberikan. !al ini berguna untuk perencanaan instalasi listrik. 4egagalan yang terjadi pada isolasi disebabkan oleh beberapa hal, seperti kerusakan mekanis, isolator yang sudah lama dipakai sehingga berkurang kekuatan dielektriknya, atau karena tegangan lebih. Tegangan tembus dari isolasi udara ini dipengaruhi bentuk elektroda dan juga jarak antar dua elektroda tersebut. /ilai tegangan tembus akan semakin tinggi apabila jarak antar elektroda semakin besar. Tegangan tembus juga lebih besar saat elektroda yang digunakan bertipe bola-flat. ada tipe bola-flat, tegangan tembusnya lebih besar karena bentuk geometris elektroda bola. Bentuknya yang seperti itu menyebabkan distribusi muatan tersebar di seluruh permukaan bola. 8lektron akan sulit terlepas dari elektroda ini. %an untuk melepaskan elektronnya (menyebabkan terjadinya lompatan api), dibutuhkan energi yang besar. 2leh sebab itula h tegangan tembusnya juga semakin besar. ada tipe jarum-flat, tegangan tembusnya lebih kecil karena bentuk geometrisnya. 8lektron-elektron memiliki kecenderungan untuk berkumpul di titik sudut. 4arenanya, tipe jarum ini sangat memungkin elektron-elektron berkumpul di bagian ujung elektrodanya. 8lektron akan lebih mudah terlepas dari elektroda dan menimbulkan lompatan api. ehingga energi yang dapat menyebabkan terjadinya lompatan api tidak terlalu besar dibandingkan bentuk bola, tegangan tembusnya pun lebih kecil. 0ntuk pengaruh jarak antar elektroda dan tegangan tembus, berkaitan dengan medan listrik yang berada diantara elektroda. eperti yang diketahui, medan listrik secara matematis merupakan perbandingan antara tegangan antar elektoda dengan jaraknya. /ilai medan listrik yang menyebabkan terjadinya lompatan api, dipengaruhi oleh karakteristik suhu dan kerapatan udara, sehingga nilainya cenderung tetap. 2leh karena itu, apabila jarak antar elektroda semakin kecil, maka tegangan tembusnya juga semakin kecil. #pabila jarak antar elektroda semakin besar, maka tegangan tembusnya juga besar. enjelasan lain adalah, apabila jarak antar elektroda kecil, energi yang diperlukan untuk mendorong terjadinya ionisasi diantara dua elektroda itu kecil. adi hanya dibutuhkan tegangan tembus yang kecil agar bisa menyebabkan terjadi lompatan api. ebaliknya jika jarak antar elektroda besar, molekul-molekul udara yang harus diionisasi agar bisa
menciptakan lompatan api sangat banyak, membutuhkan energi besar untuk mengionisasinya. ehingga tegangan tembusnya tinggi.
*embangkit Tegangan Tinggi $C
embangkit tegangan tinggi %$ umumnya banyak digunakan dalam fisika terapan seperti instrumen dalam bidang nuklir (akselerator, mikroskop elektron), peralatan elektromedik (6ray), peralatan industri (presipitat dan penyaringan gas buang di pembangkit listrik, industri semen, pengecatan elektrostatik dan pelapisan serbuk) atau eletronika komunikasi (teleisi). 4ebutuhan bentuk tegangan, tingkat tegangan dan besar arus serta kestabilan dari pembangkit tegangan tinggi tersebut akan berbeda satu aplikasi dengan lainnya. alah satu prinsip untuk membangkitkan tegangan tinggi menggunakan n-tingkat sirkuit bertingkat satu fasa Cockcroft –alton atau !reinacher . rinsip ini digambarkan pada gambar di bawah ini.
%ari rangkaian diatas, tegangan pada titik C, &C sampai titik ke-nC terjadi osilasi dari tegangan "(t). Tegangan pada titik C, &C sampai titik ke-nC tetap konstan terhadap ground . Tegangan yang melintas seluruh kapasitor merupakan sinyal %$ dengan besar tegangannya &"ma6 untuk setiap tingkatan kapasitor, kecuali pada kapasitor $Cn yang maksimumnya hanya "ma6. Tegangan pada penyearah %, %C sampai %Cn sebesar &"ma6 atau dua kali puncak tegangan #$ dan keluaran !" akan mencapai maksimum &n"ma6. umlah tingkat pada rangkaian ini sangat terbatas pada arus yang akan melewati beban. rinsip lainnya pelipat tegangan menggunakan tranformator. enggunaan transformator sebagai pelipat teganganpun dapat dilakukan secara bertingkat. rinsip ini digambarkan pada gambar di bawah ini :
ada setiap tingkat, transformator memiliki low voltage pada lilitan primernya () dan high voltage pada lilitan sekundernya (&) dan low voltage pada lilitan tersiernya (') yang terhubung dengan lilitan primer pada tingkat berikutnya. ara rangkaan ini, transformator terendah harus mencatu energi ke transformator ditingkat berikutnya. ada =ambar 'b ditunjukkan skematik rangkaian didalam fl"back transformator yang menggunakan prinsip rangkaian induktor seperti yang ditunjukkan pada pada rangkaian transformator bertingkat pada =ambar &a.
