Pelindung Tegangan LebihOleh :Azimatul Khulaifah2209105040

Pelindung Tegangan Lebihsurja petir adalah tegangan lebih akibat sambaran petir yang berbentuk gelombang impuls dan merambat ke ujung-ujung jaringan.Fungsi pelindung tegangan lebih :Sebagai isolasi : pada saat keadaan tegangan jaringan normalSebagai penghantar ke tanah : pada saat ada surja petir yang terdapat pada terminal pelindung.

Jenis Pelindung STL Sela BatangArrester :Jenis EkspulsiJenis Katup

Sela BatangCara kerja : Jika terjadi beda tegangan antara sela batang melebihi tegangan tembus sela, maka akan terjadi percikan pada sela dan membuat sela terhubung singkat.Jarak sela batang diatur sedemikian sehingga terpercik pada nilai tegangan yang diinginkan.

Digunakan untuk melindungi : bushing trafo, isolator SUTT, CB, dan sebagai pelindung cadangan.

Sela BatangMisalkan suatu surja petir merambat menuju trafo. Jika surja petir telah tiba pada terminal pelindung, maka tegangan sela batang naik mengikuti kenaikan tegangan surja.

Sela BatangSaat tegangan sela mencapai tegangan percik sela (Va), sela terpercik sehingga terjadi hubung singkat satu fasa ke tanah. Sehingga tegangan di terminal pelindung tiba-tiba menjadi nol da arus surja mengalir ke tanah.

Setelah arus surja nol, keadaan tetap terhubung singkat karena percikan pada sela tetap ada yang dipertahankan oleh tegnagan bolak balik frekuensi sistem itu sendiri. akibatnya, timbul arus hubung singkat frekuensi daya yang disebut arus susulan.

Arus susulan ini dihilangkan dengan membuka CB, akibatnya terjadi pemutusan aliran daya.

Sela BatangKelemahan sela batang :Jika pelindung bekerja, harus terjadi pemutusan aliran daya pada sistem.Tegangan percik sela lebih besar dari pada tegangan surja bermuka curam.Bekerjanya sela batang dipengaruhi kondisi udara sekitar.Bekerjanya sela batang juga tergantung pada polaritas tegangan surja.

Arrester Jenis Ekspulsi Mempunyai dua sela : sela luar dan dalam (ditempatkan didalam tabung serat)

Cara kerja : Bila di terminal arrester tiba suatu surja petir, maka kedua sela terpercik. Arus susulan yang terjadi memanaskan pemukaan dalam tabung serat. akibatnya tabung mengeluarkan gas. Saat arus susulan mencapai nol, gas akan memadamkan arus susulan. Pemadaman arus susulan tergantung pada tingkat arus hubung singkat pada lokasi penempatan arrester.

Arrester Jenis KatupTerdiri atas beberapa sela percik yang dihubungkan seri dengan resistor tak linier.

Resistor tak linier mempunyai tahanan yang rendah saat dialiri arus besar dan mempunyai tahanan yang besar saat dialiri arus kecil.

Sela percik dan resistir tak linier keduanya ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup, sehingga kerja arrester ini tidak dipengaruhi oelh keadaan udara sekitar.

Arrester Jenis KatupTegangan pada terminal arrester saat mengalikan arus surja :Macam-macam arester jenis katup :Jenis gardJenis saluran (15-69kV)Jenis gardu untuk mesin-mesin (2.4-15kV)Jenis distribusi untuk mesin-mesin (120-750 V)

Arrester Jenis Katup Dalam selang waktu 0-t1, arus surja naik dan mencapai nilai puncak Is=Ip, tahanan R mengecil, sehingga kenaikan tegangan terminal arrester dibatasi sampai Va. Seandainya tahanan R konstan, maka saat arus surja mencapai nilai puncak, tegangan di terminal arrester adalah Vt=Vl. Artinya tegangan sistem tetap tinggi, sehingga tujuan perlindungan tidak tercapai.

Arrester Jenis KatupDalam selang waktu t1-t2, arus surja menurun, tahanan resistor membesar. Arus susulan ini menjadi nol, masih tersisa arus susulan yang relatif kecil. Arus susulan ini juga akan semakin kecil karena tahanan R semakin membesar, sehingga akhirnya tersisa arus kecel yang disebut arus kendali. Biasanya arus kendali dapat dipadamkan dan tidak berlanjut lagi.

Arrester Jenis KatupBesarnya arus susulan tergantung pada saat tibanya tegangan surja. Jika tegangan surja tiba saat tegangan sesaat sistem mendekati nilai puncaknya, maka arus susulan besar.Jika tegangan surja tiba saat tegangan sesaat sistem mendekati nol, maka arus susulan nol.

Data Pengenal ArresterTegangan pengenalArus peluahan nominalFrekuensi pengenal Tegangan percik pada frekuensi dayaTegangan percik impuls maksimalTegangan peluahan atau tegangan sisaTegangan dasar (cut-off voltage) Tegangan gagal sisa Karakteristik volt-waktu (V-t)Margin Tingkat perlindunganArus peluahan maksimal

Tegangan pengenalTegangan efektif tertinggi frekuensi sistem yang mungkin dipikul oleh arrester.

Arus Peluahan NominalData ini menunjukkan klasifikasi arrester menurut kemampuannya mengalirkan arus peluahan 10/20 s

Standart arus peluahan nominal yang sudah ada :10 kA, 10/20 s : digunakan pada gardu induk, gardu yang berada di kawasan yang sering terjadi petir dan sistem bertegangan >66 kV5 kA, 10/20 s : digunakan pada gardu bertegangan 66 kV2.5 kA, 10/20 s : digunakan pada gardu bertegangan 22 kV1.5 kA, 10/20 s : digunakan pada sistem distribusi 22 kV

Frekuensi Pengenal Sama dengan frekuensi sistem dimana arrester terpasang

Tegangan Percik pada Frekuensi DayaBesarnya tegangan efektif frekuensi daya yang membuat terjadinya percikan di sela arrester. Tegangan percik frekuensi daya harus cukup tinggi agar sela arrester tidak terpercik jika terjadi hubung singkat satu fasa ke tanah maupun saat terjadi operasi hubung-buka (switching operation)Biasanya ditentukan sebesar 1.5 kali tegangan pengenalan arrester

Tegangan Percik Impuls MaksimalPuncak tegangan surja 1.2/50s, yang membuat sela arrester pasti terpercik atau yang membuat arrester pasti bekerja. Misalnya, ada suatu arrester mempunyai tegangan terpercik impuls maksimal 65 kV. Jika arrester diberi tegnagan impuls 65 kV-12/50 s, sebanyak 5 kali, maka sela arrester akan terpercik 5 kali.

Tegangan Peluahan atau Tegangan SisaTegangan terminal arrester saat arrester mengalirkan arus surja yang besarnya sama dengan arus peluahan normal.

Besarnya arus peluahan nominal arrester antara lain 10kA-10/20/s, 5A-10/20/ s dll.

Tegangan dasar (cut-off voltage)Tegangan efektif AC maksimal tang diperbolehkan terjadi si terminal arrester, dimana arus susulan yang diakibatkan tegangan tersebut masih dapat dipadamkan.

Tegangan gagal sisaBesar tegangan yang membuat sela arrester terpercik saat dikenai tegangan surja yang kecuraman muka gelombangnnya 100 kV/ s, 12kV tegangan pengenal arrester.

Contoh : tegangan gagal sela suatu arrester 30Kv adalah 120kV. artinya, jika arrester ini dikenai tegangan 100kV/mikrosekon/30/12 atau 250 Kv/ s, mka sela arrester akan terpercik saat tegangan mencapai 120kV

Karakteristik volt-waktu (V-t)Karakteristik yang menyatakan hubungan teganagan percikan sela arrester dan waktu percikan.Jika tegangan surja yangdatang adalah Vs1, maka isolator B terlebih dahulu terpercik, yaitu saat t=t1, arrester terpercik pada saat t=t2, isolator A terpercik pada saat t=t3. Dalam hal ini arrester gagal melindungi isolator B, tetapi berhasil melindungi isolator- Jika tegangan surja yang datang adalah Vs2, maka arrester terlebih dahulu terpercik saat t=t4. Isolator B terpercik pada saat t=t5 dan isolator A terpercik pada saat t=t6. Dalam hal ini arrester berhasil melindungi kedua isolator.

Margin-BIL (Basic Insulation Level) yaitu ketahanan suatu peralatan memikul tegangan surja petir jika dipasang pada suatu sistem bertegangan tertentu.

Margin : selisih BIL peralatan yang dilindungi dengan tingkat proteksi arrester yang melindunginya

Biasanya margin ditetapkan (20-30) % dari BIL.

Tingkat perlindunganTegangan tertinggi pada terminal arrester saat arrester mengalirkan arus surja. Arrester jenis ekspulsi : tingkat perlindungan ditetapkan sama dengan tegangan percik sela (Va).Arrester jenis katup : tingkat perlindungan ditetapkan sama dengan tegangan Vp karena Vp berlangsung lebih lama dari Va.

Arus peluahan maksimalNilai puncak tertinggi dari arus surja 50/10 s yang dapat dialirkan arrester tanpa merusaknya

Tegangan Pengenal Arrester Tegangan maksimum arrester : Jika terjadi hubung singkat satu fasa ke tanah, maka arrester yang terpasang pada fasa yang sehat naik tegangannya kg3 kali tegangan fasa ke netral sistem saat itu. Nilai kg tergantung pada jenis pembumian netral sistem dan impedansi urutan nol dan impedansi urutan positif sistem. untuk sistem yang tidak dibumikan nilai kg = 1.0untuk sistem yang dibumikan efektif nilai kg 0.8 untuk sistem yang dibumikan tidak efektif nilai kg = 0.8-1.0

Lokasi penempatan arresterUntuk memperoleh kawasan perlindungan yang lebih baik, arrester ditempatkan dengan jarak tertentu dari peralatan yang dilindungi.

Jarak arrester dengan peralatan yang dilindungi berpengaruh terhadap besarnya tegangan yang tiba pada peralatan.

Lokasi penempatan arresterTitik T : titik persambungan kedua jaringan, dapat berupa titik sambung jaringan hantaran udara dengan kabel, atau titik sambung jaringan dengan trafo atau ujung dari suatu jaringan, atau rel daya GI dimana jaringan transmisi tersambung ke rel.

Lokasi penempatan arresterTegangan pada titik T dinyatakan sebagai berikut :Tegangan yang dipantulkan dinyatakan sebagai berikut :Jika Z2 adalah trafo, maka Z2 bernilai tak hingga, jadi tegangan yang diteruskan pada terminal trafo :

Lokasi penempatan arresterMenurut persamaan 4.15, tegangan pada terminal trafo adalah 2 kali tegangan yang datang. Jika waktu tempuh gelombang adalah Maka tegangan pada terminal trafo terbentuk dalam waktu tempuh : 2t = 2 l/vTegangan maksimum terminal tarfo pada pantulan gelombang dinyatakan sbb :

Lokasi penempatan arresterJarak maksimum arrester dari peralatan :

Pertanyaan??

Sekian dan Terima Kasih