Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) Jaringan 150 kV

Septiantoro Hudananta Program Studi S1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Jember

Jl. Slamet Riyadi No.62, Kode Pos:68111, Jember, Indonesia

ulansongo@gmail.com

Abstrak-Pada instalasi sistem transmisi tenaga

listrik banyak dijumpai peralatan- peralatan yang

digunakan untuk melindungi kualitas dari sistem

tenaga listrik tersebut. Salah satunya adalah

Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) yang

berfungsinya untuk menghubungkan dan memutus

arus beban atau arus gangguan.

Seiring dengan berjalannya waktu, maka Pemutus

Tenaga (Circuit Breaker) pun mengalami

penurunan kualitas pelayanan sehingga perlu

dilakukan adanya upaya perawatan agar dapat

mempertahankan atau mengembalikan pada

tingkat prestasi awal dan dapat beroperasi dengan

keandalan yang tinggi sehingga kontinuitas

pelayanan listrik akan tercapai.

Pada makalah kerja praktek ini akan dibahas

bagaimana cara pemeliharaan pada Pemutus

Tenaga (Circuit Breaker) serta mengetahui

parameter-parameter yang digunakan untuk

mengetahui tingkat keandalan dari Pemutus

Tenaga (Circuit Breaker).

Kata Kunci- kubikel, pemeliharaan, keandalan.

I. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Pemeliharaan merupakan salah satu hal

terpenting yang harus diperhatikan secara serius dalam

sistem tenaga listrik, karena dengan sistem

pemeliharaan baik, peralatan-peralatan pada sistem

tenaga dapat beroperasi dengan baik pula, Sehingga

kebutuhan dapat terlayani dengan baik dengan tingkat

keandalan yang tinggi. Selain itu pemeliharaan yang

baik harus dilakukan karena dilihat dari segi harga

peralatan sistem tenaga yang mahal dan investigasi

yang besar dalam sistem ketenagaan listrik ini.

Salah satu hal yang melatarbelakangi perlunya

pemeliharaan terhadap peralatan listrik karena

peralatan listrik mempunyai peran yang menentukan

dalam operasi suatu sistem. Peralatan listrik

merupakan peralatan yang sangat vital dalam

pengaturan tegangan pada sistem tenaga. Kerusakan

pada peralatan listrik sangat merugikan atau

menggangu bagi keseluruhan operasi sistem. Salah satu

kerusakan atau gejala kerusakan yang timbul pada

peralatan listrik , apabila tidak ditanggulangi dengan

baik akan menggangu operasi dari system tanaga listrik

. Hal ini bisa mengarah pada kegagalan yang fatal bagi

keseluruhan operasi.

Baik buruknya pemeliharaan pada peralatan

listrik dapat dilihat dari umur peralatan listrik itu

sendiri. Umur operasi peralatan listrik dapat dilihat

dari umur peralatan listrik itu sendiri dan besar relative

beban yang ditanggung peralatan listrik dalam operasi

kerjanya. Umur operasi peralatan listrik dapat

dijadikan tolak ukur keberhasilan suatu sistem

pemeliharaan, semakin lama umur operasi peralatan

listrik maka dapat dikatakan baik pula sistem perawtan

yang dilakukan, sebaliknya apabila umur operasi

peralatan listrik yang pendek menandakan sistem

perwatan yang kurang baik. Baik buruknya

pemeliharaan juga dapat dilihat dari performansi

peralatan listrik tersebut. Peralatan listrik dapat dijaga

performansinya agar kemampuan peralatan listrik

selalu pada kondisi terbaiknya.

1.2 Tujuan

Pelaksanaan Kerja Praktek ini memiliki tujuan

sebagai berikut:

1. Mengetahui dan memahami cara pemeliharaan pada

peralatan listrik, terutama pada Pemutus Tenaga

(Circuit Breaker).

2. Dapat menganalisa parameter-parameter Pemutus

Tenaga (Circuit Breaker) sebagai indikasi

keandalan.

II. Dasar Teori

2.1 Pemutus tenaga (PMT)

Pemutus tenaga (PMT) adalah saklar yang

digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan

arus atau daya listrik sesuai ratingnya. Pada saat terjadi

pemutusan maka akan terjadi busur api. Pemadam

busur api listrik pada waktu pemutusan dapat

dilakukan oleh beberapa macam bahan seperti minyak,

udara atau gas.

2.2 Jenis Isolasi Pemutus Tenaga

1. PMT dengan media pemutus dengan Gas

Media gas yang digunakan pada tipe PMT ini

adalah Gas SF6 (Sulphur Hexafluoride). Sifat-sifat gas

SF6 murni ialah tidak berwarna, tidak berbau, tidak

beracun dan tidak mudah terbakar. Pada temperatur

diatas 150o C gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak

metal, plastik dan bermacam-macam 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, tidak mudah

terbakar (thermal conductivit) yang baik, tidak

menimbulkan bunyi berisik.

Prinsip pemadaman busur apinya adalah Gas

SF6 ditiupkan sepanjang busur api, gas ini akan

mengambil panas dari busur api tersebut dan akhirnya

padam. Rating tegangan CB adalah antara 3.6 KV –

760 KV.

Gambar 2.1 SF6 CB (Sulfur Hexafluoride Circuit

Breaker)

2. PMT dengan media pemutus menggunakan

Udara

PMT ini menggunakan udara sebagai pemutus

busur api dengan menghembuskan udara ke ruang

pemutus. PMT ini disebut PMT Udara Hembus (Air

Blast Circuit Breaker) Pada PMT udara hembus ( juga

disebut compressed air circuit breaker), udara tekanan

tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada

kontak pemisah ionisasi media antara kontak

dipadamkan oleh hembusan udara. Setelah pemadaman

busur api dengan udara tekanan tinggi, udara ini juga

berfungsi mencegah restriking voltage (tegangan

pukul). Kontak PMT ditempatkan didalam isolator, dan

juga katup hembusan udara.

Pemutus daya ini dirancang untuk mengatasi

kelemahan pada pemutus daya 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.

Gambar 2.2 Air blast CB

3. PMT dengan Hampa Udara (Vacuum Circuit

Breaker)

Kontak-kontak pemutus dari PMT ini terdiri

dari kontak tetap dan kontak bergerak yang

ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruang hampa

udara ini mempunyai kekuatan dielektrik ( dielektrik

strength ) yang tinggi dan sebagai media pemadam

busur api yang baik.

PMT jenis vacuum kebanyakan digunakan

untuk tegangan menengah dan hingga saat ini masih

dalam pengembangan sampai tegangan 36 kV.

Jarak (gap) antara kedua katoda adalah 1 cm

untuk 15 kV dan bertambah 0,2 cm setiap kenaikan

tegangan 3 kV. Untuk pemutus vacuum tegangan

tinggi, digunakan PMT jenis ini dengan dihubungkan

secara serie.

Ruang kontak utama (breaking chambers)

dibuat dari bahan antara lain porcelain, kaca atau plat

baja yang kedap udara. Ruang kontak utamanya tidak

dapat dipelihara dan umur kontak utama sekitar 20

tahun. Karena kemampuan ketegangan dielektrikum

yang tinggi maka bentuk pisik PMT jenis ini relatip

kecil.

Gambar 2.3 Kontak pemutus daya vakum.

4. PMT dengan Media pemutus menggunakan

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 : pemutus menggunakan banyak

minyak (bulk oil) dan menggunakan sedikit minyak

(small oil).

Pemutus minyak digunakan mulai dari tegangan

menengah 20 kV sampai tegangan ekstra tinggi 425 kV

dengan arus nominal 400 A sampai 1250 A dengan

arus pemutusan simetris 12 kA sampai 50 kA.

