skripsi teknik elektro
DESCRIPTION
Miliki DVD Kompilasi 1500 Skripsi Lengkapdan Thesis, 40 skripsi gratis ASLI !!www.skripsigratis.netTRANSCRIPT
ABSTRAK
Pada umumnya kita telah mengetahui seringnya gangguan terhadap jaringan
transmisi adalah gangguan alam, seperti gangguan kilat terhadap jaringan transmisi
disebabkan jaringan transmisi yang melalu udara, panjang, tinggi dan tersebar
diberbagai daerah terbuka serta beroperasi dalam segala macam kondisi.
Diantara pertimbang-pertimbangan yang diambil dalam perancangan
pemerisaian saluran transmisi adalah letak kawat tanah terhadap kawat fasa. Karena
kawat tanah saja, sehingga persentase kecil saja pada kawat fasa.
Dan sampai sekarang belum ada sarjana-sarjana yang menunjukan kegunaan
kilat bagi kehidupan, belum mendapat jalan untuk mencegah atau memanfaatkan
energi yang ditimbulkan oleh petir tersebut. Walaupun demikian ilmu pengetahuan
menusia tetap berkembang dengan kemajuan teknologi. Dengan salah satu alat
pengaman, kawat udara (Overhead Ground Wire) untuk melindungi kawat- kawat fasa
dari jaringan transmisi.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memeperoleh ijazah sarjana
Teknik Elektro di Sekolah Tinggi Teknik Graha Kirana.
Dengan mengucapkan rasa puji syukur, lindungan dan ridho Allah SWT, serta
shalawat atas junjungan Nabi besar Muhammad SAW maka skripsi ini dapat saya
susun dengan judul :
“TENTANG TEGANGAN PEMULIHAN PADA KONTAK SUATU PEMUTUS DAYA
TEGANGAN TINGGI UNTUK BEBERAPA JENIS KARAKTERISTIK RANGKAIN”
Dalam menyelesaikan skripsi ini saya banyak menemui masalah. Berkat
bantuan dari semua pihak akhirnya tulisan ini dapat diselesaikan dengan baik walau
disana-sini masih banyak kekurangannya. Pada kesempatan ini saya menyampaikan
dengan hati yang tulus ikhlas rasa hormat dan terima kasih kepada :
1. Bapak H. Zainal Arifin, M.Sc selaku ketua Sekolah Tinggi Graha Kirana.
2. Ibu Widyana Verawaty, ST, MM dan Bapak Ir. Sudaryanto selaku dosen
pembimbing.
3. Seluruh staf dan karyawan di lingkungan Fakultas Teknik Graha Kirana yang
telah membantu penulisan skripsi ini.
4. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik Graha Kirana yang telah banyak
membantu dalam penulisan skripsi ini.
5. Rekan-Rekan dirumah yang juga telah banyak membantu dalam penulisan
skripsi ini.
Akhirihul kalam saya mengucapkan Alhamdulillah kehadirat Allah SWT yang
telah memberikan kemudahan kepada saya dalam menyelesaikan skripsi ini dengan
baik dan tak lupa saya doakan semoga Allah membalas segala pengorbanan dan
kebaikan yang telah diberikan kepada saya. Amin
Wassalam
Medan, 29 November 2007
Penulis
Riswandi Hasibuan
DAFTAR ISI
ABSTRAK..................................................................................................................
KATA PENGANTAR ..................................................................................................
DAFTAR ISI ...............................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................
1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................
1.2 Permasalahan ......................................................................................
1.3 Tujuan Penelitian/Penulisan ................................................................
1.4 Batasan Masalah .................................................................................
1.5 Sistematik Penulisan ............................................................................
BAB II PEMBUMIAN ..............................................................................................
2.1 Dasar Pembumian .................................................................................
2.2 Pemilihan Sistem Pembumia .................................................................
2.2.1 Sistem Yang Tidak Dibumikan ......................................................
2.2.2 Rele Gangguan Tanah .................................................................
2.2.3 Pengaruh Metode Pembumian Pada Bedarnya Tegangan
Dinamis Yang amengenai Alat-alat Proteksi surja ........................
BAB III TEORI GELOMBANG BERJALAN PADA HANTARAN UDARA
TEGANGAN TINGGI ...................................................................................
3.1 Sumber-sumber Gelombang Berjalan ...................................................
3.2 Bentuk dan Spesifikasi Dari Gelombang Berjalan..................................
3.3 Ekspresi Matematika Dari Gelombang Berjalan.....................................
3.3.1 Puncak dan Ekor...........................................................................
3.3.2 Panjang Gelombang......................................................................
BAB IV PELINDUNGAN SALURAN TRANSMISI ....................................................
4.1 Kawat Tanah Udara (Overhead Ground Wire) .....................................
4.1.1 Sambaran Tak Langsung (Induced Stroke) .................................
4.1.2 Sambaran Langsung Pada Menara .............................................
4.1.3 Efek Tahanan Kaki Menara ..........................................................
4.1.4 Efek Bentuk Gelombang ..............................................................
4.1.5 Sambaran Pada Pertengahan Dua Menara (Midspan) ................
4.1.6 Representatif Tegangan Untuk Sambaran Pada Menara
Dinyatakan Dalam Arus I dan Arus Kilat I°/2 .................................
4.1.7 Perlindungan Gardu Induk ...........................................................
4.2 Akibat Perlindungan Kawat Tanah ......................................................
4.3 Kegagalan Perlindungan .....................................................................
4.4 Contoh Perlindungan Menetukan Sudut Perlindungan Pada Jaringan
Transmisi Tegangan Tinggi..................................................................
BAB V KESIMPULAN .............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................
LAMPIRAN ................................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada akhir abad ke-19 sistem tenaga listrik dibumikan. Hal ini dapat dimengerti
karenapada waktu itu sitem-sistem tenaga listrik masih kecil, jadi bila ada gangguan
kawat bumi arus gangguan masih kecil (± 5 A). Pada umumnya bila arus gangguan itu
sebesar 5A atau lebih kecil busur listrik yang timbul pada kontak-kontak antara kawat
yang terganggu dan bumi masih dapat padam sendiri (Self Extinguishng). Tetapi
sistem-sistem tenaga itu makin lama makin besat\r baik panjangnya maupuan
tenaganya. Dengan demikian arus yang timbul bila terjadi lagi gejala-gejala “Arching
Grounds” semakin menonjol. Gejalan ini sangat berbahaya karena akan menimbulkan
tegangan lebih transient yang dapat merusak alat-alat.
Oleh karena itu mulai abad-20, pada saat sistem-sistem tenaga mulai besar
sistim-sistem itu tidak lagi dibiarkan terisolasi (Isolated) yang dinamakan system delta
tetapi titik netral system itu dibumikan mulalui tahanan atau reaktansi. Pembumian itu
umunya dilakukan dengan menghubungkan netral transformator ke bumi.
Pada umumnya di Indonesia, memakain jaringan transmisi tegangan tinggi.
Indonesia yang terletak pada daerah khatulistiwa, jumlah hari guruh sangat tinggi. Di
pulau Jawa jumlah hari buruh berkisar antara 90 – 200an. Sumber ganguan yang
paling besar disalurakan transmisi adalah gangguan sambaran kilat dan kemudian
menyusul kaarena gangguan alam lainnya.
1.2 Tujuan Penelitian/Penulis
Tujuan dari skripsi ini adalah untuk memperoleh pemahaman yang jelas m di
engenai perhitungan pelindungan pada jaringan transmisi tegangan tinggi. Dan pada
gilirannya penulis ini juga untuk memenuhi syarat kelulusan/pencapaian gelar sarjana.
1.3 Batasan Masalah
Penulisan hanya ingin membicarakan mengenai pengaman pendukung jaringan
transmisi tegangan tinggi seperti pembumian untuk penyaluran daya yang berlebih
akibat yang ditimbulkan sambaranpetir mengenai kawat tanah udara (Overhead
Ground Wire) sebagai pelindung(Shielding) jaringan transmisi tegangan tinggi.
Penggunaan kawat tanah ditujukan untuk pengaman mengenai kawat fasa.
Disini kawat tanah berfungsi sebagai pelindung (Shielding), energi sambaran kilat akan
dialirkan kedalam bumi melalui tiang atau menara yang dibumikan setelah lebih dahulu
ditangkap oleh kawat tanah tersebut.
Kita telah mengetahui bahwa kilat merupakan aspek gangguan yang berbahaya
terhadap seluran transmisi yang menggagalkan keandalan dan keamanan sistem
tenaga dan tak mungkin dihindarkan, sedangkan alat-alat pengaman seperti : Arester,
Fuse Gap dan Rodgap terbatas kemampuannya maka untuk mengurangi akibat yang
di timbulkan sambaran petir digunkanla kawat tanah udara (Overhead Ground Wire)
sehigga koordinasi isolasi akan lebih ekonomis.
1.4 Sistematik Penulisan
Adapaun sistematik penulisan yang penulis lakukan adalah sebagai berikut :
BAB I. Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan pembalian data,
metode pengambilan data dan sistematik penulis.
BAB II. Pembumian
Bab ini berisi tentang dasar pembumian, pemulihan sistem
pembumian, sistem yang tidak dibumikan, ground fault reaying, serta
pengaruh metode pembumian pada besarnya tegangan dinamis yang
mengenai alat-alat proteksi surja.
BAB III. Teori Gelombang Berjalan Pada Hantaran Udara Tegangan Tinggi
Pada bab ini akan di jelaskan tentang sumber-sumber gelombang
berjalan, bentuk dan spesifikasi dari gelombang berjalan, ekspresi
matematis gelombang berjalan, cres dan tail dan juga penjelasan
tentang panjang gelombang.
BAB IV. Pembahasan Pelindung Pada Saluran Transmisi
Didalam bab ini dibahas tentang kawat tanah udara (Overhead Ground
Wire), sambaran tidak langsung, pada menara, efek tahanan kaki
menara dan efek bentuk gelombang, serta sambaran pada
pertengahan dua menara, akibat pelindungan kawat tanah, contoh
perhitungan pelindung pada jaringan transmisi tegangan tinggi.
BAB V Penutup
Pada bagian ini penulis akan mengambil beberapa kesimpulan dan
bab ini juga merupakan bab terakhir dari saluran pembahasan.
BAB II
PEMBUMIAN
2.1 Dasar Pembumian
Tujuan pembumian pada dasarnya adalah :
- Ditujukan pada titik netral dan pembumian umum, dimaksudkan untuk
mengurangi besar tegangan lebih surja dan mengontrol besarnya arus
hubungan singkat.
- Pada sistem yang besar tidak dibumikan arus gangguan itu relative besar ( > 5
A ) sehingga busur listrik yang timbul tidak dapat padam sendiri, hal ini akan
menyebabkan gejalan “Arching Ground”, pada sistem yang dibumikan gejala
tersebut hamper tidak ada.
- Untuk membatasi tegang-tagangan pada fasa-fasa yang tidak terganggu
(sehat).
Pada sistem-sistem dibawah ini 115 KV banyak dipakai pembumian melalui
Peterson Coil. Terutama di Eropa pembumian dengan Peterson Coil itu telah dimulai
sejak tahun 1990, sedangkan Amerika SErikat baru dimulai sejak 1930-an.
Pada sistem yang tegangannya lebih besar (115 KV keatas) ada kecenderungan
dengan pembumian tanpa impedansi (Solid Grounding) atau (Effektive Grounding).
Yang dimaksud dengan Effektive Grounding adalah pembumian dimana
perbandingan antara reaktansi urutan positif lebih kecil atau sama dengan tiga, dan
perbandingan tahanan urutan nol dan reaktansi urutan positif lebih kecil atau sama
dengan satu (X0/X1≤3;X1≤1)
a. Sistem 30 KV dan 70 KV dengan Peterson Coil.
b. Sistem 150 KV dengan pembumian langsung.
Sistem 30 KV dan 70 KV sampai sekaranf merupakan bagian terbesar dari
seluruh system.
2.2 Pemilihan Sistem Pembumian
Pemilihan system pembumian didasarkan atas factor.
- Selektivitas dan Sensitivitas Ground Fault Relaying
- Pembatasan arus gangguan tanah
- Tingkat yang di perlukan dari proteksi tegangan surja Arrester.
- Pembatasan tegangan lebih Transien.
2.2.1 Sistem Yang Tidak Dibumikan
Sistem yang tidak dibumikan adalah sistem dimana tidak terdapatnya hubungan
yang tidak disengaja antara konduktor sistem tersebut dengan tanah. Sistem ini telah
banyak di tinggalkan orang karena tidak sesuai dengan kondisi-kondisi yang
diinginkan.
2.2.2 Rele Gangguan Tanah (Ground Fault Relaying)
Rele gangguan tanah akan berhasil dengan baik, tergantung dari besarnya arus
gangguan ketanah. Sistem yang netralnya di bumikan dengan reaktansi. Pada
umumnya arus gangguan tanah besarnya berada pada batas-batas (25%-100%) dari
arus gangguan 3 fasa sistem yang dibumikan sistem yang dibumikan dengan tahanan,
arus gangguan tanah besarnya 10%-25% dari gangguan 3 fasa.
Pada umunya kesuksesan dari rele gangguan tanah diperoleh bila arus
gangguan tanah lebih besar dari 10% arus gangguan tanah.
Untuk sistem yang dibumikan melalui tahanan yang besa atau melalui Peterson
Coil akan mempunyai arus gangguan kebumi yang sangat kecil.
Khusus untuk Peterson Coil biasanya dilengkapi dengan alat untuk menghubung
langsung titik netral ke bumi pada waktu terjadinya gangguan yang permanent, dengan
tujuan untuk memperbsar arus gangguan ke bumi dengan demikian rele anah yang
konvesional dapat bekerja.
2.2.3 Pengaruh Metode Pembumian Pada Besarnya Tegangan Dinamis Yang
Mengenai Alat-Alat Proteksi Surja.
Menurut Amaerika Istitute OF Electrical Engineers (AIEE) Commite Report atau
laporan komite, Lighting Arrester dibagi atas dua kelompok, yakni “Arrester tipe
dibumikan dari Arrester tipe yang dibumikan”
Arrester tipe dibumikan dapat dipergunakan bila arus gangguan 1 fasa ke bumi
tidak kurang 60% dari arus gangguan 3 fasa. Kondisi diatas akan dipenuhi bila system
dibumikan secara efektif (Effective Grounding) atau X0/X1≤3.Sedang Arrester tipe tidak
dibumikan digunkan bilamana arus gangguan 1 fasa kurang dari 60% dari arus
gangguan 3 fasa Lighting Arrester adalah alat yang sensitife terhadap tegangan dan
hubungan antara kawat fasa dan bumi, maka tegangan dinamis pada Arrester tersebut
tidak boleh melampaui nilai tegangan untuk segala keadaan operasi sistem.
Tegangan dinamis kawat fasa ke bumi dari suatu sistem 3 fasa akan menjadi
tidak seimbang dalam keadaan gangguan tanah, dan besarnya tegangan ini
tergantung dari kondisi sistem pada saat terjadinya gangguan dan besarnya impedansi
pembumian.
BAB III
TEORI GELOMBANG BERJALAN
PADA HANTARAN UDARA TEGANGAN TINGGI
Teori gelombang berjalan pada kawat transmisi telah disusun secara intensif
sejak tahun 1910, terlebih-lebih dalam 1930-an.
Persoalan gelombang berjalan ini sangat sukar, sehingga harus diadakan
banyak penyederhanaan supaya dapat dipergunakan untuk keperluan teknik pada saat
ini gelombang berjalan telah diselidiki pada :
a. Kawat Tunggal
b. Kawat Majemuk
c. Kecepatan mejemuk dari gelombang berjalan
Begian terbesar dari suatu mengenai gangguan pada system ialah teori
gelombang berjalan, yaitu mengenai sumber gelombang, karakteristik serta keadaan
pada titik peralihan dari transmisi.
3.1 Sumber-Sumber Gelombang Berjalan
Sampai saat ini sebab-sebab dari gelombang berjalan yang di ketahui ialah :
a. Sambaran kilat secara langsung pada kawat fasa
b. Sambaran kilat tidak langsung pada kawat fasa (Induksi)
c. Operasi hubung (Switching Operation)
d. Gangguan-gangguan pada sistem oleh berbagai kesalahan
e. Tegangan stady state
Semua macam sebab-sebab ini menimbulkan seya (surge) pada kawat fasa
disebebkan oleh kelebihan energi secara tiba-tiba pada kawat. Energi ini merambat
pada kawat fasa, sama halnya seperti kita melemparkan baru pada air yang tenang
pada sebuah kolam. Energi yang merambat ini terdiri dari arus dan tegangan.
Kecepatan merambat gelombang berjalan tergantung dari konstanta-konstanta kawat
fasa. Pada kawat hantaran udara, kecepatan merambat ini kira-kira 1000ft/µ sec, jadi
sama dengan kesepatan cahaya. Pada kebel tanah kira-kira 500 ft/ µ sec.
Dengan sendirinya segala macem diskontinuitas pada transmisi tidak
mempunyai efek pada gelombang, sebelum gelombang mencapainya. Tetapi bila
gelombang mencapai titik peralihan, terjadi perubahan gelombang sehingga terdapat
sedikit perbedaan dengan gelombang semula.
Kecepatan Merambat
Apabila suatu gelombang energi listrik merambat sepanjang kawat fasa dengan
konstanta L dan C, maka gelombang tegangan dengan arus merambat dengan
kecepatan yang sama. Kedua besaran ini dihubungkan oleh suatu factor proposional
yaitu karakteristik fasa itu.
Gambar 3.1 Kawat Transmisi dengan batere
Bila gelombang tegangan E sampai pada titik a, maka arus yang bersamaan dari
tegangan itu akan mengisi kapasitor C pada tegangan E.
Muatan yang dibutuhkan untuk menaikan tegangan pada satu satuan panjang
dama dengan CE.
Bila kecepatan merambat gelombang itu v cm/detik, maka jumlah muatan yang
dibutuhkan untuk mengisi kawat sepanjang v cm tiap detik sama dengan C E v.
Muatan ini diberikan oleh arus uniform yang mengalir pada kawat, dan
memberikan muatan C E v dalam satu detik dibutuhkan arus sebesar :
I = C E v .......................................................................................................... (3.1)
Bila gelombang itu merambat sejauh x cm, maka energi elektrostatik pada
bagian ini (x cm) ialah:
Wc = ½ C x E2 ................................................................................................ (3.2)
Bila L sama dengan induktansi kawat per cm, maka dalam waktu yang sama,
energi elektromagnetik pada kawat sepanjang x itu :
WL = ½ L x I2 .................................................................................................. (3.3)
Dimana :
Wc = Energi elektrostatik
WL = Energi elektromagnetik
C = Kapasitor
L = Induktansi
E = Tegangan batere
I = Arus yang mengantar pada kawat fasa
Satu-satunya sumber energi disini batere. Bila dibutuhkan waktu t entuk
merambat sepanjang x cm,
v = x / t ............................................................................................................ (3.4)
Energi yang diberikan oleh batere
We = E I t
We = Wc + WL
Jadi : E I t = ½ C x E2 + ½ L x I2
E I = ½ C v E2 + ½ L v I2
2v = ............................................................................................................. (3.5)
CE/I+LI/E
Dari, I = C E v
E I =I CV
Substitusikan, diperoleh
2v = I / v + L C v
Iv = atau LC
1
v = ±√............................................................................................................. (3.6) LC
Kedua harga + v dan – v berlaku, yaitu
v positif = gelombang maju
v negative = gelombang mundur
Untuk kawat hantaran udara jari-jari r dan tinggi h diatas tanah, mempunyai
harga induktansi dan kapasitas masing-masing:
1 2hL = + 10 -9 Henry / cm.......................................................................(3.7)
2 r
Faktor ½ yang ditimbulkan pada induktansi persamaan (3.7), disebabkan oleh
adanya fluks didalam kawat (Internal Flux(, dengan pemisahaan distribusi arus merata.
Tetapi pada gelombang berjalan, “Transient Skin Effect” sangat besar, sehingga arus
berkumpul pada permukaan kawat. Dengan demikian internal fluks lingkup sangat kecil
dan dapat diabaikan, menjadi :
2hL = 2In 10 -9 Henry / cm ………………………………………………………(3.8)
2
10-11Dan kapasintasinya : C = Farad / cm ............................................(3.9)
2h
18In r
jadi dengan mensubtitusi persamaan (3.8) dan (3.9) kepersamaan (3.6) akan diperoleh
kecepatan gelombang berjalan sebesar :
v = 3.10 10 cm / detik ....................................................................................... (3.10)
Dari persamaan (3.10) terlihat bahwa kecepatan gelombang berjalan pada kawat
hantaran udara adalah sama dengan kecepatan cahaya dalam hampa udara.
Sedangkan untuk kabel konduktor padat dengan jari-jari (r) dan isolasi
pembungkus berjari-jari (R) serta permitivitas (ε) :
R 1 r2 r4 r6
L = 2 (In + - + + ) 10 -9
r 2 3R2 12R4 60R6
Tetapi fluks lingkup dalam dapat diabaikan, karena r jauh lebih kecil dari R maka
r2
faktor dan seterusnya dapat diabaikan, maka akan didapat : 3R2
RL = 2.10-9 In (Henry/cm) ...........................................................................(3.11)
r
ε.10 -11
C = (Farad/cm) .................................................................................(3.12) R
18 In r
Jadi kecepatan merambat pada kabel adalah :
3.10v = cm /detik ........................................................................................... (3.13)
√ ε
Untuk kabel-kabel yang tersedia umumnya ε – 2.5 – 4 jadi kecepatan merambat
dalam kabel kira-kira ½ sampai 2/3 kecepatan cahaya.
3.2 Bentuk dan Spesifikasi dari Gelombang
Bentuk umum suatu gelombang berjalan digambar sebagai berikut :
Gambar 3.2 : Spesifikasi gelombang
a. Spesifikasi gelombang berjalan
b. Muka dan ekor gelombang
Spesifikasi dari suatu gelombang berjalan :
a. Tegangan puncak (Crest) dari gelombang, E (KV), yaitu amplitude maksimun
dari gelombang.
b. Muka gelombang (Front), t1 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai
puncak. Dalam praktek ini diambil dari 10% E samapi 90%E, lhat gambar 3.2b.
c. Ekor gelombang (Tail) yaitu bagian kebelakang puncak. Panjang gelombang
(Lengght) t2 (mikrodetik) yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50% E pada
tail.
d. Polaritas (Polarity) yaitu polaritas dari gelombang positif atau negative. Suatu
gelombang berjalan (surja) dinyatakan sebagai berikut :
E, t1 x t2
Jadi suatu gelombang dengan polaritas positif, crest = 1000 KV, front 3
mikrodetik, dan panjang 21 mikrodetrik dinyatakan sebagai : + 1000, 3 x 21.
3.3 EKspresi Matematis Gelombang Berjalan
Ekspresi dasar dari gelombang berjalan secara matematis dinyatakan dengan
persamaan dibawah ini :
e (t) = E (e –at – e –bt)
E, a dan b adalah konstanta.
Dari variasi a dan b dapat dibentuk berbagai macam bentuk gelombang yang
dapat dipakai sebagai pendekatan dari gelombang berjalan, misalkan :
a. Gelombang persegi yang sangat panjang :
a. = 0
b = ∞
e = E
b Gelombang eksponsial
a = ∞
e = E e-at
c. Gelombang dengan muka linier
a = 0
b 0 bE terbatas (Finite)
E ∞
e = E (1 – e –bt) / b = E (bt – b t / 2 + ……)
=(bE)t
d. Gelombang Snus Teredam
a. = α – jw
b = α + jw
E = E0 / 2 j
e = E / 2j e –α t (e jwt – e –jwt)
= E e–α tsin wt
e Gelombang kilat tipikal
a
b Terbatas serta riil
c
Bentuk-bentuk gelombang yang lain dapat dimisalkan sebagai kombinasi dari
bentuk-bentuk diatas.
Gambar. 3.4 Gelombang Kombinasi
Gelombang persegi yang sangat panjang sering digunakan dalam mengitung
gelombang berjalan terhadap keamanan sistem, kerena gelombang seperti ini paling
berbahaya bagi peralatan. Kecuraman gelombang akan menyebabkan gradient yang
maksimun sedangkan ekor yang panjang menyebabkan osilasi maksimun pada belitan
kumparan mesin.
Gangguan kilat tipikal merupakan bentuk yang paling mirip dengan bentuk
gelombang surja petir(Lighting surge) yang dilihat pada osiloskop. Bentuk gelombang
ini tergantung dari a dan b, sebaliknya bila spesifikasi gelombang diberi a, b, dan E
dapat dicari.
Bila E, a, b, diketahui dapat ditentukan puncak, muka, dan panjang gelombang
itu.
3.3.1 Puncak dan Ekor (Crest dan Tail)
Crest terjadi pada saat t = t1, yaitu waktu untuk mencapai tegangan puncak
d e t E (-a e-at – b e –bt) = 0
dt
ae –at1 = be -bt1
MakaIn b / a In b / a
t1 = = 1/a = B / a.....................................................(3.14) b – a b / a – 1
dan
E puncak = E (e-B – e Bb/a) .................................................................................... (3.15)
3.3.2 Panjang Gelombang
Waktu sampai ½ puncak = t2
E puncak /2 = E (e –Bt2/t1 – e –bt2)
= E (e –Bt2
/ t1 – e (b/a)Bt2
/t1)
½ E (e-B – e-Bb/a) = E (e Bt2/t1 – e-(b/a)Bt2
/t1)
Persamaan ini menyatakan hubungan antara t2/t1 untuk berbagai tertentu dari
b/a. Tetapi karena persamaan ini transcendental, maka untuk mencari t2/t1 karena
dengan jalan mengisi harga-harga tertentu (membuat grafik) atau dengan jalan
pendekatan.
Grafik yang dipergunakan dibawah ini :
Gambar. 3.5 Grafik Panjang Gelombang
Grafik ini menunjukan hubungan-hubungan :
at1 sebagai b/a dari persamaan (3.11) E erest / E sebagai b/a dari persamaan
(3.15) t2/t1 sebagai fungsi b/a dari persamaan (3.16).
Contoh penggunaan grafik untuk menetukan konstanta-konstanta a, b, dan E,
untuk gelombang + 1000, 3 x 21 : t2/t1 = 7. Dari lengkungan t2/t1 didapat b/a = 28.5,
Selanjutnya dari b/a ini didapat at1 = 0,122/3 = 0,28
Jadi : a = 0,122/t1 = 0,122/3 = 0,041
b = 28,5 a = 28,5 x 0,041 = 1,15
E = E1/0,825 = 1000/0,825 = 1175
Gelombang tersebut adalah
E = 1175 (e-0,041 – e-1,151)
BAB IV
PELINDUNG SALURAN TRANSMISI
Seperti kita ketahui bahwa kilat merupakan suatu aspek gangguan yang
berbahaya terhadap saluran transmisi yang dapat menggagalkan keandalan dan
keamanan system tenaga dan tak mungkin dihindari, sedangkan alat-alat pengaman
seperti, arrester, fusegap dan rodgap terbatas kemampuanya, maka untuk mengurangi
akibat yang ditimbulkan digunakan kawat sehingga koordinasi isolasi akan ekonomis .
Penggunaan kawat tanah di tujukan untuk pengaman saluran transmisi terhadap
sambaran kilat. Khususnya sambaran langsung mengenai kawat fasa. Disini kawat
tanah berfungsi sebagai perisai. Energi sambaran kilat akan dialirkan ke dalam tanah
melalui menara atau tiang yang ditanahkan oleh tanah tersebut.
Diantara pertimbangan-pertimbangan yang diambil dalam perancangan
pemeriaian saluran transmisi adalah letak kawat tanah terhadap kawat fasa. Karena
kawat tanah harus diletakkan sedemikian rupa, maka sembaran-sambaran kilat
terpusat pada kawat tanah saja sehingga persentase kecil saja pada kawat fasa.
4.1 Kawat Tanah UDara (Overhead Ground Wire)
Kawat tanah udara adalah kawat konduktor, st atau AsCR ditempatka diatas
kawat-kawat fasa. Mulanya kawat ini dimaksudkan sebagai proteksi terhadap induced
stroke (induksi yang disebabkan oleh sambaran kilat disekitar kawat transmisi, jadi
sambaran tidak langsung). Akan tetapi kemudian ternyata dari praktek maupun teori
sebagi utama yang menimbulkan gangguan adalah sambaran langsung atau direct
stroke.
4.1.1 Sambaran Tak Langsung (Induced Stroke)
Ketika arus listrik melalui awan jatuh kebumi, arus listrik tersebut menginduksi
ditanah terhadap pengkutuban yang berlawanan dengn awan itu (Gambar.4.1).
Bentuk kawasan awan tersebut terhadap menyebar dan menutup sebagian
permukaan tanah, permukaan tanah yang tertutup itu lebih besar dari pada permukaan
awan itu sendiri. Dasar bagian bawah dari pada awan itu biasanya bersifat negatif, jadi
induksi arus listrik di bumi biasanya bersifat positif. Jika kawat transmisi merupakan
suatu garis pemisah antara permukaan awan dan tanah, arus listrik akan kelihatan di
permukaan garis konduktor dan kawat tanah.
Gambar 4.1. Daerah awan dan batasan dari anah dan jaringan transmisi
Kumpulan arus listrik pada garis konduktor disebabkan oleh kebocoran sekliling
isolator dan perputaran dari pada konudktor diluar pengaruh awan. Arus listrik lebih
mudah mengumpul diatas kawat tanah dengan perpindahan tegak lurus terhadap
menata dari tanah.
Jika sambaran yang berasal dari awan mengenai tanah dekat garis pemisah,
daerah awan akan runtuh pada waktu tertentu dan lompatan arus listrik digaris
konduktor dan bebas bergerak berlawanan arah, membentuyk putaran gelombang
mungkin berakhir membentuk dataran aliran arus (Gambar 4.2).
Gambar. 4.2. Induksi tegangan di jaringan transmisi dengan keruntuhan daerah awan.
Arus listrik pada bawah kawat tanah berbatasan dengan menara-menara dan
pada garis konduktor bergerak sangat cepat dan menghilangkan secara brangsur-
angsur di corona serta kehilangan muatan. Tegangan listrik muncul digaris abtas
tergantung kepada perbandingan (ukuran) dari pada keruntuhan daerah awan dan
kapasitas kemampuan ruangan antara jaringan dan tanah, kalau circuit tanpa kawat-
kawat tanah udara, dan kalau terjadi keruntuhan daerah awan pada waktu nol,
tegangan listrik di konduktor akan sebanding dengan peningkatan potensial gradien
dari pengadaan pembesaran ketinggian awan dari pada kawat tanah udara diatas
permukaan tanah menambah kekautan penghantar dibumi, dan dengan peningkatan
awan yang banyak mendatangkan lingkaran cahaya, kapasitas selanjutnya bertambah
sebab efektif diameter tanah bertambah dengan lingkaran cahaya.
Gambar.4.3. Induksi potensial diantara konduktor dan tanah dekat stroke dari
awan ke tanah. Didalam diagram terbuka digambarkan jaringan
konduktor., dan lingkaran hitam kawat tanah udara.
Gambar 4.3. menunjukkan induksi tegangan listrik antara penghantar dan tanah
untuk perbedaan gradien awan dan tanpa kawat tanah, untuk jaringan diatas
ketinggian tanah dan jarak antara konduktor dari pada rata-rata jaringan tegangan
tinggi.
Perbandingan perhitungan-perhitungan tegangan dari konduktor dengan proteksi
kawat tanah dengan perbandingan tegangan yang ada pada konduktor tanpa proteksi
kawat tanah.
Gambar 4.3. Menunjukkan perbandingan pengaman kira-kira 0,25 untuk bagian
dalam konduktor, apabila dalam perbandingan perhitungan lingkaran cahaya.
Gambar 4.4. Menghitung harga dari puncak tegangan induksi pada jaringan transmisi
dekat stroke, menggambarkan dari arus stroke, jarak saluran dari arus
stroke, jarak saluran darai ketinggian konduktor
Tegangan menghasilkan keseimbangan ketinggian dari konduktor jaringan
transmisi puncak dari arus listrik kepada sambaran ke tanah dan ajrak dari saluran
sambaran.
Gambar 4.4. memberikan perhitungan tertinggi dari pada penginduksian arus
listrrik yang bergelombang pada sebuah konduktor yang tidak dilindungi oleh kawat
tanah udara dan berfungsi sebagai sambaran arus, jarak dari aliran samabran dan
ketinggian dari pada penghantar. Perhitungan pada kurva seperti terlihat pada
Gambar 4.4. dapat diketahui kecepatan arus listrik bolak-balik untuk perbedaan arus
listrik pada suatu tempat sebagai berikut : 0-50.000 ampere 120 kaki per us; 50.000-
10.000 amperes, 400 kaki per us.
Gambar 4.4. memperlihatkan keadaan yang kurang baik dari pada gambar arus
yang tinggi, susunan transmisi yang tinggi dan sambaran kepermukaan tanah dekat
susunan transmisi, puncak tegangan yang pertama pada ukuran 1000 KV mungkin
dapat menginduksi dibawah konduktor. Pengurangan isi dapat terlihat jika kawat-kawat
tanah udara yang melalui udara dapat dikurangi.
4.1.2. Sambaran Langsung Pada Menara
Untuk sambaran langsung, kawat tanah melindungi (shileding) kawat fasa, dan
untuk memperoleh perlindungan yang baik kedudukan kawat tanah harus memenuhi
beberapa persyaratan yang penting.
a. Kawat tanah harus cukup tinggi diatas kawat fasa dan diatur sedemikian rupa agar
dapat mencegah sambaran pada kawat-kawat fasa.
b. Pada tengah gawang kawat tanah harus mempunyai jarak yang cukup di atas
kawat fasa untuk mencegah terjadinya loncatan sebagian pada waktu yang
diperlukan untuk gelombang pantulan negatif dari menara kembali ke tengah
gawang dan ini akan mengurangi tegangan pada tengah gawan.
c. Tahanan kaki menara harus cukup rendah untuk membatasi tegangan pada
isolator agar tidak terjadi loncatan api pada isolator.
d. Bila dipakai untuk proteksi terhadap gardu induk, kawat tanah harus cukup panang
sehingga surja yang masuk dapat diredam sampai harga yang tidak berbahaya
sewaktu mencapai gardu induk
Sambaran langsung merupakan sebab utama dari gangguan yang disebabkan
oleh kilat.
Bila sambaran mengenai menara transmisi, arus yang besar sekali mengalir ke
tanah dan sepasang gelombang berjalan merambat pada kawat tanah.
Untuk memudahkan perhitungan, untuk sementara impedansi surja menara
dapat diabaikan dan diasumsikan menara dibumikan melalui tahanan yang konstan R.
Gambar 4.5. menunjukkan sambaran kilat dengan impedansi surja z ke
menara, pada keadaan ideal.
Gambar 4.5. Gelombang berjalan pada kawat tanah yang disebabkan oleh kilat
Gelombang e1 merambat pada kawat tanah, dan gelombang induksi ek
merambat pada kawat fasa.
Misalkan :
Z = impedansi surja dari kilat (ohm)
Z11 = impedansi surja sendiri dari kawat equivalen
Zkk = impendansi suya sendiri
Zlk = impedansi surja bersama antara kawat tanah equivalen dengan kawat
fasa k
e = gelombang pantulan sambaran kilat (volt)
e` = gelombang pantulan pada kanal sambaran kilat
e1 = gelombang datang pada kawat tanah
ek = gelombang datang pada kawat fasa k
R = tahanan kaki menara (Ohm)
l = arus menara (A)
Karena tidak ada arus yang mengalir dari menara ke kawat fasa,
Maka : e + e` Rl + e1....................................................................................... (4.1)
i +i` = 2 i1 + 1................................................................................. (4.2)
dimana, I = e/Z; i` = -e/Z : i1 =e1/Z11
substitusi harga-harga tersebut pada (4.2)
e/Z – e`/Z =2 e1/Z11 + e1/R.............................................................(4.3)
atau
e1 (l/R+Z/Z11+l/Z)=2e/Z
Jadi,
.............................................................(4.4)
Gelombang mula pada kawat fasa k ialah :
.......................................................................(4.5)
Ketika gelombang e1 dan ek mencapai menara berikutnya, direfleksikan dan relaksikan.
Sekarang ditinjau suatu sistem n kondukor dengan m kawat tanah pada suatu menara
yang ditanahkan melalui tahanan R.
Gambar. 4.6. Sistem kawat banyak
Untuk saluran konduktor berlaku
ek + ek = e”k k= 1,2,...................n.............................................(4.6)
Karena kawat-kawat tanah terikat pada menara, maka
e”1=e”
2.....................= e”m = Rl.............................................................(4.7)
Jadi,
ek – e`k – ek = ek – e`
k – (ek + e`k) = -2 e`
k..............................................(4.8)
dan
e`k= e”
k – ek = e”k – ek+ (e1 + e`
1) – ek untuk k < m ...............................(4.9)
pada kawat fasa berlaku,
ik + l`k – i"k = 0 untuk k > m............................................(4.10)
sedangkan,
ik = Ylk e1+ ………….+Ykk ek.............…………..+ ynk en
= untuk K > m
Analog
i"k = untuk k > m............(4.11)
I”k = untuk k > m
Subsitusikan *4,11) dalam (4.10), menjadi :
untuk k > m (4.12)
Dengan memisahkan diatas serta memasukkan (4.8) didapat :
untuk k > m (4.13)
Dengan (4.9) persamaan (4.13) menjadi :
.........................................(4.14)
Atau,
=
Bila r = 1, maka Ykl (e1 – e1) = 0, jadi :
untuk k > m.........(4.15)
Dari hukum kirchoff (pada kawat tanah) dan (4.7)
(il + i`l + i”l)+ …..+(im + i`m + i"m) =l = e”l/R............................................................(4.16)
Karena
ik + i`k – i"k = ...............................................untuk k < m
(4.17)
Maka (4.16), menjadi :
=
=
= l = . . .(4.18)
Persamaan (4.15), (4,18) melengkapi (n – m + l) persamaan simultan untuk
(e”l, e’m + l……., e’
n) pada kawat tanah dan tidak tergantung dari incident wave, (el,……
em_ pada kawat tanah dan tidak tergantung dari indicent wave pada kawat fase.
Karena e’l telah didapatm gelombang-gelombang pantulan dan terusan dapat
dicari dari :
e"1 = e”
2 = e”m = e1 + e’
1
Jadi
e'2 = e”
2 – e2 = (e1 + e’1) – e’
2
............................................ ...........................................(4.19)
e'm = e”
m – em = (e1 + e’m)
Bila hanya ada satu kawat tanah, atau m kawat tanah diganti dengan satu kawat tanah
equivalent, maka (4.18) dan (4.13) mengambil m = 1 dapat disederhanakan
Y11 e’1 +….+ Y1n e’n =
Y21 e’1 +….+ Y2n e’n = 0......... ...........................................(4.20)
………. …….. …….. ….
Ynl e’1 +….+ Ynn e’n = 0
Maka,
e'k = ....... (4.21)
tetapi
........................
(4.22jadi
Jadi (4.21), menjadi,
..........................................................................(4.22)
Untuk k = l,
e'1 2R = -Zll (el + e’
l)
e’1 (2R - Z11) = -Z11 (e1 + e’1)
e’1 = ..................................................................(4.23)
.............................................................(4.24)
Untuk kawat fasa,
...................................................................(4.25)
e"k = ek + e’
k = ek + c e1........................................................................(4.26)
Jadi seluruh gelombang pantulan dan terusan hanya tergantung dari e1. Bila
gelombang mula mencapai menara yang lain, mereka pantulkan dan diteruskan
menurut persamaan (4.23) – (4.26). Gelombang pantulan yang sampai ke menara
pertama dari titik pantulan, dipantulkan kembali. Dan proses ini akan terjadi berulang-
ulang seperti di gambarkan pada Gambar 4.7
Gambar 4.7. Gelombang refleksi dan refraksi pada kawata tanah
Gelombang pantulan yang datang dari kanan ke menara 1 adalah a e1, dan
dipantulkan pada menara tersebut. Koefisien pantulan dapat diperoleh dengan
memparalelkan Z, R, dan Z11 Lihat Gambar 4.7
Gambar. 4.8. Rangkaian Rkivalen untuk gelombang pantulan dari kanan
Koefisien pantulan adalah :
= .........................................................(4.27)
Koefisien terusan pada menara 1 adalah :
..................................................(4.28)
Jadi gelombang yang merambat ke kanan atau ke kiri dari menara 1
merupakan posisi dari gelombang refleksi dan gelombang refraksi pada menarai 1,
.........................................................(4.29)
Untuk gelombang pada kawat fasa
..............................................(4.30)
Bila diperhatikan persamaa-persamaan diatas, terlihat bahwa hasil yang sama
akan diperoleh bila kilat tersebut mempunyai surja Z, menara pertama dibumikan
melalui tahanan R, dan kawat fasa serta kawat tanah hanya menuju satu jurusan dari
menara 1 (Gambar 4.9).
Gambar. 4.9. Rangkaian Ekivalen circuit dari gambar 4.5
4.1.3. Efek Tahanan Kaki Menara
Tahanan kaki menara yang rendah mempunyai lima kebaikan :
1. Mengurangi tegangan kawat tanah
2. Mengurangi tegangan kawat fasa
3. Mengurangi tegangan apa isolator
4. Membatasi gangguan pada jarak yang kecil
5. Memperpendek lama terjadinya tegangan yang berbahaya
Gangguan yang menyebabkan sambaran langsung yang mempengaruhi
kawat bukanlah sautu gelombang sederhana yang dirambatkan sepanjang transmisi,
melainkan gelombang yang timbul oleh pantulan berulang, dan ini harus dibatasi pada
jarak yang pendek serta harus cepat dibatasi.
4.1.4. Efek Bentuk Gelombang
Makin panjang front gelombang serta makin rendah tegangan akan
menyebabkan gelombang pantulan yang timbul dan telah mulai memperkecil
gelombang datang.
4.1.5. Sambaran pada Pertengahan Dua Menara (Midspan)
Bila kilat menyambar kawat tanah pada midspan dimana R = dan flash-over
tidak terjadi, maka dari (4.4) dan (4.5),
untuk kawat tanah..............................(4.31)
untuk kawat fasa................................(4.32)
untuk isolator......................................(4.33)
Tegangan-tegangan tersebut tetap ada sampai reduksi oleh gelombang-gelombang
refleksi dari menara-menara.
Bila panjang span dalam mikro detik adalah T, maka waktu tersebut harus
melampaui sebelum reduksi terjadi. Selama itu, flashover antara kawat tanah dan
kawat fasa harus cukup jauh sehingga sparkover voltage (tegangan tembus) tidak
tercapai sebelum gelombang releksi tiba yang akan mereduksi tegangan midspan itu.
4.1.6. Repesentatif Tegangan untuk Sambaran Pada Menara Dinyatakan dalam
Arus I, dan Arus kilat I0/2
Dalam bentuk menara I
Vg = Vmenara = RI (g = kawat tanah)...............................(4.34)
Vp = RI = (p = kawat fasa)..................................(4.35)
Visolator = Vg - Vp
= ...........................................................(4.36)
Umumnya, sampai 0,3
Dari, Visolator = (0,7 – 0,8) RI ...........................................................(4.37)
Dalam bentuk arus Kilat I0/2
Arus kilat I0/2 adalah arus yang terjadi bila kilat menyambar pada titik dengan
tahanan tanah nol. Arus yang dilalukan tergantung pada impedansi yang terhubung
pada impedansi surja dari kilat itu sendiri. Sebagai contoh, bila impedansi surja kilat
Z (= 400 ohm) dimana gelombang arus = I0/2, akan mengalir I0 pada titik dengan
tahanan tanah niol.
Tetapi bila arus kilat I0/2 ini mengenai menara impedansi suryanya – Z11 dan
tahanan kakinya R, maka tegangan pda sambaran tersebut ialah :
e = I0/2. Z ........................................................................................... (4.38)
maka dari persamaan diatas, tegangan pada menara ialah :
= R’ I0 ........................................................................................... (4.39)
Dimana
R’ =
= tahanan ekivalen pada titik sambaran
Arus pada thanan kaki menara (sebelum kedatangan gelombang pantulan dari
menara yang lain adalah :
I = ........................................................................................... (4.40)
4.1.7. Perlindungan Gardu Induk
Perlindungan gardu induk terbagi dalam 2 bagian :
a. Perlindungan terhadap sambaran langsung
b. Perlindungan terhadap gelombang yang datang dari kawat transmisi
Perlindungan terhadap sambaran langsung ialah dengan kawat tanah. Bila
perlindungan ini sempurna, maka yang perlu diperhatikan adalah gelombang yang
datang dari kawat transmisi.
Bila kawat-kawat fasa cukup terlindung dari sambaran langsung, maka sumber
gelombang berjalan biasanya adalah lompatan api dari isolator, umumnya tegangan ini
lebih tinggi dari tingkat isolari dasar (ITD) dari peralatan gardu, tegangan lebih iniharus
dilakukan ke tanya oleh arrester atau alat-alat perlindungan lainnya.
Untuk menghitung tegangan impuls pada gardu, didefenisikan dengan dua hal:
a. Daerah bahaya atau vulnarable zone, ialah jarak diluar kawat dimaan suatu
gelombang surja dapat timbul dan membahayakan gardu.
b. Indeks terusan gardu atau “station refraction index” ialah ukuran dari
perubahan puncak dan muka gelombang yang dialaminya ketika memasuki
gardu.
Panjang dari bahaya merupakan fungsi dari :
a. Redaman dan distorsi gelombang pada saluran
b. Indeks terusan dari gardu induk
Sedang indeks terusan itu sendiri tergantung pada :
a. Bentuk gelombang datang
b. Karakteristik peralihan dari peralatan gardu dan alat-alat perlindungan.
Sepanjang perambatan pada kawat transmisi, gelombang mengalami redaman
dan distorsi yang disebabkan oleh korona, pengaruh kulit, resitivitas tanah, dan
gendengan. Selain itu, bentuknya juga dapat berubah karena pantulan ketika mencapai
gardu.
4.2. Akibat Pelindung Kawat Tanah
Sebagai akibat dari mengalirnya energi sambaran ke dalam tanah, maka
tegangan lebih yang timbul pada isolator saluran akan dapat dibatasi, dengan demikian
penembusan pada isolator dapat dibatasi. Untuk memperoleh hasil yang unik maka
penempatan kawat tanah haruslah memenuhi syart, antara lain :
1. Kawat tanah harus cukup tinggi di atas fasa dan diatur sedemikian rupa agar dapat
mencegah sambaran langsung pada kawat-kawat fasa.
2. Pada tengah gawang kawat tanah harus mempunyai kawat fasa untuk mencegah
terjadinya loncatan sebagian
3. Tahanan kaki menara harus cukup rendah.
4.3. Kegagalan Pelindung
Mulai tahun 1920-an telah banyak teori-teori, percobaan-percobaan dan
pengalaman-pengalaman dikemukakan para penyelidik mengenai fungsi kawat tanah
untuk melindungi kawat fasa pada saluran transmisi.
Pada tahun 1960 Provoost mengemukakan suatu resume yang sangat baik
mengenai peranan kawat tanah. Berdasarkan teori itu Provoost menarik kesimpulan
bahwa :
1. Untuik sudut pelindung < 180 perisaian kawat transmisi itu baik
2. Untuk sudut pelindung 180 < < 300 kurang baik
3. Untuk sudut pelindung 300 jelek
Kemudian konstenko, Poloroy dan Rosenfeld dalam tahun 1961
mengemukakan karangan yang lebih menari lagi. Mereka menunjukkan bahwa jumlah
gangguan kilat karena kegagalan pelindung adalah sebagai fungsi dari sudut perisaian
dan tinggi menara ht seperti terlihat dari relasi empiris persamaan (4.41)
..............................................................................(4.42)
Dimana :
= Hasil bagi dari jumlah kilat yang menenai kawat fasa dan jumlah kilat
yang mengenai saluran transmisi.
= Sudut pelindung pada menara, derajat
ht = tinggi kawat tanah pada menara, meter
Jadi jumlah gangguan karena kegagalan pelindung,
NSF = NL ........................................................................................ (4.43)
Pada waktu itu persamaan (4.42) dianggap oleh sebagian besar insinyur
saluran transmisi lebih unggul dari cara-cara yang lain.
4.4. Contoh Perhitungan Menentukan Sudut Perlindungan Pada Jaringan
Transmisi Tegangan Tinggi
Besarnya sudut perlindungan mempunyai hubungan-hubungan dengan tinggi
menara, dimana semakin tinggi menara transmisi semakin tinggi kemungkinan
kegagalan perlindungan.
Untuk melindungi (mengurangi) kegagalan perlindungan ini, haruslah dipilih
sudut perlindungan yang kecil. Rumus yang dapat dipakai dalam menghitung sudut
perlindungan seperti persamaan :
= arc tan ...................................................................................... (4.43)
Dimana : h = jarak antara kawat tanah dengan garis horizontal yang
menghubungkan kawat fasa.
x = selisih antara panjang cross arm kawat tanah dengan kawat fasa
= sudut perlindungan
a. Perhitungan sudut pelindung antara kawat tanah dengan kawat fasa R
x1 = 3,2 – 2,8 = 0,4 m
h1 = 5,22 m
1 = arc tan
1 = arc tan
1 = 4,380
b. Perhitungan sudut pelindung antara kawat tanah dengan kawat fasa S
x1 = x2 = 0,4 m
h2 = 5,22 + 4,38 = 9,6 m
2 = arc tan
2 = arc tan
2 = 2,390
c. Perhitungan sudut pelindung antara kawat tanah dengan kawat fasa T
x1 = x2 = x3 = 0,4 m
h3 = 5,22 + 4,38 = 13,98 m
3 = arc tan
3 = arc tan
3 = 1,630
BAB V
KESIMPULAN
Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya maka penulis mengambil
beberapa kesimpulan antara lain :
1. Seringnya gangguan terhadap jaringan transmisi adalah gangguan alam, seperti
seringnya gangguan petir terhadap jaringan transmisi yang disebabkan bangunan
jaringan transmisi panjang dan terbesar diberbagai daerah serta dalam segala
macam kondisi udara.
2. Pada pembangunan jaringan transmisi yang sangat perlu diperhatikan adalah
perancangan proteksi saluran transmisi terhadap letak kawat fasa
3. Konfigurasi kawat transmisi ini harus mendapat perhatian yang lebih besar dan
serius.
4. Sudut pelindung kawat tanah sesuai dengan contoh perhitungan diperoleh untuk :
a. Nilai dari sudut pelindung antara kawat tanah dengan kawat fasa R adalah
1 = 4,380
b. Nilai dari sudut pelindung antara kawat tanah dengan kawat fasa S adalah
2 = 2,390
c. Nilai dari sudut pelindung antara kawat tanah dengan kawat fasa T adalah
3 = 1,630
Jadi untu sudut pelindung < 180 pelindung kawat transmisi itu baik
5. Kawat tanah udara berfungsi sebagai pengaman guna mengurangi akibat dari
sambaran petir secara tidaklangsung.
6. Menara jaringan transmisi dapat menjadi pembumian dengan mengalirkan arus
lebih pada kawat tanah melalui menara transmisi.
DAFTAR PUSTAKA
Abdul M. Mousa, 1976, Shielding of High Voltage And Extra High Voltage Substation, IEEE Transaction on Power Apparatus and System; Vol. PAS-95.
A. Aris Munandar DR., 1978, Teknik Tegangan Tinggi, PT. Pradaya Paramita, Jakarta.
A. Aris Munandar DR., S. Kuwahara DR., 1975, Teknik Tenaga Listrik, Jilid II Saluran Transmisi, PT. Pradaya Paramita, Jakarta.
Hutauruk T. S., 1976. Pengetanahan Netral Sistem-sistem Tegangan Tinggi, Departemen Elektro Teknik Fakultas Teknologi Industri, ITB.
Hutauruk T. S., 1987. Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatan, Institut Teknologi Bandung dan Univeristas Tri Sakti.
Hutauruk T. S., 1985. Transmisi Daya Elektrik, Institut Teknologi Bandung dan Univeristas Tri Sakti.
Hutauruk T. S., 1976. Gelombang Berjalan Pada Sistem Transmisi dan Proteksi dan Perlatan Pada Surja, Institut Teknologi Bandung.
LAMPIRAN