Kubikel 20 kV: Pengertian, Fungsi, Jenis, Komponen, dan Standar Pengoperasian Lengkap

Daftar Isi

Panel Kubikel 20 kV

Kelasteknisi.com | Kubikel 20 kV adalah perangkat inti dalam sistem distribusi tenaga listrik tegangan menengah yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, penyambungan, pemutusan, perlindungan, serta pembagi aliran listrik dari sumber menuju beban. Perangkat ini terpasang di gardu induk, gardu hubung, maupun gardu distribusi, dan menjadi penentu keandalan serta keselamatan pasokan listrik bagi pelanggan. Berikut adalah pembahasan lengkap berdasarkan pedoman teknis resmi PT PLN (Persero).

Apa Itu Kubikel 20 kV?

Kubikel 20 kV adalah seperangkat peralatan listrik lengkap yang dirancang khusus untuk beroperasi pada tegangan kerja 20 kV. Tidak bisa dipasang maupun dioperasikan secara sembarangan, kubikel harus mengikuti standar keselamatan dan prosedur ketat karena berhubungan langsung dengan aliran listrik bertegangan tinggi.

Secara umum, kubikel terbagi menjadi tiga kompartemen utama yang saling terhubung:

• Kompartemen Incoming: Tempat masuknya tegangan dari sumber, baik itu dari output trafo PLN maupun gardu induk. Di sini terpasang 3 buah lampu indikator yang akan menyala jika tegangan sudah masuk dengan aman.
• Kompartemen Metering: Berisi alat ukur dan sistem proteksi untuk memantau besaran arus, tegangan, serta mendeteksi dini potensi gangguan.
• Kompartemen Outgoing: Bagian penyalur arus dari rel penghantar utama (busbar) menuju jaringan atau beban. Di dalamnya terdapat komponen kunci yaitu Pemutus Tenaga (PMT) / Circuit Breaker (CB).

Jenis-Jenis Kubikel 20 kV Berdasarkan Fungsinya

Berdasarkan peralatan dan tugas yang diemban, kubikel dibedakan menjadi beberapa jenis utama:

1. Kubikel PMS (Pemisah)

Berfungsi membuka dan menutup aliran listrik tanpa beban, karena tidak dilengkapi alat peredam busur api. Digunakan untuk memisahkan bagian sistem agar aman saat perbaikan.

2. Kubikel PMT / CB (Pemutus Tenaga)

Berfungsi membuka dan menutup aliran listrik dalam keadaan berbeban maupun tidak, termasuk memutus arus secara otomatis saat terjadi gangguan hubung singkat. Dilengkapi media pemadam busur api berupa gas SF6 atau hampa udara, dengan spesifikasi umum:

• Arus pengenal: 400 A, 630 A, atau 1250 A
• Kapasitas pemutusan gangguan: 12,5 kA
• Kapasitas penyambungan: 31,5 kA

3. Kubikel LBS (Pemutus Beban)

Mampu membuka dan menutup arus dalam kondisi berbeban normal, namun tidak dirancang memutus gangguan hubung singkat. Umumnya menggunakan media pemadam gas SF6 atau udara.

4. Kubikel CB Out Metering

Menggabungkan fungsi pemutus tenaga dengan alat ukur, dilengkapi transformator arus ganda: satu untuk pengukuran energi, satu lagi untuk menggerakkan relai proteksi saat gangguan. Biasa dipasang pada pelanggan tegangan menengah.

5. Kubikel TP (Perlindungan Trafo)

Berisi LBS dan sekring pengaman khusus untuk melindungi transformator distribusi. Ada yang dilengkapi fitur shunt trip: jika sekring putus, LBS otomatis terbuka.

6. Kubikel PT (Transformator Tegangan)

Menurunkan tegangan 20 kV menjadi 100 Volt untuk kebutuhan alat ukur dan sistem proteksi. Dilengkapi pemisah dan sekring pengaman hubung singkat.

7. Kubikel Terminal Outgoing (B1)

Berfungsi sebagai titik penghubung kabel ke pelanggan, dilengkapi sakelar pembumian otomatis saat posisi terbuka untuk keamanan petugas.

