4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Pengertian Proteksi Saluran Transmisi Tegangan Tinggi

Upaya proteksi saluran transmisi tegangan tinggi dengan alat

pelindung terhadap tegangan surja berfungsi melindungi peralatan sistem tenaga

listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan

mengalirkannya ke tanah. Sehubungan dengan fungsinya itu, ia harus dapat

menahan tegangan sistem 50 herz untuk waktu yang tak terbatas dan harus dapat

melalukan surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Selain itu, alat

pelindung yang baik mempunyai perbandingan perlindungan (protective ratio)

yang tinggi, yaitu perbandingan antara tegangan surja maksimum yang

diperbolehkan pada waktu pelepasan (discharge) dan tegangan sistem 50 herz

maksimum yang dapat ditahan sesudah pelepasan terjadi.

Ada tiga macam alat pelindung terhadap surja yang dikenal, yaitu :

sela batang (rod gap), arester jenis ekspulsi (expulsion type lighting arrester) atau

sering juga disebut tabung pelindung (protector tube) dan arester jenis katup

(valve type lighting arrester).

a. Sela Batang

Sela batang merupakan alat pelindung surja yang paling sederhana tetapi

paling kuat dan kokoh. Tetapi sela batang ini jarang digunakan pada rangkaian

yang penting karena dia tidak dapat memenuhi persyaratan dasar dari suatu

alat pelindung yang sebenarnya. Dia tidak dapat memutuskan arus susulan,

jadi selalu berakibat timbulnya gangguan setiap ada surja yang menimbulkan

lompatan api pada sela batang itu. Sela batang ini biasanya digunakan sebagai

pelindung cadangan dalam hal arester dilepaskan dari saluran karena

kerusakan atau karena sebab lain.

b. Arester

5

Arester petir disingkat arester, atau sering juga disebut penangkap petir,

adalah alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap surja petir.

Ia berlaku sebagai jalan pintas (by – pass) sekitar isolasi. Arester membentuk

jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul

tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Jalan pintas itu harus sedemikian

rupa sehingga tidak mengganggu aliran arus daya sistem 50 Herz. Jadi pada

kerja normal arester itu berlaku sebagai isolator dan bila timbul surja dia

berlaku sebagai konduktor, jadi melewatkan aliran arus yang tinggi. Setelah

hilang, arester dengan cepat kembali menjadi isolator, sehingga pemutus daya

tidak sempat membuka.

Arester berbeda dengan sela batang, karena arester dapat memutuskan arus

susulan tanpa menimbulkan gangguan. Inilah salah satu fungsi terpenting

arester.

Arester terdiri dari dua jenis, yaitu jenis ekspulsi (expulsion type) atau tabung

pelindung (protector tube) dan jenis katup (valve type).

2.2. 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

6

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.

2.3 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.

2.4 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.

2.5 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%)

7

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.

2.6 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.