INSTITUT TEKNOLOGI - PLN ANALISIS PEMASANGAN …

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

ANALISIS PEMASANGAN ARCING HORN PADA SALURAN

TRANSMISI 150 KV DI GARDU INDUK BEKASI - HARAPAN INDAH

PROYEK AKHIR

DISUSUN OLEH :

PANDRI SETIAWAN

2017-71-043

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Proyek Akhir dengan Judul


TRANSMISI 150 KV DI GARDU INDUK BEKASI – HARAPAN INDAH

Disusun Oleh :

PANDRI SETIAWAN

NIM : 2017-71-043

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN


Jakarta, 23 Juli 2020

Disetujui,

Pembimbing Utama

(Dr. Ir. Pawenary, M.T., IPM., MPM)

Pembimbing Pendamping

Mengetahui,

Kepala Program Studi Diploma III

Teknologi Listrik

(Retno Aita Diantari, S.T., M.T.)

(M. Nur Qosim, S.T., M.T.)

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Pandri Setiawan

NIM : 2017-71-043

Prodi : DIII Teknologi Listrik

Judul Proyek Akhir : Analisis Pemasangan Arcing Horn Pada Saluran Transmisi

150 kV di Gardu Induk Bekasi – Harapan Indah

Tim Penguji Jabatan Tanda Tangan

Ketua Sidang

Sekretaris Sidang

Anggota Sidang

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada Program Studi

Diploma III Teknologi Listrik Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Institut Teknologi - PLN pada tanggal 10 Agustus 2020.

Mengetahui :

Kepala Program Studi Diploma III Teknologi Listrik

(Retno Aita Diantari, S.T., M.T.)

1. Erlina, S.T., M.T.

2. Retno Aita Diantari, S.T., M.T.

3. Suwarno, IR., M.T.

iv


TRANSMISI 150 KV GARDU INDUK BEKASI – HARAPAN INDAH

Pandri Setiawan, 2017-71-043

Dibawah bimbingan Dr. Ir Pawenary, M.T., IPM., MPM. dan

M. Nur Qosim, S.T., M.T.

ABSTRAK

Saluran udara Tegangan Tinggi (SUTT) dari pusat pembangkit ke pusat gardu induk apabila melewati daerah yang potensi sambaran petirnya sangat tingi, maka peluang terkena sambaran petir akan besar. Peralatan proteksi listrik pada saluran udara tegangan tinggi yang ekonomis dan sederhana yang dapat mengamankan surja petir adalah Arcing horn yang mampu memotong tegangan implus petir secara pasif tetapi tidak dapat memadamkan dengan sendirinya. Maka diperlukan sebuah recloser untuk pengaman arus lebih, dikarenakan hubung singkat , dimana recloser ini memutus arus dan menutup kembali secara otomatis dengan waktu yang dapat diatur dengan setting interval recloser untuk mengamankan sistem dari ganguan yang bersifat temporer. Maka dari itu dilakukan penelitian analisis pemasangan arcing horn pada saluran transmisi 150 kV gardu induk bekasi – harapan indah. Jenis penulisan proyek akhir ini adalah metode kuantitatif dengan tahap penelitian studi literatur, pengambilan data, pengolahan data, analisa dan pembuatan proyek akhir. Jarak antara Isolator dengan arcing horn adalah 75% - 85% dengan jarak 1 keping 13 cm dengan total satu renceng 9 keping jadi jarak arcing horn yang dizinkan adalah 0,877 meter – 0,994 meter dan pentanahan pada tower D 11 sebesar 1,17 ohm.

Kata Kunci : Transmisi, Arcing horn, Recloser, Pentanahan.

v

ANALYSIS OF ARCING HORN INSTALLATION IN 150 KV TRANSMISSION LINE OF BEKASI - HARAPAN INDAH

SUBSTATION

Pandri Setiawan, 2017-71-043

Under Guidance of Dr. Ir Pawenary, M.T., IPM., MPM and M. Nur Qosim, S.T., M.T.

ABSTRACT

High Voltage Power Line from the power plant to the substation, if it passes through an area with a very high potential for lightning strikes, then the chance of being hit by a lightning strike will be great. An economical and simple electrical protection device in high-voltage overhead lines that can secure a lightning surge is an arcing horn that is able to passively cut the lightning implant voltage but cannot extinguish itself. So a recloser is needed for overcurrent protection, due to a short circuit, where this recloser cuts the current and closes automatically with a time that can be adjusted with the recloser interval setting to secure the system from temporary disturbances. Therefore, an analysis of the installation of arcing horns was carried out on the 150 kV transmission line at the Bekasi substation - Harapan Indah. This type of final project writing is a quantitative method with the research stage of literature study, data collection, data processing, analysis and final project creation. The distance between the isolator and the arcing horn is 75% - 85% with a distance of 1 piece 13 cm with a total of one plan 9 pieces so the permissible distance arcing horn is 0.877 meters - 0.994 meters and grounding on tower D 11 is 1.17 ohms.

Keywords : Transmission, Arcing horn, Recloser, Grounding.

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

Sebagai civitas akademika Institut Teknologi – PLN, saya yang bertanda tangan di

bawah ini :


NIM : 201771043

Fakultas : Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Program Studi : Diploma III Teknologi Listrik

Jenis Karya : Proyek Akhir

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan

kepada Institut Teknologi – PLN Hak Bebas Royalti Non Ekslusif (Non exclusive

Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya berjudul :

ANALISIS PEMASANGAN ARCING HORN PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV

DI GARDU INDUK BEKASI – HARAPAN INDAH beserta perangkat yang ada (jika

diperlukan). Dengan hak bebas royalti non ekslusif ini InstitutTeknologi – PLN

berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan

data (database), merawat, dan mempublikasikan Proyek Akhir saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.


Yang menyatakan,

Pandri Setiawan

(NIM : 2017-71-043)

vii

KATA PENGHANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah subhanahu wa ta’ala yang

telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya kepada kita, sehingga penulis bisa

menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan tepat waktu, yang diberi Judul “Analisis

Pemasangan Arcing Horn pada Saluran Transmisi 150 kV di Gardu Induk Bekasi –

Harapan Indah.

Tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini guna memenuhi salah satu syarat

untuk bisa menyelsaikan program studi dan mendapat gelar Ahli Madya di Program

Studi Diploma III Teknologi Listrik, Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi

Terbarukan, Institut Teknologi PLN, Jakarta.

Didalam pengerjaan Tugas Akhir ini telah melibatkan banyak pihak yang sangat

membantu dalam banyak hal. Oleh sebab itu, disini penulis sampaikan rasa terima

kasih sedalam-dalamnya kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Pawenary, MT., IPM,. MPM selaku dosen pembimbing utama

2. Bapak Muchamad Nur Qosim, ST.,MT selaku dosen pembimbing kedua

3. Bapak Ahmad Junaidi, Mas Jery, Abang Yudha dan Abang Dede selaku

karyawan PT PLN (Persero) Pusat sertifikasi

4. Bapak, Ibu, Kakak, Adik, Sahabat dan rekan seperjuangan tercinta yang tiada

henti memberi dukungan dan motivasi kepada penulis.


Pandri Setiawan

NIM : 201771043

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI .............................................................. ii

PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR ..................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................................ iv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ..................................... vi

KATA PENGHANTAR ......................................................................................... vii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii

DAFTAR RUMUS .................................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2 Permasalahan Penelitian ........................................................................ 1

1.2.1 Identifikasi Masalah ...................................................................... 2

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah ............................................................... 2

1.2.3 Rumusan Masalah ........................................................................ 2

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................... 2

1.3.1 Tujuan Penelitian .......................................................................... 2

1.3.2 Manfaat Penilitian ......................................................................... 3

1.4 Sistematika Penulisan ............................................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................... 4

2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................... 4

2.2 Landasan Teori ....................................................................................... 4

2.2.1 Saluran Transmisi ......................................................................... 4

2.3 Current Carrying (Pembawa Arus) .......................................................... 5

2.4 Penghantar Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) ............................. 5

2.4.1 Konduktor ACSR .......................................................................... 5

ix

2.4.2 Konduktor TACSR ........................................................................ 6

2.4.3 Konduktor ACCC .......................................................................... 6

2.5 Keunggulan Konduktor ACCC ................................................................ 7

2.6 Jumper Joint ........................................................................................... 8

2.7 Jumper Konduktor ................................................................................... 8

2.8 Isolator .............. .................................................................................... 9

2.8.1 Karakteristik Elektrik ..................................................................... 9

2.8.2 Karakteristik Mekanik ................................................................... 9

2.9 Isolator keramik ....................................................................................... 9

2.10 Non keramik .......................................................................................... 10

2.10.1 Isolator kaca .............................................................................. 10

2.10.2 Isolator Polymer ......................................................................... 10

2.11 Isolasi Udara (Ground Clearance)......................................................... 11

2. 12 Struktur ...... ......................................................................................... 12

