Tabel 4.2 Data listrik kabel NA2XSEBY
Data Ukuran
Resistansi DC konduktor 125 µ
Ωm Resistansi AC konduktor
161 µ Ωm
Resistansi DC tabir kawat tembaga 734 µ
Ωm Kapasitansi
270 pFm Induktansi
289 nHm Arus hubung singkat konduktor selama 1 detik
22,6 kA Tegangan uji
30 kV5 menit KHA kabel yang ditanam dalam tanah pada suhu 30
o
C 385 A
IV.3 Analisis Data
Dalam menganalisis data penulis menggunakan dua metode yaitu metode analitik yang berdasarkan pada standar IEC 60287 dan metode numerik dengan
menggunakan software simulasi panas ANSYS 10.0.
IV.3.1 Analisis dengan Metode Analitik
Untuk perhitungan secara analitik diperlukan kondisi instalasi selain dari data mekanik dan data listrik yang dapat dilihat sebagai berikut :
Suhu tanah : 30
o
C Resistivitas termal tanah
: 1
o
K.mW Kedalaman penanaman
: 700 mm Resistivitas termal pasir backfill
: 0,5
o
Km.W Lebar backfill x
: 400 mm Tinggi backfill y
: 200 mm Jarak permukaan tanah dengan sumbu kabel : 606,5 mm
Universitas Sumatera Utara
Gambar standar penanaman kabel tanah tegangan menengah dapat dilihat pada Gambar 4.2.
700 mm
min 50 mm Tanah galian
Kabel Baru bata atau
beton cetak Pasir urug
400 mm 200 mm
606,5 mm
Gambar 4.2 Standar penanaman kabel tanah tegangan menengah Kemampuan hantar arus kabel NA2XSEBY berdasarkan standar IEC 60287
dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yang telah diberikan pada bab III. Contoh perhitungan manual KHA menggunakan standar IEC 60287 :
1. Perhitungan Rugi-rugi Panas a. Resistansi AC konduktor
Resistansi DC konduktor :
Universitas Sumatera Utara
Faktor efek kulit :
Faktor efek proksimiti :
di mana : s = jarak antara sumbu konduktor = diameter selubung = 33,86 mm
Maka resistansi AC konduktor adalah :
b. Rugi-rugi dielektrik Kapasitansi konduktor bundar :
Rugi-rugi dielektrik pada masing-masing fasa :
Universitas Sumatera Utara
c. Faktor rugi-rugi selubung Resistansi selubung :
Faktor rugi-rugi arus sirkulasi diabaikan, karena selubung dibumikan.
Faktor rugi-rugi arus eddy :
di mana c = jarak antara sumbu konduktor dengan sumbu kabel = 19,55 mm δ
= tebal ekivalen perisai = 0,817 mm
Sehingga
= 3,875 . 10
-2
=
d. Faktor rugi-rugi perisai Rugi-rugi arus histeresis :
Rugi-rugi arus eddy :
Maka rugi-rugi perisai total :
Universitas Sumatera Utara
2. Perhitungan Resistansi Termal a. Resistansi termal antara konduktor dan selubung
Perhitungan geometrik faktor G untuk kabel ikat berinti tiga dapat dilihat pada Lampiran A.
Universitas Sumatera Utara
Sehingga :
b. Resistansi termal antara selubung dan perisai
c. Resistansi termal selubung luar
d. Resistansi termal eksternal
= 136,45 mm
Universitas Sumatera Utara
Dari Persamaan 3.6 dapat ditentukan kemampuan hantar arusnya :
Kemampuan hantar arus kabel NA2XSEBY dari perhitungan dengan standar IEC 60287 untuk kondisi instalasi yang telah ditentukan adalah 361,34 A. Jika jarak
permukaan tanah ke sumbu kabel sama dengan jarak permukaan tanah ke bagian tengah backfill L = L
G
= 600 mm, maka nilai KHA dari kabel adalah 361,55 A. Berdasarkan PUIL 2000, KHA kabel NA2XSEBY dengan kedalaman penanaman 70
cm, resistansi termal 1
o
K.mW, suhu tanah 30
o
C adalah 358 A, nilai ini lebih kecil dari nilai perhitungan dengan standar IEC 60287.
Untuk saluran distribusi kabel tanah milik PT PLN Cabang Medan digunakan standar kedalaman yang berbeda dari standar PUIL 2000 yaitu 1200 mm,
sebagaimana dapat dilihat pada Lampiran B. Oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan dengan standar PLN agar diperoleh KHA yang sesuai. Untuk
mempermudah proses perhitungan penulis memanfaatkan program matlab dan kode programnya dapat dilihat pada Lampiran C. Setelah program dijalankan maka akan
Universitas Sumatera Utara
diperoleh hasilnya pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4. Untuk pengaruh suhu tanah, nilai resistivitas termal tanah dibuat tetap yaitu 1 K.mW. Sedangkan untuk pengaruh
resistivitas termal tanah, suhu tanah dibuat tetap 30
o
C. Tabel 4.3 Pengaruh suhu tanah terhadap KHA dan rugi-rugi konduktor kabel
Suhu tanah
o
C KHA A
Rugi-rugi konduktor Wm
10 396,89
25,36 15
384,27 23,77
20 371,69
22,24 25
357,69 20,60
30 343,63
19,01 35
328,97 17,42
40 313,63
15,83
Tabel 4.4 Pengaruh resistivitas termal tanah terhadap resistansi termal eksternal, KHA dan rugi-rugi konduktor kabel
Resistivitas termal tanah K.mW
Resistansi termal eksternal K.mW
KHA A Rugi-rugi
konduktor Wm
0,7 0,4007
369,05 21,93
0,8 0,4449
359,96 20,86
0,9 0,4892
351,51 19,89
1,0 0,5334
343,63 19,01
1,5 0,7547
310,88 15,56
2,0 0,9759
285,98 13,16
2,5 1,1971
266,22 11,41
3 1,4183
250,05 10,07
Universitas Sumatera Utara
IV.3.2 Analisis dengan Metode Numerik