BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Jaringan distribusi adalah bagian dari sistem tenaga lsitrik yang paling dekat dengan pelanggan. Ditinjau dari volume fisiknya jaringan distribusi pada umumnya lebih panjang dibandingkan dengan jaringan transmisi dan jumlah gangguannya (sekian kali per 100 km pertahun) juga paling tinggi dibandingkan jumlah gangguan pada saluran – saluran transmisi. Jaringan distribusi terdiri dari jaringan distribusi tegangan menengah (JTM) dan jaringan distribusi tegangan rendah (JTR). Jaringan distribusi tegangan menengah mempunyai tegangan antara 3 kV sampai 20 kV. Pada saat ini PLN hanya mengembangkan jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV. Jaringan distribusi tegangan menengah sebagian besar berupa saluran udara tegangan menengah dan kabel tanah. Sebagian besar gangguan pada SUTM disebabkan oleh sentuhan pohon, karena saluran ini banyak berada di dalam kota yang memiliki bangunan-bangunan tinggi dan pohon-pohon yang lebih tinggi dari tiang saluran udara tegangan menengah. Hal inilah yang menyebabkan saluran udara tegangan menengah yang ada di dalam kota banyak terlindung terhadap sambaran petir tetapi banyak diganggu oleh sentuhan pohon.
Pada saat terjadi gangguan ketidak normalan pada sistem tenaga listrik, misalnya adanya arus lebih, tegangan lebih, dan sebagainya, maka perlu diambil suatu tindakan untuk mengatasi kondisi gangguan tersebut. Jika dibiarkan, gangguan itu akan meluas keseluruh sistem sehingga bisa merusakkan semua peralatan system tenaga listrik yang ada. Untuk mencegah dan menghindari gangguan, maka ada sistem proteksi yang dipasang pada saluran distribusi. Sistem proteksi disebut juga sebagai alat pengaman adalah suatu alat yang berfungsi melindungi atau mengamankan suatu sistem penyaluran tenaga listrik dengan cara membatasi tegangan lebih (over voltage) atau arus lebih (over current) yang mengalir pada sistem tersebut, dan mengalirkannya ke tanah (ground). Dengan demikian alat pengaman harus dapat menahan tegangan sistem agar kontinuitas pelayanan ke pusat beban (load center) tidak terganggu hingga waktu yang tidak terbatas. Dan harus dapat melakukan atau mengalirkan arus lebih dengan tidak merusak alat pengaman dan peralatan jaringan yang lain.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Apa yang dimaksud dengan proteksi dan apa saja fungsi proteksi tersebut pada sistem saluran distribusi ?
2. Bagaimana persyaratan kualitas pada sistem proteksi saluran distribusi ? 3. Apa saja peralatan proteksi sistem proteksi saluran distribusi ?
1.3 TUJUAN PENULISAN
1. Untuk mengetahui pengertian dan fungsi proteksi yang digunakan pada system saluran distribusi.
2. Untuk mengetahui persyaratan kualitas pada sistem proteksi saluran distribusi, sehingga bisa memperhatikan mutu dan kualitas alat pengaman.
3. Untuk mengetahui peralatan proteksi yang dipasang pada saluran distribusi.
PEMBAHASAN
2.1 PENGERTIAN DAN FUNGSI PROTEKSI2.1.1 Pengertian Proteksi
Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan -peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi ab-normal operasi sistem tenaga listrik tersebut.
2.1.2 Fungsi Proteksi
Sistem proteksi itu bermanfaat untuk:
1 Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.
2 Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.
3 Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik.
4 Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.
2.2 PERSYARATAN KUALITAS SISTEM PROTEKSI SALURAN DISTRIBUSI
Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu:
a Selektivitas dan Diskriminasi
Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.
b Stabilitas
Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona yang melindungi (gangguan luar).
Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi dengan sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem tegangan tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms sehingga memerlukan relai dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying).
d Sensitivitas (kepekaan)
Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo arus).
e Pertimbangan ekonomis
Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan peralatan sistem adalah vital.
f Realiabilitas (keandalan)
Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).
g Proteksi Pendukung
Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zona -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak dilindungi.