*E"ANCANGAN *EM+ANGKIT TEGANGAN TINGGI $C
#dapun diagram blok untuk pembangkit tegangan tinggi %$ untuk s istem electrospinning pada gambar di bawah ini :
*EME!IHA"AAN *E"A!ATAN !IT"IK TEGANGAN TINGGI
emeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah serangkaian tindakan atau proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan. Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinyunitas penyaluran tenaga listrik dan menjamin keandalan, antara lain : a. 0ntuk meningkatkan reliability, aailability dan effiency. b. 0ntuk memperpanjang umur peralatan. c. 9engurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan. d. 9eningkatkan afety peralatan. e. 9engurangi lama waktu padam akibat sering gangguan.
5aktor yang paling dominan dalam pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah pada sistem isolasi. +solasi disini meliputi isolasi keras (padat) dan isolasi minyak (cair). uatu peralatan akan sangat mahal bila isolasinya sangat bagus, dari demikian isolasi merupakan bagian yang terpenting dan sangat menentukan umur dari peralatan. 0ntuk itu kita harus memperhatikan A memelihara sistem isolasi sebaik mungkin, baik terhadap isolasinya maupun penyebab kerusakan isolasi. %alam pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi kita membedakan antara pemeriksaan A monitoring (melihat, mencatat, meraba serta mendengar) dalam keadaan operasi dan memelihara (kalibrasi A pengujian, koreksi A resetting serta memperbaiki A membersihkan ) dalam keadaan padam. ersoalan-persoalan dalam teknik tegangan tinggi merupakan persoalan yang menyangkut segala hal yang ditimbulkan oleh adanya tegangan tinggi atau oleh adanya perubahan dari
tegangan yang relatif rendah ke tegangan tinggi dan persoalan-persoalan teknis yang timbul karena adanya tegangan tinggi tersebut.ersoalannya cukup luas sehingga kadang-kadang sukar diketahui batasnya dimana persoalan transmisi berhenti dan persoalan teknik tegangan tinggi mulai atau sebaliknya. 4arena luasnya persoalan tegangan tinggi ini maka persoalan dibatasi pada hal-hal sebagai berikut : 9edan 1istrik dan kekuatan listrik, dengan semakin tingginya tegangan yang dipakai, maka bahan isolasi semakin sulit untuk dibuat, isolasi dapat tembus dan membuat peralatan rusak atau harus diperbaiki. 9edan listrik 8 perlu diperhatikan karena akibat medan listrik 8 ini partikel media isolasi mendapat energi ekstra (kinetic energy) dan kalau energi ini cukup besar maka bahan isolasi menjadi rusak dan menghantarkan arus listrik. 4ekuatan listrik suatu bahan bisa dianggap sebagai batas dimana bahan bila dikenai tegangan yang lebih dari itu akan rusak. 4elihatannya ini tidak menimbulkan masalah tetapi kekuatan listrik ini untuk tegangan tinggi dipengaruhi oleh tekanan, suhu, kuat medan, bentuk tegangan, adanya ketidak murnian dalam isolasi (impuirities), gelembung udara dan lain-lain faktor, untuk mengetahui parameter atau faktor-faktor inilah kita perlu mempelajari bagaimana proses breakdown atau tembus suatu media isolasi. 0ntuk mentest peralatan tegangan tinggi diperlukan peralatan-peralatan dan teknik yang khusus.erlu dipelajari bagaimana mensimulasikan keadaan yang sebenarnya, misalnya akibat petir atau tegangan surja hubung (switching surge).engujian tegangan tinggi meliputi tegangan #$, %$ dan impulse yaitu untuk surja hubung dan petir. 9asalah yang lain adalah koordinasi isolasi. Tegangan lebih tidak dapat dihindarkan untuk ini perlu ada pengaman-pengaman dan juga koordinasi peralatan (isolasi) sehingga peralatan yang ada tidak rusak akibat pulsa-pulsa tegangan lebih (impuls). Timbul juga gangguan-gangguan pada keadaan di sekitar transmisi tegangan tinggi misalnya gangguan radio (radio interference) dan suara yang berisik. %esain dari peralatan-peralatan tegangan tinggi harus diperhatikan agar tidak terjadi medan listrik yang terlalu besar sehingga media isolasi tidak sanggup untuk menahannya, +nstrumentasi atau alat ukur. +ni juga dapat membuat masalah tersendiri karena harus cukup aman dan cukup cermat
Tegangan Transmisi dan "gi%"gi $aya 'A3&A&33D !a=e * komentar
#rtikel kali ini dibuat sebagai pelengkap dari artikel-artikel sebelumnya yang membahas mengenai sistem tenaga listrik. dan seperti telah kita ketahui bahwa suatu sistem tenaga listrik terdiri dari: pusat pembangkit listrik, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban. pada saat sistem tersebut beroperasi, maka pada sub-sistem transmisi akan terjadi rugi-rugi daya. ika tegangan transmisi adalah arus bolak-balik (alternating current, #$) ' fase, maka besarnya rugi-rugi daya tersebut adalah: Et '+F&> (watt)GG.() dimana: + arus jala-jala transmisi (ampere) > Tahanan kawat transmisi perfasa (ohm) arus pada jala-jala suatu transmisi arus bolak-balik tiga fase adalah: + A"'."r.$os H GG(&) dimana: %aya beban pada ujung penerima transmisi (watt) "r Tegangan fasa ke fasa pada ujung penerima transmisi (olt) $os H 5aktor daya beban "' disini adalah akar ' jika persamaan () disubstitusi ke persamaan (&), maka rugi-rugi daya transmisi dapat ditulis sebagai berikut: Et F&.>A"rF&.cosF& H Terlihat bahwa rugi-rugi daya transmisi dapat dikurangi dengan beberapa cara, antara lain: . meninggikan tegangan transmisi &. memperkecil tahanan konduktor '. memperbesar faktor daya beban ehingga untuk mengurangi rugi-rugi daya dilakukan dengan pertimbangan: . ika ingin memperkecil tahanan konduktor, maka luas penampang konduktor harus diperbesar. sedangkan luas penampang konduktor ada batasnya. &. jika ingin memperbaiki faktor daya beban, maka perlu dipasang kapasitor kompensasi (shunt capacitor). perbaikan faktor daya yang diperoleh dengan pemasangan kapasitor pun ada batasnya. '. rugi-rugi transmisi berbanding lurus dengan besar tahanan konduktor dan berbanding terbalik dengan kuadrat tegangan transmisi, sehingga pengurangan rugi-rugi daya yang diperoleh karena peninggian tegangan transmisi jauh lebih efektif daripada pengurangan rugirugi daya dengan mengurangi nilai tahanan konduktornya. ertimbangan yang ketiga, yaitu dengan menaikkan tegangan transmisi adalah yang cenderung dilakukan untuk mengurangi rugi-rugi daya pada saluran transmisi. 4ecenderungan itupun dapat terlihat dengan semakin meningkatnya tegangan transmisi di
eropa dan amerika, seperti ditunjukkan pada tabel dibawah ini. 9asalah enerapan Tegangan Tinggi ada Transmisi ada penerapannya, peninggian tegangan transmisi harus dibatasi karena dapat menimbulkan beberapa masalah, antara lain: . Tegangan tinggi dapat menimbulkan korona pada kawat transmisi. korona ini pun akan menimbulkan rugi-rugi daya dan dapat menyebabkan gangguan terhadap komunikasi r adio. &. ika tegangan semakin tinggi, maka peralatan transmisi dan gardu induk akan membutuhkan isolasi yang olumenya semakin banyak agar peralatan-peralatan tersebut mampu memikul tegangan tinggi yang mengalir. !al ini akan mengakibatkan kenaikan biaya inestasi. '. aat terjadi pemutusan dan penutupan rangkaian transmisi (switching operation), akan timbul tegangan lebih surja hubung sehingga peralatan sistem tenaga listrik harus dirancang untuk mampu memikul tegangan lebih tersebut. !al ini juga mengakibatkan kenaikan biaya inestasi . ika tegangan transmisi ditinggikan, maka menara transmisi harus semakin tinggi untuk menjamin keselamatan makhluk hidup disekitar trasnmisi. eninggian menara transmisi akan mengakibatkan trasnmisi mudah disambar petir. eperti telah kita ketahui, bahwa sambaran petir pada transmisi akan menimbulkan tegangan lebih surja petir pada sistem tenaga listrik, sehingga peralatan-peralatan sistem tenaga listrik harus dirancang untuk mampu memikul tegangan lebih surja petir tersebut. *. eralatan sistem perlu dilengkapi dengan peralatan proteksi untuk menghindarkan kerusakan akibat adanya tegangan lebih surja hubung dan surja petir. enambahan peralatan proteksi ini akan menambah biaya inestasi dan perawatan. kelima hal diatas memberi kesimpulan, bahwa peninggian tegangan transmisi akan menambah biaya inestasi dan perawatan, namun dapat megurangi kerugian daya. /amun jika ditotal biaya keseluruhan, maka peninggian tegangan transmisi lebih ekonomis karena member biaya total minimum, dan tegangan ini disebut tegangan optimum