8. Kubikel RM6 / RMU (Ring Main Unit)

Salah satu jenis kubikel modern yang paling banyak digunakan saat ini, tipe RM6 buatan Schneider merupakan kubikel berisolasi gas SF6 yang memenuhi standar IEC 6271-1. Cocok untuk jaringan cincin, jaringan terbuka, maupun terhubung energi terbarukan, dengan tingkat keamanan dan keandalan tinggi.

Sisi kiri (Panel Kubikel 20 kv) dan sisi kanan (Trafo)

Komponen Utama Konstruksi Kubikel

Setiap kubikel dibangun dengan struktur terpisah demi keamanan:

• Kompartemen: Terbagi menjadi ruang busbar, ruang mekanik, ruang kabel, dan ruang peralatan tegangan rendah. Terbuat dari pelat baja dengan derajat perlindungan minimal IP3X untuk selungkup dan IP2X untuk sekat.
• Busbar: Penghantar utama antar kubikel, terbuat dari tembaga atau aluminium berlapis timah, dilapisi bahan isolasi tahan api.
• Sistem Pembumian: Semua bagian logam diluar jalur arus utama dihubungkan ke tanah dengan kabel tembaga minimal 30 mm², mampu menahan arus 12,5 kA selama 1 detik.
• Sistem Interlock: Fitur pengaman yang mencegah kesalahan operasi, misalnya: pintu tidak bisa dibuka jika sakelar utama masih tertutup, sakelar pembumian tidak bisa ditutup jika jalur utama masih bertegangan.
• Komponen Penunjang: Lampu indikator tegangan, pemanas ruang (heater) untuk mencegah kelembaban dan efek korona, tuas pengoperasian, serta indikator gangguan.

Derajat Perlindungan Kubikel

Kubikel harus memenuhi standar derajat perlindungan sesuai IEC 520/1989:

• Selungkup luar: Minimal IP3X (melindungi dari benda padat berukuran di atas 2,5 mm)
• Sekat dalam: Minimal IP2X (melindungi dari benda padat berukuran di atas 12 mm)

Tata Letak Kubikel Sesuai Jenis Gardu

Komposisi kubikel disesuaikan dengan tugas gardu:

• Gardu Induk: Menggunakan kubikel PMT kapasitas besar hingga 1.250 A, dapat dikendalikan lokal maupun jarak jauh lewat SCADA.
• Gardu Hubung: Umumnya menggunakan susunan kubikel LBS untuk pembagian jalur pasokan.
• Gardu Distribusi: Disesuaikan dengan jenis pelayanan (umum, khusus, atau campuran), mulai dari susunan LBS sederhana hingga yang dilengkapi pengukuran dan proteksi lengkap.

Baca juga: Bagian-Bagian Dari Sistem Tenaga Listrik.

Merek dan Jenis Kubikel yang Umum Digunakan

Berbagai merek kubikel telah beroperasi di jaringan PLN selama puluhan tahun, antara lain Alsthom, Merlin Gerin/Schneider tipe SM6 dan RM6, ABB, serta tipe modern berisolasi penuh yang tahan kelembaban tanpa memerlukan pemanas tambahan.

Pengujian dan Standar Kelayakan Operasi

Agar kubikel aman dioperasikan, wajib melewati serangkaian pengujian:

1. Pengujian Mekanik: Memastikan buka-tutup sakelar berjalan lancar dan sistem interlock berfungsi sempurna.
2. Pengujian Kontinuitas: Memverifikasi aliran arus sesuai posisi sakelar.
3. Pengujian Pembumian: Nilai tahanan tanah harus maksimal 5 Ω sesuai standar SPLN. Jika melebihi batas, perlu penambahan titik pentanahan.
4. Pengujian Isolasi: Memastikan tidak ada kebocoran arus antar bagian bertegangan dan bodi kubikel.

Dengan desain, pemilihan jenis, instalasi, dan pengujian yang tepat sesuai standar resmi, kubikel 20 kV akan menjadi tulang punggung sistem kelistrikan yang aman, andal, dan minim gangguan.