2.12.1 Besi Siku Tower.......................................................................... 12

2.12.2 Tiang Penegang (Tension Tower) .............................................. 12

2.12.3 Tiang Sudut (Angle Tower) ......................................................... 12

2.12.4 Tiang Akhir (Dead End Tower) ................................................... 13

2.12.5 Tiang Penyangga (Suspension Tower) ...................................... 13

2.12.6 Tiang Penyekat (Section Tower) ................................................ 13

2.12.7 Tiang Transposisi ....................................................................... 13

2.12.8 Tiang Gatry ................................................................................ 14

2.12.9 Tower Kombinasi ....................................................................... 14

2.13 Jenis - jenis Tower ................................................................................ 14

2.13.1 Tiang Pole .................................................................................. 14

2.13.2 Tower latice ................................................................................ 15

2.14 Baut dan Mur Pada Tower .................................................................... 17

2.15 Penghubung (Juction) ........................................................................... 17

2.15.1 Suspension Clamp ..................................................................... 17

2.15.2 Strain Clamp .............................................................................. 18

x

2.15.3 Dead End Compression ............................................................. 18

2.15.4 Socket Clevis ............................................................................. 18

2.15.5 Bolt Clevis .................................................................................. 19

2.15.6 Triangle Plate ............................................................................. 19

2.15.7 Triangle Plate Link ..................................................................... 19

2.15.8 Square Plate .............................................................................. 20

2.15.9 Shackle ...................................................................................... 20

2.15.10 Link Adjuster ............................................................................ 20

2.16 Pengaman Getaran yang disebakan oleh angin ................................... 21

2.16.1 Spacer ........................................................................................ 21

2.16.2 Armour Rod ................................................................................ 21

2.16.3 Counter Weight .......................................................................... 21

2.16.4 Vibration Damper ....................................................................... 22

2.17 Penghalang bahaya dari mahluk hidup ................................................. 22

2.17.1 Penghalang Panjat ..................................................................... 22

2.17.2 Plat Rambu Bahaya ................................................................... 23

2.18 Pengaman dari Kemungkinan Gangguan Luar .................................... 23

2.18.1 Bola Rambu ............................................................................... 23

2.18.2 Lampu Penerbangan (Aviation Lamp) ........................................ 24

2.19 Pengaman urat konduktor ..................................................................... 24

2.91.1 Repair Sleeve .......................................................................... 24

2.19.2 Armour Rod Span .................................................................... 25

2.20 Pengontrol ............................................................................................ 25

2.20.1 Papan informasi ......................................................................... 25

2.20.2 Tangga Panjat (Step Bolt) .......................................................... 25

2.21 Pengaman Dari Gangguan Petir ........................................................... 26

2.22 Arcing Horn ........................................................................................... 26

2.23 Gandengan Arcing Horn ....................................................................... 27

2.24 Proses Terjadinya Petir ......................................................................... 27

2.24.1 Ganguan Akibat Petir ................................................................. 28

xi

2.25 Spesifikasi Dari Suatu Gelombang Berjalan ......................................... 29

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................... 31

3.1 Perancangan penelitian ........................................................................ 31

3.1.1 Penepatan GSW (Ground Steel Wire) dan OPGW .................... 31

3.1.2 Jenis Isolator ............................................................................... 31

3.1.3 Karakteristik Mekanik ................................................................. 32

3.1.4 Karakteristik listrik ....................................................................... 32

3.2 Arcing Horn Sebagai Pengaman Surja ................................................. 32

3.2.1 Pengertian Arcing Horn .............................................................. 33

3.2.2 Cara Kerja Arcing Horn .............................................................. 33

3.2.3 Karakteristik Arcing Horn ............................................................ 33

3.2.4 Keuntungan dan Kerugian Arcing Horn ...................................... 34

3.2.5 Perbedaan Arcing Horn Dengan Arrester ................................... 34

3.3 Teknik Analisis ...................................................................................... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 37

4.1 Hasil ........ ............................................................................................ 37

4.1.1 Data Pendukung SUTT Bekasi – Harapan Indah ....................... 38

4.2 Pembahasan ......................................................................................... 38

4.2.1 Pemasangan Arcing Horn Pada Isolator .................................... 38

4.2.2 Analisis Hasil Pemasangan Arcing Horn Sebelum Pengujian .... 39

4.2.3 Analisis Hasil Pemasangan Arcing Horn Sesudah Pengujian .... 41

4.2.4 Analisis Pengukuran Pembumian pada Tower ........................... 42

4.2.5 Analisis Peran Dari Recloser Pada SUTT .................................. 43

4.3 Implikasi Penelitian ............................................................................... 44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 45

5.1 Kesimpuan ............................................................................................ 45

5.2 Saran .... .............................................................................................. 45

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 46

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ................................................................................ 47

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Standar Jarak Aman/ ROW ................................................................... 11

Tabel 4. 1 Saluran Udara Tegangan Tinggi G.I Bekasi - Harapan Indah................ 38

Tabel 4. 2 Data pemasangan arcing horn sebelum pengujian ............................... 39

Tabel 4. 3 Data pemasangan arcing horn sesudah pengujian ............................... 41

Tabel 4. 4 Data Hasil Pentanahan tower ............................................................... 42

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Konduktor ACSR ................................................................................. 6

Gambar 2. 2 Konduktor TACSR ............................................................................... 6

Gambar 2. 3 Konduktor ACCC ................................................................................. 7

Gambar 2. 4 Jumper Joint ....................................................................................... 8

Gambar 2. 5 Jumper Konduktor ............................................................................... 8

Gambar 2. 6 Isolator Keramik .................................................................................. 9

Gambar 2. 7 Isolator Kaca ..................................................................................... 10

Gambar 2. 8 Isolator Polimer ................................................................................. 10

Gambar 2. 9 Tower Tension .................................................................................. 12

Gambar 2. 10 Tiang Sudut ..................................................................................... 12

Gambar 2. 11 Tiang Transposisi ............................................................................ 13

Gambar 2. 12 Tiang Gatry ..................................................................................... 14

Gambar 2. 13 Tiang Kombinasi ............................................................................. 14

Gambar 2. 14 Tiang Pole ....................................................................................... 15

Gambar 2. 15 Tower Delta ..................................................................................... 15

Gambar 2. 16 Tower Ziq - Zaq ............................................................................... 16

Gambar 2. 17 Tower Piramid ................................................................................. 16

Gambar 2. 18 Baut dan Mur pada Tower ............................................................... 17

Gambar 2. 19 Suspension Clamp .......................................................................... 17

Gambar 2. 20 Strain Clamp ................................................................................... 18

Gambar 2. 21 Dead End Compression .................................................................. 18

Gambar 2. 22 Socket Clevis .................................................................................. 18

Gambar 2. 23 Bolt Clevis ....................................................................................... 19

Gambar 2. 24 Triangle Plate .................................................................................. 19

Gambar 2. 25 Triang Plate Link ............................................................................. 19

Gambar 2. 26 Square Plate ................................................................................... 20

Gambar 2. 27 Shackle ........................................................................................... 20

Gambar 2. 28 Link Adjuster ................................................................................... 20

Gambar 2. 29 Spacer ............................................................................................. 21

ix

Gambar 2. 30 Armour Rod ..................................................................................... 21

Gambar 2. 31 Counter Weight ............................................................................... 21

Gambar 2. 32 Damper ........................................................................................... 22

Gambar 2. 33 Penghalang Panjat .......................................................................... 22

Gambar 2. 34 Plat Rambu Bahaya ........................................................................ 23

Gambar 2. 35 Bola Lampu ..................................................................................... 23

Gambar 2. 36 Lampu Penerbangan pada Malam Hari .......................................... 24

Gambar 2. 37 Repair Sleeve ................................................................................. 24

Gambar 2. 38 Armour Rod Span ........................................................................... 25

Gambar 2. 39 Plat Informasi Tower ....................................................................... 25

Gambar 2. 40 Tangga Panjat ................................................................................. 25

Gambar 2. 41 Bagian yang Bertegangan ............................................................... 26

Gambar 2. 42 Bagian yang Tidak Bertengan ......................................................... 26

Gambar 2. 43 Gandengan Arcing Horn ................................................................. 27

Gambar 2. 44 Spesifikasi Gelombang Berjalan ..................................................... 28

Gambar 2. 45 Macam-macam Gelombang Surja ................................................... 30

Gambar 3. 1 Penepatan GSW dan OPGW.............................................................31

Gambar 3. 2 Karakteristik Isolasi ......................................................................... 32

Gambar 3. 3 Flowchart Penelitian .......................................................................... 35

Gambar 4. 1 Single Line Diagram SUTT Bekasi – Harapan indah.........................37

Gambar 4. 2 Arah Arcing horn dan Konduktor ....................................................... 39

Gambar 4. 3 Arcing horn sebelum pengujian ......................................................... 40

Gambar 4. 4 Arcing horn sesudah pengujian ......................................................... 42

Gambar 4. 5 Penutup Balik Otomatis pada SUTT ................................................. 43

x

DAFTAR RUMUS

Rumus 2. 1 Gelombang berjalan ........................................................................ 30

Rumus 2. 2 Gelombang sinus teredam ............................................................... 30

Rumus 4. 1 Perhitungan jarak arcing horn dengan isolator .................................. 38

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Lembar konsultasi ............................................................................. 46

Lampiran 2 Single Line Diagram SUTT Bekasi – Harapan Indah ....................... 50

Lampiran 3 Surat keterangan Rekomendasi Laik Beroperasi .............................. 51

Lampiran 4 Hasil Pentanahan Tower ................................................................... 53

Lampiran 5 SPLN 121 : 1996 .............................................................................. 54

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi yang sangat pesat saat ini menuntut kita untuk

memperoleh energi listrik yang memadai untuk peralatan listrik yang kita gunakan

sebagai kebutuhan sehari-hari. Listrik merupakan kebutuhan utama bagi kehidupan

manusia, untuk memenuhi setiap kegiatan individu maupun kelompok disuatu

negara. Dalam menjaga ketersedian listrik yang semakin meningkat diperlukan

pembangkit dengan kapasitas yang memadai, demikian pula dalam menyalurkan

tenaga listrik kepada masyarakat rumah tangga dan industri dibutuhkan jaringan

transmisi tegangan tinggi yang handal agar bisa mengalirkan tenaga listrik dari

sistem pembangkit hingga sampai ke gardu induk.

Saluran udara Tegangan Tinggi (SUTT) dari pusat pembangkit ke pusat

gardu induk apabila melewati daerah yang potensi sambaran petirnya sangat tingi,

maka peluang terkena sambaran petir akan besar. Biasa juga ganguan pada saluran

transmisi disebabkan surja petir, dengan demikian dibutuhkan korelasi antara isolasi

alat rangkaain listrik dengan pengamannya agar bisa terlindung dari tegangan lebih

dan tidak terjadi ganguan pada peralatan. Peralatan proteksi listrik pada saluran

udara tegangan tinggi yang ekonomis dan sederhana yang dapat mengamankan

surja petir adalah Arcing horn yang mampu memotong tengangan implus petir

secara pasif tetapi tidak dapat memadamkan dengan sendirinya. Pada saluran

udara tengan tinggi (SUTT) arcing horn terpasang pada isolator yang terletak pada

ujung kawat saluranya yang bertegangan dan ujung tower yang tidak bertengan.

1.2 Permasalahan Penelitian

Pemasangan arcing horn (tanduk api) di tower transmisi kadang tidak sesuai

standar yang telah di tetapkan PT PLN (persero) sehingga arcing horn (tanduk api)

tidak bisa berfungsi dengan semestinya dan akan merusak peralatan. Penilitian kali

ini untuk menganalisis pemasangan arcing horn (tanduk api) pada isolator saluran

2

udara tegangan tinggi sebagai proteksi tegangan lebih dari sambaran petir di saluran

transmisi Bekasi – Harapan Indah.

1.2.1 Identifikasi Masalah

Arcing horn (tanduk api) merupakan pelindung pada isolator di saluran udara

tegangan tinggi, sehingga apabila terjadi lompatan api (flashover) yang terjadi pada

gandengan isolator transmisi agar isolator tidak rusak karena busur apinya dapat

mengakibatkan gangguan operasional. Penyebab lompatan api (flashover) yaitu

surja petir pada saluran transmisi.

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah

Dalam penyusunan proyek akhir ini dibatasi beberapa hal :

1. Menjelaskan arcing horn (tanduk api) pada isolator saluran transmisi

2. Menjelaskan pengaruh pemasangan arcing horn (tanduk api) pada isolator

saluran transmisi

3. Menjelaskan penentuan jarak arcing horn (tanduk api) dengan isolator

untuk mencegah lompatan api (flashover) di saluran transmisi

1.2.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian sebelumnya, maka permasalahan-permasalahan yang

akan di bahas pada tugas akhir ini sebagai berikut :

1. Apa fungsi dan prinsip kerja arcing horn (tanduk api) ?

2. Bagaimana pengaruh pemasangan arcing horn (tanduk api) pada isolator

saluran transmisi ?

3. Bagaimana penentuan jarak arcing horn (tanduk api) dengan isolator untuk

mencengah lompatan api (flashover) di saluran transmisi ?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.3.1 Tujuan Penelitian

1. Untuk memahami fungsi dan prinsip kerja arcing horn (tanduk api) di

saluran transmisi.

2. Untuk memahami pengaruh pemasangan arcing horn (tanduk api) pada

isolator saluran transmisi.

3

3. Untuk memahami penentuan jarak arcing horn (tanduk api) dengan isolator

untuk mencengah lompatan api (flashover).

1.3.2 Manfaat Penilitian

1. Dapat menambah ilmu pengetahuan tentang fungsi dan prinsip kerja

arcing horn (tanduk api) di saluran transmisi.

2. Dapat mengetahui pengaruh pemasangan arcing horn (tanduk api) pada

isolator saluran transmisi.

3. Dapat mengetahui penentuan jarak arcing horn (tanduk api) dengan

isolator untuk mencegah bunga api bergerak ke isolator.

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang akan digunakan pada penulisan ini disusun

seperti dibawah ini :

Bab I Pendahuluan pada bab ini akan menjelaskan latar belakang masalah

dan memberikan batasan yang jelas terhadap permasalahan yang ada, menentukan

rumusan masalah, dan juga menjelaskan tujuan serta manfaat yang akan dicapai

dari penelitian serta mengurakan sistematika penulisan penelitian. Bab II Landasan

Teori pada bab ini akan menjelaskan teori-teori yang berasal dari literatur-literatur

baik jurnal maupun buku yang mendukung dalam penyusunan penelitian ini. Bab III

Metode Penelitian pada bab ini akan menjelaskan kerangka pemikiran dengan

diagram alur yang merupakan seluruh kegiatan penelitian. Dimulai dari tahap

perencanaan, pengumpulan data, Analisa sampai pada hasil dari Analisa. Bab IV

Hasil dan Pembahasan pada bab ini akan menjelaskan isi dari hasil akhir dari semua

tahap penelitian, dimulai dari perhitungan jarak arcing horn dengan isolator sampai

peran dari recloser yang digunakan. Bab V Penutup pada bab ini akan berisikan

kesimpulan yang diperoleh dari proyek akhir ini.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Bonggas I Tobing “Peralatan Tegangan Tinggi“ Medan Desember 2003.

Yang membahas mahasiswa sekarang wajib mempelari peralatan listrik tegangan

tinggi karena perkembangan listrik semakin cepat dan semakin modern. (Buku

Pedoman saluran udara tegangan tinggi dan ekstra tinggi).

T.S Hutauruk “Ganguan pada SUTT 150 kV” Jakarta 1985 : 3. Faktor- Faktor

penyebab terjadinya ganguan pada SUTT 150 kV adalah : Petir, Polusi, Burung,

Pohon dan keretakan pada Isolaor. (PLN : Pusdiklat).

Aulia Muhammad “ Studi Penepatan Tanduk Api pada Isolator Transmisi

Muara Karang baru – Duri Kosambi yang Masuk ke Gardu Induk 150 kV Duri

Kosambi” Jakarta 2017. Arcing horn untuk melindungi isolator dan gardu induk dari

kerusakan akibat lompatan api (flashover) yang di akibatkan oleh sambaran petir.

(Perpustakan ITPLN).

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Saluran Transmisi

Saluran transmisi biasanya dibedakan menjadi dua jenis yaitu saluran bawah

tanah (underground) dan saluran udara (overhead line). Sistem transmisi

menyalurkan daya dengan tegangan tinggi yang digunakan untuk mengurangi

adanya rugi-rugi akibat dari jatuh tegangan. Tenaga listrik pada saluran udara

tagangan tinggi dan ekstra tinggi pada umumnya menggunakan kawat yang tidak

diisolasi sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasinya antara kawat

pengantar dengan lingkungan sekitar, dalam menyanggah kawat penghantar pada

ketinggian dan dari jarak yang aman dari mahluk hidup, tower atau menara yang

terpasang terdapat kawat penghantar di batasi oleh isolator

Kerusakan pada alat utama dan aksesoris lainnya sebakan oleh akibat dari

sambaran surja petir baik secara langsung maupun tidak langsung. Sistem transmisi

5

tenaga listrik yang handal dengan tingkat keamanan yang memadai memiliki

peranan sangat penting dalam proses penyaluran daya dari pusat pembangkit

hingga ke gardu induk untuk memenuhi kebutuhan konsumen atau negara. Dengan

demikian saluran udara tegangang tinngi (SUTT) samapai gardu induk sangat

dibutuhkan perlindungan dari gangguan surja petir. Agar pada saat terjadi sambaran

petir atau terdapat surja arcing horn dan arrester bisa langsung bekerja

menyalurkannya ketanah.

2.3 Current Carrying (Pembawa Arus)

Merupakan Komponen yang berfungsi sebagai pembawa arus dari pusat

pembangkit untuk sampai ke gardu induk hingga sampai ke beban-beban.

2.4 Penghantar Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT)

Merupakan konduktor yang terdapat pada jaringan transmisi dengan jumlah

arus sesuai spesifikasi atau ratingnya. Di pasang pada tiap tower atau menara yang

melalui isolator sebagai pembatas kawat konduktor dengan tiang. Pada tower

suspension dipegang oleh suspension clamp.

Sedangkan pada tower tension, konduktor dipegang oleh strain clamp compression

dead end clamp.

Pada konduktor saluran energi listrik yang digunakan umumnya memiliki sifat :

A. Ekonomis

B. Lentur/ tidak mudah patah

C. Rendahnya beban jenis

D. Konduktivitas tinggi

E. Tingginya kekuatan mekanik

Pada umumnya kawat konduktor pada saluran udara tegangan tinggi (SUTT)

memiliki kapasitas yang besar agar mudah pemasangannya, dan konduktor serabut

yang dipilin atau berkas (stranded).

2.4.1 Konduktor ACSR

Alumunium conduktor steel reinforced (ACSR) adalah penghantar aluminium

dengan memiliki konduktivitas tinggi, sedangkan bagian dalamnya berupa steel

yang memiliki kuat mekanik tinggi, pada jaringan transmisi tegangan tinggi dan

6

ekstra tinggi lebih memilih konduktor jenis ini, dan sifat elektron yang lebih menyukai

bagian luar konduktor dari pada bagian sebelah dalam konduktor.

Konduktor ACSR steelnya dilapisi dengan aluminium dengan wilayah udara

yang mengandung kadar belerang tinggi cocok memakai tipe jenis ini.

Gambar 2. 1 Konduktor ACSR

2.4.2 Konduktor TACSR

Thermal Aluminium Conductor Steel Reinforced (TACSR) merupakan

penghantar yang memiliki muatan yang lebih tinggi, berpengaruh terhadap sagging

namun berat konduktor tidak mengalami perubahan yang banyak.

Gambar 2. 2 Konduktor TACSR

2.4.3 Konduktor ACCC

Alumunium Condutor Composite Core (ACCC) merupakan penghantar yang

TAL Gavanized Alumnium Stell

7

memiliki kuat mekanik yang tinggi, bagian dalamnya berupa composite, tidak

mengalami korosi, cocok dengan daerah pinggir pantai dan udara yang berdebu

tinggi, bahan ini tidak mengalami pemuaian saat dibebani tegangan maupun dialiri

arus.

Gambar 2. 3 Konduktor ACCC

2.5 Keunggulan Konduktor ACCC

1. Daya Hantar:

A. Core yang ringan memungkinkan penambahan luas aluminium sampai 28

% tanpa penambahan berat

B. Dapat menyalurkan arus dua kali lipat dibanding Konduktor konvensional.

2. Mengurangi Losses

A. Pada saat beban sama mengurangi losses 30 sampai 40% dibanding

konduktor dengan diamater dan berat yang sama

3. Bentang lebih Panjang

A. Hybrid Carbon Composite Core lebih kuat dan lebih ringan dari steel

core/ inti baja

B. Lebih kuat dan dimensi yang stabil memungkinkan span lebih panjang atau

tower yg lebih rendah Kekuatan Berat

8

2.6 Jumper Joint

Merupakan sebagai pembagi arus pada titik sambungan konduktor.

Gambar 2. 4 Jumper Joint

2.7 Jumper Konduktor

Jumper konduktor dipergunakan dalam menghubungkan tower tension.

Dengan konduktor, jumlah konduktor, jenis bahan, besar penampang dengan

penghantar saluran udara .

Gambar 2. 5 Jumper Konduktor

Pada tiang tertentu perlu dipasang insulator support untuk menjaga agar jarak

antara konduktor penghubung dengan tiang tetap terpenuhi. Untuk menjaga jarak

dan pemisah antar Jumper Conductor pada konfigurasi 2 konduktor atau 4

konduktor perlu dipasang twin spacer ataupun quad spacer Jarak Jumper conductor

dengan tiang diatur sesuai tegangan operasi dari SUTT/SUTET konduktor pada

tiang tension SUTET umumnya dipasang counter weight sebagai pemberat agar

posisi dan bentuk konduktor penghubung tidak berubah.

Konduktor

9

2.8 Isolator

Isolator pada saluran transmisi berfungsi untuk mengisolasi bagian

bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan, baik pada saat terjadi ganguan

maupun pada saat normal.

2.8.1 Karakteristik Elektrik

Kapasitansi diperbesar dari polutan maupun kelembaban udara di

permukaannya. Apabila nilai isolasi menurun akibat dari kerusakan maupun polutan

maka akan tejadi kegagalan isolasi yang dapat menimbulkan gangguan. Isolator

memiliki tahanan tegangan impuls petir pengenal dan tegangan kerja, tegangan

tembus minimum sesuai tegangan kerja.

2.8.2 Karakteristik Mekanik

Isolator memiliki kuat mekanik agar dapat menanggung beban tarik konduktor

penghantar maupun beban berat dari isolator.

Isolator di Jaringan transmisi :

A. Isolator Porselen

B. Isolator Kaca

2.9 Isolator keramik

Isolator yang terbuat dari bahan porselen tahan terhadap cuaca dan tidak

mudah pecah, sebagai pembatas sisi tidak bertegangan dengan bertegangan

secara mekanik maupun dialektrix. Hal itu juga berlaku untuk daerah dimana glasur

lebih tipis dan lebih terang, sebagai contoh pada bagian tepi dengan radius kecil.

wilayah yang di glasur harus dilingkupi glasur halus dan mengkilat, bebas dari retak

dan cacat.

Gambar 2. 6 Isolator Keramik

10

2.10 Non keramik

2.10.1 Isolator kaca

merupakan Isolator gelas yang mudah dideteksi saat ada gelembung dalam

gelas, cacat pada seperti berlubang dan sebagainya, biasanya yang digunakan

berwarna hijau muda.

Gambar 2. 7 Isolator Kaca

2.10.2 Isolator Polymer

Gambar 2. 8 Isolator Polimer

11

Pada mechanical load-bearing fiberglass rod, yang diselimuti oleh weather

shed polimer untuk mendapatkan nilai kekuatan eletrik yang tinggi.

2.11 Isolasi Udara (Ground Clearance)

Isolasi udara adalah mengisolasi antara bagian yang bertegangan dengan

bagian yang tidak bertegangan/ ground. (Peraturan Menteri Pertambangan dan

Energi No. 01.P/47/MPE/1992 tanggal 07 Februari 1992, pasal 1 ayat 9).

Tabel 2. 1 Standar Jarak Aman

12

2. 12 Struktur

Merupakan konstruksi bangunan yang kokoh untuk menyangga / merentang

konduktor penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman dari lingkungan dan

manusia. Yang terbagi menjadi tiga baqgian sebagai berikut :

2.12.1 Besi Siku Tower

Berfungsi untuk menjaga dan mempertahankan kawat penghantar pada

jarak ground clearance tertentu sehingga proses transmisi energi berlajan normal.

2.12.2 Tiang Penegang (Tension Tower)

Tiang penegang untuk menahan tarikan dari konduktor saluran udara

tegangan tinggi (SUTT) dan juga menahan gaya berat konduktor.

Gambar 2. 9 Tower Tension

2.12.3 Tiang Sudut (Angle Tower)

Berfungsi untuk perubahan arah konduktor pada saluran udara tegangan

tinggi dan ekstra tinggi (SUTT/SUTET).

Gambar 2. 10 Tiang Sudut

13

2.12.4 Tiang Akhir (Dead End Tower)

Tiang akhir merupakan tiang penegang untuk menahan gaya tarik konduktor-

konduktor dari satu arah saja. Tiang akhir terdapat pada ujung saluran udara

tegangan tinggi (SUTT) yang akan masuk ke gardu induk.

2.12.5 Tiang Penyangga (Suspension Tower)

Tiang untuk menyangga dan harus kuat menahan gaya berat pada saluran

udara tegangan tinggi (SUTT).

2.12.6 Tiang Penyekat (Section Tower)

Berfungsi antara sejumlah tower penyangga dengan sejumlah tower

penyangga lainnya muda pada saat pembangunan dan mempunyai sudut belokan

yang kecil.

2.12.7 Tiang Transposisi

Merupakan tiang penegang yang berfungsi sebagai tempat perpindahan letak

susunan phasa konduktor-konduktor Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) .

Gambar 2. 11 Tiang Transposisi

14

2.12.8 Tiang Gatry

Merupakan tiang portal yang dipakai untuk persilangan antara dua saluran

transmisi yang membutuhkan ketinggian yang lebih rendah.

Gambar 2. 12 Tiang Gatry

2.12.9 Tower Kombinasi

Merupakan menara transmisi yang berfungsi untuk dua saluran yang berbeda

arah dan berbeda tegangan oparasinya.

Gambar 2. 13 Tiang Kombinasi

2.13 Jenis - jenis Tower

2.13.1 Tiang Pole

Pada jaringan transmisi tower jenis ini berbentuk tower baja dan beton

biasanya berada lahan sempit seperti kota padat penduduk.

15

Gambar 2. 14 Tiang Pole

2.13.2 Tower latice

Merupakan tower yang terbuat dari baja biasa teletak pada lahan yang cukup

luas yang memiliki 3 jenis sebagai berikut :

2.15.2.1 Tower delta

Gambar 2. 15 Tower Delta

16

2.13.2.2 Tower Ziq-Zaq

Gambar 2. 16 Tower Ziq - Zaq

2.13.2-3 Tower piramid

Gambar 2. 17 Tower Piramid

17

2.14 Baut dan Mur Pada Tower

Baut dan mur pada tower berfungsi untuk membentuk tower jenis menara dan

menahan bracing pada tower.

Gambar 2. 18 Baut dan Mur pada Tower

2.15 Penghubung (Juction)

Merupakan komponen pendukung penghantar yang berfungsi

menghubungkan sistem Konduktor, sistem struktur dan sistem isolasi. Macam –

macam juction

2.15.1 Suspension Clamp

merupakan alat yang berfungsi untuk memegang konduktor pada tiang

suspension, yang digunakan pada konduktor penghantar ke perlengkapan insulator

gantung.

Gambar 2. 19 Suspension Clamp

18

2.15.2 Strain Clamp

Berfungsi memegang konduktor di tiang tower tension biasanya dipasang ke

perlengkapan di isolator penegang pada konduktor.

Gambar 2. 20 Strain Clamp

2.15.3 Dead End Compression

Berfungsi sebagai pemegang konduktor pada tower tension.

Gambar 2. 21 Dead End Compression

2.15.4 Socket Clevis

Berfungsi untuk menghubungkan hot yoke dengan bolt insulator pada tower

suspension dan tension.

Gambar 2. 22 Socket Clevis

19

2.15.5 Bolt Clevis

Berfungsi untuk menghubungkan link dengan socket isolator.

Gambar 2. 23 Bolt Clevis

2.15.6 Triangle Plate

Berfungsi sebagai penahan / penegang konduktor pada tower suspension.

Gambar 2. 24 Triangle Plate

2.15.7 Triangle Plate Link

Berfungsi sebagai penghubung antara suspension clamp dengan triangle

plate .

Gambar 2. 25 Triang Plate Link

20

2.15.8 Square Plate

Berfungsi untuk penahan / pemegang konduktor pada tower tension dan suspension double.

Gambar 2. 26 Square Plate

2.15.9 Shackle

Berfungsi sebagai penggabung tower dengan link

Gambar 2. 27 Shackle

2.15.10 Link Adjuster

Berfungsi sebagai penghubung konduktor dengan yoke untuk

memperoleh saging yang sesuai. menghubungkan yoke dengan

Gambar 2. 28 Link Adjuster

21

2.16 Pengaman Getaran yang disebakan oleh angin

2.16.1 Spacer

Berfungsi untuk memisahkan perdam getaran konduktor agar konduktor

seirama dalam satu bundle.

Gambar 2. 29 Spacer

2.16.2 Armour Rod

Berfungsi sebagai pengaman kondukor pada tower tension dari stress

mekanis dititik isolator dengan penghubung.

Gambar 2. 30 Armour Rod

2.16.3 Counter Weight

Berfungsi sebagai penjaga jumper konduktor posisinya stabil pada saat ada

goncangan konduktor tidak terkena tower.

Gambar 2. 31 Counter Weight

Armour rod

22

2.16.4 Vibration Damper

Berfungsi sebagai peredam getaran di titik titik terminasi antar konduktor

dengan isolator.

Gambar 2. 32 Damper

2.17 Penghalang bahaya dari mahluk hidup

2.17.1 Penghalang Panjat

Berfungsi sebagai peringatan agar manusia tidak memanjat tower dan

dipasang pada setiap kaki menara , terdapat penghalang yang dibuat runcing.

Gambar 2. 33 Penghalang Panjat

23

2.17.2 Plat Rambu Bahaya

Berfungsi untuk memberitahu bahwa tower ini berbahaya bagi manusia.

Gambar 2. 34 Plat Rambu Bahaya

2.18 Pengaman dari Kemungkinan Gangguan Luar (Pesawat Udara, Terjun

Payung)

2.18.1 Bola Rambu

Bola lampu dipasang pada kawat OPW/ GSW yang berfungsi untuk memberi

tanda pada pesawat yang melintas diudara.

Gambar 2. 35 Bola Lampu

24

2.18.2 Lampu Penerbangan (Aviation Lamp)

Lampu yang terpasang disuplai dari tegangan rendah yang berfungsi sebagai

tanda kepada pesawat yang melitas pada saat malam hari.

Gambar 2. 36 Lampu Penerbangan pada Malam Hari

2.19 Pengaman urat konduktor

2.91.1 Repair Sleeve

Berfungsi mengamankan konduktor alumunium yang akan terputus lebih dari

4 urat.

Gambar 2. 37 Repair Sleeve

25

2.19.2 Armour Rod Span

Berfungsi mengamankan konduktor alumunium yang akan terputus lebih dari

3 urat.

Gambar 2. 38 Armour Rod Span

2.20 Pengontrol

2.20.1 Papan informasi

Berfungsi memberikan informasi bahwa jaringan transmisi akan diadakan

pengecekan.

Gambar 2. 39 Plat Informasi Tower

2.20.2 Tangga Panjat (Step Bolt)

Dipasang pada sepanjang badan tower hingga traves OPGW/GSW yang

berfungsi agar petugas dapat menaikki tower saluran udara tegangan tinggi (SUTT)

Gambar 2. 40 Tangga Panjat

26

2.21 Pengaman Dari Gangguan Petir

Jaringan transmisi 150 kV sering mengalami ganguan akibat sambaran petir

sehingga bisa merusak peralatan terutama pada isolasi sehingga dibuatkan suata

peralatan yang mampu menahan dan mengalirkan surja petir ke tanah.

2.22 Arcing Horn

Berfungsi untuk melindungi isolator dan memotong tegangan implus secara

pasif, harganya ekonomis dan sederhana, yang terletak pada konduktor yang

bertegangan dan pada tower yang tidak betegangan tidak bisa memadamkan

dengan sendiri.

Gambar 2. 41 Bagian yang Bertegangan

Gambar 2. 42 Bagian yang Tidak Bertengan

27

2.23 Gandengan Arcing Horn

Gambar 2. 43 Gandengan Arcing Horn

Arcing horn ini teletak pada ujung kawat penghantar bertengan dan ujung

isolator yang berhubungan langsung dengan ground yang tidak bertengan (tanah).

Arcing horn diletakkan pada ujung isolator gantung (suspension insulator) atau

isolator batang panjang (long rod insulatormaka busur api tidak akan mengenai

isolator saat terjadi loncatan api. Batas antara tanduk atas dan bawah diatur sekitar

75-85 % dari panjang isolator keseluruhan.

2.24 Proses Terjadinya Petir

Proses Terjadinya petir pada keadaan tertentu, dalam atmosfer bumi terdapat

gerakan angin ke atas membawa udara lembab. Mungkin tinggi dari muka bumi,

makin rendah tekanan dan suhunya. Uap air mengkondensasikan menjadi

titik air dan membentuk awan. Angin keras yang meniup ke atas membawa awan

lebih tinggi pada ketinggian 5 km, membeku menjadi kristal es yang turun karena

adanya gravitasi bumi. Karena tetesan air mengalami pergeseran horizontal

maupun vertikal, maka terjadilah pemisahan muatan listrik. Tetesan air yang

bermuatan positif biasanya berada di bagian atas, dan yang bermuatan negatif

berada di bawah. Dengan adanya awan yang bermuatan akan timbul muatan induksi

pada muka bumi, sehingga timbul medan listrik. Mengingat dimensinya, bumi

dianggap rata terhadap awan, sehingga awan dan bumi dapat dianggap sebagai

kedua plat kondensator. Jika medan listrik yang terjadi melebihi medan tembus

28

udara, maka akan terjadi pelepasan muatan. Pada saat itulah terjadi petir. Kondisi

ketidakmampuan di dalam atmosfer, dapat saja timbul akibat pemisahan tidak

seperti di atas. Misalnya muatan yang terjadi bekisar ke arah horizontal, yang

kemudian menimbulkan pelepasan muatan antara dua awan atau pemisahan

muatan vertikal tersebut terjadi sebaliknya, sehingga arah discharge muatan atau

petir yang terbalik. Bentuk umum suatu gelombang berjalan adalah sebagai berikut

:

Gambar 2. 44 Spesifikasi Gelombang Berjalan

Keterangan :

E : Puncak Gelombang

T1 : Muka Gelombang

T2 : Panjang Ekor Gelombang

Muka gelombang didefenisikan sebagai bagian gelombang yang dimulai dari

titik nol (nominal) sampai titik puncak, sedangkan bagian dibelakang puncak disebut

ekor gelombang. Setengah pucak gelombang adalah titik-titik pada muka dan ekor

dimana tegangannya adalah setengah puncak (titik 0.5 pada gambar 2.4). Menurut

standar IEC lamanya muka gelombang didefinisikan sebagai hasil bagi antara

lamanya tegangan naik dari 30% sampai 90% dari puncak.

2.24.1 Ganguan Akibat Petir

Pada saluran udara tegangan tinggi, ganguan akibat petir terdiri dari

gangguan sambaran tidak langsung dan sambaran langusung.

(a) Gelombang sebelum ada gangguan (b) Gelombang saat ganguan

Puncak

ekor

Waktu udet Waktu udet kaki

ekor

29

2.24.1.1 Sambaran tidak Langsung

Sambaran tidak langsung merupakan sambaran petir yang terjadi di dekat

sistem tenaga. Sambaran ini dapat berupa sambaran petir dari awan ke tanah

ataupun sambaran petir dari awan ke awan. Biasanya sambaran petir ini

berpengaruh pada saluran tengangaan menengah di bandingkan tengangan tinggi.

Akibat adanya sambaran ini, akan timbul medan elektromagnetik yang dapat

menginduksikan tegangan pada saluran sistem tenaga..

2.24.1.2 Sambaran Langsung

Sambaran langsung merupakan sambaran petir ke arah fasa konduktor

dan penunjang fasa konduktor. Hal ini disebabkan karena probabilitas dari

sambaran petir menuju fasa konduktor lebih besar. Kabel fasa yang memanjang

inilah yang mengakibatkan kemungkinan ini terjadi dibandingkan tiang penyangga

yang hanya berdiri di titik tertentu. Apabila sambaran petir menuju fasa konduktor

terjadi, gelombang tegangan yang di bangkitkan oleh sambaran petir akan mengalir

di sepanjang fasa konduktor hingga ke terminal dari peralatan fasa konduktor, atau

bahkan sering menuju isolator antara fasa konduktor dan lengan tiang. Sehingga

meningkatkan tegangan yang terdapat di lengan-lengan tiang penyanga dan

kemudian menggangu isolasi. Isolasi ini akan menyambar balik (back flash) jika

tegangan transien melebihi batas kemampuan isolasi.

2.25 Spesifikasi Dari Suatu Gelombang Berjalan

Keterangan :

A. Puncak (crest) gelombang, E (Kv), yaitu amplitudo maksimum dari

gelombang.

B. Muka gelombang t1 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai

puncak. Diambil dari 10% sampai 90% E.

C. Ekor gelombang, yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50% E pada

ekor gelombang.

D. Polaritas, yaitu polaritas dari gelombang, positif atau negatif.

E= t1 / t2

Dengan :

30

E = Tegangan puncak

t1/t2 = Rasio muka gelombang Jadi suatu gelombang polaritas positif,

puncak 1000 Kv, muka 3 mikrodetik, dan panjang 21 mikrodetik

dinyatakan + 1000,3 x 21.

Ekspresi dasar dari gelombang berjalan secara sistematis dinyatakan

dengan persamaan dibawah ini :

e (t) = E (e-a t – e-bt) (2.1)

Dimana E, a dan b adalah konstanta. Dari variasi a dan b dapat dibentuk

berbagai macam bentuk gelombang yang dapat dipakai sebagai

pendekatan dari gelombang berjalan.

Gelombang sinus teredam :

a = α – jω

b = α – jω

E = E0/2j

E = E0/2j e-αt(ejωt- e-jωt)

= e-αt sin ω (2.2)

Gambar 2. 45 Macam-macam Gelombang Surja

31

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan penelitian

3.1.1 Penepatan GSW (Ground Steel Wire) dan OPGW (Optik Ground Wire)

Gambar 3. 1 GSW dan OPGW pada SUTT

Ground Steel Wire (GSW) adalah kawat tanah baja yang berfungsi sebagai

pengaman konduktor pada saluran transmisi 150 kV yang terletak pada sisi atas

tower, apabila ada sambaran petir maka akan dialirkan langsung ke bagian

pentanahan bawah tower dan Optik Ground Wire (OPGW) berfungsi sebagai

saluran fiber optik untuk telekomunikasi, telemeterik dan teleproteksi.

3.1.2 Jenis Isolator

Isolator pada saluran udara tegangan tinggi diklarifikasikan menurut

konstrkusi dan kegunaannya menjadi isolator jenis batang panjang (long-rod) dan

gantung (suspension), jenis pos saluran (line post) jenis pasak (pin-type). Insulator

batang panjang digunakan pada tempat udara berdebu dan bergaram. isolator

gantung gandegan biasanya dipakai pada saluran transmisi tegangan tinggi sesuai

kebutusan isolasi.

GSW

OPGW

32

Gambar 3. 2 Karakteristik Isolasi

3.1.3 Karakteristik Mekanik

Isolator harus mempunyai kuat mekanik guna menangung beban tarik

konduktor penghantar maupun beban isolator dan konduktor penghantar.

3.1.4 Karakteristik listrik

Tegangan lebih atau lompatan api (flashover voltage) pada isolator terdiri dari

tegangan lompatan api basah yang merupakan tegangan lompatan api bila

tegangan diterapkan pada kedua elektroda di isolator yang basah karena hujan dan

lompatan api frekuensi yang rendah (bolak-balik) pada kedua elektroda isolator yang

bersih dan kering permukaannya bila tegangan diterapkan.

Pada saat lompatan api frekuensi rendah maka akan terjadi tegangan

tembus, disaat isolator dalam keadaan baik, dan nilainya pada isolator gantung 250

mm sedangkan tegangan tembus (puncture) frekuensi rendah kira-kira 140 kV.

Kekuatan dielektrik isolator, akan terjadi bila tegangan frekuensi rendah diterapkan

antara kedua elektroda isolator yang dicelup dalam minyak sampai isolator tembus.

3.2 Arcing Horn Sebagai Pengaman Surja

Pengaman peralatan listrik dari surja petir dan surja hubung adalah dengan

menahan tegangan lebih pada saluran transmisi kemudian diteruskan pada arcing

horn sisi tower yang ke tanah.

33

3.2.1 Pengertian Arcing Horn

Merupakan suatu peralatanan pengaman yang ekonomis dan paling

sederhana pada sistem transmisi listrik terhadap surja petir dan surja hubung. Arcing

horn harus dapat menahan tegangan dari surja hubung dan surja petir dan harus

melewatkan surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Biasanya dipasang

pada sisi tegangan dan pada sisi tower yang tidak dengan cara pararel. Jenis arcing

horn sedemikian rupa sehingga busur api yang disebabkan oleh surja hubung dan

surja petir bisa alirkan ke tanah dan masih mampu ditahan oleh isolator.

3.2.2 Cara Kerja Arcing Horn

Dengan melindungi isolator atau bushing pada trafo. Apabila sebuah surja

petir sampai pada kawat, maka terjadilah percikan api antara kawat dan elektroda

atas kemudian diteruskan ke elektroda bawah. Panas yang disebabkan oleh

mengalirnya arus surja menguapkan sebagian dari dinding tabung serat, sehingga

gas menyembur api dan mematikannya pada waktu arus susulan mencapai titik nol.

Tegangan frekuensi rendah yang tetep menyebabkan adanya api pada arcing horn

sehingga menyebakan Arus susulan.

Tabung pelindung di pakai untuk melindungi isolator saluran transmisi,

pemisah (disconnnect switch) dan isolator ril (bus). Dan juga dipakai untuk

melindungi tiang transmisi di dekat gardu induk untuk mengurangi besarnya surja

yang datang pada kawat sehingga dapat membantu tugas arrester. Tetapi masih

dianggap tidak mampu untuk melindungi trafo berkapasitas besar.

3.2.3 Karakteristik Arcing Horn

Arcing horn yang di gunakan pada saluran transmisi dengan tegangan diatas

66 kV, atau diatas 110 kV, di wilayah dengan isokeronik yang tinggi, peralatan ini

digunakan untuk melindungi dari tegangan surja akibat sambaran petir dan surja

hubung. Namun sekali terjadi percikan karena tegangan lebih, api (arc) timbul akan

terus - menerus walaupun tegangan lebihnya sudah tidak ada, maka itu sirkuit harus

diputuskan lebih dahulu agar menghentikan percikan api tersebut. Sehingga

dibutuhkan sela yang sempit untuk gelombang yang curam, kecuali tegangan

34

gagalnya naik lebih tinggi dari pada isolasi yang di lindunginya untuk gelombang

berwaktu pendek.

3.2.4 Keuntungan dan Kerugian Arcing Horn

Kentungan arcing horn adalah harganya yang ekonomis dan bentuknya yang

sederhana, kuat, dan mudah dibuat. Kerugiannya adalah apabila sekali terjadi

percikan karena tegangan lebih, api (arc) timbul terus - menurus walaupun tegangan

lebihnya sudah tidak ada, maka sebab itu sirkuit harus diputuskan terlebih dahulu

agar menghentikan percikan api tersebut, saat ini arcing horn masih gunakan pada

CB (circuit breker) untuk melindungi dari sambaran akibat petir.

3.2.5 Perbedaan Arcing Horn Dengan Arrester

Arcing horn tidak mampu memutuskan arus susulan, untuk memutuskan arus

susulan diperlukan Arrester sebagai alat pelindung tegangan lebih. Agar mudah

paham pada penelitian ini, maka digunakan flow chart perancangan penelitian

sebagai berikut :

35

Tidak

Ya

Gambar 3. 3 Flowchart Penelitian

Data Sesuai

Studi Pustaka

Identifikasi Masalah

Studi Lapangan

Pengolahan Data

Analisis Data

Mulai

Selesai

36

3.3 Teknik Analisis

Berikut ini dijelaskan teknis analisis pada penelitian :

1. Studi kepustakaan

Studi kepustakaan adalah untuk upaya memecahkan masalah yang ada,

mulai dari awal sampai pada tahap analisis. Tujuannya adalah untuk

memahami teori dengan konsep yang berkaitan dengan hasil penelitian

lapangan. Studi pustaka dengan membaca pedoman buku PLN, Website dan

Jurnal.

2. Metode pengumpulan data

Studi literatur adalah dengan mengumpulkan teori dari website dan jurnal

yang relevan dengan permasalahan yang ada pada penelitian.

a. Wawancara

Dengan mengajukan pertanyaan pada saat penelitian di lapangan dengan

tulisan maupun lisan baik teori maupun data yang ada.

b. Dokumentasi

Dengan melakukan pemeriksaan visual atau pengamatan langsung maka

didapatkan dokumentasi penelitian yang dibutuhkan.

3. Pengambilan data dan penelitian

Pada tahap ini dilakukan pengambilan data di SUTT Bekasi – Harapan Indah.

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Pada tugas akhir ini, akan menganalisis pengaruh pemasangan arcing horn

pada Isolator di Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV, agar pada saat

terjadi ganguan akibat surja petir, arcing horn, islotar, pentahanan tower, dan

recloser bisa bekerja pada mestinya agar dapat mengamanankan sistem dari

gangguan dengan cepat, sehingga peralatan yang beroperasi di transmisi 150 kV

Bekasi – Harapan Indah masih bisa berjalan normal. Berikut Sigline Line Diagram

SUTT Bekasi – Harapan Indah :

Gambar 4. 1 Single Line Diagram SUTT Bekasi – Harapan indah

38

4.1.1 Data Pendukung SUTT Bekasi – Harapan Indah

Tabel 4. 1 Saluran Udara Tegangan Tinggi G.I Bekasi - Harapan Indah

No Jenis Jumlah

1 Konstruksi Tiang Baja 20 Tower

2 Konduktor ACCC -

3 Panjang Penghantar 6,147 kms

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pemasangan Arcing Horn Pada Isolator

Arcing horn terdapat pada ujung-ujung Isolator yaitu ujung konduktor yang

bertegangan dan ujung tower yang tidak bertengan dengan meneruskan tegangan

lebih ke tanah yang disebabkan oleh loncatan api pada SUTT. Jarak antara sisi

arcing horn atas dan sisi bawah diatur 75% - 85% dari panjang isolator (Berdasarkan

SPLN 121 : 1996).

1 keping isolator X jumlah keping isolator X 75% -85% (4.1)

Pada umumnya pemasangan arcing horn pada Saluran Udara Tegangan

Tinggi (SUTT) harus sesuai Standar PLN yang berlaku yaitu sisi bagian konduktor

yang bertegangan dan sisi bagian tower yang tidak bertegangan harus simetris,

dalam artinya simetris adalah sisi arcing horn yang bertegangan dan arcing horn sisi

tower yang tidak bertegangan harus mengikuti arah konduktor, Seperti Konduktor

dari arah Barat keTimur, jadi arcing horn harus dari arah Barat ke Timur juga di

Saluran Udara Teganga Tinggi (SUTT).

39

Gambar 4. 2 Arah Arcing horn dan Konduktor

4.2.2 Analisis Hasil Pemasangan Arcing Horn Sebelum Pengujian

Tabel 4. 2 Data pemasangan arcing horn sebelum pengujian

No Jenis arcing horn Keterangan

1 Pabrikan PT. Preformed Line Product Indonesia

2 Merk Nanjing terui power

3 Material Baja Galvanis

4 Kisaran Harga $ 1,00 - $ 10,00

5 Berat Ringan

6 Horn Gap ±1235 mm

7 Jumlah yang terpasang

6 Buah

8 Pada Tower D 11

9 Kondisi 3 arcing horn tidak mengikuti arah konduktor

Jarak 75% - 85%

Arah konduktor

Konduktor

Arcing horn

Sisi konduktor bertegangan

Arcing horn Sisi tower

40

10 Kinerja 3 arcing horn tidak bisa bekerja

11 Pemasangan Bagian atas sisi tower yang tidak

bertegangan tidak mengikuti arah konduktor

sehingga arcing horn tidak bekerja

Dengan mengunakan persamaan 4.1 dapat di hitung sebagai berikut :

Isolator dengan merk (Nanjing Electric) dengan jarak 1 keping 13 cm

Dengan jumlah 9 keping maka panjang isolator adalah 117 cm

Jarak batas minimum untuk 9 keping Isolator adalah :

= 75% X 1,17 m = 0,877 meter

Jarak batas maksimum untuk 9 keping Isolator adalah :

= 85% X 1,17 m =0,994 meter

Jadi jarak batas yang dizinkan untuk pemasangan arcing horn pada

isolator adalah = 0,877 meter – 0,994 meter

Gambar 4. 3 Arcing horn sebelum pengujian

41

4.2.3 Analisis Hasil Pemasangan Arcing Horn Sesudah Pengujian

Tabel 4. 3 Data pemasangan arcing horn sesudah pengujian

No Jenis arcing horn Keterangan

1 Pabrikan PT. Preformed Line Product Indonesia

2 Merk Nanjing terui power

3 Material Baja Galvanis

4 Kisaran Harga $ 1,00 - $ 10,00

5 Berat Ringan

6 Horn Gap ±1235 mm

7 Jumlah yang terpasang

6 Buah

8 Pada Tower D 11

9 Kondisi Simetris ( Lurus dari arah Barat ke Timur)

mengikuti arah konduktor

10 Kinerja 6 arcing horn berkerja maksimal

11 Pemasangan Bagian arcing horn dengan konduktor yang

bertengan dan bagian arcing horn sisi tower

yang tidak bertegangan mengikuti arah

konduktor (sesuai prosedur) sehingga arcing

horn bekerja maksimal

Dengan mengunakan persamaan 4.1 dapat di hitung sebagai berikut :

Isolator dengan merk (Nanjing Electric) dengan jarak 1 keping 13 cm

Dengan jumlah 9 keping maka panjang isolator adalah 117 cm

Jarak batas minimum untuk 9 keping Isolator adalah :

= 75% X 1,17 m = 0,877 meter

Jarak batas maksimum untuk 9 keping Isolator adalah :

= 85% X 1,17 m =0,994 meter

42

Jadi jarak batas yang dizinkan untuk pemasangan arcing horn pada isolator

adalah = 0,877 meter – 0,994 meter

Gambar 4. 4 Arcing horn sesudah pengujian

4.2.4 Analisis Pengukuran Pembumian pada Tower

Tabel 4. 4 Data Hasil Pentanahan tower

No Tower Grounding Lokasi Kondisi

1 1 C 0, 54 Darat Kering

2 A 3 0, 93 Darat Kering

3 D 5 1, 34 Darat Kering




Berdasarkan data diatas pada pentahanan tower sangatlah baik sehingga

apabila terjadi ganguan yang disebabkan oleh surja petir arus yang masuk bisa

langsung ditanahkan ke sisi bawah tower, maka tidak akan terjadi back flashover

pada isolator Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) Bekasi – Harapan Indah.

28 Feb 2020 11.33.59

-6°10'40'S 106°59'46'E

2 Jalan Taman Harapan Baru

Pejuang

Kecamatan Medan Satria

Kota Bekasi

Jawa Barat

43

4.2.5 Analisis Peran Dari Recloser Pada SUTT

Dikarenakan arcing horn tidak bisa memadamkan arus ac ikutan yang

disebabkan oleh lompatan api (flashover) dengan sendirinya maka diperlukan

sebuah recloser untuk menormalkan kembali Pemutus Tenaga (PMT) yang Trip

sehingga dalam waktu yang singkat Pemutus Tenaga (PMT) masuk beroperasi

kembali dan recloser siap bekerja apabila terjadi ganguan kembali.

Recloser merupakan pengaman arus lebih, karena hubung singkat ,dimana

recloser ini diatur otomatis bisa menutup kembali dan memutus arus dengan waktu

yang dapat diatur dengan setting interval recloser untuk mengamankan sistem dari

ganguan yang bersifat temporer.

Gambar 4. 5 Penutup Balik Otomatis pada SUTT

Apabila terjadi ganguan temporer maka rele akan bekerja dan memberikan

perintah trip kepada PMT pada saat itu juga recloser akan mulai bekerja saat

mendapatkan tegangan positif. Apabila terjadi ganguan kondisi normal Switch S

Recloser menutup, elemen rele, maka elemen yang start adalah :

Recloser

44

1. Elemen Dead Time (DT) setelah beberapa waktu elemen DT menutup kontaknya

Dan memberi perintah PMT untu masuk, bersamaan itu juga mengenergize

elemen BT (Blocking Time)

2. PMT tidak akan reclose apabila Elemen BT segera membuka rangkaian closing

coil PMT.

2. Apabila setting waktu elemen BT sesuai sehingga terlampaui maka elemen BT

akan reset kembali, dan elemen DT siap kembali untuk melakukan reclose PMT

bila terjadi ganguan lagi.

Setting Dead Time (DT) secara umum 1 detik dan Bloking Time 40 detik.

Setting recloser yang digunakan adalah Sigle Pole Autoreclose (SPAR).

4.3 Implikasi Penelitian

Berdasarkan hasil perhitungan dan pembahasan diatas mengenai Analisis

Pemasangan Arcing Horn pada saluran transmisi 150 kV di bekasi maka dapat

disimpulkan :

1. Pemasangan arcing horn sisi bagian konduktor yang betengan dan sisi bagian

tower yang tidak betegangan harus lurus mengikuti arah konduktor (dari arah

barat ke arah timur ) / simetris dengan jarak celah arcing horn dengan isolator

75% - 85 % jadi dengan 1 keping isolator 13 cm dengan jumlah 1 renceng

(9 Keping) maka jarak celah yang dizinkan adalah 0,877 meter – 0,994 meter.

2. Dengan hasil pentanahan tower D 11 yang sangat baik ( 1,17 ohm) maka

tidak akan terjadi back flasover pada isolator Saluran Udara Tegangan Tinggi

(SUTT) Bekasi – Harapan Indah.

3. Reclocser akan bekerja sangat cepat dalam menormalkan kembali Pemutus

Tenaga (PMT) yang trip yang disebakan oleh lompatan api (flashover) /arus

ikutan dari surja petir yang tidak bisa di padamkan oleh arcing horn dan

setelah ganguan hilang recloser siap beroperasi kembali apabila terjadi

ganguan.

45

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpuan

Berdasarkan Hasil dan analisa diatas maka didapat beberapa kesimpulan :

1. Pemasangan arcing horn sisi bagian konduktor yang betengan dan sisi bagian

tower yang tidak betegangan harus lurus mengikuti arah konduktor (dari arah

barat ke arah timur ) / simetris dengan jarak celah arcing horn dengan isolator

75% - 85 % jadi dengan 1 keping isolator 13 cm dengan jumlah 1 renceng

(9 Keping) maka jarak celah yang dizinkan adalah 0,877 meter – 0,994 meter.

2. Dengan hasil pentanahan tower D 11 yang sangat baik ( 1,17 ohm) maka

tidak akan terjadi back flasover pada isolator Saluran Udara Tegangan Tinggi

(SUTT) Bekasi – Harapan Indah.

3. Reclocser akan bekerja sangat cepat dalam menormalkan kembali Pemutus

Tenaga (PMT) yang trip yang disebakan oleh lompatan api (flashover) /arus

ikutan dari surja petir yang tidak bisa di padamkan oleh arcing horn dan

setelah ganguan hilang recloser siap beroperasi kembali apabila terjadi

ganguan.

5.2 Saran

Adapun saran pada tugas akhir ini mengenai Analisis pemasangan arcing

horn pada saluran transmisi 150 kV di Bekasi - Harapan Indah yaitu diharapkan

setiap pemasangan arcing horn pada Isolator harus mengikuti standar yang berlaku

pada tower transmisi 150 kV, agar terhindar dari ganguan yang bersifat temporer.

46

DAFTAR PUSTAKA

[1] Tobing I Bonggas “Peralatan Tegangan Tinggi“ Medan Desember 2003.

[2] Buku Pedoman SPLN Saluran Udara Tegangan Tinggi dan Ekstra Tinggi.

[3] T. S Hutauruk Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja Erlangga Jakarta 1989.

[4] Aulia Muhammad Studi Penepatan Tanduk Api pada Isolator

[5] SPLN 121 : 1996, “Konstruksi Saluran Udara Tegangan Tinggi Dengan Tiang

Beton/Baja

[6] Permen Mentri Pertambangan dan Energi No.01.P/47/MPE/1992 Tentang

Jarak Keselamatan Manusia dan Mahluk Hidup

[7] SPLN 692 : 1987 Standarisisai Peralatan Uji Akseseoris SUTT-SUTET

[8] Buku Pengawasan dan Assement SUTT/SUTET

[9] Koordinasi isolasi Electrical Enginering Dept FPTK UPI

[10] https//:izal.wordpress.com

47

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. Data Personal

Nim : 2017-71-043


Tempat / Tgl. Lahir : Negara Ratu / 14 Juli 1998

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Agama : Islam

Status Perkawinan : Belum Menikah

Program Studi : DIII Teknologi Listrik

Alamat Rumah : Jl. Raya Negara Ratu RT 03 RW 02 Kec. Batang Hari Nuban

Kabupaten Lampung Timur

Hp : 081316071367

Email : [email protected]

Personal Web : -

B. Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SDN 1 Negara Ratu - 2011

SMP SMPN 2 BatangHari Nuban - 2014

SMA SMAN 2 Metro IPA 2017

Demikian daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya. Jakarta, 18 Juli 2020

(Pandri Setiawan)

48

Lampiran 1 Konsultasi Dengan Pembimbing


LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR

Nama Mahasiswa : Pandri Setiawan

NIM : 201771043

Program Studi : Diploma III Teknologi Listrik

Pembimbing Utama : Dr. Ir. Pawenary, M.T., IPM., MPM

Judul Proyek Akhir : Analisis Pemasangan Arcing Horn Pada Saluran

Transmisi 150 kV Gardu Induk Bekasi – Harapan

Indah

Tanggal Materi Konsultasi Paraf

06 Februari 2020 Diskusi Judul

14 Februari 2020 Progres Bab I

24 Februari 2020 Identifikasi Masalah

27 Februari 2020 Pengajuan Perumusan Masalah

30 Februari 2020 Progres Bab II

49

03 Maret 2020 Landasan Teori Arcing Horn

06 Maret 2020 Permasalahan dilapangan

09 Maret 2020 Fokus Pada Arcing Horn

11 Maret 2020 Isi Bab III

21 Maret 2020 Pengecekan Proposal dan PPT Sidang

20 April 2020 Hasil Revisi dan Fokus Bab IV

17 Mei 2020 Pemutusan Arus Ikutan dan PBO

30 Juni 2020 Perhitungan dan pembahasan

17 Juli 2020 Penetapan Seluruh Isi TA

50

Lampiran 2 Single Line Diagram SUTT Bekasi – Harapan Indah

51

Lampiran 3 Surat keterangan Rekomendasi Laik Beroperasi

53

Lampiran 4 Hasil Pentanahan Tower

54

Lampiran 5 SPLN 121 : 1996

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN ANALISIS PEMASANGAN …

Documents

Transcript of INSTITUT TEKNOLOGI - PLN ANALISIS PEMASANGAN …