KARAK KARAKTER TERIST ISTIK IK LISTRI LISTRIK K DARI DARI SALURA SALURAN N TRANSMISI Tujuan Umum: Mahasiswa dapat memahami karakteristik listrik saluran transmisi Tujuan Khusus: Mahasiswa dapat memahami pengertian tahanan R Sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Transmisi Arus Bolak-Balik Mengetahui tahanan spesifikasi penghantar arus listrik
Latar Belakang Yang dimaksud dengan karakteristik listrik dari saluran transmisi ialah konstanta-konstanta saluran yaitu; tahanan (R), induktansi (L), konduktansi (G), dan kapasit kapasitans ansii (C). (C). Pada Pada salura saluran n udara udara kondukt konduktans ansii sangat sangat kecil sehingga dengan mengabaikan konduktansi itu perhitungan-perhitungan akan jauh lebih mudah dan penga pengaruh ruhny nyapu apun n masi masih h dalam dalam bata batass-bat batas as yang yang dapat dapat diabaikan. Istilah tahanan atau resistansi tidak asing lagi bagi para orang – orang yang bergelut dalam dunia kelistrikan . Tahanan pada umumnya sangat diperlukan untuk membatasi sejumlah besar arus agar tidak merusak peral peralat atan an list listri rik, k, namu namun n terk terkad adang ang taha tahana nan n itu itu dapat dapat merugikan apabila jumlah tahanan itu dikatakan relative besar karena dapat mengurangi arus atau daya yang akan dikirim ke konsumen. Tahanan terdapat pada kabel penghantar maka dalam malakah ini kami menyajikan tentang resistivitas kabel penghantar tersebut Maka Maka dari dari itu itu kali ali ini kami ami akan akan menco encoba ba untu untuk k membahas tentang tahanan jaringan.
1.Tahanan R Tahanan Tahanan dari dari suatu suatu konduk konduktor tor (kawat (kawat penghan penghantar tar)) diberikan oleh: R=
ρ
1
A
(2.1)
Dimana: ρ = resistivitas l = panjang kawat A = luas penampang kawat Dalam tabel-tabel yang tersedia sering kita jumpai penampang kawat diberikan dalam satuan ”Circular Mil” disingkat CM. Definisi CM ialah penampang kawat yang mempunyai diameter 1 mil (=1/1000 inch). Bila penampang kawat diberikan dalam mm2, maka penampang kawat dalam CM adalah: CM = 1973 x ( Penampang dalam mm 2 )
atau mm 2
=
5,067 x 10 4 x ( Penampang dalam CM ) −
Dalam sistem MKS satuan untuk resistivitas ρ diberik diberikan an dalam dalam ohm-me ohm-meter ter,, panjan panjang g dalam dalam meter meter dan luas luas dala dalam m mete meterr kuadr kuadrat at.. Si Sist stem em yang yang lain lain (CGS (CGS), ), ρ diberik diberikan an dalam dalam mikromikro-ohm ohm-cen -centim timete eter, r, panjan panjang g dalam dalam centimeter kuadrat (tabel 2.2). Karena pada umumnya kawat-kawat penghantar terdiri dari kawat pilin (stranded ( stranded conductors) conductors) maka sebagai faktor koreksi untuk memperhitungkan pengaruh dari dari pi pili lin n itu, itu, panja panjang ng kawat kawat di dika kali lika kan n denga dengan n 1, 1,02 02(2 (2% % faktor koreksi).
2. Tahanan Pengaruh Temperatur
Tahan Tahanan an kawa kawatt beru beruba bah h oleh oleh temp temper erat atur ur , dala dalam m batas temperatur 100C sampai 1000C, maka untuk kawat tembaga dan aluminium berlaku rumus: R
t 2 =
Rt 1 [1 + α t 1 ( t 2
t ) ]
− 1
(2.2)
dimana: Rt 2 Rt 1
=
=
tahanan pada temperatur t2
tahanan pada temperatur t1 α t 1
koefisien koefisien temperatur temperatur dari tahanan temperatur t1 C0. =
pada
Jadi, Rt 2 Rt 1
=
1 + α t 1 ( t 2
t )
− 1
(2.3)
Rt 2
=
R1
T 0
+
T 1
T 0
+ 1
t
dimana: α t 1
=
1
T 0
t
+ 1
atau T 0
=
1 α t 1
t
− 1
(2.4)
Jelas kelihatan bahwa –T0 adalah sama dengan temperatur dimana tahanan kawat akan menjadi nol, bila persamaan linear yang sama berlaku untuk daerah temperatur itu. Dan bila ini benar maka – T 0 adalah sama dengan temperatur absolut -2730C. Untuk tembaga (CU) yang mempuny mempunyai ai kondukt konduktivi ivitas tas 100%, 100%, koefis koefisien ien temperatur dari tahanan pada 200C adalah: α 20
=
0,00393
-20 = 234,5 0C
Untuk konduktivitas yang lain dari tembaga, α berubah berubah langsun langsung g dengan dengan konduk konduktiv tivita itasny snya. a. Jadi Jadi untuk untuk konduktivitas 97,5%. α 20
=
0,00383
dan T0 = 241,00C
Untuk aluminium (Al) dengan konduktivitas 61%, α 20
=
0,00383
dan T0 = 228,10C
Dalam tabel 2.1 di bawah ini diberikan harga-harga T0 dan α untuk bahan-bahan konduktor standar. Tabe Tabell 2.1. 2.1. Harg Hargaa-ha harg rga a T0 dan konduktor standar
Materi al
Cu 100% Cu 97,5% Al 61%
T00C
234, 5 241, 0 228, 1
α
untuk untuk bahan-b bahan-bahan ahan
Koefisien temperatur dari tahanan x 10-3 α 0
α 20
α 25
α 50
α 75
α 80
α 100
4,2 7 4,1 5 4,3 8
3,9 3 3,8 3 4,0 3
3,8 5 3,7 6 3,9 5
3,5 2 3,4 4 3,6 0
3,2 5 3,1 6 3,3 0
3,1 8 3,1 2 3,2 5
2,9 9 2,9 3 3,0 5
Tabel 2.2 Tabel resistivitas kabel tanpa isolasi pada suhu 200 C
Sifat fisik
Jenis Kawat
Kondu- Resistivta ktivita s s Isi ( μΩCm)
Resistivita s Massa (Ω mg)
Koofisien suhu Tahanan
Internasiona l Standar
100
1,7241
0,15328
0,00393
Annealed Copper
101
1,7070
0,15176
0,00397
Hard Drawn Copper
98
1,7593
0,15641
0,00385
Cadmium Copper
85
2,0284
0,10833
0,00343
Silicon Bronze
50
3,4482
0,30656
0,00197
96
1,7958
0,15967
0,00381
Copper Nikel 45
3,8313
0,34062
0,00177
4,3103
0,38320
0,00157
Hard Drawn Copper Silver Alloy
Sillicon Alloy 40
Dalam tabel 2.3 dibawah ini diberikan resistivitas dari bahan-ba bahan-bahan han konduk konduktor tor standar standar untuk untuk berbaga berbagaii temperatur.
Tabel Tabel 2.3. 2.3. Resist Resistivi ivitas tas dari dari bahan-ba bahan-bahan han konduk konduktor tor standar untuk berbagai temperatur
Materi al Cu 100% Cu 97,5% Al 61%
Mikro – Ohm - cm ρ 0
ρ 20
ρ 25
ρ 50
ρ 75
ρ 80
ρ 100
Cu 100% Cu 97,5% Al 61%
1,5 8 1,6 3 2,6 0
1,7 2 1,7 7 2,8 3
1,7 5 1,8 0 2,8 9
1,9 2 1,9 7 3,1 7
2,0 9 2,1 4 3,4 6
2,1 2 2,1 8 3,5 1
2,2 6 2,3 1 3,7 4
Tahan Tahanan an arus arus sear searah ah yang yang dipe di pero role leh h dari dari perhit perhitunga ungan-pe n-perhi rhitun tungan gan diatas diatas harus harus dikali dikalikan kan dengan dengan faktor: 1,0 untuk konduktor padat (solid wire) wire) 1,01 untuk konduktor pilin yang terdiri dari 2 lapis (strand ( strand ) 1, 02 untuk konduktor pilin lebih dari dua lapis.
Contoh Soal: Hitung tahanan DC dari konduktor 253 mm 2 (500.000 cm) cm) dala dalam m ohm ohm per per km pada pada 250C. Misal Misalka kan n CuCu97,5%. Dari tabel diperoleh: ρ 25
=
1,8 mikro − ohm − cm
l = 1 km = 10 5 cm A = 253 mm 2 R25
=
ρ 25
1
A
=
=
1,8 x 10
−
253 × 10 2 cm 2 −
6
x
10 5 253 x10
−
2
=
0,0711 ohm / km
dengan dengan memper memperhati hatikan kan pengaru pengaruh h lapisa lapisan n (umumn (umumnya ya konduktor terdiri dari 3 lapis). R25
=
1,02 x 0,0711 = 0,0726 ohm / km
2. Tentukan tahanan DC dari ACSR 403 mm2 (795.000 cm) pada 250C. ACSR ACSR ialah konduktor konduktor alumin aluminium ium yang yang mempunyai inti besi yang gunanya untuk mempertinggi kekuat kekuatan an tarik. tarik. Penamp Penampang ang konduk konduktor tor itu itu (403 (403 mm2) tidak termasuk penampang baja, hanya penampang Al saja, sehingga untuk Al konduktivitas 61% maka tahanan DC menjadi:
R25
=
1,02 x 2,89 x 10
−
10 5
6
403 x 10
−
2
=
0,0731 ohm / km
3. Tahanan pengaruh efek kulit Pada frekuensi yang lebih besar dari nol, arus akan cenderu cenderung ng mengal mengalir ir dideka didekatt kulit kulit penghant penghantar ar sehingga sehingga penam penampa pang ng efek efekti tiff menge mengeci cill dan dan harg harga a tahan tahanan an akan akan menjadi lebih besar ( efek kulit ). ). Harga tahanan pada frekuensi system ( 50 Hz atau 60 Hz ) di dide deka kati ti denga dengan n cara cara menga mengali lirk rkan an tahan tahanan an dc dengan suatu factor koreksi kulit m r : 1 2
Rdc ( 1 +
mr 4
Rdc ~ Dengan :
48
+
1
Mr ~ 0,018 f . A f : frekuensi dalam Hz A : pena penamp mpan ang g kawa kawatt dala dalam m mm2 Dala Dalam m prak prakte tek k harg harga a taha tahana nan n dc dan dan ac ( untu untuk k beberapa frekuensi ) per satuan panjang dapat diperoleh dari suatu pabrik dari kawat / kabel yang bersangkutan .
4. Simbol Tahanan
a
b
DAFTAR PUSTAKA
1. Arismunandar .A , TEKNIK TENAGA LISTRIK , PT PRADNYA PARAMITA, Jakarta, 1993 2. KERJA SAMA PENELITIAN PLN – ITB. 3. www. Karakteristik Listrik dari Saluran Transmisi. T ransmisi. Com
