fungsi dan prinsip kerja lighthing arrester

7/30/2019 FUNGSI DAN PRINSIP KERJA LIGHTHING ARRESTER

1/16

TUGAS KHUSUS

FUNGSI DAN PRINSIP KERJA LIGHTHING ARRESTER (LA)

DI GARDU INDUK TALANG RATU

1. Umum

Lightning Arrester merupakan alat proteksi bagi peralatan listrik terhadap

tegangan lebih, yang disebabkan oleh petir atau surja hubung (switching surge). Alat

ini bersifat sebagai sebagai by-pass di sekitar isolasi yang membentuk jalan dan

mudah dilalui arus petir ke sistem pentanahan sehingga tidak menimbulkan tegangan

lebih yang tinggi yang merusak isolasi peralatan listrik. By-pass ini harus sedemikian

rupa sehingga tidak menggangu aliran daya system frequensi 50 Hz.

Pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul tegangan

surja alat ini bersifat sebagai konduktor yang tahanannya relative rendah, sehingga

dapat mengalirkan arus yang tinggi ke tanah. Setelah surja hilang, arrester harus dapat

dengan cepat kembali jadi isolasi.

2. Tujuan

1. Memberikan pengetahuan lebih tentang fungsi dan prinsip kerja dari peralatan

Lighthing Arrester (LA) yang ada pada Gardu Induk.Talang Ratu.

2. Untuk lebih mengenal jenis-jenis dari Lighthing Arrester (LA) Yang ada pada

Gardu induk Talang Ratu.

70


2/16

3. Untuk lebih mengetahui bagaimana pemeliharaan dari peralatan Lighthing

Arrester (LA) yang ada pada Gardu Induk Talang Ratu.

4. Agar lebih mengerti komponen-komponen dan pengoperasian dari Lighthing

Arrester (LA) yang ada pada Gardu Induk Talang Ratu.

3. Landasan Teori

Saluran transmisi udara umumnya rawan terhadap sambaran petir yang

menghasilkan gelombang berjalan (surja tegangan) yang dapat masuk ke pusat

pembangkit listrik atau Gardu Induk Oleh karena itu, dalam pusat listrik harus ada

Lightning Arrester (penangkal petir) yang sesuai dengan kebutuhannya.

Saluran udara yang keluar dari pusat pembangkit listrik merupakan bagian

instalasi pusat pembangkit listrik yang paling rawan sambaran petir dan karenanya

harus diberi lightning arrester. Selain itu, lightning arrester harus berada di depan

setiap transformator dan harus terletak sedekat mungkin dengan transformator.

Hal ini perlu karena pada petir yang merupakan gelombang berjalan menuju ke

transformator akan melihat transformator sebagai suatu ujung terbuka (karena

transformator mempunyai isolasi terhadap bumi/tanah) sehingga gelombang

pantulannya akan saling memperkuat dengan gelombang yang datang. Berarti

transformator dapat mengalami tegangan surja dua kali besarnya tegangan

gelombang surja yang datang.Untuk mencegah terjadinya hal ini, lightning

arrester harus dipasang sedekat mungkin dengan transformator.

71


3/16

3.1 Fungsi Lighthing Arrester (LA)

Fungsi dan Tujuan dari Lightning Arrester antara lain untuk Melindungi

peralatan listrik pada sistem jaringan atau trafo terhadap tegangan lebih yang

disebabkan oleh sambaran petir atau surja hubung, maka pada umumnya arrester

di pasang pada setiap ujung SUTT yang memasuki gardu induk.

Di gardu induk besar ada kalanya pada trafo di pasang juga arrester untuk

menjamin terlindungnya trafo dan peralatan lainnya dari tegangan lebih tersebut.

Adapun bagian-bagian yang penting dari Lightning Arrester antara lain adalah

Gambar 1. Lighthing Arrester

72


4/16


5/16

Tahanan Katup (Valve Resistor)

Tahanan yang dipergunakan dalam arrester adalah suatu jenis material yang

sifat tahanannya dapat berubah bila mendapatkan perubahan tegangan.

