Thursday, January 3, 2013



Pemeliharaan Pemutus Tenaga dengan Media Pemutus Menggunakan Minyak Pada Gardu Induk






Nama        : Muhamad
Nim           :  03091404040


Choose : Metode Penulisan Ilmiah
Instruktur : Ir. Hendra Marta Yudha, MS
Date : 16 Desember 2012
THESIS STATEMENTS     :
Peralatan yang dioperasikan dalam instalasi penyaluran tenaga listrik perlu dipelihara agar unjuk kerjanya dapat dipertahankan” (Aslimeri)

Outline:
I.                   Pendahuluan                                                                                          
1.1  Latar Belakang                                                                         
1.2  Tujuan                                                                                                   
1.3  Pembatasan Masalah                                                                                         
                                                      
II.           Pembahasan                                                           
2.1     Definisi dan Fungsi Pemutus Tenaga ( PMT )                                   
2.2     Fenomena Busur Api                                                                         
2.3     Klasifikasi Pemutus Tenaga                                                               
2.3.1    Sakelar PMT Gas SF6 (SF6 Circuit Breaker)                        
2.3.2    Sakelar PMT Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker)      
2.3.3    Sakelar PMT Vakum (Vacuum Circuit Breaker)                    
2.3.4    Sakelar PMT Minyak                                                             
2.4     Mekanisme Penggerak PMT              
2.5  Pemeliharaan PMT pada Gardu Induk
2.5.1    PMT Penghantar 70 kV Gardu Induk                       
2.5.1.1  PMT Menggunakan Banyak Minyak(Bulk Oil Circuit Breaker
2.5.1.2  Bagian Utama PMT Menggunakan Banyak Minyak            
2.5.1.3    Mekanis Penggerak PMT dengan Menggunakan
                                   Pegas Pilin ( Helical Spring )                                                
2.5.1.4  Proses Pengaturan Busur Api                                                
2.5.1.5  Pengoperasian PMT                                                              
2.5.2    Pemeliharaan PMT                                                                             
2.5.2.1  Definisi dan tujuan Pemeliharaan                                         
2.5.2.2   Klasifikasi Pemeliharaan                                                      
2.5.2.3  Macam-Macam Alat Ukur Pemeliharaan                              
2.5.2.4   Pemeliharaan PMT GI                                 
2.5.2.5  Pengukuran Tahanan Isolasi                                                  
2.5.2.6  Pengukuran Tahanan Kontak                                                
2.5.2.7   Pengujian Keserempakan                                                     

III.        Kesimpulan

Bibliography










Pemeliharaan Pemutus Tenaga dengan Media Pemutus Menggunakan Minyak Pada Gardu Induk

I.        Pendahuluan

1.1    Latar Belakang

Perkembangan sistem kelistrikan dewasa ini telah mengarah pada peningkatan efisiensi dan kualitas dalam penyaluran energi listrik, khususnya pada Gardu induk. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas peralatan Gardu Induk tersebut yaitu dengan melaksanakan Pemeliharaan secara berkala. Pemeliharaan peralatan listrik bertujuan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya serta mendapatkan kepastian atau jaminan bahwa sistem suatu peralatan yang dipelihara akan berfungsi secara optimal untuk meningkatkan umur teknisnya dan keamanan bagi personil, sehingga dapat mencegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan.
Salah satu peralatan utama yang berada di Gardu Induk adalah Pemutus Tenaga (PMT). Untuk menjaga PMT dapat beroperasi secara maksimal dan optimal maka dilakukan Pemeliharan terhadap PMT tersebut. PMT perlu dipelihara secara periodik sesuai dengan jenis PMT yang digunakan. Penundaan pemeliharaan akan memperbesar kemungkinan rusaknya peralatan. Hal-hal tersebut membuat penulis untuk mengetahui dan memahami lebih jauh tentang jenis-jenis PMT, sistem pengoperasian, sistem perawatan.

1.2  Tujuan
Adapun tujuan penulisan karya ilmiah adalah :
1.        Mengenal organisasi, manajemen, dan proses kerja yang ada dalam ruang lingkup perusahaan.
2.        Mengetahui dan memahami prinsip kerja peralatan tegangan tinggi terutama pada PMT pada penghantar di GI Seduduk Putih.
3.        Mengetahui secara langsung prosedur pemeliharaan peralatan GI terutama pemeliharaan pada PMT pada penghantar di GI Seduduk Putih.

1.3   Pembatasan Masalah
Dalam tulisan ini, penulis membahas tentang Penggunaan Pemutus Tenaga Pada penghantar 70 kV di Gardu Induk.

II.      Pembahasan

2.1  Definisi dan Fungsi Pemutus Tenaga ( PMT )
Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik. Pemutus tenaga yang terpasang pada Gardu Induk berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan arus beban atau arus gangguan, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.
Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu PMT agar dapat melakukan fungsinya dengan baik, antara lain:
1.      PMT harus mensuplai arus maksimum sistem secara kontiniu atau terus-menerus.
2.      PMT mampu membuka dan menutup jaringan baik dalam keadaan berbeban maupun terhubung singkat tanpa merusak peralatan pada pemutus tenaga itu sendiri.
3.      Saat terjadi arus hubung singkat, PMT mampu memutuskan arus hubung singkat tersebut dengan kecepatan tinggi agar peralatan system tidak mengalami kerusakan, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri.

2.2  Fenomena Busur Api
Pada waktu menghubungkan atau memutus beban akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api. Hal tersebut terjadi karena pada saat kontak PMT dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik diantara kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar 1. Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan menghasilkan emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik menimbulkan emisi medan tinggi pada kontak katoda (K).
Gambar 1 Pembentukan busur api

Kedua emisi ini menghasilkan elektron bebas yang sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-elektron ini membentur molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-benturan ini akan menimbulkan proses ionisasi. Dengan demikian, jumlah elektron bebas yang menuju anoda akan semakin bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang bergerak menuju katoda, perpindahan elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan memanaskan kontak anoda.
Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang berbeda. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten atau karbon, maka ion positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya, emisi thermis semakin meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya rendah, misal tembaga, ion positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasil emisi thermis ini dan emisi medan tinggi akan melanggengkan proses ionisasi, sehingga perpindahan muatan antar kontak terus berlangsung dan inilah yang disebut busur api.
Untuk memadamkan busur api tersebut perlu dilakukan usaha-usaha yang dapat menimbulkan proses deionisasi, antara lain dengan cara sebagai berikut:
1.      Meniupkan udara ke sela kontak, sehingga partikel-partikel hasil ionisai dijauhkan dari sela kontak.
2.      Menyemburkan minyak isolasi kebusur api untuk memberi peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi.
3.      Memotong busur api dengan tabir isolasi atau tabir logam, sehingga memberi peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi.
4.      Membuat medium pemisah kontak dari gas elektronegatif, sehingga elektron-elektron bebas tertangkap oleh molekul netral gas tersebut.
Jika pengurangan partikel bermuatan karena proses deionisasi lebih banyak daripada penambahan muatan karena proses ionisasi, maka busur api akan padam. Ketika busur api padam, di sela kontak akan tetap ada terpaan medan elektrik. Jika suatu saat terjadi terpaan medan elektrik yang lebih besar daripada kekuatan dielektrik media isolasi kontak, maka busur api akan terjadi lagi.
Jenis media pemadam busur api pada pemutus tenaga yaitu: Gas, vaccum, minyak, dan udara.

2.3  Klasifikasi Pemutus Tenaga
Pemadaman busur api listrik saat pemutusan atau peng-hubungan arus beban atau arus gangguan dapat dilakukan olehbeberapa macam bahan, yaitu di antaranya: gas, udara, minyak atau dengan hampa udara (vacum). Maka dari itu, jenis-jenis PMT berdasarkan media insulator dan material dielektriknya, adalah terbagi menjadi empat jenis, yaitu: sakelar PMT dengan gas SF6, sakelar PMT udara hembus, sakelar PMT minyak, dan sakelar PMT vakum.

2.3.1    Sakelar PMT Gas SF6 (SF6 Circuit Breaker)
Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV. Media gas yang digunakan pada tipe ini adalah gas SF6 (Sulphur hexafluoride). Sifat gas SF6 murni adalah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada suhu diatas 150º C, gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastic dan bermacam bahan yang umumnya digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi.
Sebagai isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi (2,35 kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan pertambahan tekanan. Sifat lain dari gas SF6 ialah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, tidak terjadi karbon selama terjadi busur api dan tidak menimbulkan bunyi pada saat pemutus tenaga menutup atau membuka.

Tabel 1 Karakteristik gas SF6
Tabel 2 Batas tekanan gas SF6 pada pemutus tenaga,
pada suhu 20ºC, tekanan atmosphir 760 mmHg.
Selama pengisian, gas SF6 akan menjadi dingin jika keluar dari tangki penyimpanan dan akan panas kembali jika dipompakan untuk pengisian kedalam bagian/ruang pemutus tenaga. Oleh karena itu gas SF6 perlu diadakan pengaturan tekanannya beberapa jam setelah pengisian, pada saat gas SF6 pada suhu lingkungan.
Pada awalnya PMT dengan media pemutus menggunakan SF6 terdiri dari 2 tipe, yaitu  Tipe tekanan ganda (Double Pressure Type) dan Tipe tegangan tunggal (single Pressure Type).
1.      PMT Tipe Tekanan Ganda (Double Pressure Type), dimana pada saat ini sudah tidak diproduksi lagi. Pada tipe ini, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur api. Pada sistem gas tekanan tinggi, tekanan gas SF6 kurang lebih 12 Kg/cm2 dan pada sistem gas tekanan rendah, tekanan gas SF6 kurang lebih 2 kg/cm2. Gas pada sistem tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke sistem tekanan tinggi.
2.      PMT Tipe Tekanan Tunggal (Single Pressure Type), PMT SF6 tipe ini diisi dengan gas SF6 dengan tekanan kira-kira 5 Kg/cm2 . selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6 ditekan kedalam suatu tabung yang menempel pada kontak bergerak. Pada waktu pemutusan kontak terjadi, gas SF6 ditekan melalui nozzle dan tiupan ini yang mematikan busur api.

2.3.2    Sakelar PMT Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker)
PMT ini menggunakan udara sebagai pemutus busur api dengan mengembuskan udara ke ruang pemutus. PMT ini disebut PMT udara hembus (Air Blast Circuit Breaker). Pada PMT udara hembus (disebut juga sebagai compressed air circuit breaker), udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada kontak pemisah ionisasi media antara kontak dipadamkan oleh hembusan udara. Setelahpemadaman busur api dengan udara tekanan tinggi, udara ini jugaberfungsi mencegah restriking voltage (tegangan pukul). Kontak PMT ditempatkan di dalam isolator, dan juga katup embusan udara.
Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV. PMT udara hembus dirancang untuk mengatasi kelemahan pada PMT minyak, yaitu dengan membuat media isolator kontak dari bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak menghalangi pemisahan kontak, sehingga pemisahan kontak dapat dilaksanakan dalam waktu yang sangat cepat. Saat busur api timbul, udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada kontak pemisah dan ionisasi media diantara kontak dipadamkan oleh hembusan udara tekanan tinggi itu dan juga menyingkirkan partikel-partikel bermuatan dari sela kontak, udara ini juga berfungsi untuk mencegah restriking voltage (tegangan pukul ulang).

