1.
Gas Insulated Switchgear
Gas Insulated
Switchgear atau GasInsulated Substation biasa disebut dengan istilah GIS, merupakan sebuah
sistem penghubung dan pemutus jaringan listrik yang dikemas dengan menggunakan
gas SF6 bertekanan sebagai material isolasi elektrik dan pemadaman
busur api.
GIS sendiri merupakan salah satu klasifikasi gardu
induk yang menggunakan isolasi Gas. Berdasarkan lokasi peletakannya, GIS
terbagi menjadi dua, yaitu di dalam ruangan (indoor) dan di luar ruangan (outdoor).
GIS biasa ditempatkan pada perkotaan karena luas wilayah yang terpakai lebih
kecil dibandingkan dengan yang konvensional.
Gambar 1. GIS Indoor
Siemens (atas) dan GIS Outdoor ASEA
(bawah)
Sumber: http://www.energy.siemens.com (atas) dan APP
Pulogadung (bawah)
Pada GIS terdapat bermacam jenis
peralatan seperti pemutus tenaga, busbar, pemisah,
pemisah tanah, trafo arus dan trafo tegangan yang ditempatkan didalam kompartemen
yang terpisah – pisahdan diisi gas SF6. Kekuatan dielektrik Gas SF6
yang lebih tinggi dari pada udara, menyebabkan jarak konduktor yang
diperlukan akan lebih kecil. Maka ukuran setiap peralatan dapat dikurangi, yang menyebabkan ukuran secara keseluruhan
menjadi lebih kecil.
Berdasarkan hasil kajian PLN dan
mengacu pada hasil kajian Konwledge
Sharing and Research (KSANDR) Belanda, GIS dibagi menjadi 5 subsistem
berdasarkan fungsinya, yaitu:
·
Subsistem Primary
Subsistem primary berfungsi untuk
menyalurkan energi listrik dengan nilai losses
yang masih diijinkan.
·
Subsistem Secondary
Subsistem secondary berfungsi
men-trigger subsistem driving untuk mengaktifkan subsistem mechanical pada waktu tepat.
·
Subsistem Dielectric
Subsistem dielectric berfungsi
untuk memadamkan busur api dan mengisolasikan active part.
·
Subsistem Driving
mechanism
Subsistem driving mechanism
adalah mekanik penggerak yang menyimpan energi untuk menggerakkan kontak utama
(PMT, PMS) pada waktu yang diperlukan. Jenis – jenis driving mechanism terdiri dari :
o Pneumatic
Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga udara bertekanan.
o Hydraulic
Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga minyak hidrolik bertekanan.
o Spring
Merupakan penggerak yang menggunakan energi yang disimpan oleh pegas.
·
Subsistem Mechanical
Subsistem mechanical adalah peralatan penggerak yang menghubungkan subsistem driving mechanism dengan kontak utama
peralatan PMT dan PMS untuk mentransfer driving
energy menjadi gerakan pada waktu yang diperlukan
2.
Sulfur Hexafluoride (SF6)
Isolasi berfungsi untuk
memisahkan bagian – bagianyang mempunyai beda potenstial agar diantara bagian –
bagiantersebut tidak terjadi lompatan listrik atau percikan. Sulfur Hexafluoride (SF6) merupakan sebuah bahan isolasi berwujud gas yang terbentuk
antara sulphur dan fluorine dengan reaksi eksotermis seperti persamaan berikut
:
S + 3 F2Ã SF6 + 262 kKal
Secara umum sulfur heksa fluorida (SF6) murni adalahsenyawa yang
tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun serta memiliki
kerapatan lima kali lipat dari udara. Molekul SF6 memiliki enam atom fluorine
dan terdapat sebuah atom sulphur di tengah molekulnya. Molekul SF6 ditunjukkan seperti gambar 2. berikut :
Gambar 2. Molekul sulfur heksa fluorida (SF6)
2.1 Sifat Gas SF6
Hingga saat ini sebanyak 80% gas SF6
dari yang diproduksi di seluruh dunia dipakai sebagai media isolasi dalam
sistem kelistrikan. Hal ini disebabkan sifat-sifat sebagai berikut:
a.
Hanya memerlukan energi yang rendah untuk memadamkan arc (busur api). Pada prinsipnya, SF6 sebagai pemadam busur api tidak memerlukan energi
untuk mengkompresikannya, namun karena pengaruh panas busur api yang terjadi.
b.
Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api
maupun sebagai pengisolasi dapat dengan mudah dideteksi
c.
Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupun
pembentukannya kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh
d.
Isolasi yang baik, karena relatif mudah terionisasi
sehingga membuat konduktivitas tetap rendah. Hal ini mengurangi kemungkinan
busur api tidak stabil, dengan demikian pemotongan arus dapat terjadi.
e.
Karakteristik gas SF6 adalah elektronegatif
sehingga penguraiannya menjadikan dielektriknya naik secara bertahap
f.
Memiliki viskositas yang rendah sehingga dapat mengisi
volume dari perangkat secara menyeluruh, stabil (tidak mudah bereaksi) dan
penghantar panas yang baik.
2.2
Karakteristik dan Spesifikasi Gas SF6
Sebagai bahan
isolasi,gas SF6 memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada tabel
1. berikut
:
Tabel 1. Karakteristik Gas SF6
No.
|
Indikator
|
Nilai
|
1.
|
Konstanta Thermal
|
500 oC
|
2.
|
GWP (Global
Warming Potential)
|
23.900
|
3.
|
Lifetime di atmosphere
|
3500 Tahun
|
4.
|
Tegangan Tembus
|
75 kV/cm
|
5.
|
Konduktivitas Panas
|
1,9 x 10-5 W/m
|
Pada
aplikasinya sebagai isolasi, spesifikasi gas SF6 terbagi menjadi dua
berdasarkan gas yang telah digunakan dan gas yang belum pernah digunakan, yaitu
Gas SF6 baru (New-SF6) dan Gas SF6 yang
digunakan (SF6-Used).Dikatakan spesifikasi New-SF6
, karena speksifikasi tersebut merupakan spesifikasi yang akan digunakan pertama kali pada suatu
perangkat, sedangkan spesifikasi SF6-Used merupakan spesifikasi gas SF6
saat gas tersebut digunakan.
Reference:
Ariawan, Putu Rusdi.2009.BAHAN
ISOLASI.Jimbaran-Bali: Tugas Bahan Listrik Jurusan Teknik Elektro FT
Universitas Udayana.
Bimantara, Aditya.2010.Studi
Tentang Sistem Interlocking Pada Gas Insulated Switchgear 500 kV di PLTU Paiton
Unit 7 dan 8.Surabaya: Tugas Akhir Jurusan Elektro Industri PENS-ITS.
Rieder, Ludwig.2011.Acquisition
of the permission to carry out the Recovery of SF6-gas.DILO Presentation for
training.
Tim Penyusun Petunjuk Batasan
Operasi Dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik.2010.GIS
Compartment.Jakarta:PT. PLN (Persero).
Ditulis oleh Idwan Kelvin,
sebagai bahan Seminar Pra-Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Indonesia, Depok. Dilakukan di PLN P3B JB APP Pulogadung.