PERHITUNGAN LIGHTNING PERFORMANCE DENGAN MENGGUNAKAN OVERHEAD GROUND WIRE PADA PENYULANG
RUKO DI PLN AREA SERPONG
Diajukan Sebagai Syarat
Guna Mendapat Gelar Sarjana (S1) Pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana
Disusun Oleh :
Rinalto Hutabarat
41407010008
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MERCU BUANA
2011
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, Nama : Rinalto Hutabarat NIM : 41407010008 Program Studi : Teknik Elektro Fakultas : Teknologi Industri
Judul SkripsI : PERHITUNGAN LIGHTNING PERFORMANCE DENGAN MENGGUNAKAN OVERHEAD GROUND WIRE PADA PENYULANG RUKO DI PLN AREA SERPONG
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan skripsi yang telah saya buat adalah merupakan hasil karya saya sendiri dan benar keasliannya. Apabila dikemudian hari penulisan skripsi ini terbukti merupakan penjiplakan hasil karya orang lain, maka saya bersedia untuk bertanggung jawab sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan dan tata tertib yang berlaku di Universitas Mercu Buana.
Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa paksaan.
Penulis,
Rinalto Hutabarat
LEMBAR PENGESAHAN
PERHITUNGAN LIGHTNING PERFORMANCE DENGAN MENGGUNAKAN OVERHEAD GROUND WIRE PADA PENYULANG
RUKO DI PLN AREA SERPONG
Disusun oleh,
Nama : Rinalto Hutabarat NIM : 41407010008 Program Studi : Teknik Elektro
Pembimbing,
(Ir. Badaruddin, MT)
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir / Ketua Program Studi
KATA PENGANTAR
Pada akhirnya saya dapat menyelesaikan proposal tugas akhir ini. Yang diberi judul ” PERHITUNGAN LIGHTNING PERFORMANCE DENGAN MENGGUNAKAN OVERHEAD GROUND WIRE PADA PENYULANG RUKO DI PLN AREA SERPONG”.
Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Studi Kesarjanaan (S1) di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik (FT), Universitas Mercu Buana (UMB).
Dalam pembuatan Proposal Tugas Akhir, saya telah banyak mendapatkan bantuan (thanks to orang – orang PLN baik yang di Muara karang, Cikokol, Serpong), dukungan (my friend, siapa ya yang dukung gue??), doa (my mom, kakak, josh, bang olo), materi (my mom and my sister, thanks ka buat tinta printer and kertas A4’nya), dsb. Oleh karena itu saya ingin mengucapkan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada :
1. My Lord Jesus, who gives me bless to finish this thesis. amien.
2. RIP Ayah 13 02 2011, walaupun ayah udah di sorga, tapi dede yakin kalo ayah pasti bangga dengan apa yang telah dede capai, sekarang ayah punya anak yang jadi sarjana elektro sesuai dengan apa yang ayah cita – cita kan. love you dad.
3. All my relatives for their support upon this thesis. Especially My mom, brothers, sisters, ichel, davina (hahahah, kalo ichel sama vina mah malah ngegangguin).
4. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT. selaku Kepala Program Studi dan
koordinator kerja praktek Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. Thanks pa’ buat pilihan dosen pembimbingnya.
5. Bapak Ir. Badaruddin, MT. Selaku pembimbing Tugas Akhir, atas bimbingan dan arahan beliau akhirnya penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini. Walaupun agak susah buat atur jadwal dengan beliau.
6. Segenap Karyawan dan Staf di PLN DisJaya area Serpong atas bantuan, kerjasama, dan bimbingannya.
7. Kawan-kawan mahasiswa elektro khususnya angkatan 2007. (Meiz si kotak, Andri, Ari, Bayu si mandra, Made, Tami, Vani, Laura, Mefi si luna maya, Lucky, Dhani si mas karyo, Agus si ompong, ega si Panjang, Alif si gayus tambunan, Miftah si kusut, Eki, Ardhinata si acong, Rian si tua).
Saya berharap semoga tugas akhir ini meskipun sederhana dapat berguna serta bermanfaat khususnya bagi pribadi saya, dan umumnya untuk orang lain.
Jakarta, Maret 2011
Saya
DAFTAR ISI
Halaman Judul... i
Halaman Pernyataan………. ii
Halaman Pengesahan……… iii
Abstrak……….. iv
Kata Pengantar……….. v
Daftar Isi……… vii
Daftar Tabel……….. xii
Daftar Gambar……….. xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……….. 1
1.2 Tujuan Penulisan Tugas Akhir……….. 2
1.3 Batasan Masalah………... 2
1.4 Sistematika Penulisan……… 2
BAB II PEMAHAMAN TENTANG PETIR 2.1 Pendahuluan………... 4
2.2 Proses Terjadinya Petir………... 5
2.2.1 Awan Petir (Cumulonimbus)………. 6
2.3 Ciri – Ciri Datangnya Petir………. 8
2.4 Jenis – Jenis Petir……… 8
2.4.1 Cold Front Thunderstorm……….. 8
2.4.2 Warm Front Thunderstorm……… 9
2.4.3 Sea Coast Thunderstorm……… 10
2.4.4 Mountain Thunderstorm……… 11
vii
vii
2.5 Mekanisme Sambaran Petir……… 12
2.6 Jenis Sambaran Petir……….. 13
2.6.1 Sambaran Langsung……….. 13
2.6.2 Sambaran Tidak Langsung………... 14
2.7 Karakteristik Petir……….. 15
2.7.1 Kerapatan Sambaran Petir ke Tanah………. 16
2.8 Dampak negatif Sambaran petir………. 17
2.9 Hari Guruh………. 18
BAB III Proteksi SUTM Terhadap Sambaran Petir 3.1 Konsep Dasar Sistem Tenaga Listrik………. 20
3.1.1 Konfigurasi Sistem SUTM……… 22
3.2 Gangguan – Gangguan pada SUTM……….. 23
3.2.1 Sifat Gangguan………. 23
3.2.2 Gangguan Arus Lebih……… 24
3.2.3 Gangguan Tegangan Lebih……… 25
3.3 Gangguan Sambaran Petir……….. 25
3.3.1 Sambaran Langsung……… 25
3.3.2 Sambaran Tidak Langsung atau Sambaran Induksi……… 28
3.3.3 Total Gangguan Karena Petir……….. 30
3.3.4 Lightning Performance……… 30
3.4 Gelombang Berjalan………. 31
3.4.1 Bentuk dan Spesifikasi Gelombang Berjalan……….. 31
3.5 Alat – Alat Proteksi Sambaran Petir pada SUTM……… 32
3.5.1 Arrester……… 32
3.5.2 Arching Horn……….. 34
3.5.3 Air Terminal/ Lightning Rod……….. 35
3.5.4 Overhead Ground Wire (Kawat Tanah)……….. 37
3.6 Pembumian………... 38
3.7 Pengaruh Grounding dan Tingkat Isolasi………. 39
BAB IV ANALISA PERHITUNGAN LIGHTNING PERFORMANCE PENYULANG RUKO DI PLN AREA SERPONG 4.1 Data – Data……… 40
4.1.1 Data Penyulang di PLN Area Serpong Tahun 2010……. 40
4.1.2 Data Gangguan di PLN Area Serpong Tahun 2010…….. 42
4.1.3 Data Gangguan Petir PLN Area Serpong Tahun 2010….. 44
4.1.4 Pemetaan Jaringan………. 46
4.1.5 Data Eksisting Penyulang Ruko Tahun 2010……… 47
4.2 Analisa dan Perhitungan Lightning Performance……… 48
4.2.1 Perhitungan Lightning Performance Penyulang Ruko Sebelum Menggunakan Ground Wire pada Tahun 2010………. 48
4.2.2 Peningkatan Keandalan Penyulang Ruko Terhadap Sambaran Petir Menggunakan Overhead Ground Wire.. 50
4.2.2.1 Skenario A……… 51
4.2.2.2 Skenario B……… 55
4.2.2.3 Skenario C……… 58
4.2.2.4 Skenario D……… 62
4.2.2.5 Rekapitulasi Lightning Performance Penyulang Ruko………. 66 4.3 Data Gangguan Penyulang Ruko Tahun 2011………. 67 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan……… 68 Daftar Pustaka……….. 69 Lampiran
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Rangkuman Data Penyulang di Area Serpong Tahun 2010……….. 41 Tabel 4.2 Data Dasar Gangguan pada Penyulang Ruko Tahun 2010………… 45 Tabel 4.3 Kondisi Eksisting Penyulang Ruko Tahun 2010……… 47 Tabel 4.4 Skenario Peningkatan Sistim Proteksi Petir……… 51 Tabel 4.5 Rekapitulasi Lightning Performance Penyulang Ruko……… 66
xi xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Awan Cumulonimbus atau Awan Petir………. 7
Gambar 2.2 Cold Front Thunderstorm……… 9
Gambar 2.3 Warm Front Thunderstorm……….. 10
Gambar 2.4 Sea Coast Thunderstorm……….. 11
Gambar 2.5 Mountain Thunderstorm……… 12
Gambar 2.6 Mekanisme Sambaran Petir……….. 13
Gambar 3.1 Pola sistem Tenaga Listrik……… 21
Gambar 3.2 Pola Jaringan Distribusi Dasar……….. 22
Gambar 3.3 Tipe Tulang Ikan (FishBone)……… 23
Gambar 3.4 Faktor Perlindungan dari Objek di Dekat Saluran Udara…………. 27
Gambar 3.5 Jumlah Flashover Akibat Sambaran Induksi……… 28
Gambar 3.6 Spesifikasi Gelombang Berjalan……….. 31
Gambar 3.7 Pengaruh Jumlah Span Terhadap Sambaran Tak Langsung……… 33
Gambar 3.8 Pengaruh Jumlah Span Terhadap Sambaran Langsung……… 33
Gambar 3.9 Arching Horn……… 34
Gambar 3.10 Air Terminal pada SUTM……….. 36
Gambar 3.11 Air Terminal……… 36
Gambar 3.12 Instalasi Ground Wire yang Dipasang di Bawah Saluran………... 37
Gambar 3.13 Instalasi Ground Wire yang Dipasang di Atas Saluran…………. 38
Gambar 3.14 Grounding Kawat Tanah Tampak Samping……….. 38
Gambar 3.15 Pengaruh Tahanan Grounding Dengan Kawat Tanah…………... 39
Gambar 4.1 Data Gangguan Penyulang Area Serpong Tahun 2010…………... 42
Gambar 4.2 Variansi Bulanan Kejadian Petir di Daerah Serpong……….. 43
Gambar 4.3 Statistik Arus Puncak Petir……….. 44
Gambar 4.4 Kepadatan Sambaran Petir Jawa Barat Tahun 1999……… 44
Gambar 4.5 Peta Jaringan Penyulang Ruko PLN Area Serpong………. 46