Pada PMT ini minyak berfungsi sebagai

perendam loncatan bunga api listrik selama pemutusan

kontak-kontak dan bahan isolasi antara bagian-bagian

yang bertegangan dengan badan. PMT dengan media

pemutus menggunakan banyak minyak (bulk oil). PMT

tipe ini ada yang mempunyai alat pembatas busur api

listrik.

Prinsip kerjanya, kontak dipisahkan, busur api

akan terjadi di dalam minyak, sehingga minyak

menguap dan menimbulkan gelembung gas yang

menyelubungi busur api.

Gambar 2.4 PMT dengan media minyak

Kelemahannya adalah minyak mudah terbakar

dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan

kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang

membutuhkan pemutusan arus yang cepat serta

dimensi PMT yang terlalu besar.

PMT dengan sedikit minyak, minyak hanya

dipergunakan sebagai perendam loncatan bunga api,

sedangkan sebagai bahan isolasi dari bagian-bagian

yang bertegangan digunakan porselen atau material

isolasi dari jenis organik.

Pemutusan arus dilakukan dibagian dalam dari

pemutus. Pemutus ini dimasukkan dalam tabung yang

terbuat dari bahan isolasi. Diantara bagian pemutus dan

tabung diisi minyak yang berfungsi untuk

memadamkan busur api waktu pemutusan.

III. Pembahasan

3.1 Data Peralatan Pemutus Tenaga (Circuir

Breaker)

Gambar 3.1 Pemutus Tenaga (Circuir Breaker)

Merk : Siemens

Type : 3AQ1

Nomor Seri : 94/K35012644

Jenis : GCB

Breaking cap/current : 40 KA

Arus Nominal : 1250 A

Tegangan Kerja : 170 kV

Jenis Media Gas/Oil : SF6

3.2 Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuir

Breaker)

a. Kegiatan Pemeliharaan

Uraian Kegiatan Kondisi

Awal

Kondisi

Akhir Simpulan

Memeriksa,

membersihkan

dan melumasi

penggerak

mekanik

Baik Baik Normal

Memeriksa

Indikator status Baik Baik Normal

Memeriksa

sekering, aux,

kontak, magnet

kontaktor, limit

switch dan elemen

panas

Baik Baik Normal

Memeriksa

sumber tegangan

AC/DC

Baik Baik Normal

Mengencangkan

terminal kabel

kontrol

Baik Baik Normal

Memeriksa

counter Baik Baik Normal

Memberi pelumas

pada sistem tuas

penggerak

mekanis

Baik Baik Normal

Tes tegangan

tembus minyak

isolasi (jika ada)

Baik Baik Normal

Membersihkan

isolator bushing Baik Baik Normal

Mengukur

tahanan isolasi

dan tahanan

pentanahan

Baik Baik Normal

Mengukur

tahanan kontak Baik Baik Normal

Mengukur

keserempakan

kontak

Baik Baik Normal

Memeriksa dan

mengencangkan

baut terminal

utama dan baut

pentanahan

Baik Baik Normal

Memeriksa fungsi

sistem mekanik

penggerak

Baik Baik Normal

Memeriksa posisi

penunjukan

indikator atau

tanda lain

Baik Baik Normal

Memeriksa

tekanan minyak

hidrolik , udara,

gas SF6, N2, dan

memeriksa pipa

saluran

Baik Baik Normal

Memeriksa kontak

tekanan SF6 lowI,

II (fungsi alarm

dan fungsi

blok)Uji fungsi

kerja PMT (local

remote)

Baik Baik Normal

Tabel. 3.1 Uraian Kegiatan Pemeliharaan PMT

b. Pengukuran Tahanan Isolasi

Pengukuran Tahanan Isolasi pemutus tenaga

(PMT) adalah proses pengukuran dengan suatu alat

ukur Insulation Tester (megger) untuk memperoleh

haasil (nilai/besaran) tahanan isolasi pemutus tenaga

antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap

badan (case) yang ditanahkan mauun antara terminal

masukan dengan terminal keluaran pada fasa yang

sama.

