The Best Image of Instrument Cables; I think..

Gambar ini menurut saya gambar skematik kabel instrument terbaik yang pernah saya dapat dari Google untuk menjeaskan tentang komposisi kabel. Saya merasa sayang untuk dilewatkan jadi saya upload di blog saya biar mudah diambil kalau diperlukan. (Note: Meskipun ada kurangnya yaitu hilangnya 1 lapisan yang tidak ditampilkan). Gambar courtesy of google karena saya download dari google (non-komersial lho ya).

Inst_Cable

Cukup 4 Point Saja (karena mungkin yang lain tentang instrument kabel dulu-dulu sudah pernah saya tulis di blog ini).

  1. Outer Sheath itu berbeda dengan Insulation. Cukup jelas dari gambar di atas. Jadi kalau ada kabel luar yang rusak maka dibilangnya adalah Outer Sheath alias Kulit Luar. Tidak keseleo lidah jadi insulasi.
  2. Shielding system itu terdiri dari Individual Screen, Overall Screen, dan Drain Wire. Screen itu aluminium foil. Sedangkan drain wire itu adalah wire yang di coil di field di satu sisi dan dikonek ke Instrument Clean Earth Bar di sisi Panel / Kabinet. Shielding system ini tidak boleh bersentuhan dengan Dirty Earth / Protective Earth (PE) / Electrical Earth (EE). Maka dari itu drain wire harus dikondomin. Di proyek orang kadang menyebut Drain wire sebagai Screen, kadang menyebut sebagai Shield. Kalau saya ikut gambar di atas.
  3. Armour itu bagian dari Dirty Earth / Protective Earth (PE) / Electrical Earth (EE) yang berhenti dan terikat di Cable Gland dan harus continue atau nyambung dengan body JB atau Panel dengan Resistance Max 0.5 Ohm.
  4. Lapisan yang kurang dari gambar di atas adalah Mica Glass Tape (MGT) untuk kabel fire resistant. Mica Glass Tape bukan merupakan bahan yang dicampurkan di insulasi, tidak juga dicampur di Inner atau Outer Sheath. Tapi merupakan lapisan fire barrier tersendiri paling dalam setelah conductor.

Cilegon, 8 Feb 2018

Nova Kurniawan

Advertisements

Thermo Electric Generator; Panas itu Listrik Jenderal!

Kenapa saya menulis uneg-uneg tentang Thermo Electric Generator? Karena saya baru ketemu dan baru tahu ada generator listrik yang tidak pakai engine alias tidak pakai mesin berputar tapi si dia memerlukan bahan bakar. Ada juga banyak sih yang lain tanpa bahan bakar seperti Solar Cell (sel surya) yang menghasilkan listrik, angin yang dapat memutar generator untuk menghasilkan listrik,  air di bendungan yang mengalir mutar turbine untuk menggerakkan generator menghasilkan listrik, yang paling fenomenal di Indonesia adalah KEDONDONG yang menghasilkan listrik. (Anda percaya Pembangkit Listrik Tenaga Kedondong? Keasaman menimbulkan electricity iya, tapi kalau jadi pembangkit? Ya tergantung keimanan masing-masing).

Kalau terdapat Medan Magnet dipotong oleh gerakan kumparan akan menghasilkan electricity adalah konsep ilmu tradisional kelistrikan yang ditemukan oleh Michael Faraday. Konsep ini menghasilkan penemuan generator listrik yang umum dipakai hingga sekarang ini. Apapun alatnya atau mesinnya selama menghasilan putaran dan dipakai untuk memutar generator penghasil listrik maka semua berawal dari konsep electromagnetik Michael Faraday yang sudah dipakai di mana-mana. Karenanya maka generator ini bisa dikatakan sebagai alat tradisional, sudah ada di mana-mana, dari kota sampai desa, bahkan sampai warung-warung kopi kaki lima pinggir jalan yang diberi nama Genset.

Kalau “Panas itu Listrik Jenderal” belum tergolong tradisional karena masih jarang-jarang dipakai, apalagi kedondong?. Panas yang saya maksud bukan panas sinar matahari yang bisa menghasilkan listrik (dengan solar cell). Tetapi panas yang baru saya liat bisa menjadi listrik adalah panas dari hasil pembakaran gas pada kompor gas semacam RINAI yang ada di dapur. Alat semacam ini yang dinamakan sebagai Thermo Electric Generator.

Konsep yang dipakai adalah api yang panas ketika mengenai salah satu dari dua material konduktor yang berbeda jenis dan berdekatan maka akan menimbulkan beda potensial listrik. Konsep ini ditemukan oleh Thomas Seebeck. Sebagai orang yang berlatar belakang instrument maka kenalan pertama dengan Thomas Seebeck adalah pada saat mempelajari pengukuran temperature pada mata kuliah pengukuran tingkat 2. Benda yang memiliki suhu tinggi bisa diukur dengan menggunakan alat yang bernama Thermocouple yang menggunakan prinsp Seebeck Effect. Panas yang diukur akan menerpa salah satu dari 2 sensor yg terbuat dari material konduktor berbeda jenis yang berdekatan sehingga menimbulkan beda potensial listrik (mVolt). Perubahan temperature akan sebanding dengan perubahan beda potensial yang dihasilkan yang bisa dikatakan cukup linear sehingga bisa dipakai sebagai basis pengukuran. Perubahan panas sebanding dengan perubahan milivolt yang dihasilkan adalah salah satu kunci penemuan sensor pengukuran temperature. Orang instrument menggunakan efek seeback hanya untuk tau tegangannya agar bisa didapatkan equivalensi dengan temperature.

Berbeda halnya dengan orang berbackground Electrical, konsep thermoelectric pada Seebeck Effect  benar-benar dipakai untuk menghasilkan listrik yang disebut sebagai Thermo Electric Generator. Mereka menggunakan tungku pembakar (kompor RINAI) untuk membakar gas propane bisa juga LNG atau LPG yang panasnya digunakan untuk memanasakan  salah satu dari 2 logam berdekatan sehingga terjadi beda potensial dan menghasikan listrik. Berikut adalah contoh gambar dari Thermo Electric Generator punya orang Kanada yang katanya the best in the world:

TEG

2 Material logam yang menghasilan loncatan electron akibat beda potensial terletak di dalam thermopile. Materialnya apa? Ahh…sepertinya itu rahasia perusahaan (Atau karena memang saya gak tau haha). Inti dari bisnis Thermo Electric Generator ada di dalam thermopilenya jadi gak mungkin dibongkar secara bebas. Kalau secara teori jenis-jenis material yang digunakan bisa dilihat di wikipedia. Ketika Thermopile sudah menghasilkan listrik DC maka kita tinggal digunakan oleh consumer mau diseri, diparalel, dikonek ke busbar, dikontrol dan seterusnya menurut ilmu pendistribusian listrik.

Di mana saya menemukan alat yang bernama Thermo Electric Generator ini? Ini saya jumpai ketika sedang membuat Gas Wellhead Platform (Anjungan Gas Lepas Pantai) Unmanned (Tidak Ada Operatornya) alias ditinggal beroperasi sendiri. Alasan-alasan yang dipertimbangkan kenapa memilihi Thermo Electric Generator adalah: Alasan pertama adalah karena anjungan minyak ini didesain Unmanned (tidak ada operatornya yang secara rutin mengoperasikannya alias nungguin) maka mereka tidak mau ada rotating equipment (alat yang berputar) di platform unmanned. Semua generator yang menggunakan konsep faraday pasti menggunakan putaran untuk memotongkan winding terhadap medan magnet. Ketika mesain ada putaran maka agak rentan ditinggal sendiri beroperasi tanpa ada yang rutin mengontrol. Meskipun saya pernah membuat Unmanned platform dengan menggunakan Microturbine Generator. Tapi platform ini tidak akan benar-benar unmanned, regular visit tetap akan dijadwalkan untuk memastikan generator beroperasi. Alasan yang kedua adalah sebenarnya Solar Cell jadi pilihan sebagai sumber power listrik tetapi ternyata laut di mana Unmanned Platform ini ditanam memiliki waktu – waktu Monsoon yang menyebabkan awan pekat menutupi matahari selama berhari-hari. Kalau cuma mengandalkan Solar Cell bisa-bisa battery akan habis karena langit gelap tidak bisa nge-charge karena solar cell tidak dapat energi matahari. Ketika Battery abis maka tidak power listrik sehingga Control System akan shutdown dan platform akan shutdown alias mati.

