ANALISIS KAWAT TANAH DOUBLE PADA SALURAN TRANSMISI GARDU INDUK KAPAL – GARDU INDUK PESANGGARAN AA Gede Ari Pawitra Putra Jurusan Teknik Elektro – Universitas Udayana, Bali
[email protected] Abstrak Makin tingginya standar kehidupan masyarakat di Bali membuat meningkatnya kebutuhan energi listrik di Bali, terutama di daerah-daerah pariwisata. Untuk mengimbangi meningkatnya kebutuhan energi listrik tersebut, usaha atas perencanaan dan pengembangan sistem tenaga listrik yang ada harus terus diupayakan, termasuk komponen pelindung terhadap gangguan, terutama petir. Apalagi di daerah Kapal sampai Pesanggaran ini termasuk daerah yang sangat sering dikunjungi petir. Hal ini membuat perlunya keefektifan dalam pemasangan sistem perlindungan kawat tanah (Overhead groundwire) pada jaringan transmisi khususnya jalur Gardu Induk Kapal – Gardu Induk Pesanggaran agar berkurangnya gangguan yang terjadi pada saluran vital ini. Kata kunci : kawat tanah, overhead groundwire Abstract Increasingly high standards of public life in Bali making increasing electricity needs in Bali, especially in the areas of tourism. To keep pace with the growing need for electrical energy, effort on planning and development of existing power systems should be pursued, including the protective components of the disorder, especially lightning. Especially in the area of Kapal until Pesanggaran include areas heavily frequented by lightning. This makes the need for effectiveness in the installation of a ground wire protection system (Overhead groundwire) on a particular transmission line substation Kapal - Substation Pesanggaran that the reduced interference that occurs in this vital areas. Key words : kawat tanah, overhead groundwire
BAB I PENDAHULUAN
kebutuhan energi listrik tersebut, usaha atas
1.1. Latar Belakang
perencanaan
Listrik merupakan bentuk energi
dan pengembangan sistem
listrik yang ada harus terus diupayakan,
yang sangat cocok dan nyaman bagi
termasuk
juga
perencanaan
dan
manusia modern. Tanpa listrik, infrastruktur
pengembangan sistem perlindungan sebagai
masyarakat
sekarang
tidak
akan
salah satu komponen utama sistem transmisi
Makin
tinggi
standar
saluran udara. Termasuk di dalamnya dari
kehidupan manusia akan semakin meningkat
gangguan alam yaitu petir. Apalagi di
pula kebutuhan energi listrik di seluruh
daerah Indonesia ini termasuk daerah yang
dunia. Untuk mengimbangi meningkatnya
sangat sering dikunjungi petir, karena
menyenangkan.
Indonesia terletak didaerah katulistiwa yang
Kawat yang dipasang sejajar dengan
panas dan lembab, mengakibtkan terjadinya
tiang dan terletak di atas kawat fasa pada
hari guruh (IKL) yang
sangat tinggi
sistem transmisi listrik sehingga jika terjadi
dibanding daerah lainnya (100 -200 hari
sambaran petir yang terkena adalah kawat
pertahun), bahkan daerah cibinong sempat
tanah
tercatat pada Guiness Book of Records
peralatan listrik pada sistem transmisi tidak
1988, dengan jumlah 322 petir per tahun.
mengalami kerusakan. Sambaran petir yang
Kerapatan sambaran petir di Indonesia juga
mengenai kawat tanah akan ditanahkan
sangat besar yaitu 12/km2/tahun yang
(grounding).
berarti pada setiap luas area 1 km2 berpotensi
menerima
sambaran
petir
sebanyak 12 kali setiap tahunnya. Dan energi yang dihasilkan oleh satu sambaran petir juga sangat besar yaitu, mencapai 55 betapa
Berdasarkan
fasanya
sehingga
hal
tersebut
maka
timbul permasalahan yaitu : •
bahayanya
Bagaimana prinsip kerja kawat tanah (overhead
groundwire)
dalam
menangkal
petir
sistem
dalam
transmisi tenaga listrik ?
gangguan petir terhadap sistem jaringan transmisi, maka dilakukanlah usaha-usaha
kawat
1.2 Rumusan Masalah
kwh. Mengetahui
bukan
•
Bagaimana
cara
meningkatkan
untuk menangkal petir, begitu pula yang
performa perlindungan dari kawat
terjadi pada saluran transmisi GI Kapal ke
tanah (overhead groundwire) ?