2.3.1 Switch
a Pengertian dan Fungsi
Switch adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memisahkan bagian-bagian saluran jaringan tegangan menengah (JTM) dan juga digunakan untuk menyalurkan daya. Alat pengaman ini biasanya dipasang di sekitar gardu distribusi (ujung jaringan tegangan menengah).
b Gambar dan Karakteristik
Karakteristiknya switch yang terpenting dalam pemakaianya : - Tahan terhadap tegangan rated 50 c/s yang tidak
boleh dilampaui.
- Batas termis dimana kemampuan untuk mengalirkan arus surja dalam waktu yang lama atau terjadi berulang ulang.
Gambar 1. Switch 2.3.2 Disconnecting Switch
a Pengertian dan Fungsi
Disconnecting Switch adalah peralatan proteksi pada saluran distribusi atau disebut sebagai sakelar pemisah (PMS) yang berfungsi mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban. PMS adalah suatu saklar yang digunakan untuk memisahkan atau menghubungkan bagian-bagian yang bertegangan satu sama lain tanpa beban. Pada saat penyulangan mengalami masalah, maka pemisah ini akan bekerja untuk memindahkan penyulang tersebut ke rel lain, agar penyulang tersebut tetap teraliri arus listrik. PMS ini ada yang bergerak secara otomatis dan manual.
b. Gambar dan Karakteristik
Karakteristiknya PMS yang terpenting dalam pemakaianya : 1 PMS tidak boleh dioperasikan dalam keadaan berbeban.
2 PMS digunakan pada rangkaian arusnya rendah (± 5 A)
3 Saklar pemisah (SP) tidak dapat ditutup sebelum pemutus daya (PD) terkunci pada posisi terbuka.
4 Saklar pembumian (SB) dapat ditutup hanya pada saat saklar pemisah terkunci pada posisi terbuka dan tidak ada busur api.
5 Saklar pemisah dapat ditutup hanya saat pemutus daya dan saklar pembumian dalam keadaan terbuka.
6 Pemutus daya hanya dapat ditutup setelah semua saklar pmisah terkunci dalam posisi tertutup atau dalam posisi terbuka.
Gambar 2. Disconnecting Switch 2.3.3 Load Break Switch
a Pengertian dan Fungsi
Saklar pemutus beban (LSB) digunakan untuk memutuskan dan memisahkan jaringan dari saluran utama. Saklar pemutus beban dibedakan atas dua jenis, yaitu saklar dengan kontak di udara dan kontak di dalam minyak. Pada perkembangannya saklar pemutus udara disempurnakan menjadi saklar pemutus beban (Load Break Switch).
b Gambar dan Karakteristik
Karakteristiknya LBS dalam pemakaianya :
1 Dapat digunakan sebagai pemisah ataupun pemutus tenaga dengan beban nominal.
2 Tidak dapat memutuskan jaringan dengan sendirinya pada waktu ada gangguan listrik.
Gambar 3. Load and Break Switch 2.3.4 Circuit Breaker
a Pengertian dan Fungsinya
Circuit Breaker atau juga disebut sebagai saklar pemutus tenaga (PMT) adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). Pada waktu menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi dengan media peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6.
b Gambar dan Karakteristiknya
Karakteristiknya PMT yang terpenting dalam pemakaianya : 1 Mampu meyalurkan arus maksimum sistem secara terus – menerus.
2 Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri.
3 Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri.
4 Pemasangan PMT mempunyai batas ketinggian maksimum 1000 meter diatas permukaan laut.
Gambar 4. Circuit Breaker 2.3.5 Automatic Circuit Recloser
a. Pengertian dan Fungsi
Automatic Circuit Recloser atau disebut juga sebagai Penutup Balik Otomatis (PBO) adalah Alat perlindungan arus lebih berfungsi untuk memutuskan
saluran secara otomatis ketika terjadi gangguan dan akan segera menutup kembali beberapa waktu kemudian sesuai dengan setting waktunya. Biasanya alat ini disetting untuk dua kali bekerja, yaitu dua kali pemutusan dan dua kali penyambungan . Apabila kerja recloser tidak kembali menutup, maka terjadi gangguan permanen.
b. Gambar dan Karakteristik
Karakteristik PBO yang terpenting dalam pemakaianya :
1 Penggunaan sebagai pengaman saluran udara tegangan menengah dari arus hubung singkat di jaringan dan terpasang setelah PMT out going penyulang 20 KV.
2 Maksimum dalam mengamankan jaringan 20 KV dari gangguna yang luas atau memperkecil radius pemadaman akibat gangguan.
Gambar 5. Automatic Circuit Recloser 2.3.6 Automatic Line Sectionalizer
a. Pengertian dan Fungsi
Automatic Line Sectionalizer atau yang disebut saklar seksi otomatis (SSO) adalah Pengaman cadangan dari CB atau bekerja tidak sendirian merupakan sebuah alat pemutus beban yg secara otomatis dapat dibebankan, seksi-seksi yang tergantung dari suatu sistem distribusi atau dapat melokalisasi gangguan pada seksi yang terganggu, sehingga sistem yang tidak mengalami gangguan tetap mendapat energi listrik. Sectionalizer adalah alat pengaman yang bekerja secara otomatis memisahkan bagian yang terganggu dari sistem jaringan. Alat ini mempunyai pendeteksi arus jaringan yang menggerakkan alat penghitung kerja pada alat pengaman cadangan.
Karakteristiknya PBO yang terpenting dalam pemakaianya : 1 Penginderaan : berdasarkan tegangan (AVS) atau berdasarkan Arus
2 Media pemutus : minyak, vacuum, gas SF6. 3 Kontrol : Hidraulik ataiu elektronik.
4 Phase : fasa tunggal atau fasa tiga.
Gambar 6. Automatic Line Sectionalizer 2.3.7 Alat Pengaman Celah Kecil
a Alat Pengaman Celah Batang (Rod Gap )
Alat pengaman celah batang (rod gap) merupakan alat pengaman paling sederhana, yang terdiri dari dua batang logam dengan penampang tertentu. Batang logam bagian atas diletakkan di puncak isolator jenis pos (post type insulator) dihubungkan dengan kawat penghantar jaringan distribusi, sedangkan batang logam bagian bawah diletakkan pada bagian dasar isolator jenis pos yang langsung berhubungan dengan ground. Jarak celah kedua batang logam tersebut disesuaikan dengan tegangan percikan untuk suatu bentuk gelombang tegangan tertentu.
Gambar 7. Rod Gap b Alat Pengaman Tanduk Api (Arching Horn )
Alat pengaman tanduk api ini diletakkan dikedua ujung isolator gantung atau isolator batang panjang). Tanduk api dipasang pada ujung kawat penghantar dan ujung isolator yang berhubungan langsung dengan ground (tanah) yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga busur api tidak akan mengenai isolator saat terjadi loncatan api. Jarak antara tanduk atas dan bawah diatur sekitar 75-85 % dari
panjang isolator keseluruhan. Tegangan loncatan api untuk isolator gandengan dengan tanduk api ditentukan oleh jarak tanduk tersebut.
Gambar 8. Arching Horn c Alat Pengaman Celah Sekring ( Fuse Rod Gap)
Alat pengaman celah sekring ini merupakan gabungan antara celah batang (rod gap) dengan sekring yang dihubungkan secara seri. Penggabungan ini digunakan untuk menginterupsikan arus susulan (power follow current) yang diakibatkan oleh percikan api. Oleh sebab itu celah sekring mempunyai karakteristik yang sama dengan celah batang, dan alat ini dapat menghindarkan adanya pemutusan jaringan sebagai akibat percikan, serta memerlukan penggantian dan perawatan sekring yang telah dipakai. Kecuali itu agar supaya penggunaannya efektif harus diperhatikan juga koordinasi antara waktu leleh sekring dengan waktu kerja rele pengaman.
Gambar 9. Fuse Rod Gap d Alat Pengaman Celah Kontrol ( Control Gap )
Alat pengaman celah kontrol terdiri dari dua buah celah yang diatur sedemikian rupa, sehingga karakteristiknya mendekati celah bola ditinjau dari segi lengkung volt-waktunya yang mempunyai karakteristik lebih baik dari celah batang. Celah control ini dapat dipakai bersama atau tanpa sekring; meskipun alat
ini dapat dipakai sebagai perlindungan cadangan atau sekunder, dan dianggap sekelas dengan celah batang.
e Alat Pengaman Celah Tanduk ( Horn Gap )
Alat pengaman ini terbuat dari dua buah batang besi yang masing-masing diletakkan diatas isolator. Celah yang dibuat oleh kedua batang besi itu, satu batang dihubungkan langsung dengan kawat penghantar jaringan sedangkan yang lainnya dihubungkan dengan sebuah resistor yang langsung terhubung ke ground (tanah). Celah tanduk ini biasanya bekerja pada saat terjadi tegangan loncatan api pada celahnya. Ketika tegangan surja mencapai 150 – 200 % dari tegangan nominal jaringan, maka akan terjadi pelepasan langsung pada celah dan langsung diteruskan ke ground melalui resistor. Fungsi dari celah tanduk ini untuk pemutus busur api yang terjadi pada saat tegangan lebih. Busur api cenderung naik akibat panas yang terlalu tinggi, juga disebabkan peristiwa arus loop sebesar mungkin pada sisi lain membuat tembus rangkaian magnit maksimum.
Gambar 10. Horn Gap 2.3.8 Relay
Dalam saluran distribusi terdapat beberpa jeni relay diantaranya : a Relay Bucholz
Relay Bucholz adalah rele alat/rele untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Gas yang timbul diakibatkan oleh :
ü Hubung singkat antar lilitan pada/dalam phasa ü Hubung singkat antar phasa
ü Hubung singkat antar phasa ke tanah ü Busur api listrik antar laminasi
Gambar 11. Relay Bucholz
b Relay Tekanan Lebih
Relay ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung mentripkan P.M.T.
Gambar 12. Relay Tekanan Lebih c Relay Diferensial
Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafo antara lain flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan.
d Relay Tangki Tanah
Relay ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap hubung singkat antara kumparan fasa dengan tangki transformator dan transformator yang titk netralnya ditanahkan. Relay bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir dari tangki akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu, pemanas dll. Pengaman arus ini sebagai pengganti rele diferensial sebab sistem rele pengaman tangki biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo
dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melalui trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil kemudian tersambung pada rele tangki tanah dengan ratio Trafo Arus(CT) antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp. Berikut gambar rele gangguan tanah.
Gambar 13. Relay Tangki Tanah e Relay Suhu
Relay ini digunakan untuk mengamankan transformator dari kerusakan akibatadanya suhu yang berlebihan. Ada 2 macam relay suhu pada transformator, yaitu :
a. Relay Suhu Minyak Relay ini dilengkapi dengan sensor yang dipasang pada minyak isolasi transformator. Pada saat transformator bekerja memindahkan daya darisisi primer ke sisi sekunder, maka akan timbul panas pada minyak isolasi, akibat rugi daya maupun adanya gangguan pada transformator. b. Relay Suhu Kumparan Relay ini hampir sama dengan relay suhu minyak. Perbedaannya terletak pada sensornya. Sensor relay suhu kumparan berupa elemen pemanas yang dialiri arus dari transformator arus yang dipasang pada kumparan-kumparan transformator.
f. Relay Beban Lebih
Relay ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat antar fasa di dalam maupun di luar daerah pengaman transformator Juga diharapkan relay ini mempunyai sifat komplementer dengan rele beban lebih. Relay ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi bagian instalasi lainnya.bentuk relay inidapat dilhat pada gambar pengawatannya pada gambar di bawahnya.
g. Relay Arus Lebih
Relay arus lebih adalah relay yang bekerja terhadap arus lebih, ia akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai settingnya ( I set ).
Prinsip kerja OCR pada dasarnya adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.
Gambar 16. Relay Arus Lebih h. Relay Gangguan Tanah
Relay gangguan ke tanah (Ground Fault Relay/GFR) adalah alat yang berfungsi untuk mengamankan sistem dari arus lebih yang diakibatkan adanya gangguan satu fasa ke tanah.
Gambar 17. Relay Gangguan Tanah i Relay Jarak
2.3.9 Fuse Cut Out
b Pengertian dan Fungsi
Fuse cut out (sekring) adalah suatu alat pengaman yang melindungi jaringan terhadap arus beban lebih (over load current) yang mengalir melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan karena hubung singkat (short circuit) atau beban lebih (over load). Konstruksi dari fuse cut out ini jauh lebih sederhana bila dibandingkan dengan pemutus beban (circuit breaker) yang terdapat di Gardu Induk (sub-station). Akan tetapi fuse cut out ini mempunyai kemampuan yang sama dengan pemutus beban tadi. Fuse cut out ini hanya dapat memutuskan satu saluran kawat jaringan di dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga fasa maka dibutuhkan fuse cut out sebanyak tiga buah. Penggunaan fuse cut out ini merupakan bagian yang terlemah di dalam jaringan distribusi. Sebab fuse cut out boleh dikatakan hanya berupa sehelai kawat yang memiliki penampang disesuaikan dengan besarnya arus maksimum yang diperkenankan mengalir di dalam kawat tersebut. Pemilihan kawat yang digunakan pada fuse cut out ini didasarkan pada faktor lumer yang rendah dan harus memiliki daya hantar (conductivity) yang tinggi.
Gambar 18. Fuse Cut Out
Karakteristiknya FCO yang terpenting dalam pemakaianya : 1 Faktor lumer ditentukan oleh temperature bahan.
2 Bahan yang digunakan adalah kawat perak, kawat tembaga, kawat seng, kawat timbel atau kawat paduan dari bahan – bahan tersebut.
3 Konduktivita kawat perak 60,0 mho/cm dengan temperature 960°C. 2.3.10 Lightning Arrester
a Pengertian dan Fungsi
Biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (lightning Surge) maupun oleh surja hubung (Switching Surge). Arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap surya petir. Alat pelindung terhadap gangguan surya ini berfungsi melindungi peralatan system tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Berhubung dengan fungsinya itu ia harus dapat menahan tegangan system 50 Hz untuk waktu yang terbatas dan harus dapat melewatkan surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Ia berlaku sebagai jalan jalan pintas sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah untuk dilalui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Selain melindungi peralatan dari tegangan lebih yang diakibatkan oleh tegangan lebih external, arrester melindungi peralatan yang diakibatkan oleh tegangan lebih internal seperti surja hubung, selain itu arrester merupakan kunci dalam koordinasi isolasi suatu system tenaga listrik. Bila surja datang ke gardu induk arrester bekerja melepaskan muatan listrik serta mengurangi tegangan abnormal yang akan mengenai peralatan dalam gardu induk.
Karakteristiknya Lighting Arrester yang terpenting dalam pemakaianya : 1 Tegangan rated (tegangan rata – rata) 50 c/s yang tidak boleh dilampaui.
Sebagaimana diketahui bahwa arrester adalah suatu peralatan tegangan yang menpunyai tegangan ratingnya. Maka jelaslah bahwa ia tidak boleh dikenakan tegangan yang melebihi rating ini, maka didalam keadaan normal maupun dalam keadaan abnormal. Oleh karena itu menjalankan funsingnya ia menanggung tegangan system normal dan tegangan lebih transiens 50 c/s. Karakteristik pembatasan tegangan impuls dari arrester adalah harga yang dapat ditahan oleh terminal ketika melalukan arus – arus tertentu dan harga ini berubah dengan singkat baik sebelum arus mengalir maupun mulai bekerja. 2 Mempunyai karakteristik yang dibatasi oleh tegangan (voltage limiting) bila
dilalui oleh berbagai macam arus petir. 3 Batas termis
Untuk batas termis ialah kemampuan untuk mengalirkan arus surja dalam waktu yang lama atau terjadi berulang – ulang tanpa menaikan suhunya. Meskipun kemampuan arrester untuk menyalurkan arus sudah mencapai 65.000 – 100.000 ampere, tetapi kemampuannya untuk melalukan surja hubung terutama bila saluran menjadi panjang dan berisi tenaga besar masih rendah. Maka agar supaya tekanan stress pada isolasi dapat dibuat serendah mungkin, suatu system perlindungan tegangan lebih perlu memenuhi persyaratan sebagai berikut :
Dapat melepas tegangan lebih ke tanah tanpa menyebabkan hubung singkat ke tanah ( saturated ground fault).
Dapat memutuskan aryus susulan.
Mempunyai tingkat perlindungan (protection level) yang rendah, artinya tegangan percikan sela dan tegangan pelepasannya rendah.
c Klasifikasi
1 Lightning Arrester Jenis Oksida Film
Dalam tabung porselin dari alat pengaman lightning arrester tipe oksida film ini memiliki 2 ruang, yaitu : (1) ruang celah (gap chamber) dan (2) ruang butiran oksida timah hitam. Ruang celah terbuat dari porselin annulus yang berbentuk silinder, yang berisi sebuah pegas, lempengan cakram dan celah elektroda. Lempengan cakram terdiri dari dua lempeng yang disatukan (crimped), yang masing memiliki dimeter sebesar 19 cm dan tebal 1,59 cm.
Permukaan lempengan cakram dilapisi dengan film yang diisolasi dengan vernis.
Ketika tegangan pelepasan (discharge voltage) mengalir ke ruang celah melalui pegas, maka tegangan pelepasan akan menembus film yang berlapis vernis diatas lempeng cakram. Apabila tegangan melebihi dari batas kekuatan lempeng cakram per unit, loncatan busur api akan diteruskan ke celah elektroda. Dan mengalir langsung ke ruang butiran oksida timah hitam. Panas yang berkembang akibat busur api menyebabkan oksida timah hitam berubah menjadi merah. Sehingga busur api akan padam dan energi yang tersisa akan mengalir ke ground.
2 Lightning Arrester Jenis Thyrite
Thyrite adalah bahan campuran padat tak organik dari keramik alam, yang mempunyai resistansi lebih cepat untuk mengurangi.Elemen kran (valve) untuk arrester jenis thyrite ini terbuat dari bahan lempengan keramik yang berkualitas baik, yang bertindak sebagai penghantar tegangan tinggi surja dan memperlihatkan tahanan tinggi untuk tenaga jaringan (line energy). Pada arrester ”thyriet magne-valve” memperlihatkan arus petir lewat langsung celah by-pass seri ke celah utama, dan oleh elemen thyrite ke ground. Jika energi jaringan berusaha mengikuti energi petir, maka energi jaringan dibuat untuk mengalirkan langsung ke lilitan seri, dan menciptakan medan magnit cukup kuat untuk memadamkan busur api dari pelepasan arus petir. Pemadaman ini bereaksi dengan cepat dan mengambil kedudukan kurang lebih setengah gelombang energi jaringan.
Gambar 19. Lightning Arrester Jenis Thyrite
3 Lightning Arrester Jenis Katup (Valve)
Arrester jenis katup ini terdiri dari sela pecik terbagi atau sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik tidak linier. Tegangan frekwensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, alat tersebut menjadi pengahantar. Sela seri itu tidak dapat memutus arus susulan. Dalam hal ini dibantu oleh arrester tak linier yang mempunyai karakteristik tahanan kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekwensi dasar terlihat pada karakteristik volt amper.
Gambar 20. Lightning
Arrester Jenis Katup (Valve)
Arrester jenis katup ini dibagi dalam empat jenis yaitu : 1) Arrester katup jenis gardu
Arrester katup jenis gardu ini adalah jenis yang paling effisien dan juga paling mahal. Perkataan “gardu“ di sini berhubungan dengan pemakaiannya secara umum pada gardu induk besar. Umumnya dipakai untuk melindungi alat – alat yang mahal pada rangkaian – rangkaian mulai dari 2400 volt sampai 287 kV dan tinggi.
2) Arrester katup jenis saluran
Arrester jenis saluran ini lebih murah dari arrester jenis gardu . kata “saluran” disini bukanlah berarti untuk saluran transmisi. Seperti arrester jenis gardu, arrester jenis saluran ini dipakai untuk melindungi transformator dan pemutus daya serta dipakai pada system tegangan 15 kV sampai 69 kV.
Gambar 21. Arrester Katup Jenis Saluran
3) Arrester katup jenis gardu untuk mesin–mesin
Arrester jenis gardu ini khusus untuk melindungi mesin – mesin berputar. Pemakaiannya untuk tegangan 2,4 kV sampai 15 kV.
4) Arrester katup jenis distribusi untuk mesin–mesin
Arrester jenis distribusi ini khusus melindungi mesin– mesin berputar seperti di atas dan juga melindungi transformator dengan pendingin udara tanpa minyak. Arrester jenis ini dipakai pada peralatan dengan tegangan 120 volt sampai 750 volt.
4 Lightning Arrester Jenis Expulsion
Lightning arrester jenis expulsion ini mempunyai dua celah api, yang satu berada diluar dan satu lagi berada dalam. Ketika terjadi tegangan lebih pada
jaringan maka pada elektroda batang sebagai celah api 1 akan terjadi loncatan busur api (flshover). Loncatan busur api ini akan turun ke dalam tabung fiber (fiber tube) diantara elektroda atas dan bawah yang merupakan celah api 2. Temperatur pelepasan dari busur api akan menimbulkan tekanan dalam tabung fiber, sehingga tabung fiber akan menghasilkan uap gas. Makin tinggi temperatur busur api makin banyak uap gas yang dihasilkan. Uap gas yang dihasilkan oleh tabung fiber akan bercampur dengan busur api, sehingga akan membinasakan busur api dan mengusir uap gas yang tak berpenghantar ke luar tabung gas (vent). Dengan demikian daya busur api akan cenderung mengikuti pelepasan peralihan (transient discharge) ke ground tanpa ada kekuatan selama gelombang tegangan lebih terakhir.
BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN
1. Sistem proteksi tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan - peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi ab-normal operasi sistem tenaga listrik tersebut. Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain.
2. Fungsi proteksi pada saluran distribusi yaitu antara lain : menghindari kerusakan peralatan akibat gangguan yang terjadi, cepat melokalisir daerah gangguan secepat mungkin, dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen, dan yang terpenting adalah mengamankan manusia dari bahaya lisrik.
3. Dalam pemasangan sistem proteksi pada saluran distribusi dibutuhkan persyaratan yang wajib dipenuhi agar efektif untuk digunakan, yaitu : selektivitas dan diskriminasi, stabilitas, kecepatan operasi, sensitivitas (kepekaan), pertimbangan ekonomis, reabilitas (keandalan), dan juga proteksi pendukung.
4. Peralatan proteksi pada saluran distribusi yaitu : switch, disconnecting switch, load break switch, circuit breaker, automatic circuit recloser, automatic line sectionizer, alat pengaman celah kecil, relay, fuse cut out, dan lightning arrester. Peralatan tersebut memiliki fungsi masing – masing dalam melakukan tugasnya sebagai pengaman saluran distribusi.
3.2 SARAN
Demikian makalah tentang Peralatan Proteksi Saluran Distribusi yang telah saya buat. Semoga makalah ini bermanfaat bagi para pembaca dan bisa dijadikan referensi untuk pembahasan selanjutnya. Saya menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan, sehingga dimohon adanya kritik dan saran yang membangun, agar makalah ini lebih bermanfaat bagi para pembaca.
DAFTAR PUSTAKA
Indra, Muhammad. 2009. Rele Proteksi Trafo dan Fungsinya. http://qtop.wordpress.com/2009/06/01/rele-proteksi-trafo-dan-fungsinya/ diakses pada 9 September 2014.
Jauzie. 2014. Peralatan Proteksi Distribusi. http://www.scribd.com/doc/212579018/peraltan-proteksi-distribusi diakses pada 9 September 2014.
Krisnaputra, Adi. 2014. Proteksi Distribusi. http://www.scribd.com/doc/225719402/118568632-32717012-Proteksi-Distribusi diakses pada 9 September 2014.
Kurniawan, Didi. 2013. Sistem Proteksi Pada Jaringan Distribusi. http://www.scribd.com/doc/150125364/Sistem-Proteksi-Jaringan-Distribusi diakses pada 9 September 2014.
Setiawan, Iqbal. 2013. Alat Pengaman Celah Jaringan Saluran Distribusi. http://ezkhelenergy.blogspot.com/2013/11/alat-pengaman-celah-jaringan-distribusi.html diakses pada 9 September 2014.
Sinaga, Meta. 2012. Jenis Rele Proteksi pada Trafo Tenaga. http://www.scribd.com/doc/85150960/Jenis-Rele-Proteksi-Pada-Trafo-Tenaga-Adalah-Sebagai-Berikut diakses pada 9 September 2014.
Wardana, Aziz Nurrochma. 2013. Pengaman Pada Jaringan Distribusi http://www.scribd.com/doc/130833968/BAB-IV-Pengaman-Pada-Jaringan-Distribusi
