CONDUCTOR COMPARISON of ACCC/ACSR/Hi-STACIR-AW/GTACSR with CCP Software (PART 2)

Conductor Comparison atau Perbandingan Konduktor diperlukan untuk menilai performa, kelebihan dan kekurangannya.

ILMUKABEL.COM – Sebelum menjelajah lebih dalam mengenai perbandingan konduktor  HTLS (High Temperature Low Sag) menggunakan CCP Software ini, sebaiknya anda refresh sejenak overview tentang CCP Software di CCP PART 1 dan juga pembahasan mengenai konduktor HTLS & HCLS.

Konduktor yang akan dibandingkan adalah ACCC/TW_Lisbon, ACSR-Hawk, Hi-STACIR-AW, G-TACSR (GAP). Ada baiknya kita melihat gambaran setiap konduktor supaya dapat membantu mempermudah pengamatan anda saat dibandingkan nanti  :

1. ACCC/TW – Lisbon (Aluminum Conductor Composite Core/ Trapezoidal Wire)

Anda mungkin sudah tak asing dengan penjelasan ACCC, terutama di blog ini (lihat Part…) terbuat dari kawat lunak/soft  kelas “EC grade” Aluminum 1350 – O  fully annealed dengan conductivity tinggi mencapai 63% – 64% (IACS) setelah melalui tahap Annealing/pemanasan (Tensile Strength < 100 N/mm2) dan mampu bertahan pada suhu tinggi 350 Suhu operasi konduktor 180˚C dan max operasi di 200˚C. Composite core berbentuk bulat solid buatan CTC Global ini terbuat dari Carbon fibers dilapisi oleh Glass fibers dan, keduanya disatukan dengan Organic Epoxy Resin. Glass Fibers (warna coklat kekuningan) akan melindungi Carbon fibers (warna hitam). Epoxy Resin mempunyai peranan yang sangat penting diantara keduanya. Tensile core sangat tinggi melebihi steel strand pada ACSR konvensional & mempunyai Thermal Expansion sangat rendah 1.61 x 10^-6 . Thermal Expansion yang rendah sangat berguna saat dihadapkan dengan suhu operasi yang tinggi untuk meminimalisir pertambahan panjang, Sag / andongan. Rekonduktoring menggunakan konduktor ini sudah menyebar di USA, China, Jepang, India, Afrika, Vietnam dan tentu saja di Indonesia.

2. ACSR – 240 – Hawk (Aluminum Conductor Steel Reinforced)

Konduktor “tertua”  ini banyak berjasa untuk transimisi Overhead. Proses pembuatannya sangat mudah pada mesin stranding Rigid dan masih favorit hingga sekarang karena harganya yang relatif murah. Terbuat dari kawat aluminum AAC yang diproses pada mesin “Rod Break Down” biasa (Hard Drawn – H19), berpenguat (Reinforced) Galvanized steel strand. Suhu operasi 75˚C dan max 100˚C. (click tiap gambar untuk memperjelas/zoom)

 

3. Hi-STACIR-AW (High Tensile Strength – Super Thermal Resistance Aluminum Alloy Conductor -With Aluminum Clad Invar Reinforced)

Konduktor high temperature yang satu ini butuh kemampuan dalam pengerjaan komposisi material kawat nya. Material kawat menggunakan Super Thermal Resistance Aluminum (STAL), sangat tahan pada suhu tinggi max 240 ˚C dan suhu operasi 210˚C dengan berpenguat High Strength Aluminum-Clad Invar Wire (36%Nickel–Fe) atau FE-Ni36 (36% Nickel dan 64% Fe). Nama “Invar” diambil dari kata “Invariable”, ditemukan tahun 1896 di Swiss oleh Charles Édouard Guillaume. Thermal Expansionnya rendah, hanya sebesar 3,7 x 10^-6 . Sebagai gambaran, Klep/Valve motor juga menggunakan Alloy ini untuk menghadapi panasnya ruang bakar pada silinder. Produsen ternama LS Cable Korea sudah banyak menginstalasi di beberapa negara, Italy, Korea, Malaysia, China dll.

