Analisis Distribusi Medan Listrik dan Radiasi Termal pada Kabel Bawah Tanah Tegangan Tinggi 150 kV terhadap Jenis dan Kedalaman Tanah Berbasis Finite Elemen Method

Maulana, Rizky Ilham (2023) Analisis Distribusi Medan Listrik dan Radiasi Termal pada Kabel Bawah Tanah Tegangan Tinggi 150 kV terhadap Jenis dan Kedalaman Tanah Berbasis Finite Elemen Method. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111940000045_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Pada saat ini penggunaan kabel pada saluran bawah tanah menjadi lebih relevan pada daerah yang memiliki kepadatan penduduk yang tinggi. Pada penelitian ini dilakukan simulasi terhadap persebaran medan listrik dan radiasi termal pada kabel bawah tanah tegangan tinggi 150 kV dengan metode Finite Elemen Method. Jenis kabel yang digunakan adalah kabel N2XCK2Y yang berbasis XLPE dengan metode pemasangan secara langsung (direct burial). Pengujian kabel bawah tanah dilakukan dengan memvariasikan susunan kabel, kedalaman tanah, dan jenis tanah. Terdapat dua susunan kabel yang diteliti yaitu kabel tersusun berjajar dan kabel tersusun trefoil. Variasi untuk kedalaman tanah dipilih pada jarak 0,5 m, 1 m, 1,5 m, dan 2 m dari permukaan tanah. Sedangkan jenis tanah yang diuji adalah tanah kering dan tanah lembab. Hasil simulasi menunjukkan bahwa distribusi medan listrik adalah sama untuk setiap variabel yang diuji yaitu dengan Emax 8,19 kV/mm. Hal ini dikarenakan kabel berada dalam kondisi ideal tanpa adanya void ataupun cacat lainnya pada kabel. Sedangkan pada simulasi persebaran panas menunjukkan hasil yang bervariasi. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui bahwa pemasangan trefoil menghasilkan panas yang lebih tinggi dibanding pemasangan secara berjajar. Di mana pada kabel yang tersusun secara trefoil menghasilkan panas mencapai 92,7℃. Sedangkan kabel yang tersusun berjajar hanya mencapai 83,3℃ pada kondisi yang sama. Kemudian terhadap perubahan kedalaman tanah, nilai temperatur akan semakin meningkat pada penanaman kabel yang lebih dalam. Kedalaman 0,5 m, 1 m, 1,5 m, dan 2 m menghasilkan T¬max secara berturut-turut 83,3 ℃, 99,3℃, 113℃, dan 126℃. Kemudian pada variasi jenis tanah menunjukkan bahwa tanah lembab menghasilkan panas yang lebih rendah dibanding tanah kering. Hal tersebut dapat terjadi akibat kemampuan sistem dalam melakukan disipasi panas yang berbeda-beda tergantung kondisi kabel dan tanah di sekitarnya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada kondisi yang menghasilkan panas berlebih disarankan untuk menggunakan bahan penutup ataupun pelindung di sekitar kabel serta menghitung kapasitas hantar arus dari kabel.
=======================================================================================================================================
At this time, the use of underground cables is more relevant in congested area condition. In this study, a simulation was conducted on the distribution of electric fields and thermal radiation in a 150 kV high-voltage underground cable using the Finite Element Method. The type of cable used was the N2XCK2Y cable based on XLPE with direct burial method. Testing of the underground cable was carried out by varying the cable arrangement, soil depth, and soil type. Two cable arrangements were investigated: parallel arrangement and trefoil arrangement. The variations for soil depth were selected at distances of 0.5 m, 1 m, 1.5 m, and 2 m from the ground surface. The tested soil types were dry soil and moist soil. The simulation results showed that the distribution of electric fields is the same for every variables with Emax up to 8.19 kV/mm. This is because the cable was in an ideal condition without any voids or other defects. However, the thermal distribution simulation showed varying results. Based on the simulation results, it was found that the trefoil arrangement generated higher heat compared to the parallel arrangement. Trefoil arrangement generated heat up to 92.7℃, Furthermore with flat installation generated heat up to 83.3℃. Next with increasing soil depth, the temperature value would increase for deeper cable burial. The depths of 0.5 m, 1 m, 1.5 m, and 2 m produce respective T¬max values of 83.3℃, 99.3℃, 113℃, and 126℃. Regarding the soil type variation, it was observed that moist soil produced lower heat compared to dry soil. This can be attributed to the different heat dissipation abilities of the system depending on the cable and soil situations. Therefore, it can be concluded that in conditions where excessive heat is generated, it is recommended to use protective coverings or shields around the cable and determine the ampacity of the cables.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kabel Bawah Tanah, Medan Listrik, Radiasi Termal, FEM (Finite Elemen Method) Underground Cables, Electric Field, Thermal Radiation, FEM (Finite Elemen Method)
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK201 Electric Power Transmission Q Science > QC Physics > QC665.E38 Electric fields.
Divisions:	Faculty of Electrical Technology > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Maulana Rizky Ilham
Date Deposited:	24 Jul 2023 07:07
Last Modified:	24 Jul 2023 07:07
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99106

Actions (login required)

View Item