Gambar 3. Karakteristik Tahanan Katup

Isolator

o Isolator Porcelin/Composite

o Isolator Dudukan

Isolator dudukan/insulating feet berfungsi untuk mencegah terjadinya arus

bocor yang mengalir ke support LA sehingga dapat membahayakan manusia

yang menyentuhnya.

74


6/16

Grading Ring

Grading ring digunakan agar gradient tegangan terdistribusi secara merata

pada permukaan isolator.

Pengaman Tekanan Lebih Internal

Counter

o Meter arus bocor; Untuk mengukur atau memonitor arus bocor dari

LA

o Counter jumlah kerja Untuk memonitor berapakali LA bekerja baik

oleh sambaran petir maupun karena surja.

Konstruksi Penyangga

Support dan pondasi .

Gambar 4. Skematis Pemasangan Arrester

75


7/16

3.3 Tipe Lighthing Arrester (LA)

Arrester petir yang dipakai dalam sistem arus bolak-balik dapat dibagi sebagai

berikut.

Arrester Tipe Expulsion

Arrester Tipe Valve

3.4 Prinsip Kerja Lighthing Arrester (LA)

Prinsip Kerja Arrester Tipe Expulsion

Arrester tipe expulsion terdiri dari tabung isolasi yang mempunyai

elektroda disetiap ujung dan lubang discharge pada ujung bawah. Panjang

tabung sedemikian rupa sehingga spark over terjadi pada gap antara dua

elektroda dalam tabung.

Untuk rating tegangan yang tinggi dan arus yang tinggi kemungkinan

dalam tabung tergabung dua atau lebih gap dengan lubang discharge pada

bagian atas, bawah dan tengah-tengah dari tabung ini merupakan series gap

yang dipasang diantara elektroda dengan kawat penghantar, yang mencegah

pemakaian tegangan sistem yang terus menerus pada tabung, sehingga

kebocoran, korona dan karbonisasi dapat dihindari.

Discharge pada gap luar dan berakhir pada internal bore dari tabung

pencegah flash over petir pada isolasi paralel dari penghantar. Daya dan arus

susulan membantu tekanan menjadi lebih tinggididalam tube bore yang

76


8/16

menimbulkan asap dari lubang discharge. Aksi expulsion yang cepat dari gas

didalamtabung akan memutuskan arus hubung singkat susulan pada setengah

cycle pertama atau kedua.

Gambar 5. Arrester Tipe Expulsion

Prinsip Kerja Arrester Tipe Valve

Arrester tipe valve terdiri dari 2 (dua) elemen yaitu series ap dan valve

elemen. Valve elemen merupakan sebuah tahanan yang tidak linier, tahanan

ini mempunyai sifat khusus yaitu tahanan berubah dengan berubahnya arus

dan proses perubahan ini berlangsung dengan cepat.

Bila sebuah surja sampai pada kawat transmisi dan dilewatkan pada

series gap, tahanan valve elemen berubah turun dengan cepat, sehinga

tegangan turun dibatasi meskipun arusnya besar, dan apabila tegangan

tersebut telah habis dan tinggal tegangan normal (frekuensi 50 Hz),

tahanannya naik kembali sehingga arus susulan (follow current) dibatasi dan

akhirnya dimatikan pada saat tegangan mencapai nol.

77


9/16

Gambar 6. Arrester Tipe Valve

4. Hasil pengamatan dan pembahasan

4.1 Pengoperasi Lighthing Arrester (LA)

Tegangan dasar (rated voltage) dari arrester harus lebih tinggi dari batas

tegangan sistem dan arus dinamik yang akan diputus. Tegangan ini dipilih

berdasakan kenaikan tegangan dari fasa-fasa yang sehat pada waktu ada

gangguan 1 fasa ke tanah.

Er = ..Um (3.1)

Dimana :

Er = Tegangan dasar arrester

= Koefisien pembumian

= Toleransi, guna memperhitungkan fluktuasi tegangan,

efek firanti dan lain-lain.

Um = Tegangan sistem maksimum

78


10/16

Tegangan percikan (sparkover voltage) dan tegangan pelepasannya (discharge

voltage) yaitu tegangan pada terminalnya waktu pelepasan harus cukup

rendah sehingga dapat mengamankan peralatan. Toleransi 20-30% antara

tingkat isolasi (BIL) dari alat yang dilindungi dan tegangan pelepasan dari

arrester.

Jarak antara arrester dan alat yang dilindungi harus dibuat sedekat mungkin.

Jangkauan perlindungan oleh arrester kurang dari 50 meter.

Hasil pengukuran tahanan isolasi LA juga dipengaruhi oleh kebersihan

permukaan isolator bushing, suhu, faktor usia dan kelembaban udara

disekitarnya. Batasan dari tahanan isolasi sesuai Buku Pemeliharaan Peralatan

SE.032/PST/1984 adalah: menurut standard VDE (catalouge 228/4) minimum

besarnya tahanan isolasi pada suhu operasi dihitung 1 kilo Volt = 1 M

(Mega Ohm). Dengan catatan 1 kV = besarnya tegangan fasa terhadap tanah,

kebocoran arus yang diijinkan setiap kV = 1 mA.

Tahanan Pentanahan

Peralatan ataupun titik netral sistem tenaga listrik yang dihubungkan ke tanah

dengan suatu pentanahan yang ada di Gardu Induk di mana sistem

penatanahan tersebut dibuat di dalam tanah dengan struktur bentuk mesh.

Nilai tahanan Pentanahan di Gardu Induk bervariasi besarnya nilai tahanan

tanah dapat ditentukan oleh kondisi tanah itu sendiri, misalnya tanah kering

tanah cadas, kapur, dsb tahananan tanahnya cukup tinggi nilainya jika

79


11/16

dibanding dengan kondisi tanah yang basah. Semakin kecil nilai

pentanahannya maka akan semakin baik. Menurut IEEE std 80-2000 tentang

guide for safety in ac substation grounding besarnya nilai tahanan pentanahan

untuk switchgear adalah 1 ohm.

Arus Bocor (leakage current)

Untuk Arrester dengan series spark gap/silicon carbide pengukuran arus bocor

dilakukan pada kondisi off line sedangkan untuk arrester dengan metal oxide

pengukuran arus bocor dapat dilakukan secara continue dengan kondisi online

dan biasanyas udah dilengkapi dengan alat ukur sehingga dapat dipantau oleh

operator melalui pencatatan pada checklist.

Tabel berikut ini merupakan referensi untuk nilai arus bocor dan justifikasinya:

Manufacture Type Ires max (A)

ABB

XAR/EXLIM-R 91

XAQ/XMQ 130

XAP-A/XAP-C/EXLIM-Q 167

EXLIM P-A/EXLIM P-B/EXLIM P-D 167

EXLIM T 251

XAP-B/EXLIM P-C 331

Bowthorpe 2VACM 91

Ohio BrassMPR 91

VN 130

Westingho

useW1 91

Tabel 1. Referensi dan Justifikasi untuk Nilai Arus Bocor

80


12/16

Metode ini ditawarkan oleh pabrikan Alat Ukur LCM (Leakage Current

Monitoring) Transinor II adalah dengan melakukan justifikasi kondisi sebagai

berikut

Nilai arus bocorterhadapstandart

Justifikasi Rekomendasi

0 50 % BaikPengukuran 2 tahun

kemudian

50 80 % Weakened

Pengukuran 1 tahun

kemudian

80 100 % Monitor Pengukuran 1 tahun

kemudian

> 100 % Rusak (Damage)Pengukuran ulang/

segera ganti LA

Tabel 2. Justifikasi Pabrikan Alat Ukur LCM Transinor II

4.2. Pemeliharaan Lighthing Arrester (LA)

Untuk mendapatkan operasi yang optimal diperlukan pemeliharaan yang baik

untuk peralatan pada daftar dibawah ini tentang pemeliharaan arrester petir yang

terdiri dari :

1. Pemeliharaan harian

2. Pemeliharaan 6 bulan

3. Pemeliharaan 10 tahunan

81


13/16

Tabel 3. Jadwal Harian

Dilaksanakan dalam keadaan operasi.

NOPERALATAN KOMPONEN

YANG DI PERIKSACARA PELAKSANAAN

1.

2.

Lightning Counter

Rumah Isolator

1. Periksa Lightning Counter dan catat

bila ada kenaikan

2. Periksa rumah isolator secara visual

apakah ada keretakan.

Tabel 4. Jadwal 6 Bulanan

Pelaksanaan dalam keadaan tidak operasi.

NOPERALATAN KOMPONEN

YANG DI PERIKSACARA PELAKSANAAN

1.

2.

3.

Rumah Isolator

Tahanan antara elektroda

dengan elektroda

Tahanan pentanahan

1. Bersihkan rumah isolator.

Periksa apakah ada keretakan

1. Ukuran tahanan antara elektroda

dengan elektrodaapakah masih

memenuhi persyaratan (1M Ohm/1 kV).

2. Ukur tahanan pentanahan arrester

apakah masih memenuhi persyaratan.

Pemeliharaan setiap 10 tahun.

Arrester dikirim ke Laboratorium untuk di-test kembali testing yang perlu

dilakukan adalah sebagai berikut :

82


14/16

1. Testing tegangan spark-over (kering) dengan frekwensi sistem (50 Hz).

2. Testing menentukan arus pengatur pada tegangan rating (dimana alat dipakai )

3. Testing tegangan residual pada arus discharge nominal.

Hasil test ini dibandingkan dengan data-data test dari pabrik..

4.3Pembahasan.

Pembahasan yang dapat diambil dari laporan kerja praktek ini adalah :

Fungsi dan Tujuan dari Lightning Arrester antara lain untuk Melindungi

peralatan listrik pada sistem jaringan atau trafo terhadap tegangan lebih yang

disebabkan oleh sambaran petir atau surja hubung, maka pada umumnya arrester

di pasang pada setiap ujung SUTT yang memasuki gardu induk dan ada kalanya

pada trafo di pasang juga arrester untuk menjamin terlindungnya trafo ataupun

peralatan lainnya dari tegangan lebih tersebut.

Pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul tegangan

surja alat ini bersifat sebagai konduktor yang tahanannya relative rendah, sehingga

dapat mengalirkan arus yang tinggi ke tanah. Setelah surja hilang, arrester harus

dapat dengan cepat kembali jadi isolasi.

83


15/16

Di laporan ini juga di jelaskan Prinsip Kerja Arrester Tipe Valve yaitu Bila

sebuah surja sampai pada kawat transmisi dan dilewatkan pada series gap,

tahanan valve elemen berubah turun dengan cepat, sehinga tegangan turun

dibatasi meskipun arusnya besar, dan apabila tegangan tersebut telah habis dan

tinggal tegangan normal (frekuensi 50 Hz), tahanannya naik kembali sehingga

arus susulan (follow current) dibatasi dan akhirnya dimatikan pada saat tegangan

mencapai nol.

5. Kesimpulan.

Kesimpulan yang dapat diambil dari laporan ini adalah :Lightning Arrester

merupakan alat proteksi bagi peralatan listrik terhadap tegangan lebih, yang

disebabkan oleh petir atau surja hubung (switching surge).

Prinsip Kerja Arrester Tipe Valve yaitu Bila sebuah surja sampai pada kawat

transmisi dan dilewatkan pada series gap, tahanan valve elemen berubah turun

dengan cepat, sehinga tegangan turun dibatasi meskipun arusnya besar, dan

apabila tegangan tersebut telah habis dan tinggal tegangan normal tahanannya

naik kembali..

Tipe Lighthing Arrester (LA) yang dipakai dalam sistem arus bolak-balik dapat

dibagi sebagai berikut :

84


16/16

Arrester Tipe Expulsion

Arrester Tipe Valve

Tegangan dasar (rated voltage) dari arrester harus lebih tinggi dari batas

tegangan sistem dan arus dinamik yang akan diputus. Tegangan ini dipilih

berdasakan kenaikan tegangan dari fasa-fasa yang sehat pada waktu ada gangguan

1 fasa ke tanah.

Untuk mendapatkan operasi yang optimal diperlukan pemeliharaan yang baik

untuk peralatan pada daftar dibawah ini tentang pemeliharaan arrester petir yang

terdiri dari :

Pemeliharaan harian.

Pemeliharaan 6 bulan.

Pemeliharaan 10 tahunan.

85

fungsi dan prinsip kerja lighthing arrester

Documents