Gambar 2. Pemadaman busur api pada pemutus daya udara hembus

Kontak pemutus ditempatkan didalam isolator, dan juga katup hembusan udara. Pada sakelar PMT kapasitas kecil, isolator ini merupakan satu kesatuan dengan PMT, tetapi untuk kapasitas besar tidak demikian halnya.

2.3.3    Sakelar PMT Vakum (Vacuum Circuit Breaker)
Kontak-kontak pemutus dari PMT ini terdiri dari kontak tetap dankontak bergerak yang ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruanghampa udara ini mempunyai kekuatan dielektrik (dielektrik strength)yang tinggi dan sebagai media pemadam busur api yang baik.PMT jenis vacuum kebanyakan digunakan untuk teganganmenengah dan hingga saat ini masih dalam pengembangan sampaitegangan 36 kV.Jarak (gap) antara kedua katoda adalah 1 cm untuk 15 kV danbertambah 0,2 cm setiap kenaikan tegangan 3 kV.
Untuk pemutusvacuum tegangan tinggi, digunakan PMT jenis ini dengan dihubungkansecara seri.Ruang kontak utama (breaking chambers) dibuat dari bahan antaralain porcelain, kaca atau plat baja yang kedap udara. Ruang kontak utamanya tidak dapat dipelihara dan umur kontak utama sekitar 20tahun. Karena kemampuan ketegangan dielektrikum yang tinggi maka bentukpisik PMT jenis ini relatip kecil.
Pada PMT vakum, kontak ditempatkan pada suatu bilik vakum. Untuk mencegah udara masuk kedalam bilik, maka bilik ini harus ditutup rapat dan kontak bergeraknya diikat ketat dengan perapat logam.

Gambar 3. Kontak pemutus daya vakum.

Jika kontak dibuka, maka pada katoda kontak terjadi emisi thermis dan medan tegangan yang tinggi yang memproduksi elektron-elektron bebas. Elektron hasil emisi ini bergerak menuju anoda, elektron-elektron bebas ini tidak bertemu dengan molekul udara sehingga tidak terjadi proses ionisasi. Akibatnya, tidak ada penambahan elektron bebas yang mengawali pembentukan busur api. Dengan kata lain, busur api dapat dipadamkan.

2.3.4    Sakelar PMT Minyak
Pemutus tenaga (circuit breaker) jenis minyak adalah suatu pemutus tenaga atau pemutus arus menggunakan minyak sebagai pemadam busur api listrik yang timbul pada waktu memutus arus listrik. Jenis pemutus minyak dapat dibedakan menurut banyak dan sedikit minyak yang digunakan pada ruang pemutusan yaitu: pemutusmenggunakan banyak minyak (bulk oil) dan menggunakan sedikitminyak (small oil).
Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 10 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 500 kV. Pada saat kontak dipisahkan, busur api akan terjadi didalam minyak, sehingga minyak menguap dan menimbulkan gelembung gas yang menyelubungi busur api, karena panas yang ditimbulkan busur api, minyak mengalami dekomposisi dan menghasilkan gas hydrogen yang bersifat menghambat produksi pasangan ion. Oleh karena itu, pemadaman busur api tergantung pada pemanjangan dan pendinginan busur api dan juga tergantung pada jenis gas hasil dekomposisi minyak.
Gambar 4. Pemadaman busur api pada pemutus daya minyak

Gas yang timbul karena dekomposisi minyak menimbulkan tekanan terhadap minyak, sehingga minyak terdorong ke bawah melalui leher bilik. Di leher bilik, minyakini melakukan kontak yang intim dengan busur api. Hal ini akan menimbulkan pendinginan busur api, mendorong proses rekombinasi dan menjauhkan partikel bermuatan dari lintasan busur api.
Minyak yang berada diantara kontak sangat efektif memutuskan arus. Kelemahannya adalah minyak mudah terbakar dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang membutuhkan pemutusan arus yang cepat.
Sakelar PMT minyak terbagi menjadi 2 jenis, yaitu:
1.      Sakelar PMT dengan banyak menggunakan minyak (Bulk Oil Circuit Breaker), pada tipe ini minyak berfungsi sebagai peredam loncatan bunga api listrik selama terjadi pemutusan kontak dan sebagai isolator antara bagian-bagian yang bertegangan dengan badan, jenis PMT ini juga ada yang dilengkapi dengan alat pembatas busur api listrik.
2.      Sakelar PMT dengan sedikit menggunakan minyak (Low oil Content Circuit Breaker), pada tipe ini minyak hanya dipergunakn sebagai peredam loncatan bunga api listrik, sedangkan sebagai bahan isolator dari bagian-bagian yang bertegangan digunakan porselen atau material isolasi dari jenis organic. Pemutusan arus dilakukan di bagian dalam dari pemutus. Pemutus ini dimasukkan dalam tabung yang terbuat dari bahan isolasi. Di antarabagian pemutus dan tabung diisi minyak yang berfungsi untukmemadamkan busur api waktu pemutusan.
Pada jaringan listrik PT. PLN (Persero) P3B dijumpai beberapa merk dan tipe pemutus minyak yaitu: Alsthom, Asea, Magrini Galileo, Merlin Gerlin, dan Westinghouse. Pada prinsipnya pemutus tenaga minyak tersebut sama namun pemutus minyak merk Asea tipe HLR yang sekarang masih banyak dioperasikan diwilayah kerja PLN P3B.


2.4  Mekanisme Penggerak PMT
Mekanisme penggerak berfungsi menggerakkan kontak bergerak untuk pemutusan dari PMT. Terdapat macam-macam mekanisme penggerak kontak-kontak PMT diantaranya:
1.      Pegas
Mekanis penggerak PMT dengan menggunakan pegas (spring). terdiri dari 2 macam antara lain Pegas pilin (helical spring) dan Pegas gulung (scroll spring).
2.      Pneumatik
Sistem pneumatik pada PMT terdiri dari kompresor unit dan bagian penggerak rod untuk fixed dan moving contactnya.
3.      Hidrolik
Penggerak mekanik PMT hydraulic adalah rangkaian gabungan dari beberapa komponen mekanik, elektrik, dan hydraulic oil yang dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat berfungsi sebagai penggerak untuk membuka dan menutup PMT.

2.5  Pemeliharaan PMT pada Gardu Induk
2.5.1    PMT Penghantar 70 kV Gardu Induk Seduduk Putih
Pemutus Tenaga yang digunakan pada penghantar-penghantar 70 kV di  Gardu Induk Seduduk Putih adalah jenis Pemutus Tenaga  dengan minyak atau Oil Circuit Breaker ( OCB ).  Pemutus tenaga ini menggunakan banyak minyak (Bulk Oil Circuit Breaker) dengan sistem penggerak menggunakan pegas (spring) dengan jenis Pegas Pilin ( Helical Spring ).


Gambar 5 PMT menggunakan banyak minyak di GI seduduk Putih


2.5.1.1 PMT Menggunakan Banyak Minyak (Bulk Oil Circuit Breaker)
PMT dengan banyak menggunakan minyak secara umum dipergunakan pada sistem tegangan sampai 245 kV. Pada tipe ini minyak berfungsi sebagai:
1.      Peredam loncatan bunga api listrik selama pemutusan kontak-kontak.
2.      Bahan isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan dengan badan. Gambar PMT tipe ini dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 (a) PMT banyak menggunakanminyak dan (b) PMT banyak menggunakan minyak dengan pengatur busur api


Keterangan Gambar 6 (a) dan (b) :


1.      Tangki
2.      Minyak dielektrik
3.      Kontak yang bergerak
4.      Gas yang terbentuk dari dekomposisi minyak dielektrik (hidrogen 70%)
5.      Alat pembatas busur api listrik
6.      Kontak tetap
7.      Batang penegas (dari fiberglass)
8.      Konduktor dari tembaga
9.      Bushing terisi minyak atau tipe kapasitor
10.  Konduktor (tembaga berlapis perak)
11.  Inti busur api listrik
12.  Gas hasil ionisasi
13.  Gelembung-gelembung gas


Kelebihan dari PMT jenis minyak adalah Secara operasional keandalannya baik , dapat dilakukan  pemutusan berulang kali dan tidak mempengaruhi peralatan tambahan lainnya.
Namun PMT jenis ini juga memiliki kelemahan yakni PMT terlalu berat dan besar (makan tempat), mempunyai resiko terbakar, reaksi yang keras dengan tanah dan resiko kegagalan pada bushing.

2.5.1.2 Bagian Utama PMT Menggunakan Banyak Minyak
a.    Tangki
Tangki berfungsi menahan tekanan gas yang timbulselama proses pemadaman busur api.
b.    Kontak-kontak
Kontak-kontak terdiri dari kontak bergerak (movingcontact). Perencanaan kontak-kontak ditentukan oleh tipe dari pengatur busur api (arc control device).

Gambar 7 Susunan kontak-kontak
Keterangan Gambar 7:


1.    Penahan kontak (contact  support ).
2.    Kontak utama (main contact) terdiri dari electrolytic cooper dengan tungsten cooper tips.
3.    Beliatan pegas (coiled spring) terdiri dari phospher
4.    Kotak bergerak
5.    Ujung kontak (arcing tip) terdiri dari tungsten copper.
6.    Tangkai kontak bergerak (moving contact stem) terdiri dari electrolytic copper.


c.   Mekanisme Penggerak
Mekanisme penggerak berfungsi menggerakkan kontak  bergerak untuk pemutusan dari PMT. Bagian ini terdiri dari satu-kesatuan kerja tersendiri.

Gambar 8 Mekanis penggerak secara mekanik dengan pegas pilin
Keterangan Gambar 8


1.      Lengan interlock
2.      Pawl
3.      Pegas penutup
4.      Pegas pen-trip
5.      Roda pengisi
6.      Engkol
7.      Motor 
8.      Kumparan pen-trip
9.      Lengan Interlock
10.  Alur pemberhentian.
11.  Pawl
12.  Penghubung
13.  Batas pegas
14.  Sektor penunjang
15.  Batang PMT
16.  Kumparan penutup



d.   Bushing
Berfungsi sebagai isolasi antara bertegangan dengan beban.


2.5.1.3 Mekanis Penggerak PMT dengan Menggunakan Pegas Pilin ( Helical Spring )
a.      Proses pengisian pegas (Spring charger )
Biasanya untuk penggerak pengisian pegas PMT dilengkapi motor penggerak (7) Motor akan menggerakkan roda pengisi (5) pada batang pegas melalui (13) roda perantara yang dihubungkan dengan dua buah rantai. Berputarnya roda pengisi (5) , mengakibatkan pegas penutup (3) menjadi terisi (meregang). Padasaat pegas penutup (3) terisi (meregang) pada batas maximumnya, maka motor (7) akan berhenti.
Untuk meregangkan pegas penutup ini juga dapat dilakukan dengan cara manual dengan menggunakan engkol (6).

b.      Proses penutupan PMT (Closingof Breaker).
Dengan diberinya arus penguat pada kumparan penutup (16) atau dengan menekan “pushbutton”, maka hubungan antara lengan interlock (1) dan pawl (2) akan terlepas, sehingga batang pegas (13) juga akan terlepas dan pegas penutup (3) menjadi mengendor. Penghubung (12) pada batangpegas (13) menggerakkan pawl (11) sehingga berputar sepanjang sektor penunjang (14) dengan sudut 120° dan menutup PMT melalui batang pemutus tenaga (15).  Dan bersamaan dengan itu pegas pen-trip (4) akan terisi, kemudian secara otomatis motor (7) akan menggerakkan roda pengisi (5) kembali untuk tenaga pemasukkan selanjutnya.

c.       Proses pembukaan PMT (Tripping of Breaker)
Dengan diberinya arus penguatan pada kumparan tripping (8) atau dengan “push button” akan melepas hubungan antara tuas pengunci (9) dan sektor penunjang (14) dan akhirnya masuk ke dalam alur stop groove (10). Pawl (11) didorong oleh sektor penunjang (14) dan menyebabkan terlepasnya pegas pen-trip (4),  menggerakkan batang PMT (15) sehingga PMT trip dan sektor penunjang (14) kembali pada posisi semula.
Gambar : 9 Mekanik PMT dengan sistem pegas pilin

Keterangan Gambar : 9


1.      Lengan interlock (interlocking arm)
2.      Pawl
3.      Pegas penutup (closing spring)
4.      Pegas pembuka (tripping spring)
5.      Roda pengisi (charging whell)
6.      Engkol (crank)
7.      Motor (electric motor)
8.      Kumparan pembuka (triping coil)
9.      Lengan interlock Interlocking arm)
10.  Alur pemberhentian (Stop groove)
11.  Pawl
12.  Penghubung (cam)
13.  Batang pegas (spring shaft)
14.  Sektor penunjang (guiding sector)
15.  Batang PMT (circuit breaker shaft)
16.  Kumparan penutup (closing coil)



2.5.1.4  Proses Pengaturan Busur Api
Pengatur busur api (Arc control Device) umumnya dipergunakan pada PMT dengan banyak menggunakan minyak yang berkapasitas besar dan PMT dengan sedikit menggunakan minyak. Pengatur busur api mengatur panjang nya busur api dapat di jelaskan sebagai berikut:
Gambar 10 Proses pemadaman busur api



Keterangan Gambar 10:
1.      Kontak tetap
2.      Kontak  bergerak
3.      Pengatur  busur api
4.      Busur api
5.      Gas bertekanan
6.      Minyak






2.5.1.5  Pengoperasian PMT
a.      Pembukaan Jaringan
·           PMT dioperasikan terlebih dahulu, baru kemudian pemisah-pemisahnya.
·           Sebelum pemisah dikeluarkan/dioperasikan harus diperiksa apakah PMT sudah terbuka sempurna.
·           Urutan pembukaan jaringan:
1.    PMT dikeluarkan
2.    PMS dikeluarkan
3.    PMS tanah dimasukkan

Gambar 11 Diagram satu garis urutan pembukaan jaringan.
b.      Penutupan Jaringan
·         PMT dioperasikan setelah pemisah-pemisahnya dimasukkan lihat gambar.
·         Setelah PMT dimasukkan, diperiksa apakah terjadi kebocoran isolasi (misal minyak) pada PMT.
·         Urutan penutupan jaringan:
1.    PMS tanah dikeluarkan
2.    PMS dimasukkan
3.    PMT dimasukkan

Gambar 12 Diagram satu garis urutan penutupan jaringan

2.5.2    Pemeliharaan PMT
2.5.2.1 Definisi dan tujuan Pemeliharaan
Pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah serangkaian tindakan atau proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat di cegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan.
Tujuan utama pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinuitas penyaluran tenaga listrik dan menjamin keandalan, antara lain :
·         Untuk meningkatkan reliability, availability dan effiency.
·         Untuk memperpanjang umur peralatan.
·         Mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan.
·         Meningkatkan tingkat keamanan pada peralatan.
·         Mengurangi lama waktu padam akibat sering gangguan
Faktor yang paling dominan dalam pemeliharaan peralatan proteksi adalah memperoleh keyakinan bahwa peralatan proteksi tersebut dapat bekerja sesuai fungsinya.
Dalam pemeliharaan peralatan proteksi, kita membedakan antara pemeriksaan / monitoring (melihat, mencatat, meraba serta mendengar) dalam keadaan operasi dan memelihara (kalibrasi / pengujian, koreksi / resetting serta memperbaiki / membersihkan ) dalam keadaan padam.

2.5.2.2 Klasifikasi Pemeliharaan
Pemeriksaan atau monitoring dapat dilaksanakan oleh operator atau petugas patroli setiap hari dengan sistem check list atau catatan saja. Sedangkan pemeliharaan harus dilaksanakan oleh regu pemeliharaan.
Pemeliharaan pada PMT dapat dibagi Menjadi 4 macam :
1.         Predictive Maintenance (Condicional Maintenan).
Predictive Maintenance (Conditional Maintenance) adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara memprediksi kondisi suatu  peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinannya peralatan listrik tersebut menuju kegagalan. Dengan memprediksi kondisi tersebut dapat diketahui gejala kerusakan secara dini.
Cara yang biasa dipakai adalah memonitor kondisi secara online baik pada saat peralatan beroperasi atau tidak beroperasi. Untuk ini diperlukan peralatan dan personil khusus untuk analisa. Pemeliharaan ini disebut juga pemeliharaan berdasarkan kondisi (Condition Base Maintenance).
2.         Preventive Maintenance (Time Base Maintenance).
Preventive Maintenance (Time Base Maintenance) adalah kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan peralatan secara tiba-tiba dan untuk mempertahankan unjuk kerja peralatan yang optimum sesuai umur teknisnya. Kegiatan ini dilaksanakan secara berkala dengan berpedoman kepada : Instruction Manual dari pabrik, standar-standar yang ada ( IEC, CIGRE, dll ) dan pengalaman operasi di lapangan.
Pemeliharaan ini disebut juga dengan pemeliharaan berdasarkan waktu ( Time Base Maintenance ).
3.         Corrective Maintenance.
Corective Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terencana ketika peralatan listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan tujuan untuk mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikan dan penyempurnaan instalasi. Pemeliharaan ini disebut juga Curative Maintenance, yang bisa berupa Trouble Shooting atau penggantian part/bagian yang rusak atau kurang berfungsi yang dilaksanakan dengan terencana.
4.         Breakdown Maintenance.
Breakdown Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak tertentu dan sifatnya darurat.

2.5.2.3 Macam-Macam Alat Ukur Pemeliharaan
1. Meter Tahanan Isolasi
Biasa disebut Meger, untuk mengukur tahanan isolasi instalasi tegangan menengah maupun tegangan rendah. Untuk instalasi tegangan menengah digunakan Meger dengan batas ukur Mega sampai Giga Ohm dan tegangan alat ukur antara 5.000 sampai dengan 10.000 Volt arus searah. Untuk instalasi tegangan rendah digunakan Meger dengan batas ukur sampai Mega Ohm dan tegangan alat ukur antara 500 sampai 1.000 Volt arus searah. Ketelitian hasil ukur dari meger juga ditentukan oleh cukup tegangan batere yang dipasang pada alat ukur tersebut.

Gambar 13 Meter Tahanan Isolasi

2. Meter Tahanan Pentanahan 
Biasa  disebut dengan Meger Tanah atau Earth Tester, digunakan untuk mengukur tahanan pentanahan kerangka kubikel dan pentanahan kabel. Terminal alat ukur terdiri dari 3 ( tiga ) buah, 1 ( satu ) dihubungkan dgn elektroda yang akan diukur nilai tahanan pentanahannya dan 2 ( dua ) dihubungkan dgn elektroda bantu yg merupakan bagian dari alat ukurnya. Ketelitian hasil tergantung dari cukupnya nergy yang ada pada  batere.

Gambar 14 Meger Tahanan Pengetanahan

3. Meter Tahanan Kontak
Biasa disebut dengan  Micro Ohm meter dan digunakan untuk mengukur tahanan antara terminal masuk dan terminal keluar pada alat hubung utama kubikel. Nilai yang dihasilkan adalah dalam besaran micro atau sepersatu juta ohm. Dua terminal alat ukur yang dihubungkan ke terminal masuk dan keluar akan mengalirkan arus searah dengan nilai minimal 200 Amper.  Sebenarnya yang terukur pada alat ukurnya adalah jatuh tegangan antara 2 ( dua ) terminal  yg terhubung dengan alat ukur, tetapi kemudian nilainya dikalibrasikan menjadi satuan micro ohm.

Gambar 15 Meter Tahanan Kontak

4. Test Keserempakan Kontak Alat Hubung
Alatnya disebut Breaker Analizer , yaitu untuk mengukur waktu pembukaan atau penutupan Kontak  ketiga  fasa Alat Hubung.

Gambar 16 Breaker Analizer

5. Test Tegangan Tembus ( Dielectricum Test ).
Untuk menguji tegangan tembus minyak isolasi bagi PMT atau LBS yang menggunakan media peredam berupa minyak. Kemampuan Alat Test minimal sampai 60 KV arus searah dengan  arus minimal 1 mA.
Gambar 17 Alat Tes Tegangan Tembus

6. Tester Tegangan Tinggi Arus Searah ( HVDC Test )
Test terhadap bagian yang bertegangan terhadap kerangka / body kubikel dengan tegangan listrik arus searah 40 KV selama 1 menit. Kubikel dinyatakan laik operasi bila arus yang mengalir tidak lebih dari 1 mili amper.

Gambar 18 Alat Tes Tegangan Tinggi DC

7. Tester 20 KV
Untuk memeriksa adanya tegangan pada kabel masuk / keluar kubikel.

Gambar 19 Alat Tes 20 KV

2.5.2.4 Pemeliharaan PMT GI Seduduk Putih
Periode pelaksanaan pemeliharaan PMT mengaju kepada SE.DIR. 032/PST/1984 dan suplemennya tahun 2000 serta buku petunjuk pemeliharaan dari masing-masing pabrikan.
Tabel 4.1 merupakan uraian kegiatan pemeliharaan dan periode yang diatur didalam Suplemen tersebut serta yang berwewenang dalam pelaksanaanya sesuai dengan Probis UPT dan TRAGI dilingkungan kerja PT PLN (persero) P3B Sumatera:


Tabel 3 Uraian Kegiatan Pemeliharaan PMT
2.5.2.5 Pengukuran Tahanan Isolasi
Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) ialah proses pengukuran kebocoran arus yang melalui isolasi.
Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi adanya kelemahan isolasi tahanan. Pengujian isolasi secara rutin dapat dilakukan dengan menggunakan Megohmmeter, atau megger Insulation Tester (meger) yang pembacaannya langsung dalam meghoms, untuk memperoleh hasil (nilai/besaran) tahanan isolasi pemutus tenaga antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap badan (Case) yang ditanahkan maupun antara terminal masukan (I/P terminal) dengan terminal keluaran (O/P terminal) pada fasa yang sama. Salah satu contoh penggunaan dari alat ukur Megger ini adalah untuk mengukur kemungkinan gangguan lain adalah terjadinya hubung singkat pada belitan antar phasa, antara phasa dengan bodi dan antar belitan pada phasa yang sama.
Jenis Insulation Tester (meger) yang digunakan adalah jenis meger dengan batas ukur Mega Ohm dengan tegangan 500 – 5000 volt arus searah. Berikut ini gambar alat ukur meger,
Gambar 20 Insulation Tester (meger)
Hasil pengukuran tahanan isolasi PMT juga dipengaruhi oleh kebersihan permukaan isolator bushing, suhu, faktor usia dan kelembaban udara disekitarnya. Batasan dari tahanan isolasi sesuai Buku Pemeliharaan Peralatan SE.032/PST/1984 adalah:  menurut standard VDE (catalouge 228/4) minimum besarnya tahanan isolasi pada suhu operasi dihitung “ 1 kilo Volt = 1 MΩ (Mega Ohm) “. Dengan catatan 1 kV = besarnya tegangan fasa terhadap tanah, kebocoran arus yang diijinkan setiap kV = 1 mA.
Untuk mengetahui standar  harga minimal hasil pengukuran tahanan isolasi suatu peralatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus pendekatan:
        
R =


 Dimana :
R       = Tahanan isolasi minimal.
U       = Tegangan kerja.
Q       = Tegangan Megger.


     Untuk tegangan kerja 70 kV dan dengan tegangan megger 5000 V maka didapatkan tahanan isolasi minimal:
R =

Berdasarkan data diatas juga dapat dicari besarnya arus bocor dengan persamaan:

dimana:
I = Arus Bocor (Ampere) 
V= Tegangan Uji ( 5000 V) 
R= Tahanan Isolasi ( Ohm) 

Dapat disimpulkan bahwa semakin besar tahanan isolasi maka semakin kecil arus bocor sehingga semakin baik kondisi isolasi kontak.
2.5.2.6 Pengukuran Tahanan Kontak
Pengukuran tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) ini dilakukan pada saat posisi tertutup atau close. Dengan menggunkan alat ukur breakeranalizer. Satuan yang digunakan untuk mengukur tahanan kontak adalah μΩ. Ketentuan arus yang digunkan untuk mengukur besarnya tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) yaitu : 100 A, 200A, 300A.
Rangkaian tenaga listrik sebagian besar terdiri dari banyak titik sambungan. Sambungan adalah dua atau lebih permukaan dari beberapa jenis konduktor bertemu secara fisik sehingga arus/energi listrik dapat disalurkan tanpa hambatan yang berarti. Pertemuan dari beberapa konduktor menyebabkan suatu hambatan/resistent terhadap arus yang melaluinya sehingga akan terjadi panas dan menjadikan kerugian teknis. Rugi ini sangat signifikan jika nilai tahanan kontaknya tinggi. Nilai tahanan kontak yang normal disesuaikan  dengan petunjuk dari pabrikan seperti std G.E. ≤ 100 – 350 μΩ, std ASEA ≤ 45 μΩ, std MG ≤ 35 μΩ atau dengan ketentuan tahanan kontak dari unit lain seperti P3B JB menggunakan standar R < 100 μΩ (P3B O&M PMT/001.01).
Pengukuran tahanan kontak yang dilakukan di GI Seduduk Putih menggunakan alat CPM 500.
Gambar 21 Rangkaian Pengujian Tahanan Kontak

Gambar 22 Alat Penguji Tahanan Kontak

Jika hasil pengukuran tahanan kontak melebihi standar yang ada yaitu sebesar R < 100 micro ohm maka dilakukan pengujian ulang dan pengecekan pada PMT untuk menganalisa penyebab kesalahan dan mengetahui apakah perlu dilakukan perbaikan. Jika dipaksakan operasi, maka dikhawatirkan terjadi kerusakan pada PMT tersebut akibat panas yang ditimbulkan oleh alat kontak. Kejadian ini tentu akan mengganggu sistem operasi dan kerugian material. Namun apabila nilai tetap tidak memenuhi standar maka perlu dipertimbangkan untuk mengganti PMT Baru dengan jenis isolasi yang lebih baik lagi.
2.5.2.7 Pengujian Keserempakan
Berdasarkan cara kerja penggerak, maka PMT dapat dibedakan menjadi jenis Three Pole ( penggerak PMT tiga phasa ) dan single pole ( penggerak PMT satu phasa ). Untuk T/L Bay biasanya PMT menggunakan jenis single pole dengan maksud PMT tersebut dapat trip satu phasa apabila terjadi gangguan satu phasa ke tanah dan dapat reclose satu phasa yang disebut SPAR ( Single Pole Auto Reclose).
Namun apabila terjadi gangguan pada penghantar phasa-phasa maupun tiga phasa maka PMT tersebut harus trip 3 phasa secara serempak. Apabila PMT tidak trip secara serempak akan menyebabkan gangguan. Maka dari itu terdapat suatu sistem proteksi Pole Discrepancy relai yang memberikan order trip kepada tiga PMT phasa R, S, T. Hal yang sama juga diterapkan pada proses penutupan PMT. Pada waktu PMT trip akibat terjadi suatu gangguan pada sistem tenaga listrik diharapkan PMT bekerja dengan cepat sehingga clearing time yang diharapkan sesuai standard SPLN No 52-1 1983 untuk sistem 70 kV = 150 milidetik dan SPLN No 52-1 1984 untuk sistem 150 kV = 120 milidetik.
Pengukuran keserempakan PMT adalah pengukuran dengan tujuan untuk mengetahui waktu kerja PMT secara individu dan mengetahui keserempakan PMT pada saat open atau close. Pengujian ini menggunakan alat yaitu Circuit Breaker analizer. Alat ini berfungsi untuk mengukur keserempakan buka tutup pole pada PMT atau circuit breaker.

Apabila rata-rata keserempakan < 10 ms Maka PMT atau circuit breaker tersebut dapat melaksanakan atau melakukan trip sesuai dengan kinerja keserempakan yang normal atau keandalanya masih dapat teratasi. Tetapi apabila nilai rata-rata keserempakan > 10 ms maka unjuk kerja  keserempakan PMT kurang mencapai keandalan atau keandalanya kurang maka perlu diadakan bleeding atau penyetelan pada PMT tersebut.
Gambar 23 Alat Penguji Keserempakan (Analize Circuit Breaker)
Gambar 24 Rangkaian Pengujian Keserempakan

Untuk pengujian waktu keserempakan dari PMT dilakukan pada saat PMT atau CB tidak bertegangan dimana PMT diposisikan dalam keadaan lokal yaitu PMT dicontrol mekanisme open-close dengan menggunakan breaker analizer. Pada pengujian ini sumber DC dalam keadaan OFF. Lalu memposisikan alat uji pada PMT yang akan diuji.

Jika pada saat keadaan close nilai yang didapatkan melebihi standar, maka dilakukan pengujian ulang dan perlu diadakan bleeding atau penyetelan pada PMT tersebut. Namun apabila nilai tetap tidak memenuhi standar maka perlu dipertimbangkan untuk mengganti PMT Baru dengan jenis isolasi yang lebih baik lagi.

III.                Kesimpulan

Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan arus beban atau arus gangguan, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.
Kelebihan dari PMT jenis minyak adalah secara operasional keandalannya baik , dapat dilakukan  pemutusan berulang kali dan tidak mempengaruhi peralatan tambahan lainnya.  PMT jenis ini juga memiliki kelemahan yakni PMT terlalu berat dan besar (makan tempat), mempunyai resiko terbakar, dan reaksi yang keras dengan tanah.

Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinuitas penyaluran tenaga listrik dan menjamin keandalan, meningkatkan reliability, availability dan effiency, memperpanjang umur peralatan, mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan, meningkatkan tingkat keamanan peralatan, serta mengurangi lama waktu padam akibat sering gangguan.
Jika dalam pengukuran dan pengujian terdapat nilai yang melebihi atau tidak memenuhi standar maka dilakukan pengujian ulang dan pengecekan pada PMT untuk menganalisa penyebab kesalahan dan mengetahui apakah perlu dilakukan perbaikan. Namun apabila nilai tetap tidak memenuhi standar maka perlu dipertimbangkan untuk mengganti PMT Baru dengan jenis isolasi yang lebih baik lagi.

Bibliography

Arismunandar, Artono dan Susumu Kuwahara. 1979. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, Jilid III : Gardu Induk . Jakarta : PT. Pradya Paramita.
Aslimeri, dkk. 2008. Teknik Transmisi Tenaga Listrik. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional
PT. PLN (Persero) P3B Sumatera. (tanpa tahun). Buku Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik. Jakarta
PT. PLN (Persero) Udiklat Palembang. (tanpa tahun). Materi Pembelajaran D1 Beasiswa. Palembang
Marsudi, Djiteng. 2006. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Yogyakarta: Graha ilmu
Workshop Operasional dan Pemeliharaan  PT. PLN (Persero) P3B Sumatera. (tanpa tahun). Himpunan Buku Petunjuk Operasi Dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik. Jakarta
Afifi, Hannan. 2012. Makalah Seminar Kerja Praktek: Circuit Breaker tegangan 4160 V pada PLTU Tambak Lorok PT Indonesia Power Semarang. http://www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F007 035_MKP.pdf. Diakses pada: Oktober 2012
Hage. 2008. Circuit breaker – Saklar Pemutus Tenaga Bagian I. http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/10/circuit-breaker-sakelar-pemutus.html. Diakses pada: September 2012
Hage. 2008. Circuit breaker – Saklar Pemutus Tenaga Bagian II.  http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/10/jenis-jenis-circuit-breaker-sakelar.html. Diakses pada: September 2012
Nurastu, Brecia . 2012. Makalah Seminar Kerja Praktek: Antisipasi Gangguan dan Pemeliharaan Jaringan Tegangan Menengah 20kV di PT. PLN (PERSERO) Unit Pelayanan Jaringan Semarang Tengah. http://www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wp-content/uploads/2012/05/L2F006 022_MKP.pdf, diakses pada : September 2012
Renanto, Leo. 2011. Pengertian CB atau PMT http://www.scribd.com/doc /51203802/Pengertian-CB-atau-PMT. Diakses pada: September 2012
Simorangkir, Nobel Paoel. 2012 . Pembukaan PMT - Gardu Induk http://www .scribd.com/doc/87291415/23/Pembukaan-PMT. Diakses pada: Oktober  2012
Syarif, Wahid. A. 2010. Pemeliharaan Pemutus Tenaga dengan Media Banyak Minyak. http://www.scribd.com/doc/43614770/02-makalah. Diakses pada: Oktober 2012

1 comment:

  1. pak tanya, apakah sudah ada/dibuat pabrik alat pemutus otomatis ketika tegangan listrik naik/berlebih kalo ada apa nama alatnya dan di mana bisa pesan.Mohon info ke asepsp@gmail.com Terima kasih,

    ReplyDelete