Makalah listrik 3

  Transmission of Electrical Energy Tenaga listrik dibangkitkan pada dalam pusat-pusat pembangkit listrik ( power plant ) seperti PLTA, PLTU, PLTG, dan PLTD lalu disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator step-up yang ada dipusat listrik. Saluran transmisi tegangan tinggi mempunyai tegangan 70kV, 150kV, atau 500kV. Khusus untuk tegangan 500kV dalam praktek saat ini disebut sebagai tegangan ekstra tinggi. Setelah tenaga listrik disalurkan, maka sampailah tegangan listrik ke gardu induk (G1), lalu diturunkan tegangannya menggunakan transformator step-down menjadi tegangan menengah yang juga disebut sebagai tegangan distribusi primer. Kecenderungan saat ini menunjukan bahwa tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah tegangan 20kV. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui  jaringan distribusi primer atau jaringan Tegangan Menengah (JTM), maka tenaga listrik kemudian diturunkan lagi tegangannya dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah, yaitu tegangan 380/220 volt, lalu disalurkan melalui jaringan Tegangan Rendah (JTR) ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) PLN. Pelanggan- pelanggan dengan daya tersambung besar tidak dapat dihubungkan pada Jaringan Tegangan Rendah, melainkan dihubungkan langsung pada jaringan tegangaKuat medan listrik dan kapasitas hantar arus adalah faktor terpenting dalam desain danoperasi kabel daya listrik sehingga pemilihan jenis tanah dan kedalaman penanaman kabelberpengaruh terhadap kuat medan listrik, kapasitas hantar arus, dan panas yang dihasilkan olehkabel. Medan listrik timbul karena beda potensial antara dua titik. Kuat medan listrik yangberlebih akan menyebabkan umur bahan isolasi kabel menjadi berkurang. Kapasitas hantar arus(ampacity) pada kabel menentukan besarnya arus listrik yang diperbolehkan untuk mengalirsehingga suhu maksimal pada konduktor tidak melebihi batas suhu yang telah ditentukan.Penentuan kuat medan listrik dan kapasitas hantar arus maksimal adalah faktor terpenting

dalam desain dan operasi kabel daya listrik. Kuat medan listrik pada kabel akan timbul apabilamaterial dielektrik diberi tegangan. Kuat medan listrik yang berlebih akan menyebabkan umurbahan isolasi kabel menjadi berkurang. Permasalahan kapasitas hantar arus pada kabel adalahmenghitung besarnya arus listrik yang diperbolehkan untuk mengalir sehingga temperaturemaksimum konduktor kabel tersebut tidak melebihi batas yang telah ditentukan.Kabel telah digunakan dalam jaringan transmisi dan distribusi sejak hari-hari awal dariindustri tenaga listrik. Umumnya, panjang jarak transmisi listrik dilakukan melalui saluran udara.Namun, transmisi dan distribusi di daerah perkotaan yang berpenduduk padat sebagian besarmenggunakan kabel bawah tanah. Meskipun secara signifikan lebih mahal daripada saluranudara, kabel lebih disukai di daerah perkotaan karena pertimbangan keselamatan, keandalan danestetis. Sebagai hasil dari pembangunan di isolasi bahan dan teknik manufaktur, teknologi kabeltegangan tinggi telah meningkat secara signifikan selama bertahun-tahun. Dengan terusmeningkatnya panjang keseluruhan kabel, pertanyaan mengenai kehandalan jaringan, kegagalanmode dan diagnostik kabel tersebut telah mengasumsikan makna yang lebih besar. 1.2 Batasan MasalahMakalah ini membahas tentang berbagai aspek dari kabel listrik tegangan tinggi denganpenekanan pada kabel terisolasi polimer, yang hampir secara eksklusif digunakan dalam jaringan

distribusi di banyak negara.

1. Pig Tail ialah cara menyambung kabel yang paling sederhana berbentuk  ekor babi.  Sambungan ini   digunakan untuk menyambung atau  mencabangkan satu atau beberapa kabel pada satu titik. 

2. Lasdop ialah penutup untuk melindungi sebuah sambungan kabel. 

3. Isolasi ialah pembungkus kabel agar kabel terhindar dari hubungan  dengan penghantar arus listrik yang lain. 

4. Sambungan Puntir adalah cara menyambung antara dua kabel yang berbentuk satu garis lurus.  Ada dua macam cara sambungan  puntir yaitu; sambungaan puntir Bell hangers dan sambungan  puntir Western union. 

5. Turn Back ialah cara menyambung antara dua kabel yang berbentuk  satu garis lurus, dimana kabel ditekuk balik, dimaksudkan  untuk mendapatkan sambungan yang lebih kuat terhadap rentangan maupun tarikan, sehingga sering disebut sebagai  sambungan bolak-balik. 

6. Single Wrapped Cable Spice ialah suatu cara menyambung kabel yang  bernadi

banyak, yaitu dengan menganyam sesuai dengan arah  alurnya.  

7. Plain joint ialah cara-cara untuk mencabang kabel yang posisinya dalam satu bidang datar. 

8. Knotted tap joint ialah cara-cara untuk mencabang kabel yang posisinya  dalam satu bidang datar dengan memberi suatu simpul agar  sambungan lebih kuat.  

Sumber arus bolak-balik adalah generator arus bolak-balik yang prinsip kerjanya pada perputaran kumparan dengan kecepatan sudut ω yang berada di dalam medan magnetik. Sumber ggl bolak-balik tersebut akan menghasilkan tegangan sinusoida berfrekuensi f. Apabila generator tersebut dihubungkan dengan suatu penghantar R dan menghasilkan tegangan maksimum sebesar Vmax, maka tegangan dan arus listrik yang melewati penghantar.

Tegangan sinusoida dapat dituliskan dalam bentuk persamaan tegangan sebagai fungsi waktu, yaitu :

Tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator listrik berbentuk sinusoida. Dengan demikian, arus yang dihasilkan juga sinusoida yang mengikuti persamaan :

Dengan :

V = Tegangan Listrik AC

I = Arus Listrik AC

Vmax = Tegangan maksimum

Imax = Arus maksimum

ω = Kecepatan sudut (2πf)

Hubungan antara nilai efektif dan nilai maksimum dapat dinyatakan dalam persamaan :

        dan      

Nilai Rata-Rata Arus Listrik Bolak-Balik

Nilai rata-rata arus bolak-balik yaitu nilai arus bolak-balik yang setara dengan arus searah untuk memindahkan sejumlah muatan listrik yang sama dalam waktu yang sama pada sebuah penghantar yang sama. Hubungan antara nilai arus dan tegangan listrik bolak-balik dengan nilai arus dan tegangan maksimumnya dinyatakan dalam persamaan :

di mana :

Ir = kuat arus rata-rataImax = kuat arus maksimum