                                               

 4. GTACSR – (Super – Thermal/Heat Resistance Aluminum Alloy Conductor Steel Reinforced)

Konduktor spesialis buatan produsen raksasa Jepang  J-Powers ini mempunyai kombinasi design yang unik dan cerdas, familiar dengan sebutan Gap Conductor Konstruksi kawat Heat Resistance nya terdiri dari Trapezoidal Wire di layer 2 dan wire bulat di layer ke tiga.  Berpenguat Extra High Strength Steel Strand. Diantara steel strand dan Trapezoidal Wire terdapat rongga atau “gap” yang dipenuhi grease supaya steel strand dapat bergerak/sliding pada suhu operasi tertentu (penjelasan lengkap ada di bawah). Kekuatan suhu sama dengan Hi-STACIR-AW, yaitu 210˚C dan max mencapai 240˚C. Sangat sukses di Jepang dan sudah menyebar di beberapa negara.

                      

Supaya dapat membedakan dengan lebih jelas, berikut adalah rangkuman data properties nya (Penting !!!) :

Dari ke tiga konduktor HTLS – HCLS di atas (kecuali ACSR) mempunyai tujuan yang sama, yaitu ingin mengoptimalkan kekuatan & ketahanan “core” serta menciptakan material kawat yang handal dari sisi elektrisnya, atau kombinasi diantara keduanya.

Sekarang saatnya untuk masuk pada Conductor Comparison Program untuk memandingkan ke empat konduktor di atas sebagai berikut (tersedia dalam 9 bahasa untuk memudahkan user)  :

Saat masuk ke CCP_software kita dapat langsung memilih konduktor di atas pada tiap kolom. Kita pilih ACCC sebagai “base” nya.

Pada kolom – kolom selanjutnya anda bebas memilih konduktor yang anda inginkan. Untuk membandingkan, sebaiknya pilihlah size konduktor yang setara/sebanding  terlebih dahulu. Misal ACCC Lisbon adalah setara dengan ACSR-Hawk ditandai dengan diameter konduktor yang sama (teoritis) yaitu 21.793 mm, atau ditandai dengan area aluminium yang hampir sama yaitu 241,7/ 241,3/247,8 mm2 (kecuali ACCC mencapai 315,5 mm2 karena seluruh kawatnya berbentuk trapezoidal yang dapat meningkatkan luasan area tanpa memperbesar diameter konduktornya), lihat gambar :

Tabel 01 (dalam mm2)

Tabel 02 (dalam kcmil)

Berikutnya adalah penentuan parameter – parameter penting lainnya yang harus kita masukkan dalam program, diantaranya adalah :

1. Input Lingkungan/Environmental Input : Sun radiation, Ambient Temperature, Wind, Elevation, Solar absorptivity, Emissivity, Wind angle.
2. Input Asumsi Pembebanan & Penghematan Pembangkitan/Load & Generation Savings Assumsions Input : Line length, Voltage, Peak Operations Amps, Load Factor, Loss Factor, Peak power per circuit, Phases/Circuit (1,2 or 3), Cost of energy generation, Installed Generation cost
3. Initial Sag Temperature (5, 10, 20˚C dst.) & Max Allowable Sag (batas sag yang diijinkan, pada grafik akan timbul garis putus – putus, 5-8-10 meter dst.)
4. Input Kondisi Cuaca / Wind or Ice load : Temperature, Windspeed (km/hr), Safety factor, Radial Ice thickness, Ice density, %RTS. Untuk memudahkan user dapat pula memilih pada kolom pilihan standard NESC berupa pilihan NESC Heavy (cuaca ekstrim), Medium, Light. Juga CSA Heavy, Medium, Light dan akan otomatis terisi, atau anda dapat memilih asumsi cuaca sesuai keinginan atau disesuaikan dengan lingkungan atau cuaca dimana konduktor nantinya akan dipasang, dengan menginput nilai tersendiri.

Setelah menginput semua parameter, maka program akan otomatis menghitung dan menghasilkan angka/nilai lengkap seperti yang tertera di bawah (klik untuk zoom) :

(download lengkap tabel Comparison dalam PDF tersedia di bawah artikel)

Cermati tabel diatas serta hubungkan dengan konstruksi konduktor dan properties wire + core di tabel properties.

Hasil input parameter akan tercetak secara otomatis dan terletak di bagian bawah / “footer” tabel.

Untuk melihat hasil Sagging/ Andongan nya dapat dilihat juga pada hasil grafik berikut :

Terlihat, ACSR berbentuk garis lurus yang menanjak seiring dengan pertambahan suhu. Terjadi pemuluran pada kawat dan steel strand secara signifikan yang menyebabkan nilai Sag terus bertambah (7 m pada 100˚C, yaitu di suhu operasi maximum nya). Sag ACCC-Lisbon masih lebih kecil dari Hi-STACIR-AW dan ACSR, mengingat Thermal Expansion Composite Core lebih kecil yaitu sebesar 1.61 X 10^-6 (selalu lihat tabel properties sebelumnya diatas untuk memahami ulasan pada paragraf ini). Pergerakan Sag pada GTACSR lebih landai (seperti kurva), tidak terlihat “Knee Point” (transisi dimana wire sudah tidak lagi mempunyai tension dan beralih pada core yang memikul tension tersebut) seperti halnya Knee Point yang ada pada ACCC dan STACIR. Hal ini dimungkinkan adanya rongga/gap + grease antara steel strand dengan wire trapezoid yang ada diatasnya yang memungkinkan steel dapat bergerak/sliding. Pada kondisi initial sagging GTACSR, tegangan mekanis hanya terjadi pada steel core. Manfaat lain, tension pada tower pun rendah (lihat tabel di atas). Pada suhu dibawah 100˚C, dapat berperan seperti layaknya ACSR biasa dan pada suhu tinggi, konduktor ini dapat berperan sebagai konduktor HTLS (high temperature) seperti grafik dibawah, unik bukan ?

Jika kita perhatikan grafik dibawah, untuk urusan kemampuan kuat hantar arus (KHA) atau Ampacity, ACCC-Lisbon memang selau berada paling atas dengan nilai tertinggi mencapai 1317 A, ini merupakan kerja sukses dari kawat 1350 – O dengan conductivity wire nya yang tinggi 63%, serta filling factor kawat Aluminium yang juga tinggi hingga 93 – 94%, namun akan terbatas pada suhu operasi max 200˚C sebagai batas kemampuan Composite Core nya.  Disusul oleh Hi-STACIR-AW (1308 A) dan team Yamaha Jepang GTACSR (1256 A) pada putaran lap ke tiga….(“ups…sorry, kenapa jadi MOTO-GP neeh ?@#?…..”). Maksudnya, Ampacity keduanya masih dapat merambat naik meski konduktor dihadapkan pada suhu sangat tinggi sebesar 240˚C, disinilah letak fungsi kawat High Temperature Resistance nya. Perlu diingat kembali bahwa Sag pada posisi ini sudah mencapai ± 7 m (lihat kembali Grafik Sag).  Perpaduan antara Grafik Sag dan Grafik Ampacity Vs Temperature sangat penting dan tidak dapat dipisahkan (sebaiknya anda kritisi pada point ini jika mendapati hal yang sama).

Sebagai penutup, secara garis besar, saya sajikan ranking pada tiap category berdasarkan hasil perbandingan konduktor menggunakan CCP_Software berikut ini (versi : ilmukabel)

HIGHLIGHTS

Perbandingan Konduktor HTLS ini cukup penting dilakukan untuk mengetahui performa, kelebihan dan kekurangannya sebelum melangkah lebih jauh saat kita ingin melakukan seleksi pada konduktor yang akan kita pilih atau gunakan. Tentu saja pilihan akhir juga sangat ditentukan pada tujuan awal anda, budget, kemudahan instalasi, harga aksesoris rekonduktoring yang ekonomis, kemudahan cara pemeliharaan dan trouble shooting saat menghadapai masalah di kemudian hari, dan banyak lagi faktor lainnya.

Oya….anda dapat mencoba untuk request CCP_Sofware ke CTC Global melalui… http://www.ctcglobal.com/resources/software atau langsung ke pengisian form nya di….. http://www.ctcglobal.com/request-free-software

Dapatkan ulasan menarik selanjutnya tentang MILIKEN CONDUCTOR  for High Voltage Cable…

 

1. Download artikel Conductor Comparison ini (PDF)
2. Download hanya Tabel & Grafik hasil Perhitungan CCP_Software diatas (PDF)

FREE ELECTRICAL SOFTWARE (in EXCEL / Visual Basic) : 

1. Cable Sizing Software & Voltage Drop
2. Home Electrical Bill Software, Energy Consumption & Electrical Load Calculator
3. Highline Tension Calculator (Spreadsheet)
4. Calculate Technical Losses of Distribusion Line

CCP SOFTWARE, WATCH THE VIDEO :

 

Share artikel ini jika bermanfaat untuk anda dan orang lain….

Keep in touch……..Thanks….