PERHITUNGAN TERMIS DAN KEMAMPUAN HANTAR ARUS KABEL BAWAH TANAH 20 KV PADA PT.PLN (PERSERO) AREA PONTIANAK

Transkripsi

1 PERHITUNGAN TERMIS DAN KEMAMPUAN HANTAR ARUS KABEL BAWAH TANAH 20 KV PADA PT.PLN (PERSERO) AREA PONTIANAK Ahmad Mohajir Lutfhi Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura jak.luthfi@gmail.com Abstrak - Dalam pemasangan kabel tanah, ada beberapa hal yang sangat menentukan kemampuan hantar arus kabel antar lain : cara pemasangan kabel, perbedaan suhu penghantar dan suhu tanah (ambient),, rugi-rugi dielektrik, resistansi kabel, faktor rugi-rugi selubung, faktor rugi-rugi perisai, dan resistansi termal. Untuk mengetahui kemampuan hantar arus pada kabel tanah, dibutuhkan perhitungan termis pada penyulang tersebut. Dari perhitungan kemampuan hantar arus (KHA) kabel bawah tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 yang telah dilakukan, dapat disimpulkan kemampuan hantar arus kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 untuk kondisi instalasi jarak sumbu kabel dengan permukaan tanah 70 cm, resistivitas termal tanah,0 K.m/W, suhu tanah 30 o C adalah 25,576 ampere. Nilai tersebut masih dibawah kemampuan hantar arus menurut data elektrikal yang kabel tersebut yaitu sebesar 292 ampere. Hasil perhitungan dengan nilai resistivitas termal dan temperatur tanah yang bervariasi mempengaruhi kemampuan hantar arus (KHA) kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2, tingginya nilai resistivitas termal dan temperatur tanah akan mengurangi kemampuan hantar arus (KHA) kabel tersebut. Kata kunci : rugi-rugi dielektrik, faktor rugi-rugi selubung, faktor rugi-rugi perisai, resistansi termal, KHA. Pendahuluan Ditinjau dari biaya pemasangan, untuk penyaluran listrik melalui saluran bawah tanah jauh lebih mahal daripada saluran udara. Biaya yang mahal tersebut meliputi biaya bahan dan peralatan yang digunakan, upah pekerja, dan waktu yang dibutuhkan untuk merancang dan memasang kabel. Panas adalah efek samping yang terjadi ketika dilakukan pendistribusian energi listrik. Panas tersebut selain dihasilkan oleh arus yang mengalir, juga disebabkan oleh lingkungan. Besarnya arus listrik yang mengalir harus dibawah kemampuan hantar arus sehingga temperatur kabel tersebut tidak melebihi nilai batas maksimum isolasi yang telah ditentukan. Dalam pemasangan kabel tanah, ada beberapa hal yang sangat menentukan kemampuan hantar arus kabel antar lain : cara pemasangan kabel, perbedaan suhu penghantar dan suhu tanah (ambient), rugi-rugi dielektrik, resistansi kabel, faktor rugi-rugi selubung, faktor rugi-rugi perisai, dan resistansi termal. Untuk mengetahui kemampuan hantar arus pada kabel tanah, dibutuhkan perhitungan termis pada penyulang tersebut. 