Fungsi Bagian- bagian dalam SUTET

Pembangunan Pusat Pembangkit Listrik dengan Kapasitas produksi energi listrik yang besar sepert; PLTA, PLTU, PLTGU, PLTG, PLTP memerlukan banyak persyaratan, terutama masalah lokasi yang tidak selalu dapat berdekatan dengan pusat beban seperti; kota, kawasan industri dan lainnya. Hal ini menjadikan tenaga listrik tersebut harus disalurkan melalui sistem transmisi yaitu:

• Saluran Transmisi
• Gardu Induk
• Saluran Distribusi

Apabila salah satu bagian sistem transmisi mengalami gangguan maka akan berdampak terhadap bagian transmisi yang lainnya, sehingga Saluran Transmisi, Gardu Induk dan Saluran Distribusi merupakan satu kesatuan yang harus dikelola dengan baik seperti; Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET), adalah sarana di udara untuk menyalurkan tenaga listrik berskala besar dari Pembangkit ke pusat-pusat beban dengan menggunakan tegangan tinggi maupun tegangan ekstra tinggi.

Beberapa Jenis Saluran

1. Saluran Udara

SUTT/SUTET merupakan jenis Saluran Transmisi Tenaga Listrik yang banyak digunakan oleh PLN daerah Jawa dan Bali karena harganya yang lebih murah dibanding jenis lainnya serta pemeliharaannya mudah. Pembangunan SUTT/SUTET sudah melalui proses rancang bangun yang aman bagi lingkungan serta sesuai dengan standar keamanan internasional, diantaranya: Ketinggian kawat penghantar, Penampang kawat penghantar, Daya isolasi, Medan listrik dan Medan magnet, serta Desis corona. Beberapa macam Saluran Udara yang ada di Sistem Ketenagalistrikan PLN P3B Jawa Bali, antara lain: Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV, Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV, Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV.

2. Saluran Kabel Pada daerah tertentu (umumnya perkotaan) yang mempertimbangkan masalah estetika, lingkungan yang sulit mendapatkan ruang bebas, keandalan yang tinggi, serta jaringan antar pulau, dipasang Saluran Kabel, antara lain Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 70 kV, Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 150 kV, Saluran Kabel Laut Tegangan Tinggi (SKITT) 150 kV. Kontruksi Kabel dapat dilihat.

3. Saluran Isolasi Gas Saluran Isolasi Gas (Gas lnsulated Line/GIL) adalah Saluran yang diisolasi dengan gas, misalnya: gas SF6, seperti gambar. Karena mahal dan resiko terhadap lingkungan sangat tinggi maka saluran ini jarang digunakan.

Perlengkapan SUTT/SUTET dan Fungsinya.

1. Tower

Tenaga listrik yang disalurkan lewat sistem transmisi umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya. Tower adalah konstruksi bangunan yang kokoh, berfungsi untuk menyangga/ merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang cukup agar aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya. Antara tower dan kawat penghantar disekat oleh isolator.

Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas macam 4 yaitu; Lattice tower, Tubular steel pole, Concrete pole, dan Wooden pole.

Konstruksi Lattice Tower merupakan jenis konstruksi SUTT/ SUTET yang paling banyak digunakan di jaringan PLN karena mudah dirakit terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya. Namun demikian periu pengawasan yang intensif karena besi-besinya rawan terhadap pencurian. Tower harus kuat terhadap beban yang bekerja padanya, diantaranya: Gaya berat tower dan kawat penghantar (gaya tekan), Gaya tarik akibat rentangan kawat, Gaya angin akibat terpaan angin pada kawat maupun badan tower.

Menurut fungsinya tower dibagi atas 7 macam yaitu:

• Dead end tower yaitu tiang akhir yang berlokasi di dekat Gardu induk, tower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya tarik.
• Section tower yaitu tiang penyekat antara sejumlah tower penyangga dengan sejumlah tower penyangga lainnya karena alasan kemudahan saat pembangunan (penarikan kawat), umumnya mempunyai sudut belokan yang kecil.
• Suspension tower yaitu tower penyangga, tower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya berat, umumnya tidak mempunyai sudut belokan.
• Tension tower yaitu tower penegang, tower ini menanggung gaya tarik yang lebih besar daripada gaya berat, umumnya mempunyai sudut belokan.
• Transposision tower yaitu tower tension yang digunakan sebagai tempat melakukan perubahan posisi kawat fasa guna memperbaiki impendansi transmisi.
• Gantry tower yaitu tower berbentuk portal digunakan pada persilangan antara dua Saluran transmisi. Tiang ini dibangun di bawah Saluran transmisi existing.
• Combined tower yaitu tower yang digunakan oleh dua buah saluran transmisi yang berbeda tegangan.

Menurut operasinya susunan/ konfigurasi kawat fasa tower dikelompokkan dalam beberapa jenis, yaitu, Jenis Delta digunakan pada konfigurasi horisontal/mendatar. Jenis Piramida digunakan pada konfigurasi vertikal/tegak. Dan jenis Zig-zag yaitu kawat fasa tidak berada pada satu sisi lengan tower.

