Jenis Penghantar dan Besarnya Tahanan Pada Penyaluran Energi Listrik Tegangan Menengah

 1. TAHANAN DARI PENGHANTAR LISTRIK
Semua bahan bagaimanapun murninya selalu mempunyai tahanan listrik, yang mana tahanan ini tergantung tahanan jenis ( ρ ) bahan itu sendiri.
Tahanan tersebut tergantung dari bahan; berbanding lurus dengan panjang dan berbanding terbalik dengan penampang penghantar tersebut.
Temperatur juga akan mempengaruhi besarnya tahanan. Baik atau buruknya tahanan suatu penghantar ditentukan oleh;

a. TAHANAN JENIS ( ρ = Rho )
ρ = adalah menunjukkan tahanan darin suatu penghantar panjang 1 meter, penampang 1 mm2 pada suhu 20 o C.
Satuan dari nilai ini adalah ohm milimeter kwadrat permeter ( ).
A= 1mm2 pada 20 o C
panjang (l)= 1 m

b. DAYA HANTAR ( = Kappa )
א = adalah bilangan yang menunjukkan panjang dalam meter dari sebuah penghantar yang penampangnya 1 mm2 dan tahanannya 1 Ω.
Nilai daya hantar adalah kebalikan dari tahanan jenis, yaitu =
Nilai daya hantar adalah bermacam-macam tergantung dari bahannya. Pada umumnya adalah kita menghitung dengan;

Contoh 1: Daya hantar tembaga adalah
Hitung tahanan jenis tembaga ?
Jawab : = → ρ = =

Catatan: Makin tinggi tahanan jenis serta makin panjang penghantarnya dan makin kecil penampangnya adalah = makin tinggi tahanan dari penghantarnya.
Tahanan jenis harganya 0,01786 atau
Hantaran jenis harganya 56 ( atau kebalikan dari tahanan jenis )

dimana;
R = Tahanan atau hambatan ( Ω )
= Tahanan jenis
= Daya hantar
l = Panjang ( m )
A = Luas ( mm2 ).

– Hambatan adalah gesekan atau rintangan yang diberikan suatu bahan terhadap suatu aliran arus.
– Hambatan itu antara lain ; lampu, kumparan, elemen panas, dsb.
– Ukuran semua jenis kawat telanjang biasanya diameternya ( Ф ) dalam mm.
– Ukuran penghantar jenis kawat berisolasi biasanya penampang dalam mm2.

Contoh 2 : Tahanan kawat Manganin pada suatu alat ukur dengan diameter 0,1 mm. Berapa panjang kawat tersebut jika R=100 Ω ?
Jawab : A = d2 . 0,785 = 0,12 . 0,785 = 0,00785 mm2
→ 100 . 2,3 . 0,00785 = 1,806 m.

2.Jenis Penghantar Pada Energi  Listrik Tegangan Menengah.

A.Kabel Tegangan Menengah
• Type     : NYFGbY – 3,5/6 KV
(PVC insulated, Galvanized Flat Steel Wire and Tape Armoured, PVC Sheated)
Ukuran        : 3 x 25 – 240 mm2
Pemakaian    : Untuk pemakaian pada ruangan tertutup, pada saluran dalam tanah, untuk stasiun pembangkit, industri, stasiun pembagi daya
• Type     : N2XSEFGbY – 8,7/15 KV dan 12/20 KV
(Circular Compacted Copper or Alumunium Conductor XLPE insulated, Copper Tape Screened, Flat Steel Wire and Tape Armoured, PVC Sheated Cable)
Ukuran        : 3 x 35 – 300 mm2
Pemakaian    : Untuk pemakaian dalam ruangan, dalam saluran kabel ataupun tempat terbuka dan jaringan bawah tanah bisa ditimbun langsung tanpa saluran untuk industri dan stasiun pembagi daya.
B.Bahan Bahan Penghantar Listrik

1. Bahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan listrik dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity) yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan penghantar listrik berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Perhatikan fungsi kabel, kumparan/lilitan pada alat listrik yang anda jumpai. Juga pada saluran transmisi/distribusi. Dalam teknik listrik, bahan penghantar yang sering dijumpai adalah tembaga dan alumunium.

2. Bahan Penyekat (Insulator/isolator) adalah bahan yang befungsi untuk menyekat (misalnya antara 2 penghantar); agar tidak terjadi aliran listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi bahan penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yang tinggi. Bahan penyekat yang sering ditemui dalam teknik listrik adalah : plastik, karet, dan sebagainya.

3. Bahan Setengah Penghantar (Semi Konduktor) adalah bahan yang mempunyai daya hantar lebih kecil dibanding bahan konduktor, tetapi lebih besar dibanding bahan isolator. Dalam teknik elektronika banyak dipakai semi konduktor dari bahan germanium (Ge) dan silicon (Si). Dalam keadaan aslinya, Ge dan Si adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Di Pabrik bahan-bahan tersebut diberi kotoran. Jika bahan tersebut dikotori dengan alumunium maka diperoleh bahan semikonduktor type P (bahan yang kekurangan elektron/mempunyai sifat positif). Jika dikotori dengan fosfor maka yang dipeoleh adalah semikonduktor jenis N (bahan yang kelebihan electron, sehingga bersifat negative). Ge mempunyai daya hantar lebih tinggi dibandingkan Si, sedangkan Si lebih tahan panas dibanding Ge.

4. Bahan Magnetik (Magnetic Materials) dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu ferro magnetic, para-magnetic dan dia-magnetic. Bahan ferro-magnetic adalah bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi dan mudah sekali dialiri garis-garis gaya magnet. Contoh bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi adalah besi, besi pasir, stalloy, dan sebagainya. Selain itu sering dijumpai magnet yang merupakan magnet permanen, misalnya alnico, cobalt, baja arang, dan sebagainya. Baja untuk magnet sering dijumpai pada pelat-pelat motor/generator, pelat-pelat transformator, dan sebagainya. Dalam bidang elektronika, digunakan bahan magnet misalnya pada speaker, alat-alat ukur elektronika, dan sebagainya.

5. Bahan Super Konduktor. Pada tahun 1911, Kamerligh Onnes mengukur perubahan tahanan listrik yang disebabkan oleh perubahan suhu Hg dalam helium cair. Dia menemukan bahwa tahanan listrik tiba-tiba hilang pada suhu 4,153°K. Sampai saat ini telah ditemukan sekitar 24 unsur hantaran super dan lebih banyak lagi paduan dan senyawa yang menunjukkan sifat-sifat hantaran super. Temperatur kritisnya berkisar antara 1 samapai 19° Kelvin. Bahan-bahan lead (timah), tin (timah patri), alumunium, dan mercury, pada sushu mendekati 0°K mempunyai resistivitas nol.

6. Bahan Nuklir. Bahan nuklir sering dipakai sebagai bahan baker reaktor nuklir. Reaktor nuklir adalah pesawat yang mengandung bahan-bahan nuklir yang dapat membelah, yang disusun sedemikian sehingga suatu reaksi berantai dapat berjalan dalam keadaan dan kondisi terkendali. Dengan sendirinya syarat agar suatu bahan dapat dipergunakan sebagai bahan bakar nuklir adalah bahan yang dapat mengadakan fisi (pembelahan atom). Dalam reaktor nuklir digunakan bahan bakar uranium 235, plutonium-239, uranium-233.

3.Tahanan Pada Penyaluran Energi Listrik Tegangan Menengah.

Tegangan menengah  adalah tegangan dengan rentang nilai 1 KV sampai dengan 30 KV. Untuk di indonesia menggunakan tegangan menengah sebesar 20 KV. Tegangan menengah dipakai untuk penyaluran tegangan listrik dari GI menuju gardu-gardu distribusiatau langsung menuju pelanggan tegangan menengah.

A.Penghantar tegangan menengah

   Dalam suatu penyulang terdapat penghantar yang berfungsi sebagai menyalurkan energi listrik, saluran ini terbagi dua jenis yaitu saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)  dan saluran kabel tahanan tegangan menengah (SKTM) , masing-masing saluran menggunakan kabel yang berbeda baik dari segi spesifikasi jenis maupun pemasangannya.

1.      Penghantar SUTM

Penghantar SUTM dipasang di udara terbuka dengan tiang penyangga serta lengan-lengan pemegang . kabel-kabel yang biasa digunakan adalah :

¨      AAC, ALL Allumunium kondukotor yaitu kabel yang mempunyai inti konduktor yang terbuat dari alluminium tanpa isolasi.

¨      AAAC, ALL Allumunium aloy konduktor yaitu kabel yang mempunyai inti konduktor yang terbuat dari campuran logam allumunium tanpa isolasi.

¨      ACSR, Allumunium konduktor steell reinforced yaitu kabel yang berinti allumunium dengan selubung pita baja.

¨      ACAR, Allumunium konduktor aloy reinforced yaitu kabel yang berinti allumunium dengan selubung campuran logam.

2.      Penghantar SKTM

Penghantar SKTM ini ditanam didalam tanah dengan kedalaman tertentu oleh karena itu kabel SKTM harus memiliki konstruksi yang tahan segala tekanan dan bahaya korosi yang dapat mengurangi kemampuan hantar arus nya(KHA). Berikut ini beberapah jenis kabel yang digunakan saluran kabel.

¨      N2XSY/NA2XSY

¨      N2XSEBY/NA2XSEBY

¨      N2XSEFGbY/NA2XSEFGbY

Keterangan kode kabel:

N         : kabel jenis standar dengan tembaga sebagai penghantar

NA      : Kabel jenis standar dengan alumunium sebagai penghantar

NFA    : Kabel pilin jenis standar

2X       : Isolasi XLPE

S:         : Lapisan tembaga

SE       : lapisan tembaga pada masing-masing inti

C         : Penghantar tembaga konsentris

CE       : Pengahantar tembaga konsentris pada bagian luar masing-masing inti

F          : Perisai kawat baja pipih

R         : Perisai kawat baja bulat

Y         : Selubung luar PVC atau selubung dalam

Cm      : Pengahantar bulat berkawat banyak dipadatkan

Rm      : Pengahantar bulat berkawat banyak

PENYUSUTAN ENERGI PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH

            Susut energi atau biasa dikatakan losses energi merupakan fenomena yang umum terjadi dimana suatu sistem tidak mungkin memiliki efisiensi 100%. Artinya selalu ada bagian dari daya yang hilang ketika disalurkan, sehingga tidak seluruh daya dikirimkan dapat sampai pada konsumen. Daya yang hilang dalam jumlah waktu tertentu dikatakan sebagai energi yang hilang. Penyusutan energi pada jaringan tegangan menengah dapat dibagi menjadi beberapa bagian, diantaranya :

v  Penyusutan energi pada trafo

v  Penyusutan energi pada kabel tegangan menengah 20kV

B.. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

Tahanan didefinisikan sebagai berikut :

“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C”

Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:

“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.

Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

R = 1/G
G = 1/R

Dimana :
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]

Gambar 3. Resistansi Konduktor

Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.

“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” :

R = ρ x l/q

Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m] l
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]

faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor .
• temperatur.

http://news.chivindo.com/841/jenis-penghantar-dan-besarnya-tahanan-pada-penyaluran-energi-listrik-tegangan-menengah.html