2. Dasar Teori 2.. Rugi-Rugi Konduktor Resistansi DC per unit panjang konduktor pada suhu maksimum dapat dihitung dengan rumus : [2]. R = R 20 [ + α 20 (θ 20)] Ω/m... () R = resistansi dc konduktor operasi pada temperatur maksimum (Ω/m) α 20 = koefisien temperatur bahan pada 20 (/K) θ = temperatur maksimum ( ) R 20 = resistansi DC konduktor pada 20 (Ω/m) Faktor efek kulit (skin effect) dapat ditentukan dengan rumus : [2]. y s = X s 92+0,8X s... (2) X s 2 = 8πf R. 0 7 k s... (3) Faktor efek permukaan (proximity effect) untuk kabel berinti tiga atau tiga kabel berinti tunggal : [2]. X p y p = 92+0,8X ( d c p s )2 [0,32 ( d c s )2,8 + X ]... () p 92+0,8X +0,27 p d c = diameter konduktor (mm) s = jarak antara sumbu konduktor (mm) Untuk kabel dalam formasi flat, s adalah jarak antara fasa yang berdekatan. Dimana jarak antara fasa yang berdekatan tidak sama, sehingga s = s s 2. Nilai k s dan k p dapat dilihat pada Tabel Tabel. Nilai k s dan k p [2] Kering dan Tipe Konduktor diresapi minyak atau tidak k s Bundar, berpilin Ya Bundar, berpilin Tidak Bundar, padat ya Bundar, padat tidak Bundar, bersegmen 0,35 Berlubang, berpilin ya * Berbentuk sektor ya Berbentuk sektor tidak k p 0,8 0,8 0,37 0,8 0,8

2 Keterangan : * formula berikut digunakan untuk k s k s = d c d i ( d 2 c 2d i ) d c d i d c d i d i = diameter dalam konduktor (mm) d c = diameter luar konduktor pejar yang ekivalen (mm) Maka resistansi AC konduktor adalah : [2]. R = R( + y s + y p ) Ω/m...(5) y s = faktor efek kulit (skin effect) y p = faktor efek permukaan (proximity effect) 2.2. Rugi-Rugi Dielektrik Untuk isolasi yang bulat kapasitansinya adalah : [2]. ε C = 8ln( D i dc ) 0 9 F/m...(6) D i = diameter luar isolasi (mm) d c = diameter konduktor termasuk tabir (mm) ε = permitivitas relatif bahan isolasi Untuk rugi-rugi dielektrik bahan dapat dihitung dengan persamaan : [2]. W d = U 0 2 = ωcu 2 R 0 tanδ W/m...(7) i Dan ω = 2πf rad/s...(8) = tegangan kerja fasa ke tanah (Volt) U 0 tanδ = faktor rugi-rugi isolasi f = frekuensi sistem (Hz) Berdasarkan Persamaan () rugi-rugi dielektrik sebanding dengan kapasitansi, frekuensi, tegangan fasa ke netral, dan faktor rugi-rugi. Nilai permitivitas bahan bahan isolasi dan faktor rugi-rugi tanδ dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Nilai Permitivitas dan Faktor Rugi-Rugi Isolasi [2] Tipe Kabel ε tanδ Kabel berisolasi dengan kertas yang diresapi Tipe padat, fully impregnated, pre-impregnated, dan mass-impregnated nondraining Berisi minyak, tekanan rendah hingga U 0 = 36 kv hingga U 0 = 87 kv hingga U 0 = 60 kv hingga U 0 = 220 kv Minyak bertekanan, tipe pipa Tekanan gas dalam Tekanan gas luar Kabel dengan jenis isolasi yang lain : Karet butyl EPR, hingga 8/30 kv EPR di atas 8/30 kv PVC PE (HD dan LD) XLPE meliputi dan hingga 8/30 (36) kv, tidak berisi XLPE di atas 8/30 (36) kv, tidak berisi XLPE di atas 8/30 (36) kv, berisi Paper-polypropylene-paper (PPL) 3,6 3,6 3,7 3, 3, ,5 2,5 3 2,8 0,0 0,0035 0,0033 0,0030 0,0028 0,005 0, ,050 0,020 0,005 0, 0,00 0,00 0,00 0,005 0, Rugi-rugi Selubung dan Perisai Rugi-rugi dalam selubung logam terdiri dari rugi-rugi yang disebabkan oleh arus sirkulasi λ dan rugi-rugi arus eddy λ, maka faktor rugi-rugi pada selubung logam dapat ditulis sebagai : [2]. λ = λ + λ... (9) Faktor rugi-rugi arus sirkulasi (λ ) diabaikan, karena selubung dibumikan. Faktor rugi-rugi arus eddy untuk kabel berinti tiga : [2]. λ = 3,2ω2 ( 2c RR s d )2 0 [ + ( d d A ) 2 + d A μδ0 ] 2... (0) R s = R s0 [ + α 20 (θ 20)] Ω/m... () c = jarak antar sumbu konduktor dengan sumbu kabel untuk kabel berinti tiga (mm) R s = resistansi selubung Ω/m α 20 = koefisien temperatur bahan pada 20 (/K) θ = temperatur maksimum selubung ( ) R S0 = resistansi DC selubung pada 20 (Ω/m) δ 0 = ketebalan ekivalen perisai (mm) d A = diameter rata-rata perisai (mm) d = diameter tabir kawat tembaga (mm) μ = permiabilitas relatif pita baja (biasanya 300) Untuk kabel berinti dua atau tiga yang memiliki perisai pita baja baik rugi-rugi arus eddy λ 2 maupun rugi-rugi histeresis λ 2 harus dipertimbangkan sehingga : λ 2 = λ 2 + λ 2... (2) Faktor rugi-rugi arus histeresis (λ 2 ) untuk kabel berinti tiga dengan perisai pita baja ditentukan dengan persamaan : [2]. λ 2 = s2 k Rd A δ 0... (3) Faktor rugi-rugi arus eddy (λ 2 ) untuk kabel berinti tiga dengan perisai pita baja ditentukan dengan persamaan : [2]. λ 2 = 2,25s2 k 2 δ () Rd A R = resistansi AC konduktor (Ω/m) k = + d A μδ0 ( f 50 ) s = jarak antara sumbu konduktor (mm) δ 0 = ketebalan ekivalen perisai (mm) d A = diameter rata-rata perisai (mm) 2.. Perhitungan Resistansi Termal Resistansi termal dari lapisan silindris per unit panjang adalah : [2]. T = ρ th ln r 2... (5) 2π r Dalam bagian ini diberikan formula untuk menghitung resistansi termal per unit panjang dari bagian-bagian yang berbeda dari kabel T, T 2, T 3 dan bagian luar kabel T. Resistivitas termal bahan yang digunakan sebagai isolasi diberikan pada Tabel 3.

3 Tabel 3. Resistivitas Termal Bahan [2] Bahan Bahan isolasi : Isolasi kertas dalam kabel tipe padat Isolasi kertas dalam kabel berisi minyak Isolasi kertas dalam kabel bertekanan gas luar Isolasi kertas dalam kabel bertekanan gas dalam : a. Pre-impregnated b. Mass-impregnated PE XLPE Polyvinyl chloride : hingga tegangan 3 kv lebih dari tegangan 3 kv EPR : hingga tegangan 3 kv lebih dari tegangan 3 kv Karet butyl Karet Lapisan pelindung : Campuran jute dan bahan fiber Pelindung berlapis karet Polychroprene PVC : hingga tegangan 3 kv lebih dari tegangan 3 kv PVC/bitumen pada selubung aluminium PE Resistivitas Termal (ρ T ) (K.m/W) 5,5 6, Resistansi Termal Antara Konduktor dan Selubung (T ) Resistansi termal antara satu konduktor dengan selubung dapat dihitung dengan rumus : [2]. T = ρ i ln ( + 2t )...(6) 2π d c ρ i = resistivitas termal isolasi (K.m/W) d c = diameter konduktor (mm) t = ketebalan isolasi antara konduktor dan selubung (mm) Perhitungan resistansi termal dalam dari kabel berinti tiga lebih kompleks daripada kasus kabel berinti tunggal. Metode umum perhitungan menggunakan faktor geometrik G sebagai ganti fungsi logaritmik pada Persamaan (5), sehingga persamaan tersebut menjadi : [2]. T = ρ i G...(7) 2π Nilai faktor geometrik G dapat dilihat pada Gambar. Jika tabir yang digunakan merupakan kawat tembaga berjarak dipasang pada setiap intinya, maka resistansi termalnya menjadi : [2]. T = ρ i G + 0,03(ρ 2π f ρ i )e 0,67 dc...(8) t = tebal isolasi antara konduktor (mm) ρ f = resistivitas termal bahan pengisi (K.m/W) ρ i = resistivitas termal isolasi Kabel berinti tiga dengan tabir pita logam dapat dianggap sebagai kabel ikat dengan t t = 0,5. Agar konduktivitas termal tabir logam tersebut dapat t diperhitungkan, maka Persamaan (7) harus dikalikan dengan faktor screening K yang ditunjukkan pada Gambar 2, sehingga secara sistematis dapat ditulis sebagai : T = K ρ i G... (9) 2π Gambar.Faktor Geometrik G Kabel Ikat Berinti Tiga Dengan Konduktor Bulat [2] Gambar 2. Faktor Screening Kabel Berinti Tiga Dengan Konduktor Bulat [2] Resistansi Termal antara selubung dan Perisai (T 2 ) Resistansi termal antara selubung dan perisai dapat diperoleh dari Persamaan (6), yang merepresentasikan resistansi termal lapisan konsentris. T 2 = ρ b 2π ln ( + 2t 2 D s )... (20) ρ b = resistivitas termal bantalan (K.m/W) D s = diameter luar selubung (mm) t 2 = tebal bantalan (mm)

4 2..3. Resistansi Termal Selubung Luar (T 3 ) Selubung luar umumnya berbentuk lapisan konsentris, dan resistansi termalnya diberikan oleh : [2]. T 3 = ρ s 2π ln ( + 2t 3 D a )... (2) ρ s = resistivitas termal selubung luar (K.m/W) D a = diameter luar perisai (mm) t 3 = tebal selubung luar (mm) 2... Resistansi Termal Eksternal (T ) Resistansi termal eksternal kabel tunggal yang ditanam dalam tanah ditentukan dengan persamaan : [2]. T = ρ e 2π ln(u + u2 )... (22) ρ e u = resistivitas termal tanah (K.m/W) = 2L D e L = jarak dari permukaan tanah ke sumbu kabel (mm) D e = diameter luar kabel (mm) Jika nilai u melebihi 0, maka pendekatan sebagai berikut dapat dilakukan : T = ρ e ln (L)...(23) 2π D e 2.5. Menentukan Kemampuan Hantar Arus (KHA) Kabel Jika resistansi termal untuk konduksi adalah : T = ρ ln r 2...(2) 2π r ρ = resistivitas termal dari material (K.m/W) r, r 2 = jari-jari komponen kabel (mm) Persamaan perpindahan panas menjadi : W = θ...(25) T Rangkaian ekivalen termal dapat digunakan pada kabel yang berlapis. Perpindahan panas dapat ditentukan secara terpisah dengan mempertimbangkan setiap elemen dalam jaringan yaitu : W = θ θ 2 ρ A 2π lnr 2 r = θ 2 θ 3 ρ B 2π lnr 3 r2 = θ 3 θ ρ C 2π lnr r3 = θ θ amb 2πr h... (26) Dalam hal perbedaan temperatur keseluruhan dan resistansi termal total dapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini : W = θ θ amb...(27) T total T total = ρ A ln r 2 + ρ B ln r 3 + ρ C ln r +...(27) 2π r 2π r 2 2π r 3 2πr h ρ A, ρ B, ρ C, = resistivitas termal dari material (K.m/W) r, r 2, r 3, r = jari-jari komponen kabel (mm) θ θ amb = perbedaan temperatur keseluruhan ( ) θ = suhu konduktor ( ) θ amb = suhu lingkungan ( ) T = resistansi termal (K.m/W) T total = total resistansi termal (K.m/W) W = panas yang dihasilkan dalam kabel (Watt/m) h = koefisien perpindahan panas (W/m2 K) Untuk menghitung kemampuan hantar arus dianggap bahwa potensial setiap titik dalam rangkaian adalah analogi dengan suhu antar lapisan seperti ditunjukkan pada Gambar 3a. Dengan demikian perbedaan potensial antara terminal rangkaian dengan sumber arus mewakili kenaikan suhu dari inti kabel dengan suhu keliling. Oleh karena itu suhu inti kabel adalah suhu keliling ditambah dengan Δθ, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3b. Gambar 3. Rangkaian Ekivalen Termal Listrik Kabel Berinti Tunggal [2] Berdasarkan Gambar 3b kita dapat menghitung Δθ kabel berinti tunggal sebagai : (Anders, 997 : 58) θ = (W c + W 2 d)t + (W c + W d + W s )T 2 + (W c + W d + W s + W a ) (T 3 + T )... (28) Untuk menurunkan persamaan kemampuan hantar arus dapat tentukan dari rumus rugi-rugi konduktor (W c ) yang dihitung dengan menggunakan resistansi AC dan arus. W c = RI 2... (29) Dan W s = λ W c... (30) W a = λ 2 W c... (3) W c = rugi-rugi konduktor (W/m) W s = rugi-rugi selubung (W/m) W a = rugi-rugi perisai (W/m) λ λ 2 = faktor rugi-rugi selubung = faktor rugi-rugi perisai Dengan mensubstitusikan persamaan (29), (30), dan (3) ke persamaan (28), maka diperoleh persamaan kemampuan hantar arusnya dibawah ini : [2]. I = θ W d( 2 T +T 2 +T 3 +T ) Ampere... (32) RT +R(+λ +λ 2 )(T 3 +T ) Untuk kabel berinti tiga rangkaian termal listriknya adalah seperti pada gambar dibawah ini : Gambar. Rangkaian Ekivalen Termal Listrik Kabel Berinti Tiga [2]

5 Berdasarkan gambar, dapat dihitung Δθ kabel berinti tiga sebagai : I = θ W d [ 2 T +3(T 2 +T 3 +T )] RT +3R(+λ )T 2 +3R(+λ +λ 2 )(T 3 +T ) Ampere... (33) I = arus yang mengalir dalam satu konduktor (A) θ = perbedaan temperatur keseluruhan ( ) R = resistansi AC per unit panjang pada suhu maksimum (Ω/m) W d = rugi-rugi dielektrik per unit panjang (W/m) T = resistansi termal per unit panjang antara satu konduktor dan selubung (K.m/W) T 2 = resistansi termal per unit panjang dari bantalan antara selubung dan perisai (K.m/W) T 3 = resistansi termal per unit panjang dari selubung luar kabel (K.m/W) T = resistansi termal per unit panjang antara permukaan kabel dan medium sekitar (K.m/W) λ = faktor rugi-rugi selubung λ 2 = faktor rugi-rugi perisai 2.6. Diagram Alir Perhitungan Diagram alir dari perhitungan termis dan kemampuan hantar arus kabel bawah tanah 20 kv pada PT.PLN (Persero) Area Pontianak sebagai berikut : Temperatur tanah : 30 o C Resistivitas termal tanah ideal : K.m/W Besarnya nilai resistivitas termal tanah sesuai dengan kondisi tanah yang ditunjukkan pada Tabel. Tabel. Nilai Resistivitas Termal Tanah Resistivitas Termal Tanah Kondisi Tanah (K.m/W) 0,7 Sangat lembab (selalu lembab),0 Lembab (curah hujan tinggi) 2,0 Kering (curah hujan rendah) Sangat kering (tidak ada curah 3,0 hujan/sedikit sekali curah hujan) Kedalaman penanaman : 800 mm Jarak permukaan tanah dengan sumbu kabel : 700 mm Perhitungan kemampuan hantar arus kabel tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 dapat ditentukan dengan langkah-langkah sebagai berikut. 3.. Resistansi AC konduktor Resistansi dc konduktor pada temperatur maksimum sebesar : R = 2,06 x 0 [ +, (90 20)] Ω/m R = 2,6 0 Ω/m faktor efek kulit adalah : X 2 s = 8πf R , 50 k s = 2, = 0,758 X s y s = ,8X = (0,758) 2 s ,8 (0,758) 2 = 0,002 faktor efek permukaan adalah : X 2 p = 8πf R , 50 k p = 2, = 0,758 y p = X p 92+0,8X p ( d c s )2 [0,32 ( d c s )2 +,8 X p (0,758) ,8 (0,758) 2 (,30 29,6 )2 [0,32 (,30 29,6 ) ,8X p +0,27 ] y p = Gambar 5. Diagram Alir Perhitungan Kemampuan Hantar Arus Kabel Bawah Tanah Penyulang Cemara 9 3. Perhitungan dan Analisis Dalam perhitungan kemampuan hantar arus kabel tanah selain dari data fisik dan data elektrikal kabel diperlukan data kondisi pemasangan kabel dan situasi lingkungan pemasangan kabel tersebut yang menurut PUIL (2000), dapat dilihat sebagai berikut : Temperatur maksimum kabel : 90 o C Temperatur maksimum selubung : 70 o C,8 (0,758)2 92+0,8 (0,758)2 +0,27 ] y p = 0,002 Resistansi AC konduktor kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 adalah : R = R (+y s+y p ) = 2,6 0 ( + 0, ,002) R = 2,67 0 Ω/m 3.2. Rugi-Rugi Dielektrik Kapasitansi konduktor bulat adalah : 2,5 C = 8ln( 26,90,30 ) 0 9 = 0, F/m Rugi-rugi dielektrik pada masing-masing fasa adalah : W d = ωcu 2 0 tanδ W/m W d = 2 3, 50 0, ( )2 0,00 W/m

6 W d = 0,0368 W/m 3.3. Faktor Rugi-Rugi Selubung Diasumsikan temperatur maksimum selubung (θ) sebesar 70. Maka resistansi selubung : R s = 7,3 0 [ + 3, (70 20)] Ω/m R s = 8, Ω/m faktor rugi-rugi arus eddy : λ = 3,2ω2 ( 2c 2 RR s d ) 0 [ + ( d 2 ) d A λ = 0, d ] A μδ 0 Faktor rugi-rugi arus sirkulasi (λ ) diabaikan karena selubung dibumikan. Sehingga total faktor rugi-rugi selubung : λ = λ + λ = 0 + 0,0329 = 0, Faktor Rugi-Rugi Perisai Faktor rugi-rugi arus histeresis : k = + 67,0 ( 50 ) = 0, ,96 λ 2 λ 2 eddy : = s2 k Rd A δ 0 = (29,6 )2 (0,688) , ,0 0,96 = (29,6 )2 (0,688) , ,0 0,96 = 0,006 Dengan menggunakan persamaan II.3, rugi-rugi arus λ 2 = 2,25s2 k 2 δ Rd A λ 2 = 2,25 (29,6 )2 (0,688) 2 0, , ,0 = 2, Sehingga total faktor rugi-rugi perisai dengan menggunakan persamaan II.32 adalah : λ 2 = λ 2 + λ 2 = 0, , = 0, Resistansi Termal Antara Konduktor dan Selubung (T ) Resistansi termal antara konduktor dan selubung (T ) adalah : T = 2 3, T = 0,860 K.m/W 2,60 (,3) + 0,03(6 )e0,67, Resistansi Termal Antara Selubung dan Perisai (T 2 ) Resistansi termal antara selubung dan perisai (T 2 ) adalah : T 2 = 2 3,0 ln ( + 2 3, 29,6 ) T 2 = 0,770 K.m/W 3.7. Resistansi Termal Selubung Luar (T 3 ) Resistansi termal selubung luar (T 3 ) adalah : T 3 = 2 3,3 ln ( + 2 3, 67,0 ) T 3 = 0,0892 K.m/W 3.8. Resistansi Termal Eksternal (T ) Diameter luar kabel (D e ) kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 adalah 7,00 mm. Diasumsi kabel ditanam langsung ke tanah pada kedalaman 800 mm, dengan jarak dari permukaan tanah ke sumbu kabel (L) 700 mm, sehingga : u = 2L D e = ,00 = 8,92 Jika nilai u melebihi 0, dan diasumsikan resistivitas termal tanah (ρ e ) sebesar K.m/W. Maka