2. Konduktor dan Isolator

Konduktor adalah media untuk tempat mengalirkan arus listrik dari Pembangkit ke Gardu induk atau dari GI ke GI lainnya, yang terentang lewat tower-tower. Konduktor pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Dibelakang clamp tersebut dipasang rencengan isoiator yang terhubung ke tower.

a.     Bahan konduktor

Bahan konduktor yang dipergunakan untuk saluran energy listrik perlu memiliki sifat-sifat, antara lain: Konduktivitas tinggi, Kekuatan tarik mekanikal tinggi, Titik berat, Biaya rendah, dan Tidak mudah patah.

Konduktor jenis Tembaga (BC: Bare copper) merupakan penghantar yang baik, karena memiliki konduktivitas tinggi dan kekuatan mekanikalnya cukup baik. Namun karena harganya mahal maka konduktor jenis tembaga rawan pencurian. Sedangkan jenis Aluminium harganya lebih rendah dan lebih ringan namun konduktivitas dan kekuatan mekanikalnya lebih rendah dibanding tembaga. Dan pada umumnya SUTT maupun SUTET menggunakan ACSR (Almunium Conductor Steel Reinforced). Bagian dalam kawat berupa steel yang mempunyai kuat mekanik tinggi, sedangkan bagian luarnya mempunyai konduktifitas tinggi. Karena sifat electron lebih menyukai bagian luar kawat daripada bagian sebelah dalam kawat maka ACSR cocok dipakai pada SUTT/SUTET.

Untuk daerah yang udaranya mengandung kadar belerang tinggi dipakai jenis ACSR/AS, yaitu kawat steelnya dilapisi dengan almunium. Pada saluran transmisi, yang perlu dinaikkan adalah kapasitas penyalurannya namun bila SUTT tersebut berada didaerah yang rawan longsor, maka dipasang konduktor jenis T-ACSR (Thermal Almunium Conductor Steel Reinforced) yang mempunyai kapasitas besar tetapi berat kawat tidak mengalami perubahan yang banyak. Konduktor pada SUTT/SUTET merupakan kawat berkas (stranded) atau serabut yang dipilin, agar mempunyai kapasitas yang lebih besar dibanding kawat pejal.

b.     Urutan fasa

Pada sistem arus putar, keluaran dari generator berupa tiga fasa, setiap fasa mempunyai sudut pergerseran fasa 1200. Pada SUTT dikenal fasa R, S dan T yang urutan fasanya selalu R diatas, S ditengah dan T dibawah. Namun pada SUTET urutan fasa tidak selalu berurutan karena selain panjang, karakter SUTET banyak dipengaruhi oleh faktor kapasitansi dari bumi maupun konfigurasi yang tidak selalu vertikal. Guna keseimbangan impendansi penyaluran maka setiap 100 km dilakukan transposisi letak kawat fasa.

c.     Penampang dan jumlah konduktor.

Penampang dan jumlah konduktor disesuaikan dengan kapasitas daya yang akan disalurkan, sedangkan jarak antar kawat fasa maupun kawat berkas disesuaikan dengan tegangan operasinya. Jika kawat terialu kecil maka kawat akan panas dan rugi transmisi akan besar. Pada tegangan yang tinggi (SUTET) penampang kawat , jumlah kawat maupun jarak antara kawat berkas mempengaruhi besarnya corona yang ditengarai dengan bunyi desis atau berisik.

d.     Jarak antar kawat fasa

Jarak kawat antar fasa SUTT 70kV idealnya adalah 3 meter, SUTT= 6 meter dan SUTET = 12 meter. Hal ini karena menghindari terjadinya efek ayunan yang dapat menimbulkan flash over antar fasa.

e.     Perlengkapan kawat penghantar

Perlengkapan atau fitting kawat penghantar adalah:

Spacer, Vibration damper. Untuk keperluan perbaikan dipasang Repair Sleeve maupun Armor Rod. Sambungan kawat disebut Mid Span Joint. Sedangkan untuk pengamanan lalu lintas udara di pasang Bola Pengaman dan Lampu Aviasi, yang masing-masing berfungsi untuk memberi tanda kepada pilot pesawat terbang. Untuk Lampu Aviasi terpasang pada tower dan pada kawat penghantar dengan sistem induksi dari kawat penghantar. Arching Horn adalah peralatan yang dipasang pada sisi Cold (tower) dari rencengan isolator yang berfungsi sebagai media pelepasan busur api dari tegangan lebih antara sisi Cold dan Hot (kawat penghantar), dan pada jarak yang diinginkan dapat berguna untuk memotong tegangan bila terjadi sambaran petir dan sebagai switching untuk mengamankan peralatan Gardu induk yang mahal harganya.

Isolator pada Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) adalah komponen penting yang digunakan untuk memisahkan dan mendukung konduktor listrik dari struktur penyangga atau tiang listrik. Isolator bertindak sebagai penghalang antara konduktor listrik (misalnya kabel atau kawat) dan struktur pendukung (seperti tiang atau menara).

Isolator pada SUTET biasanya terbuat dari bahan isolator yang tahan terhadap tegangan listrik tinggi dan tahan terhadap kondisi lingkungan yang beragam, seperti keramik, kaca, atau polimer komposit. Desain dan material isolator akan disesuaikan dengan kebutuhan tegangan operasional SUTET dan kondisi lingkungan tempat mereka dipasang.

a.     Isolasi Listrik

     Isolator memisahkan konduktor listrik dari tanah dan struktur penyangga. Hal ini penting untuk mencegah terjadinya kontak listrik yang tidak diinginkan antara konduktor dengan struktur tanah atau penyangga yang dapat menyebabkan terjadinya arus bocor atau gangguan listrik.

b.     Mendukung Konduktif

Isolator juga berfungsi sebagai penyangga atau pendukung untuk konduktor listrik. Mereka harus mampu menahan berat konduktor serta beban angin dan beban mekanis lainnya yang mungkin terjadi.

c.     Tahan Terhadap Cuaca dan Pencemaran.

Isolator harus tahan terhadap kondisi cuaca ekstrem seperti hujan, salju, panas, dan dingin, serta tahan terhadap pencemaran udara yang dapat mengurangi kemampuan isolasi listrik. 

3. Kawat Tanah (Ground)

Kawat Tanah atau Earth Wire (Kawat Petir) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Namun jika petir menyambar dari samping maka dapat mengakibatkan kawat fasa tersambar dan terjadinya gangguan. Kawat pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Pada tension clamp dipasang kawat jumper yang menghubungkannya pada tower agar arus petir dapat dibuang ke tanah lewat tower. Untuk keperluan perbaikan mutu pentanahan maka dari kawat jumper ini ditambahkan kawat lagi menuju ke tanah yang kemudian dihubungkan dengan kawat pentanahan.

a.  Bahan Kawat Tanah

Bahan ground wire terbuat dari steel yang sudah digalvanis, maupun sudah dilapisi dengan aluminium. Pada SUTET yang dibangun mulai tahun 1990an, didalam ground wire difungsikan fibre optic untuk keperluan telemetri, tele proteksi maupun telekomunikasi yang dikenal dengan OPGW (Optic Ground Wire), sehingga mempunyai beberapa fungsi.

b.  Jumiah dan posisi Kawat Tanah

Jumlah Kawat Tanah paling tidak ada satu buah diatas kawat fasa, namun umumnya di setiap tower dipasang dua buah. Pemasangan yang hanya satu buah untuk dua penghantar akan membuat sudut perlindungan menjadi besar sehingga kawat fasa mudah tersambar petir. Jarak antara ground wire dengan kawat fasa di tower adalah sebesar jarak antar kawat fasa, namun pada daerah tengah gawangan dapat mencapai 120% dari jarak tersebut.

c.  Pentanahan Tower

Pentanahan Tower adalah perlengkapan pembumian sistem transmisi, berfungsi untuk meneruskan arus Iistrik dari badan tower ke bumi. Berikut ini beberapa ketentuan dari Pentanahan Tower, antara lain :

• Nilai Pentanahan Tower, harus dibuat sekecil mungkin agar tidak menimbulkan tegangan tower yang tinggi yang pada akhirnya dapat mengganggu sistem penyaluran: Sistem 70kV : maksimal 5 Ohm, Sistem 150kV: maksimal 10 Ohm, dan Sistem 500kV : maksimal 15 Ohm.
• Jenis Pentanahan, terdapat beberapa jenis pentanahan, antara lain : Electroda Bar, suatu rel logam yang ditanam di dalam tanah. Pentanahan ini paling sederhana dan efektif, dimana nilai tahanan tanah adalah rendah. Electroda Plat: plat logam yang ditanam di dalam tanah secara horisontal atau vertikal. Pentanahan ini umumnya untuk pengamanan terhadap petir. Counter Poise Electrode: suatu konduktor yang digelar secara horisontal di dalam tanah. Pentanahan ini dibuat pada daerah. yang nilai tahanan tanahnya tinggi, atau untuk memperbaiki nilai tahanan pentanahan. Mesh Electrode: yaitu sejumlah konduktor yang digelar secara horisontal di tanah yang umumnya cocok untuk daerah kemiringan.
• Jenis Sambungan pada tower, terdapat 2 jenis penyambungan, yaitu; Penyambungan langsung pada stub bagian bawah dan Penyambungan dibagian atas stub.
• 4 Komponen Pentanahan, yaitu : Kawat pentanahan: terbuat dari bahan yang konduktifitasnya besar: tembaga, Klem pentanahan atau sepatu kabel: bahan tembaga yang tebal, Batang pentanahan: terbuat dari pipa tembaga atau besi galvanis, Klem sambungan kawat pentanahan terbuat dari tembaga.

Oleh Nurseto Adi Wibowo (Sumber : Lesics Indonesian, TEKNIK LISTRIK, Obitech, DKK)