LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
ANALISIS USIA ARRESTER PADA JARINGAN DISTRIBUSI TERHADAP SAMBARAN KILAT DENGAN MENGGUNAKAN
ATP-EMTP
Studi Kasus PLN Ranting Medan Johor Oleh :
META SINAGA NIM : 090402006
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Sidang pada Tanggal 15 Bulan Januari Tahun 2014 di depan penguji : 1. Ketua Penguji : Yulianta Siregar, S.T., M.T.
2. Anggota Penguji : Syiska Yana, S.T., M.T. Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
(Ir. Zulkarnaen Pane, M.T.) NIP : 19570720 198303 1 001
Diketahui Oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU
ABSTRAK
Sistem tenaga listrik dalam keadaan beroperasi sering mengalami
gangguan, umumnya gangguan petir yang dapat mengakibatkan terganggunya
penyaluran tenaga listrik ke konsumen. Lightning Arrester merupakan peralatan yang digunakan untuk melindungi peralatan sistem tenaga dari gangguan
sambaran petir pada jaringan distribusi. Arester tidak selamanya bekerja dengan
sempurna sebagaimana seharusnya ketika diterpa arus petir. Kondisi ini
memungkinkan arester gagal bekerja, dimana selain mengganggu sistem yang
dilindungi, kegagalan ini juga mempengaruhi performa dari arester itu sendiri
yang akan berpengaruh pada usia arester.
Dalam Tugas Akhir ini, penulis menghitung kemungkinan kegagalan
arester bekerja dan usia arester pada saluran tegangan menengah 20 kV Ranting
Medan Johor dengan tipe arester yang digunakan adalah arester metal oksida (MOA).
Berdasarkan hasil perhitungan memperlihatkan bahwa probabilitas
kegagalan arester sebesar 0.73479 × 10 dan usia yang mampu dicapai arester
untuk kondisi kerapatan sambaran rata-rata sejak tahun 2008 hingga 2012 adalah
6 tahun 10 bulan 28 hari.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah Bapa di dalam Yesus Kristus untuk segala
hal yang telah dianugerahkan kepada Penulis, sehingga Penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :
ANALISIS USIA ARESTER PADA JARINGAN DISTRIBUSI TERHADAP SAMBARAN KILAT DENGAN MENGGUNAKAN ATP-EMTP
Studi Kasus PLN Ranting Medan Johor
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama masa kuliah sampai penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis banyak
mendapat dukungan, bimbingan, maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ayahanda K. Sinaga, Ibunda R. Situmorang, Kakek U. Situmorang yang
kini dalam kenangan dan Nenek M. Sihotang yang selalu memberi
dukungan, doa dan menyediakan segala keperluan selama perkuliahan
hingga penyelesaian Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
dan telah menjadi sosok inspirasi dalam kehidupan perkuliahan penulis
3. Bapak Yulianta Siregar ST, MT dan Ibu Syiska Yana ST, MT selaku
Dosen Penguji yang telah memberikan pengarahan dan saran dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Pernantin Tarigan, M.Sc selaku Dosen Wali Penulis yang selama
perkuliahan telah memberi banyak nasehat dan arahan.
5. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT USU dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT USU.
6. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Kepala Laboratorium Tegangan Tinggi
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
yang telah membimbing Penulis selama menjadi Asisten di Laboratorium
Tegangan Tinggi.
7. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
8. Tante Asnahria, Tante Juan, Uda Juan, Tulang Charles dan Tulang
Yusnita. Dan juga Saudara-saudari Penulis : Harmoko yang kini dalam
kenangan, Trini Arta Uli, Juan Pratama, Gresia Sari, dan Anggita Violin,
yang selalu menguatkan, mengingatkan untuk semangat dan memberi
penghiburan disaat Penulis dalam keadaan terpuruk.
9. Teman-teman 09, Evan, Obet, Rianto, John, Ade, Rendi, Fitri, Yuli,
Metha, Lukman, Eko, Rudi, Fransisko, Alvin, Jehuda, Doni, Fakhrul,
David A, Nicholas, Samson, Jesayas, Thanks, Candra, Daniel, Lamcan,
Nico, Frans, Reza, Oloni, yang telah banyak memberi dukungan dan
bantuan saat proses pengurusan data hingga penulisan Tugas Akhir ini.
10. Teman-teman Asisten Laboratorium Tegangan Tinggi, Wangto, Join,
Raymond, dan Kentrik.
11. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro dan semua pengurus
IMTE 2013-2014.
12. Abang- Kakak dan Adik-adik elektro yang sudah memberi dukungan dan
bantuan terkhusus bang Albert ’06 dan iqnatius ’10 yang mengajari
menggunakan ATP-EMTP, bang Frans ’06 dan bang Mitro ’06 yang telah
memberi banyak referensi buku, bang Christian ’08, kak Elis ’08, Afron
’10, Chandra ’10, Angel ’10 dan Sylvester ’10, Riko ’11, Biondi ’11,
Albert ’11, Joseph ‘11 yang banyak memberi dorongan dan bantuan
lainnya.
13. Sahabat-sahabat terbaik Beswan 27 yang super unik, informatif, inspiratif
dan komunikatif yang selalu memberi semangat baru: Yassir, Teguh, dan
Andi.
14. Teman curhat dan menghibur Lusi, Tiurma, dan Lely.
15. Balai Besar BMKG dan PLN Ranting Medan Johor yang telah
memberikan fasilitas data untuk keperluan penyelesaian Tugas Akhir ini.
16. Serta untuk semua pihak yang tidak bisa disebutkan oleh Penulis satu per
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan isi dan analisa yang disajikan.
Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi Penulis dan Pembaca.
Medan, Desember 2013
Penulis
Meta Sinaga
DAFTAR ISI
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah... 2
1.4 Tujuan Penulisan... 3
1.5 Manfaat Penulisan ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA... 4
2.1 Umum... 4
2.1.1 Arrester Akspulsi(Expulsion Type)... 6
2.1.2 Arrester Katup... 8
2.1.2.1 Arrester Katup Sela Pasif ... 9
2.1.2.2 Arrester Katup Sela Aktif... 9
2.1.2.3 Arrester Metal Oksida(MOA)... 10
2.1.3 Data Pengenal Arrester ... 12
2.2 Mekanisme Sambaran Petir...………... 15
2.2.2 Bentuk Gelombang... 17
2.2.3 Kerapatan Sambaran dan Arus Puncak Petir ... 18
2.2.4 Teori Perhitungan Probabilitas Kegagalan dan Usia Arrester... 20
III. METODOLODI PENELITIAN.………...……… 24
3.1 Tempat dan Waktu ... 24
3.2 Metode Penelitian... 24
3.3 Proses Pengambilan Data ... 25
3.4 Variabel yang Diamati ... 26
3.5 Simulasi Arus Petir Menggunakan Software ATP-EMTP ... 27
3.6 Proses Pengolahan Data ... 30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 31
4.1 Umum... 31
4.2 Analisis Gangguan Petir Saluran Udara Tegangan Menengah ... 31
4.3 Analisis Simulasi Arus Petir ... 33
4.4 Analisis Probabilitas Kegagalan dan Usia Arrester ... 36
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 39
5.1 Kesimpulan ... 39
5.2 Saran... 39
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Karakteristik Tahanan Katup ... 5
Gambar 2.2 Konstruksi Arrester Ekspulsi ... 7
Gambar 2.3 Konstruksi Arrester Katup ... 8
Gambar 2.4 Konstruksi Arrester Metal Oksida... 11
Gambar 2.5 Perbandingan MOA dengan SiC ... 12
Gambar 2.6 Tahapan Sambaran Petir ke Tanah... 16
Gambar 2.7 Bentuk Gelombang Impuls Petir Standar IEC ... 18
Gambar 2.8 Konfigurasi Jarak Sambaran Petir... 19
Gambar 3.1 Flowchart Simulasi... 27
Gambar 3.2 Single Line Diagram Jaringan Distribusi ... 28
Gambar 3.3 Rangkaian Ekivalen Arrester Metal Oksida... 28
Gambar 3.4 Rangkaian Simulasi Arrester Metal Oksida ... 30
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konstanta Distribusi Frekuensi Kumulatif Gelombang Arus
Petir ... 21
Tabel 3.1 Karakteristik Arus A0 dan A1... 29