GI Pesanggaran yang sangat rawan terkena sambaran petir, dari hal tersebut maka dilakukan upaya menangkal, salah satunya dengan cara menggunakan kawat tanah (overhead groundwire).Kawat tanah adalah satu pengaman sistem tenaga listrik dari ancaman
petir,
mengkhususkan
dalam pada
hal sistem
ini
lebih
transmisi
1.3 Tujuan Penelitian Adapun
tujuan
pembuatan
makalah ini adalah untuk menganalisa gangguan
yang
terjadi
pada
saluran
transmisi yang menggunakan kawat tanah double antara GI Kapal sampai dengan GI Pesanggaran terutama dari gangguan petir.
tenaga listrik pada GI Kapal sampai dengan GI Pesanggaran yang berjarak 13,05 km mengunakan konduktor ACSR 240mm.
dari
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian dari makalah ini adalah
sebagai
informasi
tersebut diawali dengan mengumpulnya uap
mengenai
air di dalam awan. Ketinggian antara
gangguan petir pada transmisi pada GI
permukaan atas dan permukaan bawah pada
Kapal – GI Pesanggaran.
awan dapat mencapai jarak sekitar 8 km
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Agar
suatu
pembahasan
tidak
menyimpang dari tujuannya memerlukan adanya batasan dan ruang lingkup masalah pada satu pokok persoalan. Masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah : 1. Studi yang dilakukan pada satu saluran jaringan transmisi yaitu GI Kapal – GI Pesanggaran. 2. Analisis hanya terpusat pada kawat tanah pada kedua GI tersebut.
dengan temperatur bagian bawah sekitar 60 oF dan temperatur bagian atas sekitar -60 oF. Akibatnya, di dalam awan tersebut akan terjadi kristal-kristal es. Karena di dalam awan terdapat angin ke segala arah, maka kristal-kristal es tersebut akan saling bertumbukan terpisahkan
dan
bergesekan
antara
muatan
sehingga
positif
dan
muatan negatif. Pemisahan
muatan
inilah
yang
menjadi sebab utama terjadinya sambaran petir. Pelepasan muatan listrik dapat terjadi di dalam awan, antara awan dengan awan, dan antara awan dengan bumi tergantung
BAB II DASAR TEORI Landasan teori sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem. Selain
dari kemampuan udara dalam menahan beda potensial yang terjadi.
daripada itu dapat juga dijadikan sebagai
Petir yang kita kenal sekarang ini
bahan acuan didalam merencanakan suatu
terjadi akibat awan dengan muatan tertentu
sistem.
hal-hal
menginduksi muatan yang ada di bumi. Bila
tersebut, maka landasan teori merupakan
muatan di dalam awan bertambah besar,
bagian
maka muatan induksi pun makin besar pula
Dengan yang
pertimbangan harus
dipahami
untuk
sehingga beda potensial antara awan dengan
pembahasan selanjutnya.
bumi juga makin besar. Kejadian ini diikuti 2.1 Petir Petir
pelopor menurun dari awan dan diikuti pula merupakan
kejadian
alam
dimana terjadi loncatan muatan listrik antara awan dengan bumi. Loncatan muatan listrik
dengan adanya pelopor menaik dari bumi yang mendekati pelopor menurun. Pada saat itulah terjadi apa yang dinamakan petir.
sesuai
konstruksi
yang
terpasang
di
lapangan. Jenis dari gardu induk adalah, •
Jenis Gardu Induk bisa dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu : o
Berdasarkan
besaran
tegangannya. o
Berdasarkan
pemasangan
peralatan. o
Berdasarkan fungsinya.
o
Berdasarkan
o
Gardu Induk merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi) tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem penyaluran (transmisi). Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga listrik. Berarti, gardu induk merupakan sub-sub sistem dari sistem tenaga listrik. Sebagai sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi), gardu induk penting,
dalam
pengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistem penyaluran (transmisi) secara keseluruhan.
