Saat kondisi beban padam satu sirkit pada penghantar double sirkit maka akan terjadi peralihan arus beban ke sirkit sebelahnya, selama n-1 masih terpenuhi. Pada kondisi tersebut, konduktor akan merasakan peningkatan beban termal akibat peningkatan arus. Seperti yang kita ketahui saat pelajaran fisika di SMP, metal yang mengalami peningkatan suhu akan mengalami pemuaian. Hal yang sama juga terjadi pada konduktor yang material utamanya terdiri dari aluminum, baja dan serat komposit.
Yang menjadi pertanyaan adalah seberapa besar laju peningkatan pemuaian pada konduktor yang menyebabkan penurunan andongan serta seberapa signifikan penguranan jarak bebas dengan objek sekitar (Right of Way).
Sifat termal konduktor
Material aluminum yang digunakan pada bare conductor memiliki koefisien thermal expansion yang lebih tinggi dibandingkan dengan material steel yang digunakan sebagai inner core konduktor. Dalam kondisi peningkatan arus beban, terjadi juga pengingkatan suhu operasi konduktor. Karena antara aluminum dan steel memiliki koefisien thermal expansion yang berbeda, maka faktor muai yang dialami 2 material pada konduktor juga berbeda seperti yang ditunjukan pada tabel di bawah.
Bila kita ambil contoh distribusi beban pada konduktor ACSR Dove yang memiliki rasio luas penampang aluminum dengan steel 282/46 mm2 atau sebesar 6:1 maka distribusi beban mekaniknya adalah 65/3% pada aluminum dan 36.5% pada Steel core.
Pada saat kondisi peningkatan suhu akibat kenaikan arus beban, steel core akan mengalami peningkatan beban mekanik hingga pada titik knee-temperature tercapai, maka steel core akan menganggung keseluruhan beban mekanik.
Studi kasus yang dilakukan pada jaringan 230 kV di Austria oleh Muhr et al dari Graz University of Technology dimana spesifikasi konduktor eksisting adalah ACSR 340/110 dengan detail sebagai berikut.
Dimana kondisi mula sebelum konduktor dibebani adalah sebagai berikut.
Setelah konduktor dialiri arus beban dimana terjadi penginkatan suhu menjadi 80o C dengan mengabaikan faktor plastic elongation terjadi penurunan andongan sebagai berikut.
Pada gambar terlihat terjadinya penurunan andongan dengan rentang antara 0.18 m hingga 0.51 m relatif terhadap panjang span.
Bila kita berkaca pada hasil tersebut dengan kriteria ROW Bahaya 1 pada jaringan 150 kV semisal dengan jarak 5.4 m. Maka dengan penurunan andongan seperti pada studi kasus di atas, kriteria ROW akan meningkat menjadi KRITIS!
Untuk memitigasi hal tersebut, perlu adanya metode untuk memprakirakan besarnya penurunan andongan saat terjadi pelimpahan arus beban saat kondisi padam satu sirkit saat pemeliharaan jaringan.
Segini dulu deh intronya. Di postingan selanjutnya kita bahas lebih detail terkait kalkulasi elastic elongation akibat peningkatan suhu operasi konduktor dan yang pasti ada studi kasusnya.
Referensi
- M. Muhr, S. Pack, S. Jaufer. Calculation of Everhead Line Sags. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universitat Ilmenau. 2006