Busur api

Busur api atau busur listrik adalah loncatan api yang keluar dari suatu benda akibat terjadinya tegangan tinggi. Kemunculannya dapat oleh rambatan hasil sambaran petir. Busur api dapat dipadamkan menggunakan kompensator ada beberapa jenis pemutus daya. Keberadaan busur api telah dimanfaatkan pada sistem perapian mobil dan las listrik.  

Penimbul

Sambaran petir

Busur api akan muncul sebagai sebuah loncatan pada isolator saluran udara tegangan tinggi. Kemunculannya diawali oleh sambaran petir pada kawat tanah di saluran udara tegangan tinggi yang terletak di antara dua tiang listrik. Dari hasil sambaran ini, muncul gelombang berjalan yang perambatannya ada yang menuju ke tanah dan ada pula yang merambat menuju ke tiang lain. Gelombang berjalan yang merambat ke tanah ada yang kembali terpantul. Besarnya pantulan ini akan sebanding dengan besarnya nilai tahanan pentanahan. Semakin besar nilai tahanan pentanahan, maka semakin besar gelombang pantulan yang timbul. Gelombang pantulan ini timul di tiang-tiang lain dan mengadakan interferensi. Pada kondisi tegangan tinggi, timbul busur api yang dalam kondisi meloncat.[1]

Pemadaman

Kompensator

Busur api yang timbul akibat arus listrik yang kecil akan hilang dengan sendirinya ketika terjadi pada saluran udara. Durasi untuk menghilang sendiri selama beberapa jam sejak kemunculannya. Namun, pada saluran udara dengan arus listrik yang mengalir dalam jumlah besar, busur api tidak mampu padam dengan sendirinya.  Kondisi ini sering terjadi pada saluran udara tegangan tinggi. Kondisi ini membuat beban lebih pada saluran tersebut dan merusak peralatan listrik yang dilaluinya. Busur api ini kemudian dipadamkan menggunakan kompensator. Susunan kompensator berupa reaktans induktif yang terhubung dengan kapasitans penghantar saluran secara paralel. Alat ini bekerja dengan cara membangkitkan arus induktif yang nilainya setara dengan nilai arus muat kapasitif.[2]

Pemutus daya udara

Cara paling sederhana untuk memadamkan busur api adalah memperpanjang lintasannya. Alat yang mampu melakukannya disebut pemutus daya udara. Salah satu cara yang dapat memperpanjang lintasan busur api ialah menggunakan kontak sela tanduk.[3]

Pemutus daya sulfur heksafluorida

Pemutus daya sulfur heksafluorida (SF6) memadamkan busur api dengan menggunakan gas SF6. Sifat dari gas SF6 adalah dielektrik sehingga pemadaman busur apinya termasuk baik. Pemadama busur api dilakukan dengan meniupkan gas SF6 di sekitarnya. Panas dari busur api kemudian diserap oleh gas SF6 hingga padam. Tegangan kerja pemutus daya yang menggunakan gas SF6 untuk memadamkan busur api antara 3,6–760 kV.[4] Gas SF6 memiliki kemampuan pemadaman yang cepat terhadap busur api. Kemampuan ini membuat busur api hanya muncul dalam waktu yang singkat.[5]  

Pemutus daya minyak

Pemutus daya minyak memadamkan busur api dengan menggunakan minyak. Minyak yang berada di dekat busur api akan berubah menjadi uap minyak. Setelah berubah menjadi uap, minyak akan berbentuk gelembung-gelembung yang menutupi busur api dalam bentuk gas.[6] Pemadaman busur api ini kemudian dilakukan oleh gelembung-gelembung tersebut melalui sifat-sifatnya. Sifat ini meliputi sifat penghantaran panas dan tegangan ionisasi yang tinggi.[7]

Pemanfaatan

Pengapian mobil

Busur api dimanfaatkan pada sistem pengapian mobil. Kemunculannya pada sakelar yang terbuka. Arus listrik yang mengalir ke busi diputuskan  menggunakan sebuah piranti pembagi arus secara mendadak. Pemutusan ini kemudian menimbulkan busur api. Selama kemunculan busur api, timbul tegangan yang sangat tinggi pada busi. Perbedaan potensial dengan nilai yang sangat besar kemudian menimbulkan medan listrik yang juga besar pada kedua titik yang sangat berdekatan. Di dalam busi kemudian tersimpan energi yang berperan sebagai induktor yang perlahan habis akibat disipasi untuk ionisasi udara di sekitar jalur busur api.[8]

Las listrik

Busur api dimanfaatkan dalam las listrik sebagai sumber panas untuk penyambungan logam. Kemunculan busur api ini berasal dari arus listrik. Pengaliran arus listrik ini antara elektrode las dan benda kerja. Keberadaan benda kerja menjadi pembentuk rangkaian listrik yang menyebabkan arus listrik mengalir. Penggerakan busur api yang muncul kemudian melelehkan elektrode las bersama dengan benda kerja dan menyatukannya. Setelah dingin, elektrode las dan benda kerja menjadi sulit dipisahkan.[9]   

Referensi

  1. ^ Markoni (2022). Utami, A. Ria Puji, ed. Teknik Infrastruktur Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Yogyakarta: Penerbit ANDI. hlm. 1. ISBN 978-623-01-2928-5. 
  2. ^ Sirait, K. T., dan Tobing, B. L. (2022). Kika, Marcella, ed. Pengantar Proteksi Sistem Tenaga Elektrik. Yogyakarta: Penerbit ANDI. hlm. 84. ISBN 978-623-01-3103-5. 
  3. ^ Tobing, Bonggas L. (2003). Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama. hlm. 31. 
  4. ^ Jatmiko, Priyo (2015). Training Basic PLC. Kartanagari. hlm. 29. 
  5. ^ Sutopo, A., Manurung, J., dan Sinuraya, A. (2020). Simarmata, Janner, ed. Ilmu Bahan Listrik. Yayasan Kita Menulis. hlm. 116–117. ISBN 978-623-7645-28-3. 
  6. ^ Jatmiko, Priyo (29 Mei 2015). Training Basic PLC. Kartanagari. hlm. 28. 
  7. ^ Taruno, D. L. B., Zamtinah, dan Wardhana, A. S. J. (September 2019). Hasan, Muh., ed. Instalasi Listrik Industri. Yogyakarta: UNY Press. hlm. 103. ISBN 978-602-498-090-0. 
  8. ^ Hayt Jr., W. H., Kemmerly, J. E., dan Durbin, S. M. (2005). Rangkaian Listrik Jilid 1 (edisi ke-6). Jakarta: Penerbit Erlangga. hlm. 186. 
  9. ^ Saripuddin M. (2021). Mengenal Logam Sebagai Bahan Teknik. Sleman: Penerbit Deepublish. hlm. 86–87. ISBN 978-623-02-3174-2.