Gas Insulated Switchgear (GIS)

GAS INSULATED SWITCHGEAR

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 IndoorSiemens (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 lossesyang 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 mechanismadalah 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 F₂à 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 SF₆dari 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 SF₆saat 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.

http://news.chivindo.com/83/gas-insulated-switchgear-gis-.html