Jarak Pemasangan Lightning Arrester yang Efisien Untuk melindungi peralatan Listrik

BY : LUNGGUK SIBUEA
KATA KUNCI : Untuk menghindari Kerusakan Pada peralatan Listrik yang efisien ,baik  yang disebabkan  surja hubung maupun surja petir diperlukan sistem proteksi yang handal Yaitu Lightning Arrester.Dimana dalam kemampuan /Jangkauan sistem Proteksi pada Lightning Arrester dalam melindungi peralatan Listrik (Transformator ) dibutuhkan jarak maksimum agar Lightning Arrester dapat bekerja efisien.Adapun Faktor-faktor yang mempengaruhi keandalan suatu sistem Proteksi : 1).BIL peralatan (Basic Impelse Insulation Level ).2)SIL (Switching Insulation Level),dimana nilai SIL = 83 % BIL.3).Kekuatan Isolasi.4)Ketinggian Pemasangan Lightning Arrester.5).Kecuraman Gelombang.Dimana Kecuraman Gelombang (Kv/mikro sekon) menjadi hal utama yang harus diperhatikan,karena debit petir disetiap wilayah adalah berbeda-beda yang otomatis kecuraman gelombangnya pun berbeda-beda (Indonesia Kira-kira 34000 kV/µs).Karena kekuatan petir yang sulit terdeteksi maka kekuatan Proteksi Lightning Arrester Kapasitasnya ditentukan pada besarnya Nilai BIL pada Suatu peralatan.

BY : LUNGGUK SIBUEA 

LIGHTNING ARRESTER

Nameplate Arrester Gardu dan Hasil pengukuran tahanan Isolasi Pada Pemeliharaan Lightning Arrester di Gardu Indung Simpang Tiga

1.      PHT 150 KV PRABUMULIH LINE 1

Pabrik              : EMP (Bowthorpe Emp Brighton England)

Type                : MCA4-150, 150 KV 40 KA, Class 3 1997

UC-MCOV     120 KV

10 KA Heavy Duty

Basic Impulse Insulated Level ( BIL )           : 750 kV

Switching Impulse Level (SIL)                      : 620 kV

Tahun Pemasangan : 14 juli 2003

2.      PHT 150 KV PRABUMULIH LINE 2

Pabrik              : ABB Power Technologies

Surge arrester EXLIM Q 150-EH 170

No. 75105241

Class 10 KA

Year    : 2006

Ur        : 150 KV

Uv       : 108 KV

Basic Impulse Insulated Level ( BIL )     : 750 kV

Switching Impulse Level (SIL)                : 620 kV

Short circuit current : 65 KV

3.      PHT 150 KV KERAMASAN LINE 1

Pabrik              : DELLE ASTHLOM

Type                : PYB 150

Rated              : Un : 150 KV

                                      10 KA Nominal Discharge Current

                                      20 KA pressure

Basic Impulse Insulated Level ( BIL )     : 750 kV

Switching Impulse Level (SIL)                : 620 kV

4.      PHT 150 KV KERAMASAN LINE 2

Pabrik              : ABB Power Technologies

Surge arrester EXLIM Q 150-EH 170

No. 75105241

Class 10 KA

Year    : 2006

Ur        : 150 KV

Uv       : 108 KV

Short circuit current : 65 KV

Basic Impulse Insulated Level ( BIL )           : 750 kV

Switching Impulse Level (SIL)                      : 620 kV

Nama Saluran	Nilai tahanan saat pemeliharaan untuk bulan September 2012
Kramasan 1	R = 20,6 GΩ S = 40,3 GΩ T = 60,2 GΩ
Kramasan 2	R = 30,4 GΩ S = 20,3 GΩ T = 50,3 GΩ
Prabumulih 1	R = 50   GΩ S = 50,2 GΩ T = 70,5 GΩ
Prubumulih 2	R = 30,4 GΩ S = 40,3 GΩ T = 60,2 GΩ

Tabel 1 : Hasil Pengukuran pada Pemeliharaan Tahanan Isolasi Ligtning Arrester pada Gardu Induk Simpang Tiga.

            Dari hasil pengukuran Tahanan Isolasi Lightning Arrester pada saat Pemeliharaan di Gardu Induk Simpang Tiga pada bulan September  dapat dikatakan bahwa tahanan Isolasnya masih dalam keadaan baik (Dilihat dari tahanan Minimum Isolasi 1 MΩ).Dan kemampuan sistem proteksi Lightning Arrester di Gardu Induk Simpang Tiga adalah Sebesar 10 % X tegangan Nominal (150 kV) = 15 kA.
TABEL : Karakteristik Arrester

Dimana :

FOW   : Tegangan Percikan Impuls muka Gelombang

STD    : Tegangan Percikan Impulse Maksimum

    Tegangan Percikan maksimum (maksimum impuls sparkover voltage) merupakan tegangan gelombang impuls tertinggi yang terjadi pada arrester.Jika tegangan puncak surja petir yang datang mempunyai harga yang lebih tinggi atau sama dengan tegangan percikan maksimum arrester, maka arrester akan bekerja memotong surja dan mengalirkannya ke tanah.

Jarak Maksimum Lightning Arrester Dan Transformator Yang Dihubungkan Dengan Saluran Udara

Perlindungan Yang baik diperoleh jika arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan transformator.Tetapi,dalam kenyataannya,arrester harus ditempatkan dengan jarak tertentu,agar perlindungan dapat berlangsung dengan baik.

                     Gambar : Jarak Arrester dengan Transformator

                        GAMBAR : SINGLE LINE DIAGRAM GI SIMPANG TIGA

            Jika Arrester dihubungkan dengan menggunakan saluran udara alat yang dilindungi ,maka untuk menentukan jarak yang baik antara Arrester dengan Transformator ,dinyatakan dengan persamaan :

            ℮­­­­­­­­_{t =} ℮_{a + 2µ x /v}

Dengan :

℮­­­­­­­­_{t =} Tegangan Terminal dari Peralatan yang akan dilindungi (kV)

℮_{a = ­}Tegangan Pelepasan dari Arrester (kV)

µ = Kecuraman Gelombang (kV/µs)

v = Kecepatan Rambat Gelombang yang datang (m/ µs)

x = Jarak dari Arrester ke alat yang dilindungi (m)

Perhitungan Jarak Maksimum Arrester dengan Peralatan Yang dilindungi

 Lightning Arrester 1, Arrester terpasang pada ujung saluran guna melindungi peralatan,khususnya pada bus bar / line.Dimana Jaraknya di Gardu Induk Simpang Tiga adalah 15 m.

Lightning Arrester 2, Arrester terpasang sebelum transformator tenaga (Apabila dilihat dari ujung saluran),sebagai pengamanan Khusus Transformator.Dimana Jaraknya di Gardu Induk Simpang Tiga adalah 2 m.

   Secara umum arrester melindungi peralatan-peralatan pada Gardu Induk Simpang Tiga terhadap sambaran-sambaran petir maupun surja hubung.Arrester ini memiliki jarak maksimum untuk melindungi peralatan.Letak dari Arrester tersebut tidak boleh lebih dari perhitungan jarak yang ada ,dengan kata lain arrester memiliki cakupan daerah yang terrbatas.

      Jadi dengan menggunakan persamaan diatas ,maka jarak cakupan Arrester yang terdapat pada Gardu Induk Simpang Tiga dapat dihitung :

            ℮­­­­­­­­_{t =} ℮_{a + 2µ x /v}

Dengan Nilai –nilai :

            ℮­­­­­­­­_{t =} BIL = 750 kV

            ℮_{a =} 620 kV

            µ = 6250 kV/ µs          (Sesuai Tabel 2 diatas Karakteristik Arrester)

            v = 300 m/ µs              (Kecepatan Cahaya)

            maka,

                        750 = 620 + 2  

                        x = 3,119 m

                        Didapatkan jarak menurut perhitungan antara arrester dengan peralatan adalah 10 meter,sedangkan dalam kenyataannya di lapangan jarak antara arrester I pada ujung saluran dengan sejumlah peralatan (diambil dari jarak transformator tenaga ) sejauh 15 m ,sedangkan jarak antara arrester II yang terpasang sebelum transformator adalah 2 m (apabila dilihat dari ujung saluran ).Untuk Jarak Arrester I perlindungannya kurang baik untuk melindungi Transformator karena sangat jauh diatas jarak maksimum ,maka dari gambar diatas Arrester 1 perlindungannya lebih efsien untuk peralatan yang ada di sekitar Saluran, Sedangkan Arrester I perlindungannya dapat dikatakan  baik untuk peralatan (Transformator) karena nilainya masih dibawah jarak maksimum dan tidak efisien untuk melindungi peralatan yang ada di saluran .

4.5.3 Protecive Margin Ligtning Arrester

           

                            Gambar 4.12 : Koordinasi Isolasi

     Secara umum arrester melindungi peralatan-peralatan pada Gardu Induk Simpang Tiga terhadap sambaran-sambaran petir maupun surja hubung.Dimana Protective Marginnya dapat dihitung dengan menggunakan rumus ;

PM      = ((BIL/I_R)-1) X 100 %

Dimana :

            PM = Protective Margin (%)

            BIL = Basic Insulation Level Lightning Arrester

            I_R  = Residual Volt (kV) = 420 kV

Maka Untuk PM di Gardu Induk Simpang Tiga adalah

      PM      = ((750/420) – 1) X 100 %

PM      =  78,57 %

      Nilai Protective Margin yang diperoleh adalah memenuhi Syarat dimana lebih besar dari 20 % (Nilai Minimum PM).

Posted in: