FINAL-ForUM Distrtibusi - Presentasi Petir-A

Laboratorium Teknik Tegangan dan Arus Tinggi Gedung Kerjasama PLN-ITB – Jl.Ganesha 10 Bandung 40132 – Tel/Fax. 022 2500995 – [email protected]

Sistem Proteksi Petir &

Grounding pada Jaringan

Distribusi Tenaga Listrik di

PT PLN (Persero) - Indonesia

Kasus ; APJ Bogor

dan APJ Depok

Dr.Ir. Reynaldo Zoro - ITB


2

Pembicara :

Dr.Ir. Reynaldo Zoro

Lab.Teknik Tegangan & Arus Tinggi – Sekolah

Teknik Elektro & Informatika - ITB

Riwayat Pendidikan:

1975 - S1 Teknik Tenaga Listrik ITB

1982 - S2 Tek.Teg. Tinggi – TU Munich – Jerman

1990 – S2 Tek.Teg. Tinggi – FPS ITB

1999 – S3 TU Munich & FPS ITB


3

Karir Pendidikan & Professional:1978 – Staff Dosen Sekolah Teknik Elektro dan

Informatika (STEI) ITB – Kelompok Keilmuan Ketenagalistrikan ( Power Engineering Research Division)

1992 – Kepala SPP-ITB Gn.Tangkuban Perahu1995 – Direktur Perusahaan milik ITB2002 – Ketua HALTI2003 – Ketua Lab.Teknik Tegangan Tinggi ITB2006 – Member of Chairman of Power Engineering

Division of STEI – ITB

Jabatan Professional :1996 – Angg. Tim Standarisasi DLPE-ESDM

1996 – Anggota CIGRE – France

1996 – Angg. Tim Stand. IEC TC-81

2000 – Angg. Badan Stand.Nasional utk IEC

2007 – Angg. Komite Nasional (KomNas) IEC-BSN


Pengenalan

tentang Petir

Fenomena,Karacteristik &

Sistem Deteksi Petir


5

Petir pada

masyarakat modern

dan fenomena petir di

daerah tropis


6

Lightning on modern society?

Production Function :

Man Power and Equipment,

Safety, Security and

reliability

Infrastructure

Facilities, Electric Power,

Telecommunication, Data

Processing , Instrumentation,

ControlCB Cloud

Modern Society

Single

Simultaneous

Panic

Catastrophic

Damage

Destructions

Lightning

Characteristics

Lightning Protection System1. External Protection

2. Internal Protection

Lightning Detection System1. Real Time : Detection Process, Emergency Planning, Safety, Prediction

2. Historical : LPS Design, Fault Analysis, Reliability, Preventive Maintenance

PREVENTION


7

Latar belakang

Indonesia berada di khatulistiwa dengan aktivitas 100 sampai 200 hari-guruh per tahun.

Makin banyak peralatan berbasis komponen elektronik dan mikroprosesor sehingga sangat rentan terhadap LEMP (Lightning Electromagnetic Pulse)

Karakteristik petir di Indonesia yang berbeda dengan karakteristik petir di luar negeri

Informasi Sistem Proteksi Petir dan Sistem

Deteksi Petir

Target mudah bagi sambaran petir karena

strukturnya yang tinggi dan pada lokasi yang

terbuka.


8

SAMBARAN

LANGSUNG

SAMBARAN TIDAK

LANGSUNG

•Induksi

•Konduksi

•Elevasi Tegangan

•Vessel

•Tower

•Stack

•Kabel

•Bangunan

•Rigs Minyak

•Lapangan Golf

•Manusia, dll….

• Listrik

• Telekomunikasi

• Komputer dan Jaringan

• Instrumen dan Kontrol

seperti, DCS, CCTV, dll...

• Sistem Grounding dan Bonding

Ancaman petir pada masyarakat

modern


9

Fenomena petir di

daerah tropis


10

Proses terbentuknya awan petir

Dibutuhkan udara naik (Up-draft) keatas akibat pemanasan permukaan tanah atau sifat orografis permukaan tanah

Dibutuhkan partikel aerosol (mengambang) yang hygroskopis (menyerap air) dari garam laut atau partikel industri yang naik bersama up-draft

Dibutuhkan udara lembab yang naik keatas untuk pembentukan partikel es (hailstone) di awan


11

0

2,0

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

28

0

-300C

t

KM

Pembentukan sel bermuatan listrik pada

awan petir


12

Pembentukan badai petir dan

ionisasasi natural

Sebagai hasil dari proses elektrifikasi dalam awan, akan terbentuk kuat medan listrik quasi-statis antara awan dan permukaan tanah.


13

Pelepasan muatan listrik dari awan

Begitu ujung lidah petir bergerak mendekat ke tanah, kuat medan listrik pada ujung-ujung struktur diatas tanah akan meningkat dan terjadi ionisasi udara yang menuju ke awan


14

Bagaimana petir menyambar?

Leader & streamer bertemu pada lompatan akhir, sekitar 50 meter

Return stroke terjadi melalui jalur yg sudah terionisasi

Total muatan yang dipindahkan pada sambaran balik sekitar 5 -200 coulomb dalam 0.05 -1.5 detik

Petir ikutan akan melalui jalur yang sama


15MUATAN POSITIF

YANG DIINDUKSIKAN

PETIR

PENGHUBUNG

PUSAT MUATAN NEGATIF PADA

AWAN BERMUATAN

r

LIDAH PETIR DENGAN

INTI PLASMA

Proses sambaran petir ke struktur diatas tanah


16

INTI PLASMA

LIDAH PETIR

RETURN STROKE

PEMBUNGKUS MUATAN

WAKTU

Return stroke setelah lidah pelopor

mencapai tanah


17

DownwardLeader

Return Stroke

Connecting Upward Leader

Strike!

Stepped Leader


Typical lightning discharges


19

Hari Guruh

(Thunderstormdays)


20

Hari guruh (Thunderstormdays)

Isokeraunic level (IKL) ini dipetakan oleh badan meteorologi dunia (WMO)dan juga oleh Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Indonesia

Hari guruh maksimum di beberapa negara :

– Eropa : 30 hari guruh

– Amerika : 100 hari guruh

– Jepang : 80 hari guruh

– Korea : 80 hari guruh

– Australia : 80 hari guruh

– Indonesia : 200 hari guruh


21


22

Kerapatan Sambaran

Petir

(Flash Density)


23

Kerapatan sambaran (GFD)


24

Global lightning worldwide 2000


25

Karakteristik Petir

(Lightning Characteristic)


26

Beberapa Cara mendapatkan

karakteristik petir

1. Observation in situ : Natural Lightning

2. Triggered Lightning : Rocket Initiated

Lightning

3. Laboratory : Long Sparks

4. Electromagnetic Measurement :

Lightning Detection or Location System

5. Modeling : Numerical Simulation


27

Stasiun Penelitian Petir ITB

Gn.Tangkuban Perahu - Natural Lightning


Penelitian Air Terminal ESE di SPP Gunung

Tangkuban Perahu ( 2 tower )

Di foto dari jarak 1000 meter

Untuk pemodelan upward streamer


29

Triggered Lightning & Natural

Lightning


Pengukuran Karaketristik Petir

dengan Roket berkawat

High speed rocket (> 150 m/s)

800 m wire coil

LRS-G: Fully conductive copper wire LRS-A: Conductive copper wire & insulated Kevlar

wire.

Real Lightning Tests: Cachoeira Paulista BrazilE

SE

air

ter

min

al

test

ing


31

Laboratory Test- Rusia


Jaringan Deteksi Petir

Nasional

Sejak tahun 1995 telah digunakan teknologi Lightning Positioning and Tracking System(sistem penentu dan pelacak petir - LPATS) dari Amerika di Indonesia dengan teknik Time of Arrival

Teknologi tersebut dinamakan dengan Jaringan Deteksi Petir Nasional (JADPEN). JADPEN adalah sistem yang mengumpulkan dan mengolah informasi petir di Indonesia.