Dengan kedua alasan tersebut maka TEG dipilih secara hybrid dengan Solar Cell. Hybrid artinya (kombinasi double). Solar Cell dan TEG secara bersama-sama menge-charge battery yang akan memberikan power untuk Unmanned Wellhead Platform. Ketika Solar Cell sama sekali tidak menghasilkan power akibat cuaca buruk, maka TEG masih akan tetap menyala dengan Tungku Bakar kompornya.

Cilegon, 4 Februari 2018

Nova Kurniawan

Acoustic Gas Detector, Eh…Ultrasonic

Aneh aneh aja istilah instrumentasi ini. Mendengar istilah instrument saja orang awam akan langsung terpikir bahwa instrument adalah alat musik apalagi orang mendengar istilah instrument akustik maka tidak lain dan tidak bukan orang akan berfikir tentang konser musik. Apa tidak sebaiknya dunia instrumentasi industri dan akustik di industri segera memilih istilah lain? Acoustic instrument yang ingin saya bahas adalah alat yang digunakan di fasilitas minyak (instrument) menggunakan prinsip deteksi suara (akustik). Alat ini digunakan untuk mendeteksi kebocorang gas dengan mendeteksi desis suara bocoran gas pada suatu fasilitas produksi sumur gas unmanned (tidak ada orang) di remote area (bisa daerah terpencil, bisa tengah laut).

Saya tidak pernah melihat alat seperti ini selama 13 tahun dunia proyek konstruksi oil and gas. Ketika pertama kali pada tahun ke-14 pengalaman saya di dunia proyek saya melihat instrument yang namanya Acoustic Gas Detector (Dulunya cuma tahu Infra Red Gas Detector dan Open Path Gas Detector). Mendengar istilah Acoustic Gas Detector digunakan dalam Wellhead Platform yang akan saya bangun, ada sebuah kegembiraan yang tersembunyi pada diri saya. Kenapa tersembunyi? Karena saya newbie dan tidak tahu jadi tidak berani koar-koar alias banyak omong. Kenapa gembira? wahhh akhirnya ilmu dB (desibel) yang pernah saya pelajari dengan tetesan keringat dan air mata bisa dinostalgia kembali setalah 15 tahun. Ilmu tentang suara yang selalu berhubungan dengan desibel (BEL-nya dibaca seperti membaca BEL “kring…”kring”) dipelajari ditingkat 3 kuliah dengan mata kuliah yang bernama Akustik.

Pertanyaan legendaris tentang suara adalah kenapa suara satuannya Decibel bukan Centibel? Anda tahu kan Centi dan Deci itu sebenarnya saudara? Yang paling tua Terra, adiknya adalah Giga, diikuti Mega, Kilo, Hekto, Deka, Nama Sendiri, Deci, Centi, Mili, Mikro, dan Nano. Kenapa yang terpilih si Deci bukan si Centi? Dulu nyari jawabannya susah minta ampun. Kenapa satuan suara Decibel bukan Centibel?, Eh… Sekarang ada di Wikipidea (enak banget mahasiswa sekarang). Deci itu 1/10. Kalau centi 1/100. Padahal satuan suara yang commonly used adalah 1/10 * Satuan Bel (Satuan suara telephone dari Alexander Graham Bell) sehingga disebut Decibel yang dibaca De Si Bel (Bel “kring-kring”, bukan Bel “Sebel”). Nostalgia ini cukup membuat saya seperti kembali muda.

Kebingungan saya yang pertama adalah: Bagaimana mungkin sebuah sensor (yang pada dasarnya adalah microphone) ditugaskan untuk mendengarkan kebocoran gas? Bagaimana dia memisahkan dengan ambient suara atau background noise dari angin, ombak, kendaraan bermotor, percakapan manusia?. Ternyata oh ternyata Acoustic Gas Detector meng-ignore atau memfilter suara yang dihasilkan oleh ambient lingkungan (backgroun noise) atau audible sound dan hanya mengambil suara berfrekuensi tinggi di atas 20 kHz. Hmm…saya agak kecewa ketika mengetahui hal ini, kenapa? Karena ketika bicara di atas 20 kHz maka kita tidak lagi berbicara tentang akustik tetapi kita sudah bicara ultrasonic. Akustik dan Ultrasonik adalah 2 hal yang berbeda dan nostalgianya pun berbeda pula 😛 apalagi kenangan-kenangan praktikumnya. Orang berbicara akustik itu pada audible zone yaitu pada getaran berfrekuensi 20 Hz sampai 20 kHz. Di atas 20 kHz tidak bisa disebut sebagai akustik lagi tetapi sudah berubah menjadi Ultrasonic. Sehingga dengan sedikit mutung dan jengkel saya bilang Acoustic Gas Detector itu sebenarnya tidak ada, yang ada adalah Ultrasonic Gas Detector.

Dengan sedikit kecewa ya kita bahas sedikit saja tentang Ultrasonic Gas Detector. Ketika terjadi gas bocor dari dalam pipa bertekanan tinggi ke atmosphere (bertekanan atmospher 1 atm) melalui lubang yang cukup kecil (seberapa kecilnya? gak tau) maka laju gas akibat perubahan tekanan ini akan menimbulkan suara “hissing”. Suara hissing ini mempunyai broadband frekuensi yang sangat lebar sekali dari audible frequency (20 Hz – 20 kHz) sampai ke Ultrasonic Frequency (20 kHz – 10 MHz). Tetapi kalau lubangnya besar dan gasnya mengalir melalui lubang besar itu maka suara “hissing” ultrasonic tidak akan timbul. Jadi kalau bocornya besar maka Ultrasonic Gas Detector tidak akan berfungsi.

Anda percaya? Kalau gas bocor yang kedengaran bunyi hissing “sssss..ssss…ssss” sih saya percaya lha wong ada bunyinya karene frekuensinya pada audible frequency (20Hz – 20kHz). Tetapi kalau ada gas bocor akan menimbulkan suara yang tidak dapat saya dengar (Ultrasonic) bagaimana cara saya bisa percayanya? Aneh saja tapi hebat orang bisa berfikiran ke sana dan bikin alat. (Ahh… jangan-jangan suara gas yang lain yang bocor dan keluar dari tubuh manusia melalui lubang kecil juga bisa masuk ke suara ultrasonic juga? Who knows?). Karena saya tidak mengerti bagaimana ceritanya dan cara berfikirnya sampai ada orang yang bisa menyimpulkan bahwa gas bocor bisa menimbulkan suara ultrasonic (20 kHz – 10 MHz), maka terima saja sekarang memang begitu.

Dengan rentang frekuensi yang akan dideteksi Ultrasonic Gas Detector adalah frekuensi tinggi maka semua suara latar lingkungan: angin, ombak, manusia, mesin dengan frekuensi rendah (infrasonic) dan sedang (sonic) dengan mudah difilter. Sehingga Ultrasonic Gas Detector tidak terganggu aktivitas lingkungan. Suara latar bisa dibedakan dengan suara “hissing” gas bocor.

Setelah suara infrasonic dan sonic difilter selanjutnya Ilmu Ultrasonic dimainkan. Dan belajar lagi lah kalau Ultrasonic mah…. hehe..

Cilegon, 3 Feb 2018

Nova Kurniawan