Pada dasarnya pengukuran tahan isolasi PMT

adalah untuk mengetahui besar/nilai kebocoran arus

(leakage current) yang terjadi antara bagian yang

bertegangan I/P terminal dan O/P terminal terhadap

tanah.

Kebocoran arus yang menembus isolasi

peralatan listrik memang tidak dapat dihindari. Oleh

karena itu, salah satu meyakinkan bahwa PMT cukup

aman untuk diberi tegangan adalah dengan mengukur

tahanan isolasinya. Kebocoran arus yang memenuhi

ketentuan yang diterapkan akan memberikan jaminan

bagi PMT itu sendiri sehingga terhindar dari kegagalan

isolasi.

Gambar 3.2 Prinsip Kerja Pengukuran Tahanan Isolasi

Insulation Tester banyak jenisnya, masing-

masing memiliki spesifikasi yang berbeda antara yang

satu dengan yang lainnya. Mulai dari type sederhana,

menengah sampai yang canggih. Tampilannya juga

banyak ragamnya, mulai dari tampilan analog, semi

digital dan digital murni.

Berikut ini hasil dari pengukuran tahanan isolasi

pada pemutus tenaga:

Tabel 3.2 Data Pengukuran Tahanan Isolasi

c. Pengukuran Tahanan Pentanahan

Peralatan ataupun titik netral system tenaga

listrik yang dihubungkan ke tanah dengan suatu

pentanahan yang ada di gardu induk dimana system

pentanahan tersebut dibuat dalam tanah dengan

struktur bentuk mesh, Nilai tahanan Pentanahan di

Gardu Induk bervariasi besarnya nilai tahanan tanah

dapat ditentukan oleh kondisi tanah itu sendiri.

Semakin kecil nilai pentanahannya maka akan semakin

baik.

Cara kerja alat ukur pentanahan menggunakan

prinsip alat ukur Galvanometer (Prinsip

Kesetimbangan)

Gambar 3.3 Prinsip Galvanometer

Data Pengukuran Tahanan Pentanahan

Tabel 3.3 Data Pengukuran Tahanan Pentanahan

d. Tahanan Kontak

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 terhadap arus yang

melaluinya sehingga akan terjadi panas dan

menjadikan kerugian teknis. Rugi ini sangat signifikan

jika nilai tahanan kontaknya tinggi.

Sambungan antara konduktor dengan PMT atau

peralatan lain merupakan tahanan kontak yang syarat

tahanannya memenuhi kaidah Hukum Ohm sebagai

berikut:

𝐸 = I . R

Jika disapat kondisi tahanan kontak sebesar 1

Ohm dan arus yang mengalir adalah 100 Ampere maka

ruginya adalah

𝑊 = I2. R

𝑊 = 100 watt Prinsip dasarnya adalah sama dengan alat ukur

tahanan murni tetapi pada tahanan kontak arus yang

dialirkan lebih besar yaitu 100 Ampere.

Cara Pengukuran alat ukur tahanan kontak

terdiri dari sumber arus dan alat ukur tegangan.

Dengan system elektronik maka pembacaan dapat

diketahui dengan baik dan ketelitian yang baik pula.

Gambar 3.4 Pengukuran Tahanan Kontak PMT

Data Pengukuran Tahanan Kontak

Tabel 3.4 Data Pengukuran Tahanan Kontak

e. Kebersamaan Kontak

Tujuan dari pengujian keserempakan PMT

adalah untuk mengetahui waktu kerja PMT secara

individu serta mengetahui keserempakan PMT pada

saat menutup atau membuka.

Berdasarkan cara kerja penggerak, maka PMT

dapat dibedakan atas jenis three pole (penggerak PMT

tiga fasa) dan single pole (penggerak PMT satu fasa).

Untuk T/L Bay biasanya PMT menggunakan jenis

single pole dengan maksud PMT tersebut dapat trip

satu fasa apabila terjadi gangguan satu fasa ke tanah

dan dapat reclose satu fasa yang disebut SPAR (Single

Pole Auto Reclose). Namun apabila gangguan pada

penghantar fasa-fasa maupun tifga fasa maka PMT

tersebut harus trip 3 fasa secara serempak. Apabila

PMT tidak trip secara serempak akan menyebabkan

gangguan, untuk itu biasanya terakhir ada system

proteksi namanya pole discrepancy relay yang

memberikan perintah trip kepada ketiga PMT.

Hal yang sama juga untuk proses menutup PMT

maka yang tipe single pole ataupun three pole harus

menutup secara serempak pada fasa R, S, T, kalau

tidak maka dapat menjadi suatu gangguan di dalam

system tenaga listrik dan menyebabkan system proteksi

bekerja.

Pada waktu PMT trip akibat suatu gangguan

pada system tenaga listrik diharapkann PMT bejerja

dengan sepat sehingga clearing time yang diharapkan

sesuai standar SPLN No 52-1 1983 untuk system 70

kV= 150 mili detik dan SPLN No 52-1 1984 untuk

system 150 kV= 120 mili detik dan final draft Grid

Code 2001 untuk system 500 kV= 90 mili detik.

Gambar 3.5 Blok Diagram Uji Kebersamaan Kontak

Data Uji Kebersamaan PMT

Tabel 3.5 Data Pengukuran Kebersamaan Kontak

Dari data hasil pemeliharaan di atas maka dapat

disimpulkan bahwa Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)

layak digunakan karena masih dalam batas yang

diijinkan menurut standar pengujian Standart VDE

Catalouge 228/4.

III. Penutup

4.1 Simpulan

1. Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)

adalah proses kegiatan yang dilakukan terhadap

Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) sehingga

didalam operasinya Pemutus Tenaga (Circuit

Breaker) dapat memenuhi fungsi yang dikehendaki

secara terus menerus sesuai karakteristiknya

2. Pemeliharaan Pemutus Tenaga yang berupa

monitoring dan dilakukan oleh petugas operator

setiap hari untuk Gardu Induk.

3. Pemeliharaan Pemutus Tenaga berupa pemeriksaan,

pengukuran dan pengujian dan dilakukan oleh

petugas Pemeliharaan setiap tahun.

4. Sesuai dengan standar SPLN 50 – 1982

sebagaimana diuraikan juga dalam IEC 76 (1976),

hasil pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit

Breaker) Merk Siemens Type3AQ1 Nomor Seri

94/K35012644 dapat disimpulkan bahwa layak

untuk dioperasikan.

4.2 Saran

1. Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) yang

menggunakan media gas SF6 harus selalu

dilakukan monitoring tekanan gas SF6 untuk

keandalan dalam bekerja.

2. Mekanik Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) harus

selalu dibersihkan agar tidak terjadi korosi akibat

kelembapan udara.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agus Cahyono, Tri, 2008, LASO (Less Attended

Substation Operation), PT PLN (Persero)

Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali

Region Jawa Tengah dan DIY.

[2] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk PLN

Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta Raya, 1981,

Operasi dan Memelihara Peralatan, PLN

Pembangkitan Jawa Barat Dan Jakarta Raya.

[3] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 2002,

Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN

(Persero).

[4] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D1)

Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu Induk,

2008, Pemeliharaan Peralatan GI / GITET , PT

PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan.

BIODATA PENULIS

Septiantoro Hudananta

(091910201008) lahir di

Lamongan pada tanggal

9 September 1991.

Pertama kali menempuh

pendidikan di SDN

Sidomlangean, kemudian

melanjutkan studinya ke

SLTPN 1 Kedungpring.

Setelah lulus penulis

melanjutkan pendidikan

di SMAN 1 Babat. Kini

penulis, sedang

menempuh pendidikan

Strata 1 Jurusan Elektro di Universitas Jember dengan

konsentrasi ketenagaan.