Dunia Kereta dan Dunia Listrik, Ada disini!

Selasa, 20 Juni 2017

Dunia Kereta - Analisa Lintasan Lengkung: Vogel Diagram

Setelah sebelumnya kita bahas tentang analisa lintasan lengkung dan kita tahu apa fungsi dari analisa ini, dan serta kita pelajai pula salah satu metodenya yakni ROY diagram. Baca: Analisa Lintasan Lengkung: Roy Diagram. Pada kesempatan ini akan kita pelajari bersama metode analisa lintasan lengkung yang lain yaitu VOGEL diagram. Vogel diagram telah diakui lebih akurat dibandingkan dengan roy diagram, terutama pada lintasan lengkung dengan jari – jari yang kecil.

Jika pada roy diagram, lintasan lengkung digambarkan sebagai suatu lingkaran yang jari-jarinya sama antara sisi horizontal dan vertikal, maka pada vogel diagram, lintasan lengkung digambarkan dalam bentuk elips sehingga jari-jari horizontal dan vertikalnya memiliki nilai yang berbeda.

Langsung saja untuk lebih jelasnya, berikut contoh dari vogel diagram:


Gambar 1. Vogel diagram

Pada gambar 1 adalah analisa vogel diagram untuk kereta yang memiliki kabin, bisa lokomotif atau kereta berpenggerak. Kemudian dibawah kereta ada vogel diagram yang berbentuk elips dengan jari-jari horizontal berskala 1:1 terhadap jari-jari lintasan lengkung, sedangkan sisi vertical berskala 1:0.1. Sehingga jika jari-jari lintas 200m, maka sisi horizontal vogel diagram ini memiliki jari-jari 200 sedangkan sisi vertikalnya memiliki jari-jari 20. Catatan: jari-jari horizontal disini adalah jari-jari panjang dari elips sedangkan jari – jari vertikal adalah jari-jari pendek dari elips. Dua garis kurva sebelah atas menunjukkan sisi luar rel, sedang dua garis kurva bagian bawah menunjukkan sisi dalam rel dari rel sisi luar lintasan lengkung.

Analisa dilakukan terhadap titik A,B,C, dan D apakah aman terhadap loading gauge pada lintasa lengkung. Kemudian kita tarik garis proyeksi dari titik – titik tadi ke arah vogel diagram. Titik potong pusat bogie depan dan pusat bogie belakang(pada kurva paling dalam) kita hubungkan menjadi sebuah garis lurus. Kedua bogie menempel pada sisi dalam rel, ini adalah kondisi normal. Ketika kereta membelok, kita misalkan roda pada bogie depan sampai menyentuh rel sisi luar. Pada kondisi ini kita analisa apakah body/ badan kereta masih aman terhadap loading gaude.

Seperti pada roy diagram, analisa juga dilakukan ketika kereta pada kondisi tilt/ miring dengan kemiringan 1 derajad, tetapi sekarang kita gunakan rumus untuk analisanya sebagai berikut:
Y’ = 0.017 Z + 10 [1]

Dimana Y’ adalah pergeseran ke atas akibat tilt, sedangkan Z adalah ketinggian yang diukur dari kepala rel. Berdasarkan rumus tersebut maka diperoleh data sebagai berikut:

Tabel 1. Pergeseran arah vertikal


Berdasarkan data Y’ kita buat titik A, B, C, dan D pada vogel diagram. Setelah itu, ukur jarak antara titik tadi dengan titik potongnya di vogel diagram. Jarak inilah deviasi maksimum kereta.

Untuk kesesuaian dengan loading gauge, lebar kereta dari titik tengah juga perlu kita ukur seperti gambar 2. Terilihat bahwa loading gauge 4500mm, lebar badan kereta 3500mm dan lebar dari titik tengan 1750. Hasil pengukuran ini terangkum pada tabel 2.


Gambar 2. Analisa lebar badan kereta

Tabel 2. Hasil pengukuran vogel diagram
Berdasarkan tabel diatas, deviasi maksimum diperoleh berdasarkan pengukuran di vogel diagram. Lebar body dari analisa lebar badan kereta, space yang dibutuhkan adalah penjumplahan dari deviasi maksimum dan lebar body dari titik tengah. Kinematic gauge ini diukur dari titik tengah. Kita bandingkan antara space yang dibutuhkan dan kinematic gauge. Ternyata masih ada space clear area sehingga titik - titik yang kita analisa tadi lolos dari loading gauge, dan berarti pula aman. Demikian pembahasan vogel diagram, semoga bermanfaat.

Referensi:
[1] Dinamika Kendaraan Rel. Subyano. Bandung 1977.
Share:

Selasa, 13 Juni 2017

Dunia Listrik - Stray Current (Arus Liar)

Stray current atau arus liar adalah arus listrik yang keluar dari suatu penghantar listrik yang berada di tanah dan memungkinkan untuk mengalir ke panghantar lain yang berdekatan. Stray current tidak diharapkan karena bisa menyebabkan korosi terutama pada tempat masuk dan keluar stray current tersebut. Seperti terlihat pada gambar 1.