Dalam
sistem
rel
Bedasarkan (busbar).
2.2 Gardu Induk
peranan
yang
digunakan.
Gambar 2.1 Proses terjadinya petir Sumber : Ganjar Witriana
mempunyai
isolasi
pembahasan
ini
difokuskan pada masalah gardu induk yang pada umumnya terpasang di Indonesia, pembahasannya bersifat praktis (terapan)
•
Dilihat dari jenis komponen yang digunakan, GITET
secara
dengan
banyak
umum
antara
GI
mempunyai
kesamaan.
Perbedaan
mendasar adalah : o
Pada GITET transformator daya yang digunakan berupa 3 buah tranformator daya masing – masing
1
tranformer)
phasa dan
(bank
dilengkapi
peralatan reaktor yang berfungsi mengkompensasikan
daya
rekatif jaringan. o
70
Sedangkan pada GI (150 KV, KV)
menggunakan
Transformator daya 3 phasa dan tidak ada peralatan reaktor.
Konduktor jenis Tembaga (BC : Bare copper) merupakan penghantar yang baik karena memiliki konduktivitas tinggi
2.3 Konduktor dan Komponen Pada Jaringan Transmisi Konduktor tempat
Namun
adalah
mengalirkan
dan kekuatan mekanikalnya cukup baik.
media
arus
listrik
untuk dari
pembangkit listrik ke gardu induk atau dari GI ke GI lainnya, yang terentang lewat tower-tower. Konduktor pada tower tension tower
suspension
suspension clamp.
dipegang
Dibelakang
oleh clamp
tersebut dipasang rencengan isolator yang terhubung ke tower.
harganya
mahal
maka
konduktor jenis tembaga rawan pencurian. Aluminium harganya lebih rendah dan lebih ringan namun konduktivitas dan kekuatan mekanikalnya
lebih
rendah
dibanding
tembaga.
dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada
karena
Pada
umumnya
SUTT
maupun
SUTET menggunakan ACSR (Almunium Conductorn
Steel
Reinforced).
Bagian
dalam kawat berupa steel yang mempunyai kuat mekanik tinggi, sedangkan bagian luarnya mempunyai konduktifitas tinggi. Karena sifat electron lebih menyukai bagian luar kawat daripada bagian sebelah dalam kawat maka ACSR cocok dipakai pada SUTT/SUTETI.
daerah
yang
udaranya mengandung kadar belerang tinggi
Gambar 2.3 Konduktor ACSR Sumber : http://duniaelektro.blogspot.com
dipakai
jenis
ACSR/AS,
yaitu
kawat
steelnya dilapisi dengan almunium. Pada
a. Bahan konduktor Bahan
Untuk
konduktor
yang
dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu memiliki sifat sifat sebagai berikut : 1) konduktivitas tinggi. 2) kekuatan tarik mekanikal tinggi 3) titik berat 4) biaya rendah 5) tidak mudah patah
saluran transmisi yang perlu dinaikkan kapasitas tersebut
penyalurannya berada
namun
SUTT
yang
rawan
didaerah
longsor, maka dipasang konduktor jenis TACSR (Thermal Almunium Conductor Steel
Reinforced)
yang
mempunyai
kapasitas besar tetapi berat kawat tidak mengalami
perubahan
yang
banyak.
Konduktor pada SUTT/SUTET merupakan
corona yang ditengarai dengan bunyi desis
kawat berkas (stranded) atau serabut yang
atau berisik.
dipilin, agar mempunyai kapasitas yang lebih besar dibanding kawat pejal.
d. Jarak antar kawat fasa Jarak kawat antar fasa SUTT 70kV
b. Urutan fasa
idealnya adalah 3 meter, SUTT= 6 meter
Pada sistem arus putar, keluaran dari
dan SUTET=12 meter. Hal ini karena
generator berupa tiga fasa, setiap fasa
menghindari terjadinya efek ayunan yang
mempunyai sudut pergerseran fasa 120º.
dapat menimbulkan flash over antar fasa.
Pada SUTT dikenal fasa R; S dan T yang urutan fasanya selalu R diatas, S ditengah dan T dibawah. Namun pada SUTET urutan fasa tidak selalu berurutan karena selain panjang,
karakter
SUTET
banyak
dipengaruhi oleh faktor kapasitansi dari bumi maupun konfigurasi yang tidak selalu vertikal. Guna keseimbangan impendansi
e. Perlengkapan kawat penghantar Perlengkapan penghantar damper.
c. Penampang dan jumlah konduktor Penampang dan jumlah konduktor disesuaikan dengan kapasitas daya yang akan disalurkan, sedangkan jarak antar maupun
kawat
berkas
disesuaikan dengan tegangan operasinya. Jika kawat terlalu kecil maka kawat akan panas dan rugi transmisi akan besar. Pada tegangan yang tinggi (SUTET) penampang kawat , jumlah kawat maupun jarak antara kawat
berkas
Untuk
Spacer,
keperluan
kawat
vibration perbaikan
Sambungan kawat disebut mid span joint. f. Repair Sleeve Repair sleeve adalah selongsong almunium yang terbelah menjadi dua bagian
transposisi letak kawat fasa.
fasa
adalah:
fitting
dipasang repair sleeve maupun armor rod.
penyaluran maka setiap 100 km dilakukan
kawat
atau
mempengaruhi
besarnya
dan
dapat
ditangkapkan
pada
kawat
penghantar, berfungsi untuk memperbaiki konduktifitas kawat yang rantas, Cara pemasangannya dipress dengan hidrolik tekanan tinggi. g. Bola Pengaman Adalah rambu peringatan terhadap lalu lintas udara, berfungsi untuk memberi tanda kepada pilot pesawat terbang bahwa terdapat kawat transmisi. Bola pengaman dipasang pada ground wire pada setiap jarak 50m
hingga
75
lapangan/bandar udara.
meter
sekitar
h. Lampu Aviasi
dipasang
kawat
jumper
yang
Adalah rambu peringatan berupa
menghubungkannya pada tower agar arus
lampu terhadap lalu lintas udara, berfungsi
petir dapat dibuang ke tanah lewat tower.
untuk memberi tanda kepada pilot pesawat
Untuk keperluan perbaikan mutu pentanahan
terbang bahwa terdapat kawat transmisi.
maka dari kawat jumper ini ditambahkan kawat lagi menuju ke tanah yang kemudian
i. Arching Horn Adalah peralatan yang dipasang pada
dihubungkan dengan kawat pentanahan.
sisi cold tower dari rencengan isolator. Fungsi arcing horn: - Media pelepasan busur api dari tegangan lebih antara sisi Cold dan Hot (kawat penghantar) - Pada jarak yang diinginkan berguna untuk memotong tegangan lebih bila terjadi: sambaran petir; switching; gangguan. Gambar 2.4 Kawat Tanah (Overhead Groundwire)
2.4 Kawat Tanah Kawat
tanah
atau
overhead
2.4.1 Bahan kawat tanah
groundwire adalah media untuk melindungi
Bahan ground wire terbuat dari steel
kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini
yang sudah digalvanis, maupun yang sudah
dipasang di atas kawat fasa dengan sudut
dilapisi dengan almunium.
perlindungan yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Namun jika petir menyambar dari samping maka dapat mengakibatkan kawat fasa tersambar
dan
dapat
mengakibatkan
terjadinya gangguan. Kawat pada tower tension
dipegang
oleh
tension
clamp,
sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Pada tension clamp
2.4.2 Jumlah dan posisi kawat tanah Jumlah kawat tanah paling tidak ada satu
buah
diatas
kawat
fasa,
namun
umumnya di setiap tower dipasang dua buah. Pemasangan yang hanya satu buah untuk dua penghantar akan membuat sudut perlindungan menjadi besar sehingga kawat fasa
mudah
tersambar
petir.
Sudut
perlindungan kawat tanah terhadap tower
Komponen pengaman (pelindung)
yang standar adalah 35 – 45o. Jarak antara
pada transmisi tenaga listrik memiliki fungsi
groundwire dengan kawat fasa di tower
sangat penting. Komponen pengaman pada
adalah sebesar jarak antar kawat fasa,
saluran udara transmisi tegangan tinggi,
namun pada daerah tengah gawang dapat
antara lain :
mencapai 120% dari jarak tersebut.
-
Kawat
tanah,
grounding
perlengkapannya,
dan
dipasang
disepanjang jalur SUTT. Berfungsi untuk
mengetanahkan
arus listrik
saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung. - Pentanahan tiang, untuk menyalurkan arus
listrik
dari
(groundwire)
kawat
akibat
tanah
terjadinya
sambaran petir. Terdiri dari kawat tembaga atau kawat baja yang di klem pada pipa pentanahan dan ditanam di dekat pondasi tower (tiang) SUTT. - Jaringan pengaman, berfungsi untuk pengaman SUTT dari gangguan yang dapat membahayakan SUTT tersebut dari
lalu
lintas
yang
berada
dibawahnya yang tingginya melebihi tinggi
yang diizinkan
bola
pengaman, dipasang sebagai tanda Gambar 2.4.2 Gambar kontruksi tiang Sumber : http://www.elektroindonesia.com/elektro/energi12a.h tml
2.4.3 Komponen pengaman
pada SUTT, untuk pengaman lalu lintas udara. 2.4.4. Gambar daerah proteksi overhead groundwire
Dalam
melindungi
kawat
phasa
tersebut, daerah proteksi groundwire dapat digambarkan seperti berikut. Proteksi dengan 2 buah Groundwire
Gambar 2.4.4 Daerah proteksi dengan menggunakan 1 buah groundwire Sumber : http://www.elektroindonesia.com/elektro/energi12a.h tml
Dari gambar 1 di atas, misalkan
Gambar 2.4.4.1 Zona perlindungan dari penggunaan 2 buah groundwire. Sumber : http://www.elektroindonesia.com/elektro/energi12a.h tml
groundwire diletakkan setinggi h meter dari
Dari gambar tersebut, apabila ho
tanah. Dengan menggunakan nilai-nilai yang
menyatakan tinggi titik dari tanah di tengah-
terdapat pada gambar tersebut, titik b dapat
tengah 2 groundwire yang terlindungi dari
ditentukan sebesar 2/3 h. Sedangkan zona
sambaran petir, maka ho dapat ditentukan :
proteksi groundwire terletak di dalam daerah yang diarsir. Di dalam zona tersebut, diharapkan tidak terjadi sambaran petir langsung sehingga di daerah tersebut pula kawat phasa dibentangkan. Apabila hx merupakan tinggi kawat phasa yang harus dilindungi, maka lebar bx dapat ditentukan dalam 2 kondisi, yaitu : Untuk hx > 2/3 h , bx = 0,6 h (1 –hx/h) Untuk hx < 2/3 h , bx = 1,2 h (1 –hx/0,8h)
ho = h -s/4 Sedangkan
daerah
antara
dua
groundwire dibatasi oleh busur lingkaran dengan jari-jari 5/4s dengan titik pusat terletak pada sumbu di tengah-tengah dua groundwire. 2.4.5 Langkah – langkah perhitungan gangguan petir pada menara Untuk menghitung gangguan petir pada menara gangguan
jaringan
lompatan
transmisi,
api
balik
yaitu (back
flashcover), digunakan teori gelombang berjalan
dan
langkah-langkah
perhitungannya diberikan dibawah ini. Pada
r
= Radius kawat tanpa korona
SUTET dan SUTUT digunakan harga rata-
ht
= Tinggi rata-rata kawat tanah untuk
rata. Hal tersebut adalah sebagai akibat dari
SUTT
anggapan bahwa kilat yang menyambar kawat tanah jauh dari menara pada SUTET dan SUTUT tidak menimbulkan lompatan api,
sedang
SUTT
dianggap
masih
menimbulkan lompatan api. 1. Menghitung impedansi surja kawat tanah dan faktor gandengan Perhitungan impeansi surja kawat tanah dibedakan dalam dua keadaan, yaitu keadaan bila tidak ada korona dan yang kedua bila terjadi korona. a.) Bila tidak terjadi korona
Gambar 2.4.5 Potongan Saluran Transmisi Sumber : Garniwa, Iwa, Dasar Perencanaan Instalasi Penangkal Petir, Jurusan Elektro FTUI.
2. Menghitung impedansi surja menara
b.) Bila terjadi korona
Dimana : Z11 = impedansi surja sendiri dari satu kawat
3. Menghitung koefisien terusan a pada
tanah
puncak menara untuk gelombang yang
Z12 = impedansi surja bersama antara kedua
datang dari dasar menara.
kawat tanah = 60 ln(b12/a12) R
= Radius amplop korona (m)
Koefisien terusan dihitung berdasarkan persamaan :
R = tahanan kaki menara
4. Menghitung koefisien terusan a pada Karena
puncak menara untuk gelombang yang
tahanan
kaki
menara
sepanjang saluran transmisi pada umunya
datang dari dasar menara.
berbeda-beda, maka perhitungan harus Koefisien pantulan adalah : b = a-1 5.
Menghitung
tegangan
pada puncak
menara. Tegangan pada puncak menara adalah :
dilakukan untuk tiap seksi dari saluran transmisi dengan tahanan kaki menarayang bersangkutan. 7. Menghitung waktu kritis Waktu kritis tc ialah waktu pada saat mana tegangan pada puncak menara berkurang secara mendadak karena pantulan negatif
Dimana :
dari dasar menara :
Is = arus kilat (kA) dan Is = A t untuk 0 ≤ Tc = T + X1/mikrodetik
t≤T
Dimana :
I = harga puncak arus kilat yang melalui
X1 = jarak vertikal antara puncak menara
menara (kA)
dan kawat fasa pada menara
T = waktu untuk mencapai harga puncak
C = kecepatan merambat gelombang =
atau panjang muka gelombang petir,
300 m/mikrodetik.
mikro detik A = I/T, kA/µdet 6. Menghitung koefisien pantulan d pada dasar menara untuk gelombang yang
8.
Menghitung
kemungkinan
jumlah
lompatan api Lompatan api dianggap terjadi bila
datang dari puncak menara
tegangan isolator Vi sama atau lebih besar
Koefisien pantulan d dapat dihitung dari :
dari tegangan impuls isolator. Tegangan impuls isolator ini diperoleh dari lengkung tegangan waktu (volt-time curve) isolator
Dimana :
yang bersangkutan :
a.) Pada saluran udara tegangan tinggi (SUTT) : η = 0.85 b.) Pada saluran udara tegangan ekstra tinggi (SUTET) dan saluran udara 9. Menghitung daerah A yang dilindungi
tegangan ultra tinggi (SUTUT) : η = 1.0
kawat tanah Lebar bayang-bayang listrik dari suatu saluran transmisi dapat dilakukan
Dengan
anggapan
bahwa
jumlah
sambaran pada menara 60% dari seluruh sambaran, maka jumlah gangguan pada
dengan persamaan :
menara Ot :
Dan luas bayang-bayang atau daerah yang dilindungi
A
dihitung
berdasarkan
persamaan :
2.4.6. Gangguan kilat pada seperempat jarak dan setengah jarak dari menara
pada
saluran
udara
tegangan tinggi 10. Menghitung jumlah sambaran petir NL Jumlah sambaran petir NL yang mungkin menyambar kawat transmisi dapat dihitung berdasarkan persamaan di bawah :
Pada saluran udara tegangan ekstra tingi (SUTET), dan saluran tegangan ultra tinggi (SUTUT), gangguan pada seperempat dan setengah jarak dari menara diabaikan. Hal ini dilakukan karena jarak-jarak aman antara kawat fasa dan kawat tanah dan kawat fasa ke kawat fasa sangat besar
11. Menghitung gangguan petir pada menara
sehingga kekuatan impuls isolasi dari udara
Untuk mwnghitung jumlah gangguan
di tempat tersebut cukup besar untuk
petir pada menara perlu terlebih dahulu
mencegah terjadinya lompatan api. Tetapi
diketahui probabilitas peralihan lompatan
pada saluran udara tegangan tinggi (SUTT)
api menjadi busur api atau arus susulan
digunakan metode AIEE yaitu dengan
(power flow current) yang menimbulkan
membandingkan kekuatan isolasidari jarak
gangguan.
antara kawat tanah dan kawat fasa terhadap
tegangan yang timbul karena arus kilat
do = andongan maksimum kawat tanah,(m)
ditempat-tempat tersebut.
do’= andongan maksimum kawat fasa, (m)
Jarak vertikal antara kawat tanah dan kawat fas diperoleh dengan memisahkan lengkung kawar itu memenuhi persamaan berikut :
b
= jarak vertikal antara kawat fasa dan kawat tanah, (m)
bm = jarak vertikal antara kawat tanag dan kawat fasa ditengah-tengah gawang, (m) bq = jarak vertikal antara kawat tanah dan kawat fasa diseperempat gawang, (m) Bila p = jarak horizontal antara kawat tanah dan kawat fasa. Maka jarak antara kawat tanah dan kawat fasa :
Gambar 2.4.6 Kawat tanah dan kawat fasa dari kawat trasmisi Sumber : Garniwa, Iwa, Dasar Perencanaan Instalasi Penangkal Petir, Jurusan Elektro FTUI.
Maka : BAB III PEMBAHASAN 3.1 Prinsip Kerja Kawat Tanah Kawat
tanah
atau
overhead
groundwire (kawat petir / kawat tanah) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Namun jika petir menyambar dari samping maka dapat Dimana : y = tinggi kawat tanah diatas tanah, (m) y’ = tinggi kawat fasa diatas tanah, (m)
mengakibatkan kawat fasa tersambar dan dapat mengakibatkan terjadinya gangguan. Kawat pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower
suspension dipegang oleh suspension clamp. Pada tension clamp dipasang kawat jumper yang menghubungkannya pada tower agar arus petir dapat dibuang ke tanah lewat tower. Untuk keperluan perbaikan mutu pentanahan maka dari kawat jumper ini ditambahkan kawat lagi menuju ke tanah yang kemudian dihubungkan dengan kawat pentanahan.
Gambar 3.2 Kurva ketinggian groundwire vs sudut perlindungan
Gambar 3.1 Pemasangan groundwire Sumber : http://www.docstoc.com/docs/43185297/kawat-tanah
Gambar
3.2.1
Kurva
probabilitas
kegagalan
perlindungan vs sudut perlindungan
3.2 Hasil Analisa Dari persamaan-persamaan diatas, terlihat bahwa makin tinggi groundwire dan sudut perlindungan mengakibatkan
yang
besar,
probabilitas
akan tersebut
meningkat. Untuk itu diperlukan pemilihan tinggi groundwire dan sudut perlindungan yang tepat untuk mendapatkan performa perlindungan yang baik dari sambaran petir.
Gambar 3.2 menunjukkan kurva antara ketinggian
rata-rata groundwire vs
sudut
perlindungan rata-rata. Dari gambar tersebut terlihat daerah berwarna hitam merupakan daerah
kemungkinan
perlindungan. menunjukkan
Sedangkan
gagal
dalam
gambar
probabilitas
3.2.1
kegagalan
perlindungan dari sambaran petir ke saluran sebagai
fungsi
dari
ketinggian groundwire dan
sudut
perlindungan.
Dengan demikian, kurva pada gambar 3
probabilitas kegagalan perlindungan. Cara
menunjukkan probabilitas kegagalan dalam
ini
perlindungan kurang dari 1 % (berdasar
menggunakan counterpoise, yaitu konduktor
kurva gambar 4). Probabilitas ini berarti
yang ditempatkan di bawah saluran (lebih
lebih kecil dari satu kali kegagalan dalam
sering
setiap 100 sambaran petir pada groundwire.
dihubungkan dengan sistem pentanahan dari
Untuk meningkatkan keandalan sistem ini, diperlukan pentanahan yang baik pada setiap menara
listrik.
Jika
petir
menyambar
dapat
disertai
dibenamkan
dalam
dengan
tanah)
dan
menara listrik. Hasilnya, impedansi surja akan lebih kecil. Usaha-usaha lainnya di antaranya :
pada groundwire di dekat menara listrik, Memasang couplingwire di
bawah
maka arus petir akan terbagi menjadi dua
•
bagian.
kawat phasa (konduktor yang disertakan
Sebagian
besar
arus
tersebut
mengalir ke tanah melalui pentanahan pada
di
menara tersebut. Sedangkan sebagian kecil
dihubungkan dengan sistem pentanahan
mengalir melalui groundwire dan akhirnya
menara listrik).
menuju ke tanah melalui pentanahan pada
•
menara listrik berikutnya. Lain halnya jika
menara listrik dengan menggunakan
petir
elektroda pentanahan yang sesuai.
menyambar
pada
tengah-
tengah groundwire antara 2 menara listrik. Gelombang petir ini akan mengalir ke menara-menara listrik yang dekat dengan tempat sambaran tersebut. 3.3.
Usaha
yang
Untuk
paling
Meningkatkan
mudah
menggunakan
satu groundwire.
Dengan
untuk
lebih cara
dari ini
diharapkan petir akan selalu menyambar pada groundwire sehingga
transmisi
dan
Mengurangi resistansi pentanahan
Menggunakan arester. Cara yang terakhir ini boleh dikatakan
sebagai alat pelindung yang paling baik yang terus dikembangkan oleh para ahli untuk mendapatkan performa perlindungan
meningkatkan performa perlindungan adalah dengan
saluran
terhadap gelombang surja. Arester inilah
Performa Perlindungan Usaha
•
bawah
memperkecil
yang makin baik.
BAB IV
DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN Pemakaian overhead
groundwire dalam
saluran transmisi tenaga listrik mempunyai harapan agar sambaran petir tidak mengenai kawat
phasa.
Luas
zona/daerah
perlindungan groundwire tergantung ketinggian
groundwire itu
dari sendiri.
Probabilitas kegagalan dalam perlindungan akan
naik
dengan
makin
tingginya groundwire dan besarnya sudut perlindungan. pemilihan perlindungan
Untuk ketinggian yang
itu
diperlukan
serta
sudut
sesuai
untuk
mendapatkan perlindungan yang baik.
Arismunandar dan Artono. 1994. Teknik Tegangan tinggi. Jakarta : PT. Pradnya Paramita Garniwa, I. 2000. Dasar Perencanaan Instalasi Penangkal Petir, Jakarta : Dep. Elektro FTUI Wijaya, C. 2002. Kawat Tanah pada Saluran Udara Tegangan Tinggi, Edisi
ke-2.
http://www.duniaelektro.blogspot.co m/elektro/kawattanah, 21-12-2012 Mismail, B. 1998. Rangkaian Listrik, Jilid pertama. Bandung : Penerbit ITB Stroud, K.A. 2003. Matematika Teknik,
Peningkatan performa perlindungan transmisi tenaga listrik dari sambaran petir yang
paling
mudah
dilakukan
dengan
Edisi kelima. Jakarta : Penerbit Erlangga Mismail, B. 1997. Analisa Sistem Tenaga.
menambah jumlah groundwire. Kombinasi
Malang
pemakaian groundwire dengan
Universitas Brawijaya
peralatan-
:
Lembaga
Penerbitan
peralatan lainnya sangat diharapkan untuk
Irawanto, A. 1998. Overhead Groundwire
memperoleh performa perlindungan yang
Perlindungan Transmisi Tenaga
lebih tinggi di antaranya dengan pemakaian
Lisrik dari Sambaran Petir, Edisi
arester yang merupakan alat pelindung
ke-12.
modern.
http://www.elektroindonesia.com/ele ktro/energi12a.html, 12-12-2012 Dexter, J. 2001, Engineering Mathematics, Jilid pertama, New York : Palgrave
