Frequently Asked Question (FAQ) Part 2 Short Circuit & Grounding

Short Circuit

1. Ketika terjadi hubung singkat (short circuit) pada sistem high voltage direct current (HVDC) dan high voltage alternating current (HVAC), dengan luas penampang penghantar yang sama, lebih besar manakah arus yang mengalir saat hubung singkat tersebut terjadi? Apakah HVDC ataukah HVAC?

Jawab :

Pada saat hubung singkat (short circuit), arus listrik yang mengalir pada sistem menjadi sangat besar. Besarnya arus yang mengalir ini dapat disamakan dengan bahwa sistem tersebut sedang dibebani oleh suatu beban yang sangat besar namun dalam waktu yang sangat singkat. Pada hakikatnya, arus berbanding lurus dengan beban. Semakin besar beban, maka akan semakin besar pula arusnya. Yang menjadi pertanyaan adalah bila suatu gangguan terjadi pada sistem HVDC dan HVAC secara bersamaan, dimana sistem tersebut memiliki luas penampang yang sama, manakah yang arusnya lebih besar?

Jawabannya adalah sistem HVDC. Mengapa? Seperti kita ketahui bahwa sistem alternating current (AC) memiliki frekuensi. Bila sistem AC tersebut memiliki tegangan yang tinggi (high voltage), maka frekuensi tersebut akan menimbulkan efek kulit (skin effect). Efek kulit (skin effect) adalah suatu fenomena dimana hanya pada permukaan sisi kulit penghantar saja yang dapat mengalirkan arus listrik. Sedangkan pada bagian tengahnya, hanya sedikit sekali arus listrik yang dapat dialirkan.

Berbeda dengan sistem AC, sistem DC tidak mengenal skin effect karena tidak memiliki frekuensi. Sehingga seluruh bagian dari penampang penghantar dapat menghantarkan arus listrik. Semakin besar luasan penampang penghantar yang digunakan untuk mengalirkan listrik menandakan semakin besar pula resistansinya. Semakin besar resistansi suatu penghantar akan menyebabkan semakin besar pula arus listrik yang mengalir didalamnya. Sehingga, jika dibandingkan antara sistem HVDC dengan sistem HVAC jika terjadi suatu gangguan, sistem HVDC memiliki arus listrik yang lebih besar. Oleh karenanya, sistem HVDC harus memiliki PMT (circuit breaker /CB) dan PMS yang lebih handal jika dibandingkan dengan sistem HVAC.

2. Apakah perbedaan pengetanahan (grounding) antara sistem kelistrikan tegangan searah (DC - direct current) dan tegangan bolak-balik (AC - alternating current)?

Jawab :
Sistem kelistrikan tegangan bolak-balik memiliki efek kulit (skin effect). Sedangkan tegangan searah tidak memiliki efek kulit (skin effect). Sehingga ketika penghantar sistem AC dikenai suatu arus gangguan, maka hanya pada penghantar sisi kulit saja yang dapat mengalirkan arus listrik. Sedangkan sistem tegangan DC, arus gangguan mengalir pada seluruh permukaan penghantar. Dengan adanya efek kulit tersebut, penghantar pengetanahan (grounding) pada sistem AC harus memiliki luas penampang yang lebih besar daripada penghantar pengetanahan pada sistem DC.

Sumber Gambar : juzaphoto.com