Dalam skripsi ini telah dilakukan penelitian pengaruh kelembaban udara terhadap kuat medan listrik yang ditimbulkan saluran udara tegangan tinggi (SUTT). Metode yang digunakan adalah pengukuran dilapangan menggunakan alat ukur HI-3604 ELF Field dan perhitungan dengan metode muatan bayangan. Lokasi penelitian adalah dibawah saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kV quadruple di tanjung gundul, kab. Bengkayang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kelembaban udara semakin rendah kuat medan listrik. Hal ini disebabkan karena dalam perhitungan kondisi kelembaban udara dinyatakan dengan nilai permittivitas udara yang konstan, yaitu (εr=1). Sedangkan dalam kondisi sebenarnya, permitivitas udara dapat berubah-ubah dan dipengaruhi oleh titik-titik air di udara

Sandi, R. (Rio)

Abstrak Dalam skripsi ini telah dilakukan penelitian pengaruh kelembaban udara terhadap kuat medan listrik yang ditimbulkan saluran udara tegangan tinggi (SUTT). Metode yang digunakan adalah pengukuran dilapangan menggunakan alat ukur HI-3604 ELF Field dan perhitungan dengan metode muatan bayangan. Lokasi penelitian adalah dibawah saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kV quadruple di tanjung gundul, kab. Bengkayang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kelembaban udara semakin rendah kuat medan listrik. Hal ini disebabkan karena dalam perhitungan kondisi kelembaban udara dinyatakan dengan nilai permittivitas udara yang konstan, yaitu (εr=1). Sedangkan dalam kondisi sebenarnya, permitivitas udara dapat berubah-ubah dan dipengaruhi oleh titik-titik air di udara.   Kata kunci : Konfigurasi SUTT, kuat medan listrik, metode bayangan

., Rio Sandi

Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura

ANALISIS PENGARUH KELEMBABAN UDARATERHADAP KUAT MEDAN LISTRIKDI SEKITAR SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI(SUTT) 150 kV QUADRUPLERio Sandi*)*)Program Studi Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas TanjungpuraRahasiaku293@yahoo.comAbstrakDalam skripsi ini telah dilakukan penelitian pengaruh kelembaban udara terhadap kuatmedan listrik yang ditimbulkan saluran udara tegangan tinggi (SUTT). Metode yang digunakanadalah pengukuran dilapangan menggunakan alat ukur HI-3604 ELF Field dan perhitungan denganmetode muatan bayangan. Lokasi penelitian adalah dibawah saluran udara tegangan tinggi (SUTT)150 kV quadruple di tanjung gundul, kab. Bengkayang.Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kelembaban udara semakin rendahkuat medan listrik. Hal ini disebabkan karena dalam perhitungan kondisi kelembaban udaradinyatakan dengan nilai permittivitas udara yang konstan, yaitu (εr=1). Sedangkan dalam kondisisebenarnya, permitivitas udara dapat berubah-ubah dan dipengaruhi oleh titik-titik air di udara.Kata kunci : Konfigurasi SUTT, kuat medan listrik, metode bayangan.AbstractIn this thesis has been research the effect of air humidity on the electric field strengthgenerated high voltage overhead line .The method used is the field measurements using measuringdevices HI-3604 ELF Field and calculation used shadows charge method. The location of researchis under high voltage overhead line 150 kV quadruple in Tanjung Gundul, kab. Bengkayang.The results showed that the higher the humidity  the electric field strength will belower. This is because in the calculation of the air humidity conditions stated by air Permittivityconstant value, ie (ε r = 1).Whereas in actual conditions, the air permittivity can be fickle and isinfluenced by water droplets in the air.Keywords: SUTT configuration, electric field strength, the shadow method.1. PendahuluanUntuk menunjang suplai energi listrikoleh sebuah pembangkit energi listrik makasangat diperlukan sebuah saluran penghantaryang ideal untuk penyaluran ke konsumen.Saluran penghantar tersebut adalah salurantransmisi yang di desain khusus, baikdaribahan maupun konstruksi jaringan agartetap mampu bekerja dengan baik dan tahanlama.Dalam saluran transmisi energi listrikyang disalurkan akan mengalami banyak rugi-rugi daya yang terbuang di sepanjang salurantransmisi. Untuk mengatasi hal tersebut makapenyaluran dari pembangkit digunakantransmisi dengan kapasitas tegangan yangtinggi. Pemakaian tegangan tinggi ini selainmengurangi rugi – rugi daya, jugamenghasilkan medan listrik yang tinggidisekitar kawat penghantar.Sampai saat ini masih banyakpenelitian dampak-dampak yang ditimbulkanoleh medan elektrik di bawah salurantegangan tinggi dan sebuah asosiasi IRPA(International Radiation ProtectionAssociation) telah mengeluarkan suaturekomendasi bahwa pemaparan medanelektrik dengan intensitas sampai 5 kV/mtidak menimbulkan bahaya terhadapkesehatan manusia.2. Tinjauan Pustaka2.1 Koefisien Potensial, kapasitansi danInduktansi MaxwellUntuk sistem bebas Q0 + Q1 + Q2 +………..+  Qn = 0. Q0 dieliminasi daripersamaan potensial. Apabila persamaanpotensial dituliskan dengan konduktor 0 sebagaireferensi bersama maka :n3n232131n2n222121n1n212111n02010QP...........QPQPQP...........QPQPQP...........QPQPVVVatau[ V ] = [ P ] [ Q ]Dimana [ V ] = [ V10, V20, …………, Vn0 ]030201333231232221131211n02010/2πQ/2πQ/2πQPPPPPPPPPVVVDimana matriks koefisien potensial Maxwell [P]adalah : 333231232221131211PPPPPPPPPPApabila matriks [ P ] pada persamaandiinverskan didapatkan matriks [ B ] denganpersamaan sebagai berikut :1333231232221131211PPPPPPPPP  =  [ B ]  =333231232221131211BBBBBBBBBDari persamaan diatas B adalah konstanta yangharganya ditentukan oleh P[  B  ]   =   [  P  ] -12.2 Kuat Medan ElektrikKuat medan elektrik disuatu titikdidefenisikan sebagai gaya persatuan muatanpada suatu muatan percobaan yang dibuatsekecil mungkin dibandingkan dengan muatanlain yang membentuk sistem. Secara matematispersamaannya adalah  sebagai berikut : ttqFqtLimE0Dimana : Ft  =  gaya pada suatu  muatan qtqt =muatan yang cukup kecil dengan tidakmempengaruhi distribusi muatan yangmenghasilkan medan  E.2.3 Metode Muatan BayanganJadi konduktor merupakan bagianmedan equipotensial. Maka apabila dalammedan bidang-bidang equipotensial digantidengan permukaan konduktor, maka tidak akanterjadi perubahan dalam medannya. Sebabsyarat-syarat yang dipunyai oleh bidang-bidangequipotensial  pun dimiliki oleh konduktornya.(equipotensial garis-garis gaya memotong dalamarah tegak lurus).2.4 Bentuk Konfigurasi  JaringanBentuk konfigurasi, yaitu konfigurasihorizontal, vertikal dan delta. Untuk sirkuittunggal masing-masing terdiri dari 3 (tiga)penghantar yang terpisah satu sama lain,sedangkan untuk sirkuit ganda terdiri dari 6(enam) penghantar yang terpisah satu sama laindan untuk sistem transmisi quadruple terdiridari 12 (dua belas) penghantar terpisah satusama lain.Untuk sistem transmisi 150 KV, bentukkonfigurasi jaringan adalah ganda vertikaldengan dimensi R = R’, S = S’, T = T’Gambar 2.1 Bentuk Konfigurasi JaringanKeterangan gambar 2.1Sxx’ = jarak antara penghantar nyata x dan x’Ixy’ = jarak antara penghantar nyata x danpenghantar bayangan y’Dimana x = penghantar nyata Qa, Qb, Qc, Qd,Qe, Qf, Qa’, Qb’, Qc’, Qd’, Qe’, Qf’x’ = penghantar nyata Qa, Qb, Qc, Qd,Qe, Qf, Qa’, Qb’, Qc’, Qd’, Qe’, Qf’y’ = penghantar bayangan Qa, Qb, Qc,Qd, Qe, Qf, Qa’, Qb’, Qc’, Qd’, Qe’,Qf’maka langkah perhitungannya adalah sebagaiberikut :R    =                            REq=Dimana :B = Jarak BerkasR = Radius Berkasr = Jari-jariN = Jumlah kawat berkasTegangan untuk setiap konduktor  dalam bentukmatrik, untuk I = 1,2,……….,n adalah :[V] = [V1,V2, ……….,Vn] nQQQQ ,........,,212 2100  Pii = ln EqirH2Untuk I  jPij = ln ijijSISehingga didapatkan persamaan untukquadruple vertikal.....................................121212312212131233323121223222111213121112321PPPPPPPPPPPPPPPPVVVVAtau,[V]=[P]Dimana [P] matriks koefesien potensial MaxwellAtau : P =EqEqEqEqrrataHfcSacIabSabIaaSaaIaIcaIfarrataHcScbIcbScaIcaScaIfaSbcIbcrrataHbSbaIbaSaaIfaSacIacSabIabrrataHa'2ln...''ln''ln''ln.....................''ln...,2lnlnln''ln...ln,2lnln''ln...lnln,2lnApabila matriks [P] diiverskan diperolehpersamaan matriks [B] dengan persamaanberikut:11212123122121312333231212232221112131211.................................PPPPPPPPPPPPPPPP=[B]=1212123122121213333231212232221112131211.................................BBBBBBBBBBBBBBBBLangkah II :Perhitungan resultan medan dari titik-titikpengukuranEvi=Ev+Ev’=   2'1210 )(2 ii DyyDyyqi(komponenvertikal)Ehi=Eh–Eh’=   2'210 )(11)(2 ii DDxxqi(komponenhorizontal)Oleh n penghantar fasa didapatkan :Evn = niviE1; n = 3 (komponen vertikal)Ehn = nihiE1; n = 3 (komponen horizontal)KatakanlahJh    =   2'2 )(11)(iii DDxxKi =   2'2 )( iiiiDyyDyyDi2 = (x – xi)2 + (y – yi)2Di’2 = (x – xi)2 + (y + yi)2Langkah III.Persamaan Koefesien Potensial Maxwell dalamsistem 3 fasa adalah :      VBVPq  102.2...22203030201qqqq=1212123122121213333231212232221112131211.................................BBBBBBBBBBBBBBBB0120sin(...)120sin()120sin()sin(wtVmwtVmwtVmwtVmooDiperoleh :Komponen horizontal total oleh 3 penghantarfasa :Ehn =  Eh1 + Eh2 + Eh3Ehn =  Vm [Jh1 sin(wt + ) + Jh2 sin(wt +  -120o) + Jh3 sin(wt +  +120o)]Dimana :Jh1 = [J1 (B11+B14 + B17+B110) + J2 (B21+B24+B27+B210) + J3 (B31+B34+B37+B310)+J4(B41+B44+B47+B410)+J5(B51+B54+B57+B510)+J6(B61+B64+B67+B610)+J7(B71+B74+B77+B710)+J8(B81+B84+B87+B810)+J9(B91+B94+B97+B910)+J10(B101+B104+B107+)(2 NSinB NRrNR1B1010)+J11(B111+B114+B117+B1110)+J12(B121+B124+B127+B1210)]Dalam bentuk fasor :Ehn = Vm [Jh1   + Jh2   - 120o + Jh3   +120o]Magnitude komponen horizontal adalah :Ehn = Vm JhDengan cara yang sama dapat dicari komponenvertikal :Evn = Vm KvDimana :Kv = ( Kv12 + Kv22 + Kv32 – Kv1Kv2 – Kv2Kv3– Kv3Kv1)1/2Kv1 = [K1 (B11+B14+B17+B110) + K2 (B21+B24+B27+B210) + K3 (B31+B34+B37+B310)+K4(B41+B44+B47+B410)+K5(B51+B54+B57+B510)  + K6 (B61+B64+B67+B610)+K7(B71+B74+B77+B710)+K8(B81+B84+B87+B810)+K9(B91+B94+B97+B910)+K10(B101+B104+B107+B1010)+K11(B111+B114+B117+B1110)+K12(B121+B124+B127+B1210)]Maka medan elektrik total di titik A (x,y) adalah:Etn = (Ehn2 + Evn2)1/23. SPESIFIKASI SALURAN UDARATEGANGAN TINGGI 150 kV QUADRUPLETANJUNG GUNDUL3.1 Saluran TransmisiSaluran transmisi udara tegangantinggi 150 kV Quadruple Tanjung     Gundulbekerja pada tegangan 150 kV. Salurantransmisi ini merupakan saluran Quadruplevertikal penghantar tunggal dengan panjangsaluran 8,64 km. Adapun komponen-komponenutama dari saluran transmisi adalah menara /tower, isolator, kawat phasa dan kawat tanah.3.2 MenaraJumlah menara sebanyak 27 buah,tinggi menara rata - rata adalah 48,8 m dan jarakrata-rata antara gawang adalah 320 m. Modelmenara untuk saluran transmisi udara tegangantinggi 150 kV Tanjung Gundul adalah modelmenara saluran doublé vertical seperti yang ditunjukkan pada gambar .Sumber :PT PLN (Persero) Unit PembangkitKonstruksi dan jaringan Kalimantan 1Gambar 3.1 Menara Transmisi 150 kVQuadruple Tanjung Gundul3.3 IsolatorJenis isolator yang digunakan padasaluran transmisi 150 kV Quadruple TanjungGundul adalah jenis isolator suspensión 146 x254 mm denganJumlah rentengan sebanyak 11unit dan panjang seluruh rentengan adalah 2.078m. Seperti yang ditunjukkan pada gambarberikut:Sumber : PT PLN (Persero) Unit PembangkitKonstruksi dan JaringanKalimantan 1Gambar 3.2 Isolator Gantung Jenis Suspension3.4 Kawat PhasaUntuk saluran transmisi tegangantinggi, dimana jarak antara menara cukup jauh(ratusan meter), maka dibutuhkan kuat tarikyang lebih tinggi. Untuk itu digunakankonduktor ACSR ( Aluminium Conductor StellReinforced ) dengan penampang 240/40 mm2dan diameter 21,9 mm.yang terdiri dari inti seratbaja ditengah, yang dikelilingi oleh lapisan-lapisan dari serat aluminium. Jumlah kawatperphasa masing-masing 1 buah. Jarak  kawatphasa antara satu sama lain adalah 5 m sepertiyang ditunjukkan dalam gambar 3.2 denganandongan rata-rata 8,767 m.3.5 Kawat TanahJenis kawat tanah yang digunakanadalah Ground Steel Wire (GSW) dengandiameter 9 mm. Jumlah kawat tanahnya adalah 2buah.4. HASIL PERHITUNGAN PENGUKURANDAN ANALISA4.1 Metode PerhitunganMetode perhitungan kuat medan listrik150 kV quadruple yang dilakukan dalamperhitungan ialah menggunakan metode muatanbayangan Muatan imajiner ini besarnya samadengan muatan sebenarnya tetapi berlawanantanda dan terletak pada jarak yang sama  denganjarak muatan sebenarnya dari permukaan tanahTitik uji perhitungan yaitu padaketinggian atau vertical dengan nilai  (y=0, 1, 2,3 meter) dari atas tanah dan horizontal (x= 0, 1,2, 3, 4, 5.18, 6, 7, 8, 9, 10) untuk sisi kanan danuntuk sisi kiri (x= -1, -2, -3, -4, -5.18, -6, -7, -8,-9, -10). Di dalam perhitungan dilakukan denganbantuan  software Matlab dengan menghitungkuat medan pada satu sisi kanan saja. Dimananilai medan pada sisi kiri dianggap simetris padasisi kanan.4.2 Hasil Perhitungan Kuat Medan ListrikPada SUTT 150 kV QuadrupleGambar 4.1 Grafik Hasil Perhitungan KuatMedan Listrik SUTT 150 kV Quadruple4.3 Hasil Pengukuran Kuat Medan ListrikPada SUTT 150 kV QuadrupleGambar 4.2 Grafik Hasil Pengukuran KuatMedan Listrik 150 kV Quadruple4.4. Perbandingan Hasil Perhitungandan Hasil Pengukuran Kuat Medan ListrikPada SUTT 150 kV QuadrupleGambar 4.3 Grafik Hasil Perhitungan danPengukuran Kuat Medan Listrik SUTT 150 kVQuadruple dengan Ketinggian (y=1 meter)Diatas Permukaan Tanah.Dari Gambar 4.4 dapat dilihat antarahasil pengukuran dan perhitungan berbeda, baikbentuk maupun hasilnya. Hasil pengukuranterlihat dipengaruhi oleh kelembaban udara.Gambar 4.5 berikut memperlihatkan hubunganantara kuat medan listrik dan kelembaban udara,1.61.651.71.751.81.851.91.950 5 10 15Kuat Medan Listrik (kV/m)Jarak (m)y = 0 meter y = 1 meter00.20.40.60.811.21.41.61.820 5 10 15Kuat Medan ListrikJarak (m)kelembaban 59 % kelembaban 52 %kelembaban 84 %00.20.40.60.811.21.41.61.820 2 4 6 8 10 12Kuat Medan Listrik (kV/m)Jarak (m)hasil perhitungan kelembaban 59 %kelembaban 52 % kelembaban 84 %dimana semakin tinggi kelembaban udarasemakin rendah kuat medan listrik.Gambar 4.4 Grafik Kelembaban UdaraTerhadap Kuat Medan Listrik Hasil PengukuranSementara, dalam perhitungan kondisikelembaban udara dinyatakan dengan nilaipermittivitas udara yang konstan, yaitu (εr=1).Sedangkan dalam kondisi sebenarnya,permitivitas udara dapat berubah-ubah dandipengaruhi oleh titik-titik air di udara.Jadi, kuat medan listrik yangsebenarnya dapat diperoleh denganmenggunakan hubungan berikut:εᵣpeng =Eperh didapat dari hasil perhitungan,sedangkan Epeng didapat dari hasil pengukuran,dengan menggunakan hasil tersebut, makaεᵣpeng dapat dihitung dan hasilnya ditunjukkanpada Tabel berikut:Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Permittivitas udarasebenarnyaKelembaban 52% Kelembaban 59% Kelembaban 84% HasilPerhitunganEpeng εr Epeng εr Epeng εr Eperh εr1.84 1.00582 1,712 1.08102 1.512 1.22401 1.8507 15. Kesimpulan1. Dari hasil pengukuran dan perhitungan kuatmedan listrik di bawah jaringan SUTT 150kV quadruple ternyata nilainyadipengharuhi oleh kelembaban udara.Semakin tinggi kelembaban udara semakinrendah kuat medan listrik dibawah jaringanSUTT 150 kV quadruple.2. Karena distribusi kuat medan listrik yangdihasilkan bersifat simetris dan jika hasilkuat medan listrik tersebut dicerminkanakan menghasilkan harga yang sama.3. Untuk memperhitungkan pengaruhkelembaban udara dalam perhitunganmedan listrik, maka medan hasilpengukuran yang menggunakan nilaipermittivitas relatif 1 harus dibagi dengannilai permittivittas relatif udara yangsebenarnya.4. Permittivitas udara yang sebenarnya dapatdihitung menggunakan persamaan 4.46. Daftar Pustaka1. A. Arismunandar, 1975, Teknik TeganganTegangan Tinggi, Ghalia Indonesia.2. John Wiley And Sons, 1986, Extra HighVoltage AC Transmission Engineering,New Delhi.3. Chi Sen Liang/Au Kong Jin, 1996, AplikasiElektromagnetik, Jilid I dan Jilid II,Erlangga, Jakarta .4. William H. Hayt, JR, ElektromagnetikaTeknologi, Jilid I dan Jilid II, Alih Bahasa :The Houw Liong, Ph.D, ITB, Erlangga,Jakarta, 1986.5. Suhadi, DKK, 2008, Teknik DistribusiTenaga Listrik, Jilid 1, Jilid 2 dan Jilid 3,Direktorat  Pembinaan Sokolah MenengahKejuruan.6. Duanne Hanselman dan Bruce Littlefield,2001, Matlab Bahasa Komputasi Teknis,Yogyakarta.7. Anita Setia Dewi, 1999/2000, PerhitunganKuat Medan Elektrik Di Bawah SaluranTransmisi 150 kV Menggunakan MetodeMuatan Bayangan, Skripsi FakultasTeknik Universitas Tanjungpura.8. Syarif Nurzaman, 2007, Studi AnalisaMedan Elektrik Pada Saluran TransmisiTegangan Tinggi 150 kV Sei Raya-Siantan PT.PLN (Persero) Wilayah VKalimantan Barat, Skripsi FakultasTeknik Universitas Tanjungpura.9. Zuhdi, Muhammad. 2013. Laporan TugasAkhir Pengaruh Kelembaban DanTemperature Udara Terhadap KuatMedan Listrik Dan Medan Magnet DiBawah Saluran Udara Tegangan Tinggi150 kV. Jogjakarta: Universitas GajahMada.y = -0.0097x + 2.3155R² = 0.965100.20.40.60.811.21.41.61.820 20 40 60 80 100Kuat Medan Listrik (kV/m)Kelembaban Udara (%)

Indonesian

ANALISIS PENGARUH KELEMBABAN UDARA  TERHADAP  KUAT MEDAN LISTRIK  DI SEKITAR SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI  (SUTT) 150 kV QUADRUPLE

http://jurnal.untan.ac.id/index.php/jteuntan/article/download/10335/9988

Analisis Pengaruh Kelembaban Udara terhadap Kuat Medan Listrik di Sekitar Saluran Udara Tegangan Tinggi (Sutt) 150 Kv Quadruple

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura