Gas Insulated Switchgear (GIS) - Pengertian, Komponen, dan Keunggulannya

 

Apa Itu Gas Insulated Switchgear (GIS)?

Gas Insulated Switchgear (GIS) atau Gas Insulated Substation adalah sistem kelistrikan yang dirancang untuk menghubungkan dan memutus jaringan listrik menggunakan gas Sulfur Hexafluoride (SF6) sebagai isolasi dan pemadam busur api.

Dibandingkan dengan gardu induk konvensional, GIS memiliki keunggulan utama dalam hal efisiensi ruang dan keandalan sistem. GIS dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan lokasinya:

• Indoor GIS (dalam ruangan) – Biasanya digunakan di area dengan keterbatasan lahan.

• Outdoor GIS (luar ruangan) – Digunakan di lokasi terbuka dengan kondisi lingkungan yang lebih menantang.

Komponen Utama dalam Gas Insulated Switchgear

GIS terdiri dari berbagai peralatan listrik yang ditempatkan dalam kompartemen terpisah dan diisi dengan gas SF6, di antaranya:

• Pemutus Tenaga (PMT) – Bertanggung jawab untuk memutus arus listrik saat terjadi gangguan.

• Busbar – Mengalirkan listrik antar komponen dalam GIS.

• Pemisah (PMS) – Digunakan untuk memisahkan bagian yang tidak aktif dari sistem.

• Pemisah Tanah – Menyediakan jalur pembumian untuk keamanan.

• Trafo Arus (CT - Current Transformer) – Mengukur arus listrik.

• Trafo Tegangan (VT - Voltage Transformer) – Mengukur tegangan listrik.

Dengan isolasi gas SF6, GIS dapat beroperasi dalam ruang yang lebih kecil dibandingkan sistem berbasis udara, menjadikannya solusi yang ideal untuk lingkungan perkotaan dan area dengan keterbatasan lahan.

Pembagian Subsystem dalam GIS

Menurut studi yang dilakukan oleh PLN dan KSANDR Belanda, GIS terdiri dari lima subsistem utama:

1. Subsistem Primary

• Berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dengan efisiensi tinggi dan minimal kehilangan daya (losses).

2. Subsistem Secondary

• Bertanggung jawab untuk mengaktifkan subsistem driving mechanism saat dibutuhkan.

3. Subsistem Dielectric

• Berfungsi sebagai isolasi utama dan pemadam busur api, memastikan sistem tetap aman saat terjadi gangguan.

4. Subsistem Driving Mechanism

• Menyimpan energi untuk menggerakkan kontak utama (PMT, PMS) dan terdiri dari tiga jenis:

  • Pneumatic – Menggunakan tekanan udara.

  • Hydraulic – Menggunakan tekanan minyak hidrolik.

  • Spring – Menggunakan energi dari pegas.

5. Subsistem Mechanical

• Menghubungkan subsistem driving mechanism dengan kontak utama, sehingga energi mekanik dapat ditransfer saat dibutuhkan.

Sulfur Hexafluoride (SF6): Gas Isolasi Berkualitas Tinggi

SF6 adalah gas isolasi yang digunakan dalam GIS untuk mencegah percikan listrik atau lompatan tegangan antar komponen. Gas ini terbentuk melalui reaksi antara Sulphur (S) dan Fluorine (F2) dengan rumus kimia berikut:

Karakteristik SF6:

• Tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak beracun.

• Densitas 5 kali lebih besar dibandingkan udara, memberikan isolasi yang lebih efektif.

• Terdiri dari 1 atom sulfur dan 6 atom fluorine.

Keunggulan SF6 dalam GIS

Sebanyak 80% produksi SF6 di dunia digunakan untuk sistem kelistrikan karena memiliki banyak keunggulan:

1. Efisiensi Pemadaman Busur Api

• Memerlukan energi rendah untuk memadamkan busur api.

• Tidak memerlukan energi tambahan untuk kompresi.

2. Mudah Dideteksi dan Dipantau

• Tekanan SF6 dapat dimonitor dengan mudah untuk mendeteksi kebocoran.

3. Pemulihan Cepat Setelah Pemadaman

• Gas SF6 dapat kembali ke kondisi semula setelah memadamkan busur api tanpa degradasi signifikan.

4. Isolasi yang Sangat Baik

• Mudah terionisasi, sehingga menjaga konduktivitas tetap rendah.

• Mengurangi risiko busur api yang tidak stabil.

5. Stabilitas Kimia dan Termal

• Tidak mudah bereaksi dengan bahan lain, mencegah degradasi peralatan.

• Efektif dalam penghantaran panas, menjaga peralatan tetap pada suhu aman.

Gas Insulated Switchgear (GIS) semakin banyak digunakan dalam sistem kelistrikan modern karena efisiensi ruang, keandalan tinggi, dan sifat isolasi superior dari gas SF6. GIS sangat cocok digunakan di perkotaan dan lokasi dengan keterbatasan lahan, serta memberikan perlindungan optimal terhadap gangguan listrik.

Sumber Referensi

[1] Suprianto. 2016. Gas Insulated Switchgear (GIS). Diakses pada 05 November 2019, dari blog.unnes.ac.id/antosupri/gasinsulated-switchgear-gis/

[2] Saodah, S. 2008. Evaluasi Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik Berdasarkan SAIDI dan SAIFI. Yogyakarta : Institut Teknologi Nasional

[3] Bimantara, A. (2010). Studi Tentang Sistem Interlocking Pada Gas Insulated Switchgear 500kV di PLTU Paiton unit 7 dan 8. Surabaya : Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

[4] A. Hermawan, R. Sutjipto, S. Irmadhani Hidayat, and F. Berlian Suryaningtyas, “Studi Pengaruh Pembebanan sebagai Dasar Scheduling Maintenance untuk Meminimalisir Susut Umur Transformator 1 GI Blimbing”, ELPOSYS, vol. 7, no. 3, pp. 33- 38, Nov. 2020.