Cara menentukan posisi yang tepat dari sambaran petir

t1 ,

d1

t2 , d2

t3 , d3

RR1

RR2

RR3

JADPEN


Time of Arrival


KONFIGURASI UMUM JADPEN

JADPEN

SATELIT

Bengkulu

Sukabumi

Yogyakarta

P. Karimun JawaPekalongan

Denpasar

Banjarmasin

VSAT HUB

Cipete

Jakarta

Switch Prosesor

NETMON ARCHIVE

TIS

NETMON

T I S

: NETWORK MONITOR

: TELECOMMUNICATION INTERFACE SYSTEM

P. Pabelokan

CENTRAL ANALYZER

PELANGGAN


The Future Indonesian

Lightning Detection Network

(JADPEN)

Palapa B 2R GPS - USA


ZOOMING

SESUAI YANG

DIINGINKAN

WINDOW Ke 2

WINDOW Ke 3

CONTOH TAMPILAN ALWS

ALWS


38

KARAKTER IMPULS PETIR

Tegangan dan

Kecuraman tinggi

- di/dt

Arus Petir - i

50 kA

Waktu Naik

Cepat

=======>

fTINGGI

1µSec

Ekor

Panjang

==> fRENDAHI

ENERSI TINGGI


Studi & Evaluasi

Sistem Proteksi Petir

pada SUTM

Penggunaan Kawat Tanah,

Pemasangan, Pemilihan Arrester

dan Sistem Grounding


Objek Studi

SUTM 20 kV Penyulang Kapur dan

Penyulang Beton dari Gardu Induk (GI)

Serpong, dibawah operasi Unit Pelayanan

Jaringan (UPJ) Sawangan, Area Pelayanan

Jaringan (APJ) Depok.

SUTM 20 kV Penyulang Hutan dan

Penyulang Rimba dari GI Bunar, dibawah

operasi UPJ Leuwi Liang, APJ Bogor,

PT.PLN (Persero) Distribusi Jabar & Banten


Kondisi Eksisting

Saluran Udara

Karakteristik Petir dari Data

Petir (JADPEN) Kondisi Teknis

SUTM terpasang


Pemetaan Jaringan


Pengambilan Data

Ada dua macam kriteria pengamatan. Untuk

statistik arus puncak, dan statistik

sambaran berulang dilakukan pengamatan

pada keseluruhan daerah

– Waktu Pengamatan : 1 Januari 1999 sampai

dengan 31 Oktober 2002 (46 bulan)

– Titik Tengah Pengamatan : -6.5229 S 106.6817 E

– Luas Daerah Pengamatan : 150 km x 150 km


Pengambilan Data

Sedangkan untuk statistik harian dan bulanan, kerapatan sambaran dan peta sambaran dilakukan pengamatan per penyulang – Waktu Pengamatan : 1 Januari 1999 sampai

dengan 31 Oktober 2002

– Luas Daerah Pengamatan : 30 km x 30 km

– Titik Tengah Pengamatan : Penyulang Kapur dan Penyulang Beton : -6.4147 S

106.7010 E

Penyulang Hutan : -6.6066 S 106.5259 E

Penyulang Rimba : -6.4376 S 106.5417 E


45

FLASH DENSITY P.JAWA


FLASH DENSITY JAWA BARAT


Flash Density Penyulang Hutan

Penyulang

Hutan, APJ

Bogor

Ng = 14.21

sambaran/

km2/thn


Peta Sambaran Petir

Penyulang Hutan


Variansi Bulanan

Penyulang Hutan


Statistik Harian

Penyulang Hutan


Statistik Harian

Penyulang Rimba


Kondisi Eksisting

Saluran Udara

Kondisi Eksisting Sistem

Proteksi Petir yang Terpasang

pada Jaringan dan Trafo


Survei Lapangan

Mengetahui existing kondisi inventarisasi peralatan pada jaringan tegangan menengah yang meliputi : pencatatan dan pemotretan jenis isolator di tiang, jenis arrester, jenis trafo, konduktor, jenis sistem pentanahan yang dipergunakan, cara pentanahan kawat tanah, tiang kabel naik, PMT (Load Break Switch), recloser dan lainnya

Pengukuran jarak, tinggi dan lebar objek-objek (pohon atau bangunan) di sepanjang SUTM.

Pemotretan instalasi peralatan di SUTM.

Pengukuran koordinat tiang dengan unit GPS

Pengukuran tahanan pentanahan


Penyulang Hutan


Data Gangguan


Berdasarkan Data Gangguan akibat

Sambaran Petir


Gangguan “Sure

Lightning”


Gangguan yang berkorelasi

dengan sambaran petir


Sumber Gangguan

pada Jaringan

Tegangan Menengah

& Transformator


Gangguan Akibat Petir

pada SUTM

Jumlah gangguan pada saluran udara di dekati dengan jumlah flashover pada isolator akibat tegangan lebih yang ditimbulkan oleh sambaran petir

Dinyatakan dalam lightning performance = gangguan/100km/tahun

Setiap flashover belum tentu menyebabkan gangguan, tetapi akan menurunkan performance saluran (seperti penuaan / aging pada isolator)


Sambaran petir dibagi dua, yaitu sambaran

langsung dan tidak langsung

Sambaran langsung adalah sambaran yang

mengenai struktur saluran seperti kawat

tanah, kawat phasa atau tower

Sambaran tidak langsung adalah sambaran

ke tanah di dekat saluran yang

menginduksikan tegangan lebih pada

saluran tersebut


pada SUTM


Back Flashover : flashover pada isolator karena tegangan lebih yang ditimbulkan sambaran langsung ke kawat tanah atau tower

Shielding Failure Flashover : flashover pada isolator karena tegangan lebih yang ditimbulkan sambaran langsung ke kawat phasa

Induced Flashover : flashover pada isolator karena tegangan lebih yang ditimbulkan sambaran tidak langsung


pada SUTM


Shielding

Failure

Flashover

Back

Flashover

Induced

Over voltage


Direct Strikes :

Shielding by Nearby

Structure or Trees


Indirect Strokes :

Induced Over voltage


Grounding Disatukan :

Arrester, Titik Netral Trafo &

Kawat Tanah


Aresster pada TM & TR :

Arus Petir Mengalir Dari Beban


79


Petir pada jaringan

listrik


82


Broken transformator


Sistem Proteksi SUTM

Terhadap Gangguan

Petir


Parameter Petir

Kerapatan sambaran :

Number Flash to Ground (Ng) atau Ground

Flash Density (GFD)

Arus Puncak (kA)

Bentuk Gelombang : waktu muka, waktu

punggung, time to rise, panjang gelombang

Kecuraman Gelombang (kA/s)


Parameter Saluran

Isolator : Basic Insulation Level (BIL) dan CFO (Critical Flashover), bentuk atau tipe, bahan

Konfigurasi kawat : kawat phasa, kawat tanah, kawat netral

Tiang : tinggi, bentuk, bahan

Kawat : diameter, jari-jari, bahan, type

Grounding : Rdc, Zimpulse, soil resistivity, type atau bentuk grounding, lead grounding


Parameter Saluran

Arrester : span arrester, line arrester,

lightning arrester

Faktor perlindungan : komposisi struktur

atau pohon di sepanjang saluran

Kondisi lingkungan : topografi, letak,

ketinggian, polutan, kelembapan,

penggaraman, lumut, cuaca, iklim


Sambaran Langsung

Untuk saluran tanpa sistem proteksi sama

sekali (kawat tanah, arrester), daerah

sambaran petir = jumlah gangguan

(flashover/100km/thn) = N

Untuk saluran dengan sistem proteksi,

jumlah gangguan adalah fungsi probabilitas

distribusi arus puncak minimal yang

menyebabkan isolator flashover = P%(I) x N


Sambaran Tidak Langsung

Ancaman gangguan pada SUTM 80%

akibat induksi dan 20% akibat

sambaran petir langsung

Pemakaian kawat tanah mengurangi

kemungkinan flashover karena induksi

sebesar

1 kawat tanah sampai 33%

2 kawat tanah sampai 66%


Tingkat Isolasi Saluran

BIL : 90% withstand, 10% flashover

CFO : 50% withstand, 50% flashover

Dipengaruhi oleh : – Kondisi atmosfer termasuk kondisi udara,

kelembaban, curah hujan, dan pengotoran isolatir krn lingkungan & atmosfer.

– Polaritas dan tingkat kenaikan tegangan

– Faktor fisik seperti bentuk isolator, bentuk logam, susunan isolator (disusun vertical, horizontal atau dengan sudut tertentu)


Sudut Lindung

Pada dasarnya pada kasus tegangan

menengah kawat tanah tidak dirancang untuk

melindungi kawat phasa, namun lebih banyak

berperan dalam mereduksi tegangan induksi

Semakin dekat kawat tanah ke kawat phasa,

semakin besar faktor perlindungan kawat tanah

Namun keberadaannya dengan sudut lindung

45o atau lebih kecil, dapat mengurangi

sambaran langsung

Dapat dihitung dengan konsep Elektrogeometri


Sudut Lindung


Perhitungan Angka

Gangguan SUTM Akibat

Petir : Kondisi Eksisting

dan Alternatif

Peningkatan


Rekapitulasi Perhitungan

Gangguan : Kondisi Eksisting


Skenario Peningkatan


Rekapitulasi Perhitungan

Gangguan : Improvement


Presentase

Pengurangan Flashover


Rekapitulasi

“Lightning Performance”


Kesimpulan


Kondisi Eksisting

Terdapat isolator yang berlainan

jenis/type dalam satu tiang. Perbedaan

jenis isolator ini tentunya dapat

membuat BIL isolator berbeda.

Flashover dapat terjadi pada isolator

yang mempunyai BIL terendah


Kondisi Eksisting

Beberapa peralatan dan instalasi pada saluran masih belum dilengkapi arrester atau arrester dalam kondisi rusak dan grounding arrester yang menggantung (tidak terhubung ke tanah). Hal ini terlihat pada tiang LBS dan pada beberapa tiang awal (kabel).

Tanpa arrester, tegangan lebih akan terjadi ada jointing kabel atau isolator LBS yang berbeda jenis dengan isolator saluran.


Kondisi Eksisting

Pemasangan arreter yang kurang baik

di tiang yang tersambung ke kabel

(umumnya tiang awal).

Lead arrester terlalu panjang dan

diletakkan setelah jointing kabel


Kondisi Eksisting

Pemasangan arreter yang kurang baik di

tiang yang terdapat trafo dan fuse cut off.

Lead arrester terlalu panjang sehingga tidak

proteksi fuse cut off itu sendiri

Kabel grounding trafo dan arrester dipisah.

Pemisahan kabel grounding ini dapat

menyebabkan back-flashover di trafo.


Kondisi Eksisting

Andongan kawat phasa yang rendah, yang biasanya disisipi tiang penumpu dengan isolator kecil

Tiang utama dan tiang penumpu yang miring

Cleareace atau right of way yang tidak benar, karena saluran masih tertutup atau oleh dahan pepohonan


Rekomendasi


Perbaikan Tanpa Penambahan

atau Instalasi Sistem Proteksi

Petir Baru

Isolator-isolator pada tiang harus sejenis atau mempunyai BIL yang sama.

Mengganti arrester yang rusak serta memperbaiki grounding arrester yang tidak benar

Lead arreter sebaiknya sependek mungkin baik pada tiang yang terdapat kabel, maupun pada tiang yang terdapat trafo dan fuse cut off.

Kabel grounding trafo dan arrester sebaiknya menyatu atau tidak terpisah.

Memperbaiki andongan kawat yang rendah, dengan menarik kawat dan mengganti isolator menjadi isolator tarik atau dead end


Perbaikan Dengan Penambahan


Petir Baru

Peningkatan Terhadap Sambaran Langsung

Pemasangan kawat tanah (di atas saluran

atau di bawah saluran) dengan tahanan

tanah yang sekecil mungkin

Pemasangan arrester yang lebih rapat

(jumlah gawang antar arrester diperkecil)

Kombinasi kedua cara di atas


Perbaikan Dengan Penambahan


Petir Baru

Peningkatan Terhadap Sambaran Tidak Langsung

Mempertinggi tingkat isolasi baik isolator dan bila perlu tiangnya

Meningkatkan jumlah arrester pada jumlah gawang tertentu

Menambah arrester pada tiang-tiang yang isolatornya mempunyai BIL yang rendah

Menambahkan kawat tanah (dapat di atas saluran maupun di bawah saluran)


Penngkatan LPS


Kawat Tanah


Perbaikan Perilaku Petir

(Lighting Performance)

Pada SUTM 20 kV dengan

Cara

Pemasangan Kawat

Pelindung*

*) dari PT PLN (Persero)

Unit Distribusi Cabang Depok


Gambar Sketsa Pelindung Petir

Keterangan :

1. Kawat Pelindung Petir

2. Rangka Penyangga type “A”

1

2


Rekomendasi 3. Pemasangan Kawat Tanah


Evaluasi Data Gangguan Penyulang Kapur

Bulan Kali Gangguan

2001 (sebelum)

Kali Gangguan

2002 (sebelum)

Kali Gangguan

2003 (setelah)

Januari 9 19 6

Pebruari 16 8 5

Maret 15 15 5

April 15 12 5

Mei 13 4 3

Juni 8 10 2

Juli 5 7 2

Agustus 2 9 1

September 7 11 2

Oktober 17 7 3

November 4 21 2

Desember 6 13 3

Jumlah 117 136 39

kWh tdk tersalurkan

299.161


Instalasi Arrester


Lightning Arrester

Arrester dipasang harus sesuai denganspesifikasi.

Pemasangan arrester diprioritaskan padasaluran utama sedemikian rupa sehinggasebaran posisi arrester merata.

Arrester harus dipasang vertikal dan ditanahkanmelalui pole.

Line atau distribution arresters berfungsi sebagaipemotong tegangan lebih dan sekaligus sebagaialat proteksi untuk mencegah flashover daninterupsi pelayanan daya.

Disarankan untuk mengetanahkan surge arrester yang terpasang di saluran 20 kV melaluikonduktor daripada melalui tubuh pole, agar tegangan proteksi arrester mendekati Udisch

yang dispesifikasikan fabrik.


Pemilihan dan Jarak Lindung

Arrester

Untuk tegangan Sistem 20 kV

I. Pemilihan arrester

1. Tegangan kerja arrester :

UA = Tegangan rms phasa ke phasa x 1.10 x koefisien pentanahan

UA = 20 x 1.10 x 0.8 = 17.6 utk system yg ditanahkan langsung

UA = 20 x 1.10 x 1 = 22.2 kV utk system yg ditanahkan tidak langsung

Lihat table characteristics of LA, ambil tegangan kerja arrester 25 kV

2. Arus nominal : tegangan system 20 kV < 70 kV, maka In = 5 kA, kelas heavy atau light duty

3. Tegangan percikan frekuensi jala-jalaMenurut standard Inggris (B.S) : Tegangan percikan frekuensi jala-jalaminimum = 1.6 x 20 = 32 kV

Menurut standard IEC : Tegangan percikan frekuensi jala-jala minimum =1.5 x 20 = 30 kV (masih lebih kecil dari existing LA 40 kV – Cooper)


4. Tegangan kerja impuls arrester

lihat table 3 Maximum Impulse Sparkover Test Voltage untuk

kelas 5 kA, ULA = 80 kV (existing LA 39 kV, lebih baik)

5. Tegangan sisa arrester

Lihat table 4 Maximum Residula Voltage utk kelas 5 kA,

UR = 64 kV

6. Arus pelepasan maksimum arrester

Lihat table point III.6, utk kelas 5 kA : Imax = 65 kA

II. Jarak lindung arrester

BIL trafo < 500 kVA UT = 110 kV

di/dt = 30 kA/s (local) ; v = 300 m/µs

= 300 ohm (rata-rata)

dU/dt = . di/dt = 300.30 kV/dt

maka :L = (UT – ULA).V/(2dU/dt) =

L = (110 - 80).300/(2.300.30) = 0.5 m


Dimana :

dan

L = jarak lindung maksimum dari posisi LA ke peralatan yang diproteksi [m]

UT = tegangan BIL peralatan, missal trafo [kV]

UA = tegangan pengenal arrester [kV]

V = kecepatan rambat gelombang : di udara 300 [m/s], di kabel 300/r [m/s]

= impedansi surja : hantaran udara 200 – 500 ohm, kabel 30 – 80 ohm

dU/dt = kecuraman gelombang tegangan datang [kV/s]

di/dt = kecuraman gelombang arus datang [kA/s]

dt

di

dt

dU

L

V

dt

dU2

UUL AT


Gambar Jarak Lindung

Arrester


Instalasi

LA pada

Tiang Akhir


Instalasi Lead Grounding LA

dan Grounding Trafo


PEMILIHAN DAN LETAK

ENANGKAP PETIR

Terminal pentanahan dari penangkap petir harus dihubungkan

ke tangki trafo atau armoured kabelmencegah kenaikan

tegangan akibat perbedaan induktansi lead penangkap petir

alat yang diindung.

REA

RT REA.T


Spesifikasi LA

Tegangan kerja arrester (Nominal Voltage Arrester), UA = 20 kV

Arus pelepasan nominal (Nominal Discharge Current), In = 10 kA

Kelas distribusi arrester (Arrester Distribution Class) : Jenis arrester yang direkomendasikan adalah yang mempunyai kelas Heavy Duty Arrester.

Tegangan percikan frekuensi jala-jala minimum (Power Frequency Spark Over Voltage), UPFOV = 31.5 kV

Tegangan Percikan Impuls Maksimum (Maximum Impuls Spark Over Voltage), ULA = 76 kV

Tegangan sisa arrester (Maximum Residual Voltage), UR = 76 kV

Arus pelepasan maksimum arrester (Maximum Discharge Current), Imax = 100 kA

Tegangan potong maksimum (Maximum Cut Off Voltage),

UMCOV = 17 kV

Jarak lindung arrester maksimum, L = 1.48 m (adalah jarak maksimum lead arrester ke alat yang dilindungi atau ke sambungan kabel dengan kawat, untuk BIL trafo >500 kVA = 150 kV, di/dt (50%) = 25 kA/s)


Sistem Grounding

Gardu Tiang


Grounding

Di dalam proteksi petir untuk SUTM semakin kecil

tahanan pentanahan (Impuls) maka akan semakin

baik terutama sekali untuk sistim SUTM yang

menggunakan kawat tanah. Semakin kecil tahanan

pentanahan maka kemungkinan terjadinya

flashover akan semakin kecil.

Jenis grounding untuk tiap tiang agar diperoleh

tahanan tanah yang baik dapat berupa: batangan

(rod) atau pipa dari bahan besi atau ring dari kawat.

Jenis Gronding terbaik adalah Grounding Fondasi


Natural

Grounding

Metoda pentanahan dengan memanfaatkan struktur pondasi tower

Tulang beton fondasi dapat dimanfaatkan sebagai elektroda grounding

Elektroda dalam beton menghasilkan impedansi grounding lebih kecil dari pada elektroda yang ditanam langsung

Awet, bebas perawatan, juga ‘safe & secure’


Observasi

Sambaran Petir di

SUTM


Observasi Sambaran

Petir

Memasang lightning event counter dan alat ukur pita magnetik pada lead grounding lightning arrester dan line arrester

Memasang lightning flash counter

Memasang on/off counter

Memasang kamera dan video recorder untuk merekam sambaran petir


Instalasi

APM &

Counter


APM dan LEC


Sistem monitoring (APM &

LEC)

APM

LEC

Panel Control


Prinsip Kerja APM


Pembacaan APM Kasus 18

Januari 2005 di Tiang P.BTN 61

Untuk kasus sambaran petir di SUTM 20 kV Penyulang Beton, 1 unit APM dipasang pada bagian bawah terminasi down conductor N2XSY 50 mm2 dari Line Arrester. APM tersebut dipasang pada tanggal 8 Januari 2005 dan diambil pada tanggal 18 Januari 2005 dengan LEC yang mencacah 1 (perubahan counter 002 menjadi 003).


Oscllogram IEC Type I


Hasil Pembacaan

Rata-rata arus petir = 9 kA


Penempatan Alat di Penyulang

Kapur


Hasil Rekaman

Video

Petir di Penyulang Kapur, 27

Januari 2005, pukul 17.00 WIB

(durasi + 3 mnt)


Video Camera dan Recorder


Flashover on power

lines


Sistem Proteksi Petir

pada SUTM di daerah

dengan kerapatan

sambaran Petir tinggi


Kerapatan Kejadian Petir tahun 2001

- PT.CALTEX PACIFIC INDONESIA


164

Extended Pole


165

Free standing mast & extended mast


Installation of EMT

Installation of Extended Mast Terminal - EMT


Extended

Mast Tower

(EMT)

Tower 103

500 kV Line

Paiton - Kediri


Lightning Event Counter and

Peak Current Measurement

Installation – LEC & PCM


Sambaran Petir ke EMT pada

Tower 103 & besar arus petir

NO DATE CURRENT (kA)

1 6 February 2007 26

2 12 February 2007 38

3 15 March 2007 28

4 14 November 2007 54

16 December 2007 46

6 8 January 2008 22

7 28 February 2008 28

8 1 Maret – 1 April 2008 ( 7 sambaran ) 63 (maks)


170


Kesimpulan ;

Apa yang perlu diperbaiki, tingkatkan &

diseragamkan ?

Pemasangan Kawat Tanah

Pemasangan & penyeragaman Isolator

dengan benar

Sistem grounding ditingkatkan

Pemilihan dan penentuan rating arrester

yang benar & pemeliharaan

Pemasangan Arrester di Jaringan

Lokasi/posisi pemasangan arrester

yang benar


Jika masih terdapat gangguan ?

Menggunakan cara

Non-konvensional ;

Pemasangan APM dan Counter

dengan kabel di tiang akhir atau

beberapa tiang tertentu

Pemakaian Extended Mast (EMT) atau

Free Standing Mast (FSM)

Pemakaian data petir dari Jaringan

Deteksi Petir yang intensif


Flash Over

Feb 96, Los Angeles

Man High On PCP

Touches High Voltage Wire

- 16,600 V!

Man Thrown Clear

- Survived!

Arm

Legs

Side Flash

Most Of Current“Flashed Over”

The Outside Of His Body,Super-Heated The Air,

But Not HimHe Is Inside The Fireball!


Terimakasih…

Selamat Bekerja

mambangun bangsa

Dr. Reynaldo ZoroLaboratorium Teknik Tegangan dan Arus Tinggi

Sekolah Teknik Elektro & Informatika (STEI)

Institut Teknologi Bandung

Gedung Kerjasama PLN – ITB

Jl. Ganesha 10 Bandung 40132

Tel/Fax. 022 2500995

E-mail : [email protected]

[email protected]

mailto:[email protected]

FINAL-ForUM Distrtibusi - Presentasi Petir-A

Documents

Transcript of FINAL-ForUM Distrtibusi - Presentasi Petir-A