Gambar 1. Stray current pada kereta listrik

Gambar 1 menunjukkan sistem kelistrikan pada kereta dengan sistem LAA DC. Pada sistem ini, kawat LAA berfungsi sebagai DC+ dan rel berfungsi sebagai DC-. Aliran arus sesuai tanda panah pada gambar. Terlihat ketika arus listrik menuju rel untuk kembali ke substation, terjadi kebocoran arus ketanah. Tempat bocornya arus ini berpotensi terjadi korosi sehingga membuat rel terkorosi. Arus liar tadi kadang sampai ke struktur logam lain yang ada di tanag seperti contoh Gambar 1 adalah pipa air atau gas. Arus liar mengalir pula melewati pipa tersebut sehingga menimbulkan korosi pula pada pipa. Daerah tempat masuknya arus liar ke pipa/ material logam lain ini disebut zona catodic, sedangkan tempat keluarnya arus liar tadi disebut zona anodic.

Selain dari aliran listrik pada kereta, stray currnt juga dapat ditimbulkan oleh SUTET, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Atau kerena peristiwa alam geolistrik ( telluric current), yang disebabkan karena aktivitas titik hitam matahari dan medan magnet bumi seperti pada Gambar 3.

Gambar 2. Stray current pada SUTET


Gambar 3. Stray current alamu

Berdasarkan kontinuitasnya stray current dibagi menjadi dua. Yaitu dynamic dan static stray current. Dynamic stray current adalah stray current yang mempunyai magnitude dan kadang juga perubahan arah. Stray current ini timbul dari buatan manusia dan karena kondisi alam. Buatan manusia dapat bersumber dari jalur kereta rel listrik, jalur kereta pertambangan dan proses pengelasan busur listrik. Sedangkan sumber karena kondisi alam adalah akibat adanya telluric current. Static atau steady state stray current adalah stray current yang mempunyai besaran gelombang dan arah yang tetap. Sumber penyebab static stray current adalah cathodic protection system yang berdekatan dan high voltage direct current transmission line.

Suatu jaringan pipa dapat dicurigai mengalami serangan Dynamic stray current ketika melakukan pengukuran didapatkan perubahan nilai potensial yang berubah ubah dengan cepat dilokasi tersebut. Untuk mengetahui profil besarnya perubahan nilai potensial tersebut (swing) harus mempunyai data recorder atau data logger yang merekam aktivitas pengukuran potensial pada durasi waktu tertentu. Ketika ditemukan hal ini maka harus segera dicari sumber penyebab dynamic stray current dan melakukan mitigasi.

Sedangkan suatu jaringan pipa dicurigai mengalami static stray current jika ditemukan kondisi sebagai berikut :
1. Nilai potensial proteksi berubah secara signifikan pada point tertentu ( tidak naik turun)
2. Perubahan arah aliran arus listrik pada pipa
3. Adanya pitting corrosion di lokasi tersebut.
4. Adanya coating defect dekat dengan groundbed

Terdapat dua tipe stray current yang dapat terjadi pada struktur pipa, yaitu Direct current (DC) dan Alternating Current (AC). DC stray current menjadi penyebab korosi yang lebih besar dibandingkan dengan AC stray current dikarenakan DC mengalir satu arah secara kontinyu sedangkan AC (AC 60 Hz sebagai arus listrik komersial) mengalir bolak balik sebanyak 120 kali per detik. Secara umum AC stray current tidak menyebabkan korosi yang signifikan tapi lebih berhubungan dengan isu safety.

Menurut hukum faraday bahwa  berat material yang terkorosi sebanding secara proporsional dengan arus yang keluar menuju elektrolit. Stray current menjadi perhatian serius karena efek yang ditimbulkannya. Biasanya jika korosi terjadi secara natural disebabkan oleh arus litrik yang keluar dari struktur dalam satuan mili amper, karena itu korosi terjadi dalam jangka waktu yang lama. Namun berbeda dengan stray current, terutama stray current yang berasal dari rel kereta listrik dapat melibatkan arus listrik DC hingga ratusan Amper. Arus listrik DC sebesar 100 Amper dapat merusak 910 kg baja dalam waktu satu tahun. Karena itu korosi akibat stray current jika ditemukan harus segera dimitigasi.

Beberapa cara yang sering diapakai untuk mitigasi stary current adalah dengan mitigation bond dan galvanic. Mitigation bond atau drain bond atau kabel merupakan penghubung yang menghubungkan antara struktur penyebab stray current dan struktur yg terkena stray current dengan maksud mengembalikan arus yang mengalir pada struktur ke sumbernya tanpa melewati tanah/elektrolit.

Galvanic anode digunakan untuk memitigasi kasus interferensi dengan stray current yang tidak terlalu besar. Caranya adalah dengan menginstall galvanic anode dilokasi tempat keluarnya stray current pada pipa sehingga stray current tidak lagi keluar dari pipa tapi keluar lewat anode. Penggunaan galvanic anode ini digunakan untuk menghindari pemasangan (mitigation bond) kabel penghubung dan mengurangi kesulitan dalam perawatan kabel penghubung ini.

Referensi :
Share:

Kamis, 01 Juni 2017

Dunia Kereta - Interlocking

Pada kesempatan kali ini, kita akan pelajari bersama konsep dan aplikasi interlocking yang khususnya pada dunia perkeretaapian. Interlocking biasanya banyak ditemukan dalam pensinyalan kereta. Pada dunia pensinyalan kereta ini, interlocking bermakna pengaturan sinyal sedemikian hingga untuk mencegah terjadinya tabrakan dengan cara mengatur percabangan lintasan(wesel). Hal ini dilakukan agar kereta tidak berada disatu jalur pada waktu yang sama yang akan mengakibatkan kecelakaan.

Prinsip utama interlocking adalah mencegah kereta berada pada jalur yang sama di waktu yang sama. Untuk itu, interlocking ini banyak kita temuai distasiun. Banyak kereta yang datang ke stasiun dari berbagai arah/ jurusan, kemudian kereta akan berhenti di peron pemberhentian. Fungsi interlocking ini adalah jika peron 1 sudah diisi oleh kereta A, maka kereta B dilarang ke peron 1 diwaktu yang sama. Kereta B dapat dialihkan ke peron lain. Selanjutnya, ketika kereta A mulai bergerak meninggalkan peron 1, maka kereta C atau kereta selanjutnya diperbolehkan lewat peron 1.

Interlocking sendiri memiliki beberapa jenis seperti mekanik, elektro-mekanik, dan elektronik. Berikut lebih detail tentang masing - masing jenis interlocking:

Mekanik Interlocking

Metode interlok mekanik adalah yang pertama ditemukan. Prinsip interlock mekanik adalah dengan prinsip pengunci atau dengan locking bed, gambar 1. Cara kerjanya adalah, ketika switch - 1 untuk wesel diarahkan ke jalur 1, maka swithc - 2 otomatis terkunci. Atau lebih mudahnya ketika slot -1 (pada interlock) sudah terisi switch -1, maka switch - 2 sudah tidak bisa diarahkan ke slot -1 tersebut. Dengan demikian maka tidak mungkin jalur - 1 akan dilalui kereta lain. Interlock mekanik pertama diaplikasikan di inggris pada tahun 1843.




Gambar 1. Locking bed




Gambar 2. Meja pengendali sinyal mekanik

Elektro - Mekanik Interlocking

Interlock ini adalah perpaduan antara interlock mekanik dengan sistem elektrik, dimana switch memiliki interlock mekanik, sedangkan action dari switch tersebut menuju aktuator pemindah wesel disalurkan melalui kabel.



Gambar 3. Motor penggerak wesel

Relay Interlocking

Metode relay interlock sepenuhnya memanfaatkan sistem elektrik/ listrik yaitu dengan mengatur logic sinyal elektrik. Misalnya, ketika switch - 1 mengarah ke jalur 1, maka aliran daya ke switch -2, kontak relay 2 akan terputus, sehingga walaupun switch -2 bisa dipindah ke jalur -1 tapi tidak akan memberikan efek ke aktuator pemindah wesel karena kontak relay 2 terbuka (sinyal listrik tidak bisa mengalir). Perusahaan pembuat relay interlocking pertama adalah GRS( General Railway Signal) dengan produknya yang diberi nama Extrance - Exit Interlocking (NX).



Gamar 4. Meja pelayanan untuk sinyal listrik

Elektronik Interlocking

Pada prinsipnya sama dengan relay interlocking, hanya saja pada interlocking ini logic pengolah sinyal listrik berupa software bukan relay asli, seperti contohnya dengan menggunakan PLC. Electronik interlocking sangat praktis, selain bentuknya yang simpel, juga mudah dilakukan perubahan daripada jenis interlock lain yang memaki hard device ( locking bed dan atau relay). Elektronik interlocking juga dikenal dengan processor base interlocking dan pada perkembangan selanjutnya disebut sebagai computer base interlocking (CBI).



Gambar 5. Computer base interlocking

Reff:
Share:

Translate

Tentang Penulis

Tentang Penulis
[click foto utk detail]

Follow IG

Diberdayakan oleh Blogger.

Highlight

Dunia Kereta - Flywheel: Solusi Efisiensi Energi Kereta Listrik

Seperti telah kita pelajari bersama pada Sistem Propulsi Kereta Rel Listrik (KRL)  bahwa pada KRL memungkinkan tiga jenis pengereman yaitu ...

Flag Counter

Flag Counter