Makalah Seminar Kerja Praktek

Transkripsi

1 Makalah Seminar Kerja Praktek PENGUJIAN KABEL TANAH 3 INTI BERISOLASI XLPE DAN BERSELUBUNG PVC DENGAN TEGANGAN PENGENAL 12/20 (24) KV MENGGUNAKAN SPLN : 1995 DAN 39-1 : 1981 DI QUALITY CONTROL LOW VOLTAGE MEDIUM VOLTAGE PT VOKSEL ELECTRIK TBK. Okma Noviana (L2F007059) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro ABSTRAK - Dalam sistem tenaga listrik, pengujian peralatan yang digunakan pada saluran distribusi dan transmisi daya listrik bertujuan untuk meneliti kemampuan peralatan tersebut dalam penyaluran daya listrik dari pusat-pusat pembangkit ke pusat-pusat beban. Hal ini menyangkut kualitas daya listrik yang sampai ke pengguna, semakin baik peralatan penyaluran yang digunakan maka akan semakin baik pula kualitas daya listrik yang tersalurkan. Untuk menjamin kualitas daya listrik, perlu dilakukan pemeriksaan terhadap peralatan penyaluran yang akan digunakan sebelum terpasang pada saluran distribusi maupun transmisi daya listrik. Hal tersebut dilakukan untuk mengurangi rugi tegangan dan rugi daya pada saluran, sehingga daya listrik yang sampai ke pusat-pusat beban optimum. Dengan kata lain kebutuhan pelanggan dapat terpenuhi. Salah satu peralatan penyaluran yang digunakan dalam sistem distribusi dan transmisi adalah kabel. Dengan demikian kabel-kabel yang digunakan pada sistem distribusi dan transmisi harus memenuhi standar yang ditentukan. Baik dari segi konduktor yang digunakan, bahan isolasinya, serta keseluruhan kontruksi dari kabel. Kabel tersebut dinyatakan lulus uji dan dapat digunakan atau dipasang pada saluran distribusi dan transmisi apabila hasil pengujian yang diperoleh telah sesuai dengan kualifikasi yang dibutuhkan, yaitu dengan mengacu pada standar tertentu serta bergantung pula pada permintaan konsumen. Semua ini dilakukan dalam rangka mendukung terciptanya stabilitas sistem tenaga listrik yang andal, baik secara teknis maupun ekonomis. Kata kunci : Pengujian kabel, konduktor, isolasi, kabel, kualitas daya listrik, standar. I. PENDAHULUAN 1 Latar Belakang PT Voksel Electric Tbk. merupakan salah satu produsen kabel terkemuka di Indonesia. Dalam peranannya menjamin mutu kabel yang diproduksi, PT. Voksel Electric Tbk. telah melakukan pengujianpengujian pada setiap item penyusun kabel tersebut berdasarkan standar-standar terkini yang diakui tidak hanya di dalam negeri, namun juga di dunia internasional. Dalam Kerja Praktek yang penulis jalani di Quality Control Power Cable khususnya untuk kabel tenaga tegangan menengah 20 kv, dengan mengacu pada SPLN (Standar Perusahaan Listrik Negara) 39-1 : 1981, dan : 1995, di antara sekian rangkaian pengujian yang harus dilakukan untuk menguji mutu kabel yang diproduksi adalah pengujian diameter kawat dan konduktor, langkah pilin, arah pilin, tebal lapisan isolasi dan sheathed, pemuluran isolasi dan kawat, kuat tarik isolasi dan kawat, pengujian Hot Set pada isolasi, parsial discharge, tahanan isolasi dan konduktor, dan tegangan tinggi AC. 2 Tujuan Mengetahui dan mengikuti metode pengujian kabel tenaga tegangan menengah 20 kv. Mengetahui standar-standar yang digunakan sebagai referensi dalam proses produksi kabel tenaga tegangan menengah 20 kv dan mempelajari kondisi umum perusahaan. Meningkatkan pengetahuan dan mempelajari bagaimana proses suatu kabel tenaga diproduksi sampai dinyatakan memenuhi standar dan lulus uji. 3 Pembatasan Masalah Adapun mekanisme pengujian pada kabel tegangan menengah 20 kv dengan menggunakan SPLN (standar Perusahaan Listrik Negara) 39-1 : 1981 dan : 1995 terdiri dari berbagai jenis pengujian maupun metode pengujiannya. Oleh karena

2 2 itu, dalam kerja praktek ini masalah yang akan dianalisa dibatasi pada pengujian diameter kawat dan konduktor, langkah pilin, arah pilin, tebal lapisan isolasi, pemuluran isolasi dan kawat, kuat tarik isolasi dan kawat, parsial discharge, tahanan isolasi dan konduktor, dan tegangan tinggi AC. II. PT. Voksel Electric Tbk. 2.1 Gambaran Umum PT. Voksel Electric Tbk. PT Voksel Electric Tbk. merupakan perusahaan industri kabel perseroan dan didirikan di Jakarta pada tanggal 19 April 197 PT Voksel Electric Tbk. berlokasi di Jalan Raya Narogong Km.16 Cileungsi. Status perseroan berubah menjadi PMA setelah ditanda tanganinya persetujuan kerja sama dengan Showa Electric Wire & Cable Co. Ltd., perusahaan kabel terkemuka di Jepang. Kegiatan operasional PT Voksel Electric Tbk. adalah memproduksi kabel listrik, kabel telekomunikasi, dan kabel serat optik. III. Pengujian Kabel Tegangan Menengah 20 kv 3.1 Pengukuran Diameter Kawat dan Konduktor Pengukuran diameter kawat dan konduktor dapat dilakukan dengan menggunakan slide gauge (analog dan digital) dan micrometer. Sebagai contoh : Pada kabel tegangan menengah 12/20 (24) kv, NA2XSEYBY 3 X 95 mm 2. Tabel Hasil Pengukuran Diameter Konduktor fasa Diameter Konduktor Ratarata Pengukuran Langkah Pilin dan Arah Pilin Sebagai contoh : Pada kabel tegangan menengah 12/20 (24) kv, N2XSEYBY 3 X 95 mm 2 Tabel 2. Desain Langkah Pilin dan Arah Pilin Langkah Pilinan Kawat Min : Maks Arah Pilinan Inti : 1 kawat 0 : 0 mm - 2. Lapisan 1 : 6 kawat 101 : 122 mm S 3. Lapisan 2 : 12 kawat 129 : 176 mm Z Apabila pada saat pengukuran diperoleh nilai di bawah nilai minimum, berarti langkah pilin tersebut tidak dinyatakan tidak lulus uji. 3.3 Pengukuran Tebal Lapisan Isolasi dan Sheath (selubung) Sebagai contoh : Pada kabel tegangan menengah 12/20 (24) kv, N2XSEYBY 3 X 95 mm 2. Tabel 3. Hasil Pengujian Thickness insulation No Core Item Thickness Result Red Inner 0,62 0,68 0,75 0,82 1 Ins 5,53 5,56 5,83 5,75 Outer 0,91 0,97 0,90 0,90 Yellow Inner 0,76 0,78 0,88 0,88 2 Ins 5,47 5,35 5,73 5,83 Outer 0,85 0,94 0,81 0,81 Black Inner 0,65 0,61 0,65 0,62 3 Ins 5,51 5,73 5,83 5,85 Outer 0,86 0,92 0,90 0,82 Thickness Standard No Result E 5 6 Avg Nom. Min. 0,91 0,89 0,78-0,50-1 5,51 5,39 5,59 5,50 4,85 0,07 0,96 0,93 0,93-0,50-0,62 0,59 0,75-0,50-2 5,63 5,77 5,63 5,50 4,85 0,08 0,93 0,90 0,87-0,50-0,78 0,60 0,65-0,50-3 5,59 5,46 5,66 5,50 4,85 0,07 0,87 0,90 0,88-0,50 - Dari pengukuran thickness insulation dapat dihitung Kemiringannya (Exentrisity). Rumus : Contoh perhitungan : Tabel 4. Hasil Pengujian Thickness insulation pada Core Red Core Item Thickness Red Ins 5,5 3 5,5 6 5, 83 5,7 5 5,5 1 5,3 9 5,5 Dari data di atas diperoleh thickness tertinggi = 5,83 mm dan thickness terendah 5,39 mm. Sehingga dapat dihitung : Pada pengujian tebal outer sheath dan filler diambil sample kabel tegangan menengah 12/20 (24) kv, N2XSEYBY 3 X 95 mm 2. 9

3 3 Table 5. Hasil Pengujian Thickness Selubung Thickness Item Result Outer 1 Sheath 2,88 2,87 2,62 2,37 Filler 2,56 2,77 2,60 - No Thickness Result Standard Avg. Nom. Min. 2,92 2,78 2,74 3,20 2, ,64 1,60 1,08 Table 6. Overall Diameter Kabel Jenis Kabel Overall Diameter N2XSEYBY 3 X 95 mm 2 12/20 (24) kv Result Standard Avg Nom. 70,50 67,85 Pengukuran diameter kabel secara keseluruhan dilakukan dengan menggunakan Measuring Tape (pita pengukur). 3.4 Pengujian Pemuluran (Elongation) Isolasi dan Kawat Pengujian Pemuluran (Elongation) Isolasi Contoh : Kabel tegangan menengah 12/20 (24) kv, N2XSEYBY 3 X 240 mm 2. Tipe isolasi : Dumbell Type (bentuk halter). Tabel 7. Hasil Pengujian Elongation pada Isolasi Elongation Initial Final Percent (%) Min 200 Contoh Perhitungan : 3.5 Pengujian Kuat Tarik Isolasi dan Kawat Pengujian Kuat Tarik Isolasi 12/20 (24) kv, N2XSEYBY 3 X 240 mm 2. Tabel 9. Hasil Pengujian Kuat Tarik Isolasi Width Thickness Cross Section Area (mm 2 ) Breaking Load (kg) Tensile Strength (N/mm 2 ) 4,0 1,14 4,56 8,2 17,6 2. 4,0 1,21 4,84 8,0 16,2 3. 4,0 1,15 4,6 8,5 18,1 Min 12,5 Contoh perhitungan : Pengujian Kuat Tarik Kawat Contoh : Kawat baja (steel) dengan luas penampang 1,8 mm dengan panjang 25 cm. Table 10. Hasil Pengujian Kuat Tarik pada Kawat Baja Cross Section Area (mm 2 ) Breaking Load (kn) Tensile Strength (kg/mm 2 ) 2, ,76 Perhitungan : Pengujian Pemuluran (Elongation) Kawat Contoh : Kawat yang diukur pemulurannya adalah steel (baja) dengan luas diameter 1,8 mm dan panjang 25 cm. Tabel 8. Hasil Pengujian Elongation pada Kawat Steel Elongation Initial Final Percent (%) Perhitungan : 3.6 Pengujian Hot Set pada Isolasi Contoh : isolasi XLPE bentuk halter, p = 20 mm, dan l = 4 mm.

4 4 Table 1 Hasil Pengujian Hot Set Width Thickness Cross Section Area (mm 2 ) Hot Set Test Load (20 N/cm 2 ) gr 4,0 1,09 4,36 88,9 2. 4,0 1,13 4,52 92,2 3. 4,0 1,10 4,40 89,8 Elongation after 15 min Hot Set Test Shrinkage after cooling without load mm % mm % ,89-0, ,95-0, ,97-0,15 Max : 175 Max : 15 Contoh perhitungan : Nilai 20,4 di atas berasal dari : 1 N/cm 2 = 0,102 kg/cm 2 = 102 gr/cm 2 = 1,02 gr/mm 2 Karena beban (load) yang diinginkan 20 N/cm 2 maka : = 1,02 gr/mm 2 x 20 = 20,4 gr/mm 2 Karena beban yang digunakan pada pengujian Hot Set menggunakan satuan gr, maka : Load = 20,4 gr/mm 2 x 4,36 mm 2 = 88,9 gr Beban sebesar 88,9 gr ditimbang dengan menggunakan neraca digital. Dari hasil pengujian diperoleh panjang final 42 mm, jadi : Pemuluran maksimal pada pengujian Hot Set adalah 175 %. Selanjutnya dilakukan pengujian Shrinkage (penyusutan). Dari hasil pengujian di atas dapat dihitung : Shrinkage (penyusutan) maksimal adalah 15 %. 3.7 Pengujian Tegangan Tinggi AC 12/20 (24) kv 12/20 (24) kv, NA2XSEYBY 3 X 240 mm 2. Contoh Pengujian Tegangan Tinggi AC : Tabel 12. Hasil Pengujian Tegangan Tinggi AC Core Red Yellow Black Length (m) 261 AC High Voltage (42 kv/5 min) Withstand Withstand Withstand No Breakdown Dari hasil pengujian tegangan tinggi AC di atas dapat dilihat bahwa tegangan tetap dalam kondisi Withstand setelah rentang waktu 5 menit. 3.8 Pengujian Parsial Discharge Pengujian PD dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut Parsial Discharge Detector. 12/20 (24) kv 12/20 (24) kv, NA2XSEYBY 3 X 240 mm 2. Dengan menggunakan SPLN : 1995 Tabel 13. Hasil Pengujian Parsial Discharge Core Length (m) Parsial Discharge 21 kv (pc) Red 2,14 Yellow 261 2,10 Black 1,98 Max 10 Dari hasil pengujian Parsial Discharge di atas terlihat bahwa nilai PD yang dihasilkan berada di bawah nilai maksimal, sehingga dapat dinyatakan bahwa kabel yang diuji memenuhi standar 3.9 Pengujian Tahanan Isolasi dan Konduktor Pengujian Tahanan Isolasi Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan Megger MIT /20 (24) kv 12/20 (24) kv, NA2XSEYBY 3 X 240 mm 2. Tabel 14. Hasil Pengujian Tahanan Isolasi Core Length (m) Insulation Resistance at 20 o C (GΩ.km) Red 100 Yellow Black 100 Min 1000 MΩ

5 5 Dari hasil pengujian terlihat bahwa tahanan isolasi yang diuji memiliki nilai yang lebih besar dari 1000 MΩ, sehingga isolasi tersebut dapat dinyatakan lulus uji Pengujian Tahanan Konduktor Pengujian tahanan konduktor dengan menggunakan Double Bridge Type Karena pengujian tahanan konduktor dilakukan pada suhu ruangan (bukan 20 o C), maka perlu ada faktor koreksi suhu. Rumus umum faktor koreksi suhu : Keterangan : = reciprocal of the temperature coefficient of resistance (α) of the conductor (per o C at 0 o C) t = suhu ruangan pada saat pengujian Tabel 15. Nilai pada masing-masing material Material Cu (tembaga) 234,5 2. AAC (All Aluminium 228 Conductor) 3. AAAC (All Aluminium 257,55 Alloy Conductor) 4. Steel (baja) 202 Sample yang digunakan adalah kabel tegangan menengah 12/20 (24) kv 12/20 (24) kv, NA2XSEYBY 3 X 240 mm 2. Misalkan pada pengujian yang dilakukan diperoleh nilai tahanan : Pada resistance adjust 1 : menunjukkan angka 3 Pada resistance adjust 2 : menunjukkan angka 5 Pada resistance adjust 3 : menunjukkan angka 4 Pada resistance adjust 4 : menunjukkan angka Gambar 5. Penunjukkan pada Double Bridge Type 2752 Dan penunjukkan pada multiply : 0,0 Setelah diukur dengan Thermometer ruangan suhu menunjukkan nilai 27 o C, konduktor yang diukur adalah AAC. Misalkan konduktor yang diuji memiliki panjang 0,5 m. Sehingga dengan demikian dapat dihitung : R (AAC) = penunjukkan resistance adjust x rating multiply x FKS x 2 = 354,2 x 0,01 x 0,9575 x 2 = 6,78293 Ω/m Jadi R (AAC) per km = 6,78293/1000 = 6,78 x 10-3 Ω/km Pengujian tahanan konduktor dengan menggunakan Sefelec Milliohmmeter MGR 10 Contoh : Misalkan Panjang Konduktor ( ) : 5 meter (Aluminium) Pada layar tampak suhu Al = 26,4 o C (suhu efektif Al) Range : 3 mω + 10,0 A (otomatis) Filt : 20 Setelah dilakukan pengujian, pada layar Sefelec Milliohmmeter MGR 10 tampak nilai tahanan : 467 mω/km Karena konduktor yang diuji panjangnya 5 m, maka nilai tahanan konduktor tersebut adalah : R Al = R tertera / R Al = 467/5 R Al = 93,4 mω/km Pembagian ini dilakukan karena 1 m penghantar yang diuji mewakili 1 km. Jadi tahanan Aluminium sebesar 93,4 mω/km Pada layar tertera filt : 20, maksudnya adalah nilai tahanan yang diambil pada saat pengukuran adalah modus dari 20 x pengukuran. IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan Pengukuran diameter kawat dan konduktor dapat dilakukan dengan menggunakan slide gauge. 2. Cara pengukuran langkah pilin dan arah pilin dapat dilakukan dengan menggambar langkah pilinan penghantar pada selembar kertas dengan menggunakan kertas carbon. 3. Pada pengujian thickness lapisan isolasi, outer sheath, dan filler dilakukan dengan menggunakan Profile Projector. 4. Pengukuran diameter kabel secara keseluruhan dilakukan dengan menggunakan Measuring Tape.

6 6 5. Pada pengukuran pemuluran isolasi, pemuluran yang terjadi langsung diukur pada saat yang sama ketika mesin menarik isolasi. 6. Sebelum melakukan pengujian tegangan AC dan PD terlebih dahulu dilakukan terminasi pada kabel yang akan diuji. 7. Pengujian tahanan isolasi pada kabel tegangan menengah dilakukan di udara terbuka dan pengujian tahanan konduktor dilakukan pada suhu ruangan (bukan 20 o C), maka perlu ada faktor koreksi suhu. 4.2 Saran Perlu dikembangkan lagi penelitianpenelitian mengenai masalah pengujian kabel tenaga listrik yang terbaharukan sesuai dengan perkembangan terbaru di dunia kelistrikan global. 2. PT Voksel Electric Tbk. diharapkan dapat menambah unit-unit perlengkapan pengujiannya, sehingga waktu pengerjaan pengujian akan lebih cepat dan efektif. 3. Diharapkan jumlah personil tenaga kerja ataupun operator penguji dapat ditambah agar peningkatan kerja lebih efektif dan efisien. DAFTAR PUSTAKA [1] Arismunandar, A Teknik Tegangan Tinggi. Jakarta : PT Pradnya Paramita. [2] Gonen, Turan Electric Power Transmission System Engineering Analysis and Design. New York: Willy-Interscience Publication. [3] Hutahuruk, T.S Transmisi Daya Listrik. Jakarta: Erlangga. [4] International Electrotechnical Commission, International Standard IEC Power cables with extrunded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kv (Um = 1,2 kv) up to 30 kv (Um = 36 kv), Switzerland, [5] International Electrotechnical Commission, International Standard IEC Common Specifications for High-Voltage Switchgear and Controlgear Standards, Switzerland, [6] Naidu, M. S., Kamaraju, V. 199 High Voltage Engineering. New Delhi: Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd. [7] Privezentsev, V., Grodnev, I., Kholodny, S., Ryazanov, I Fundamentals of Cable Engineering. Moskow: Mir Publishers. [8] Standar Perusahaan Umum Listrik Negara SPLN Jakarta: Perusahaan Umum Listrik Negara. [9] Standar Perusahaan Umum Listrik Negara. 198 SPLN 39- Jakarta: Perusahaan Umum Listrik Negara. [10] Tobing, Bonggas L Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. [10] Tobing, Bonggas L Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. [11] ---, Power Cable, wer_cables, February [12] ---, Macam-macam Kabel. February BIOGRAFI Okma Noviana lahir di kota Bogor pada tanggal 20 Oktober Telah menempuh pendidikan di TK Bustanul Athfal Aisyisah-Sumatra Barat, SD Negeri 1 Cileungsi-Bogor, MTsN Padangpanjang- Sumatra Barat, SMA Negeri 1 Cileungsi- Bogor, dan sekarang tengah menyelesaikan pendidikan di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro, Universitas Diponegoro dengan konsentrasi Teknik Energi Listrik. Menyetujui, Dosen Pembimbing Ir. Agung Warsito, DHET NIP