pendekatannya yaitu : T = 2 3, T = 0,5783 K.m/W ln ( 700 7,00 ) 3.9. Kemampuan Hantar Arus (KHA) Kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 Menurut PUIL (2000), temperatur maksimum pada konduktor (θ ) sebesar 90 dan temperatur tanah (θ amb ) sebesar 30. Dengan menggunakan persamaan II.59, kemampuan hantar arus NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 adalah : I = ( θ) W d [ 2 T + 3(T 2 + T 3 + T )] RT + 3R( + λ )T 2 + 3R( + λ + λ 2 )(T 3 + T ) θ = θ θ amb I = 25,576 ampere 3.0. Analisa Hasil Perhitungan Berdasarkan hasil perhitungan di atas, rekapitulasi hasil perhitungan paramater kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 ditunjukkan pada Tabel 5. Tabel 5. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Paramater Kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 Parameter Simbo l Nilai Satuan Resistansi AC R 2,67 0 ohm/m Rugi-Rugi Dielektrik W d 0,0368 watt/m Total Faktor Rugi-Rugi Selubung λ 0,0329 Total Faktor Rugi-Rugi Perisai λ 2 0,009 Resistansi Termal Antara Konduktor dan Selubung T 0,860 K.m/W Resistansi Termal Antara Selubung dan Perisai T 2 0,770 K.m/W Resistansi Termal Selubung Luar T 3 0,0892 K.m/W Resistansi Termal Eksternal Kemampuan Hantar Arus (KHA) T 0,5783 K.m/W I 25,576 ampere Dengan nilai resistivitas termal tanah dibuat tetap (konstan) yaitu sebesar,0 K.m/W, jarak sumbu kabel dengan permukaan tanah sebesar 700 mm, pengaruh temperatur tanah terhadap kemampuan hantar arus (KHA) dan rugi-rugi konduktor kabel tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 dapat ditunjukkan pada Tabel 6.

7 Tabel 6. Pengaruh Temperatur Tanah Terhadap KHA dan Rugi-Rugi Konduktor (ρ e =,0 K. m/w) Temperatur Rugi-Rugi KHA Tanah Konduktor ( 0 (ampere) C) (watt/meter) 0 29, , ,6766 2, , ,9898 8, ,576 7, ,779 5, ,3527,293 Berdasarkan Tabel 6, grafik pengaruh temperatur tanah terhadap kemampuan hantar arus (KHA) kabel tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 dapat ditunjukkan pada Gambar 6. KHA (ampere) Temperatur Tanah (celcius) Gambar 6. Grafik Pengaruh Temperatur Tanah Terhadap KHA Dengan nilai temperatur tanah tetap yaitu sebesar 30 0 C, jarak sumbu kabel dengan permukaan tanah sebesar 700 mm, pengaruh resistivitas termal tanah terhadap resistansi termal eksternal (T ), kemampuan hantar arus (KHA) dan rugi-rugi konduktor kabel tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 dapat ditunjukkan pada Tabel 7. Tabel 7. Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap Resistansi Termal Eksternal, KHA dan Rugi- Rugi Konduktor (θ amb = 30 ) Resistivitas Termal Tanah (K.m/W) Resistivitas Termal Eksternal (T ) (K.m/W) KHA (ampere) Rugi-Rugi Konduktor (watt/meter) 0,7 0, ,8 0, ,9 0, ,0 0, ,5 0, ,0, ,5, ,0, Berdasarkan Tabel 7, pengaruh resistivitas termal tanah terhadap kemampuan hantar arus (KHA) kabel tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 dapat ditunjukkan pada Gambar 7. KHA (ampere) Gambar 7. Grafik Pengaruh Resistivitas Tanah Terhadap KHA. Kesimpulan Dari perhitungan kemampuan hantar arus (KHA) kabel bawah tanah NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :. Kemampuan hantar arus kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2 untuk kondisi instalasi jarak sumbu kabel dengan permukaan tanah 70 cm, resistivitas termal tanah,0 K.m/W, suhu tanah 30 o C adalah 25,576 ampere. Nilai tersebut masih dibawah kemampuan hantar arus menurut data elektrikal yang kabel tersebut yaitu sebesar 292 ampere yang tercantum pada data elektrikal NA2XSEYBY 3 x 50 mm Berdasarkan data beban penyulang Cemara 9 pada bulan Maret 207, terjadi arus beban maksimum sebesar 203,6 ampere. Arus beban maksimum yang terjadi masih di bawah nilai perhitungan kemampuan hantar arus (KHA), sehingga penyulang Cemara 9 masih layak dalam melayani beban. 3. Hasil perhitungan dengan temperatur tanah yang bervariasi mempengaruhi kemampuan hantar arus (KHA) kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2, tingginya temperatur tanah akan mengurangi kemampuan hantar arus (KHA) kabel tersebut.. Hasil perhitungan dengan nilai resistivitas termal tanah yang bervariasi mempengaruhi kemampuan hantar arus (KHA) kabel NA2XSEYBY 3 x 50 mm 2, tingginya nilai resistivitas termal tanah akan mengurangi kemampuan hantar arus (KHA) kabel tersebut. Referensi Resistivitas Tanah (K.m/W) [] Agus,dkk Analisis Perbandingan Sistem Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM) dan Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah (SKTM). Elektrika no. II.3 Nopember 206 [2] Anders G.J, 997. Rating of Electric Power Cables : Ampacity Computations for Transmission, Distribution, and Industrial Applications,.New York : Institute of Elelctrical and Electronics Engineers Inc, 997

8 [3] Etaruddin Hamzah, Asuhaimi Abdullah bin Mohd. Zin 202. Reduced Dielectric Losses For Underground Cable Distribution Systems, International Journal of Applied Power Engineering (IJAPE), Vol., No., April 202. [] Erhaneli, Musnadi Pengaruh Arus Bocor Terhadap Perubahan Temperatur Pada Kabel Bawah Tanah 20 kv Jurnal Momentum Vol.2.No.. Februari 202. [5] Moore, George F Third Edition of Electric Cables Handbook/BICC Cables. USA : Royal Academy of Engineering Visiting Professor University of Liverpool [6] PLN, PT. (Persero). 200, Buku 5 : Standar Konstruksi Jaringan Tegangan Menengah Tenaga Listrik, Jakarta : PT. PLN (Persero) [7] PUIL.2000, Persyaratan Umum Instalasi Listrik, Jakarta : Badan Standarisasi Nasional [8] Syahir Mahmud, dkk Analisis kapasitas arus hubung singkat Saluran kabel bawah tanah 20 kv berisolasi XLPE. Seminar Nasional Sains dan Teknik 202 (SAINSTEK 202). Biography Ahmad Mohajir Lutfhi, lahir di Pontianak pada tanggal 7 Agustus 989. Menempuh Pendidikan Program Strata I (S) di Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura sejak tahun 200. Penelitian ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro konsentrasi Teknik Tenaga Listrik Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura.