Ria Fitriani Rachman (321 12 042)

Nasruddin (321 12 039)Tommy Rekza Labiran (321

12 046)KELAS 3B TEKNIK LISTRIK D3TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG2014-2015

SISTEM PROTEKSISURJA PETIR & SURJA HUBUNG

PENGERTIAN SURJA PETIRPetir umumnya terjadi pada saat awan tebal telah

terbentuk dan terjadi perbedaan suhu yang tajam antara bagian bawah dan bagian atas. Butir air awan bagian bawah yang lebih hangat berusaha berpindah ke atas, dan kemudian di atas menjadi beku, lalu berubah menjadi Kristal es. Kristal es lebih berat dari butir air, dan berusaha turun kembali.

Kristal es yang turun dan butir air yang naik saling mendesak,sehingga terjadi geseran-geseran yang menimbulkan pemisahan muatan listrik.

Air yang naik membawa muatan positif dan es yang turun membawa muatan negative.

Ketika tegangan antara ujung awan itu sudah terlalu besar, terjadilah lompatan muatan listrik, yang memiliki energy tinggi. Energy tinggi ini menyalakan udara yang dilewatinya. Inilah yang disebut petir.

Jadi petir terjadi karena ada peerbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya.

JENIS-JENIS ALAT PELINDUNG SURYA PETIR

A. Sela BatangSela batang merupakan alat pelindung yang

paling sederhana tetapi paling kuat dan kokoh. Sela batang dapat digunakan untuk :

Bushing isolator dari trafo tenaga.Pada isolator hantaran udara, berupa tanduk api

(Arching Horn) atau ring api.Pemutus daya (Circuit Breaker)

B. ArresterArrester adalah alat pelindung bagi peralatan system terhadap surja petir Arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator dan bila timbul surja petir berlaku sebagai konduktor, jadi melewatkan arus yang tinggi

Arrester yang sering digunakan terdiri dari dua jenis yaitu :

Jenis Ekspulasi Jenis Tahanan Tak Linear

•Explusion Type Lightning Arrester (Protector Tuba)Arrester ini merupakan tabung yang terdiri dari : Dinding tabung yang terbuat dari bahan yang mudah menghasilkan gas jika dilalui arus (bahan fiber). Sela batang (external series) yang biasanya diletakkan pada isolator porselin, untuk mencegah arus mengalir dan membakar fiber pada tegangan jala-jala setelah gangguan diatasi. Sela pemutus bunga api diletakkan di dalam tabung salah satu electroda dihubungkan ke tanah.

Penggunaannya : •Jenis transmisi digunakan pada jaringan transmisi untuk melindungi isolator.•Jenis Distribusi digunakan untuk melindungi trafo pada jaringan-jaringan distribusi dan peralatan-peralatan distribusi.

Non Linear Lightning Arrester (Arrester Tipe Tahanan Tak Linear)

Jenis Silicon Carbide (SiC)Jenis Metal Oxide (MOV)

•Jenis Silicon Carbide (SiC)

Arrester ini terdiri dari beberapa sela yang tersusun seri dengan piringan-piringan tahanan, Karakteristik:harga tahanannya turun dengan cepat pada saat arus terpa mengalir sehingga tegangan antara terminal arrester tidak terlalu besar dan harga tahanan naik kembali jika arus terpa sudah lewat sehingga memotong arus ikutan pada titik nol pertamanya. Sela api (Sparks Gap) dan tahanan disusun secara seri dan ditempatkan di dalam rumah porselen kedap air sehingga terlindung dari kelembaban, pengotoran dan hujan.

•Jenis Metal Oxide (MOV)

Untuk arrester jenis Metal Oxide material tahanan tak linear pada dasarnya keramik yang dibentuk dari oksida seng (ZnO). Bahan ini telah banyak dipakai untuk perlindungan rangkaian-rangkaian yang bekerja pada beberapa kV sampai dengan tegangan transmisi.

Penggunaan arrester tipe tahanan tak linear adalah sebagai berikut :

•Jenis Gardu (Station Type), jenis ini merupakan penangkap petir paling efisien dan mahal yang umumnya digunakan untuk melindungi peralatan-peralatan penting pada gardu-gardu besar (system dengan tegangan di atas 70kV).

•Jenis Hantaran (Line Type), jenis ini lebih murah dan digunakan untuk melindungi gardu dengan tegangan kerja dibawah 70 kV.

•Penangkap petir jenis gardu untuk melindungi motor/generator, digunakan untuk system dengan tegangan 2.2 kV sampai 20 kV.

•Penangkap petir sekunder (Secondary Arrester) berguna untuk melindungi peralatan-peralatan tegangan rendah dengan tegangan kerja system antara 120 kV sampai dengan 750 kV.

Pemasangan Arrester pada Jaringan Listrik Tegangan Menengah.

Perlindungan petir pada jaringan listrik tegangan menengah untuk melindungi: •Trafo tenaga yang terpasang ditiang (portal atau cantol ) •Kabel keluar dari gardu induk/PLTD dengan jaringan listrik menggunakan jaringan udara•SUTM diujung jaringan atau ujung percabangan.

Spesifikasi arrester pada jaringan listrik tengangan menengah:•Peralatan listrik terpasang diujung jaringan 10 kA,24kV .•Jaringan ujung SUTM tanpa peralatan listrik 10kV,24kV.

RR R

E E

Ip G

N

Bushing

fuse

Arr

fuse

casing

R

TRTMR

S

eAeB eN

Pentanahan Arrester di pasang depan fuse

FUSE DIPASANG DI DEPAN ARRESTER

RR R

E E

Ip

G

N

BushingArr

casing

R

TRTMR

S

eAeB eN

fuse

fuse

PERLINDUNGAN PETIR PADA BANGUNAN

Perlindungan bangunan terhadap sambaran petir disebut penangkal petir. Penangkal petir adalah rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. Ada 3 bagian utama pada penangkal petir:

•Batang tembaga sebagai penangkal petir•Kabel konduktor•Tempat pembumian

RUMAH

PHB

Penangkal petir

7 m

Batang tembaga penangkal petir berupa batang tembaga yang ujungnya runcing.

Kabel konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Diameter jalinan kabel konduktor sekitar 1 cm hingga 2 cm. Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari abatng muatan listrik ke tanah. Tempat pembumian

(grounding) berfungsi mengalirkan muatan listrik dari kabel konduktor ke batang pembumian (ground rod)/ yang tertanam di tanah.

Jenis-jenis Grounding

Single Rod Grounding Paralel Rod Grounding Multi Grounding System

Air Terminal

Grounding Rod

Variabel yang Mempengaruhi Sistem Grounding

Panjang/Kedalaman Elektroda Grounding (Pentanahan)

Diameter Elektroda Grounding (Pentanahan)

Jumlah Elektroda Grounding (Pentanahan)

Desain Sistem Grounding (Pentanahan)

Tingi bangunan Instalasi petir

< 6 m rangka genteng mempergunakan

kayu

Tidak perlu

6 s/d 8 m rangka genteng mempergunakan

baja ringan lebih tinggi dari lingkungan

Agak dianjuarkan

> Atau = 9 m Sangat perlu

SUTM = 11 m Sangat perlu dengan arrester & ground

wire, bila jaraknya tiap 10 tiang perlu

arrester

Trafo tiang 11 m Sangat perlu dengan arrester

Menara SUTT Sangat perlu dengan ground wire

SUTT Sangat perlu dengan arrester

Bangunan yang Perlu Instalasi Petir

Pembumian peralatan listrik pada instalasi listrik di rumah atau gedung tidak boleh digabung dengan pembumian penangkal petir, karena :

Bila terjadi arus petir mengalir di kawat petir akan mengalir ke instalasi listrik rumah

Minimum jarak antara pembumian instalasi listrik dan pembumian penangkal petir 7 m, bila sulit mendapatkan jarak 7 meter, perlu penyekat antara pembumian petir dan peralatan yang terbuat dari semen.

SURJA HUBUNGSurja hubung merupakan surja listrik karena putusnya Pemutus (circuit breaker) di sumber listrik, yang menimbulkan arcing pada kontak circuit breaker yang dapat menaikkan tegangan

Kedip tegangan Tegangan naik (transient over voltage)

V (t)

1.5

0.33

-0.83

Sebelum ganggunan

0

-2

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8t

SURJA HUBUNGTegangan yang muncul pada saat terjadi Surja hubung. Dapat terjadi kedip tegangan maupun kenaikan tegangan.

KENAIKAN TEGANGAN

terjadi kenaikan tegangan (Transient over voltage) dari tegangan normalnya saat PMT akan lepas terbuka. Kejadian ini diakibatkan adanya Rarc di PMT yang trip (lepas) yang dapat menimbulkan spike voltage sampai dengan PMT betul-betul lepas.

RUMUS KENAIKAN TEGANGAN

E= Dimana: E= Kenaikan tegangan (volt) L=Induktansi (henry) diperoleh dari = X= Impedansi/reaktansi trafo (XT) yang tercantum di

nameplate atau impedansi subtransient generator (Xd”). F=Frekuensi (Hz) ∆I= perbedaan arus start s/d adanya kenaikan arus (kA) ∆t= perbedaan waktu mulai terjadinya transient s/d

puncak transient dan PMT terbuka (lebar) Nilai biasanya 0,001 detik (tergantung lama PMT terbuka)

CONTOH:

Bila PMT di GI trip/terbuka, tegangan naik penjelasannya sebgai berikut, missal kapasitas trafo 60 MVA, XT= 12%, ratio tegangan 150/20 kV.

Maka Xt(ohm)=12% x (202/60)=0,8 ohmL= XT/(2πf)=0,8/(2x3,14x50)= = 0,003 henry,

Bila If (gangguan)= 10.000 Amo dan t=0,001 detik Maka:

PENURUNAN TEGANGAN (KEDIP TEGANGAN)

Kedip tegangan adalah peristiwa turunnya tegangan dari tegangan normalnya, kerena adanya arus besar yang mengalir pada jaringan listrik atau titik gangguan demngan impedansi yang besar,

BATAS KEDIP TEGANGAN

Dalam keadanaan gangguan terjadi di jaringan tenaga Listrik, lamanya kedip tegangan di Indonesia dibatasi sesuai dengan peraturan pada Tarif Dasar Listrik sebagai berikut:

Tegangan Sistem Lamanya Kedip

1. Jaringan Tegangan Ekstra Tinggi 500 kV ≤ 110 millidetik

1. Jaringan Tegangan Tinggi 150 kV ≤ 140 millidetik

1. Jaringan Tegangan Tinggi 70 kV ≤ 170 millidetik

1. Jaringan Tegangan Menengah 20 kV ≤ 1000 millidetik

TERIMA KASIH