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:
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
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