SPLN D5.006 2013 Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Distribusi 20 kV.pdf

i

PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV

PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135 Kebayoran Baru

Jakarta Selatan 12160

STANDAR

PT PLN (Persero)

SPLN D5.006: 2013

Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 0769.K/DIR/2013


POWER QUALITY

STANDAR

PT PLN (Persero)

SPLN D5.006: 2013

Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 0769.K/DIR/2013

PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135 Kebayoran Baru



ER

UA

Disusun oleh:

Kelompok Bidang Distribusi Standardisasi dengan Keputusan Direksi

PT PLN (Persero) No.277.K/DIR/2012

Kelompok Kerja Standardisasi Pemilihan Arrester dengan Keputusan Direksi

PT PLN (Persero) No.0447.K/DIR/2013

Diterbitkan oleh:

PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135, Kebayoran Baru


Susunan Kelompok Bidang Distribusi Standardisasi

KeputusanDireksi PT PLN (Persero): No. 277.K/DIR/2012

1. Ir. Ratno Wibowo : Sebagai Ketua merangkap Anggota

2. Hendi Wahyono, ST : Sebagai Sekretaris merangkap Anggota

3. Ir. Dany Embang : Sebagai Anggota

4. Ir. Lukman Hakim : Sebagai Anggota

5. Ir. Adi Subagio : Sebagai Anggota

6. Ir. Zairinal Zainuddin : Sebagai Anggota

7. Ir. Pranyoto : Sebagai Anggota

8. Ir. Rutman Silaen : Sebagai Anggota

9. Ir. Iskandar Nungtjik : Sebagai Anggota

10. Satyagraha A K, ST : Sebagai Anggota

11. Ir. Indradi Setiawan, MM : Sebagai Anggota

12. Ir. Ignatius Rendroyoko.M.Eng.Sc : Sebagai Anggota

Susunan Kelompok Kerja Standardisasi Pemilihan Arrester

Keputusan Direksi PT PLN (Persero): No.0447.K/DIR/2013

1. Buyung Sofiarto Munir, ST, MSc : Sebagai Ketua merangkap Anggota

2. Rathy Shinta Utami, ST : Sebagai Sekretaris merangkap Anggota

3. Ir. Firman Chairil Latief : Sebagai Anggota

4. Ir. Tri Prantoro : Sebagai Anggota

5. Effendi Memed, ST : Sebagai Anggota

6. Ir. Heri Wibowo : Sebagai Anggota

7. Ir. Abdul Rahman, MT : Sebagai Anggota

8. Hendi Wahyono, ST : Sebagai Anggota

9. Arrester Christiana SR, ST, MM : Sebagai Anggota

10. Ir. Indradi Setiawan, MM : Sebagai Anggota

Narasumber:

1. Satyagraha A K, ST

2. Edi Sopiadi

SPLN D5.006: 2013

i

Daftar Isi

Daftar Isi .................................................................................................................................... i

Daftar Tabel ............................................................................................................................. ii

Daftar Gambar ......................................................................................................................... ii

Prakata .................................................................................................................................... iii

1 Ruang Lingkup .................................................................................................................... 1

2 Tujuan ................................................................................................................................. 1

3 Acuan Normatif .................................................................................................................... 1

4 Istilah dan Definisi ................................................................................................................ 2

4.1 Arus Pelepasan Nominal Pengenal (Rated Nominal Discharge Current) (In) .................... 2

4.2 Dudukan (Bracket) ............................................................................................................ 2

4.3 Frekuensi Pengenal (Rated Frequency) (Fr) ..................................................................... 2

4.4 Gaya Mekanis Sesaat yang Dispesifikasikan (Specified Short Term Load) ....................... 2

4.5 Isokeraunic Level (IKL) ..................................................................................................... 2

4.6 Jarak Rambat Insulator Fase ke Bumi (Creepage Distance Phase To Earth) .................... 2

4.7 Keramik (Porcelain) ........................................................................................................... 2

4.8 Kelas (Line Discharge Class) ............................................................................................ 2

4.9 Kekuatan Selubung Elektrik (Electric Strength Of Housing) .............................................. 3

4.10 Kemampuan Hubung Singkat Isolator (Short Circuit Capability) ...................................... 3

4.11 Lama Arus Gangguan (Fault Duration) ............................................................................ 3

4.12 Pemisah (Disconnector) .................................................................................................. 3

4.13 Polimer (Polymer) ............................................................................................................ 3

4.14 Sistem Pembumian Titik Netral (System Neutral Connection) ......................................... 3

4.15 Selubung (Housing) ......................................................................................................... 3

4.16 Tegangan Pengenal (Rated Voltage) (Ur) ....................................................................... 3

4.17 Tegangan Operasi Kontinu (Continuous Operating Voltage; Uc) ..................................... 3

4.18 Tipe Selubung (Type of housing) ..................................................................................... 4

4.19 Tegangan Tertinggi Untuk Peralatan (Highest System Voltage) (Um) ............................. 4

4.20 Tegangan Residual Maksimum (Maximum Residual Voltage) ......................................... 4

5 Penetapan Spesifikasi Arrester ............................................................................................ 4

6 Penandaan .......................................................................................................................... 6

7 Pengujian ............................................................................................................................ 6

7.1 Pengujian Jenis (Type Test) .............................................................................................. 6

7.2 Pengujian Rutin (Routine Test) ......................................................................................... 7

7.3 Pengujian Contoh.............................................................................................................. 7

8 Pemasangan Arrester Sistem Distribusi (20 kV) .................................................................. 9

8.1 Kawat Penghubung Arrester (Lead Wire) .......................................................................... 9

8.2 Lokasi Arrester Sehubungan dengan Pembatas Peralatan ............................................. 10

8.3 Lokasi Arrester pada Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) atau ........................ 10

Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM) ............................................................ 10

8.4 Lokasi Arrester pada Transformator Distribusi dan Kapasitor .......................................... 11

8.5 Lokasi Arrester pada Pemutus (Recloser, Sectionalizers, Load Breaking ....................... 12

Switch, Disconnector Switch) ................................................................................................. 12

8.6 Lokasi Arrester pada AVR (Automatic Voltage Regulator) ............................................... 12

SPLN D5.006: 2013

ii

8.7 Lokasi Arrester pada Kubikel ...........................................................................................13

8.8 Kawat Penghubung Disconnector....................................................................................14

Lampiran ................................................................................................................................ 15

1 Pemilihan Arrester untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective) ...................................... 15

2 Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Rendah (Non-Effective) ............ 15

3 Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Tinggi/Terisolasi (Non-Effective) 16

4 Peta Isokeraunic Level ....................................................................................................... 17

Daftar Tabel

Daftar Gambar

Tabel 1. Penetapan Spesifikasi Arrester Jaringan Distribusi 20 kV ......................................... 4

Tabel 2. Kelas Arrester ........................................................................................................... 6

Tabel 3. Pengujian Arrester .................................................................................................... 7

Tabel 4. Jumlah Sampel Uji Contoh ........................................................................................ 8

Gambar 1. Sambungan Kawat Penghubung Pembumian ........................................................ 9

Gambar 2. Contoh Penempatan Arrester Sehubungan Dengan Pembatas Peralatan ........... 10

Gambar 3. Penempatan Arrester Pada Kabel ....................................................................... 11

Gambar 4. Contoh Lokasi Arrester Pada Konstruksi Transformator Distribusi ....................... 11

Gambar 5. Contoh Penempatan Arrester Pada Sectionalizer Di Jaringan Distribusi 20 kV .... 12

Gambar 6. Contoh Penempatan Arrester Pada AVR ............................................................. 13

Gambar 7. Contoh Penempatan Arrester Di Dalam Kubikel ................................................... 13

Gambar 8. Penempatan Disconnector Pada Arrester ............................................................ 14

Gambar 9. Peta IKL dalam persentase hari guruh per tahun Indonesia 1991-2006 ............... 18

Gambar 10. Peta Isokeraunic Level Dunia Dalam Jumlah Hari Guruh ................................... 18

SPLN D5.006: 2013

iii

Prakata

Standar ini merupakan revisi dari sebagian SPLN 7 : 1978, yang lingkupnya dibatasi hanya untuk arrester tegangan menengah, mencakup pedoman pemilihan arrester distribusi tegangan menengah tipe tanpa celah (gapless) dari bahan Metal Oxide Varistor (MOV) yang berlaku di lingkungan PT PLN (Persero). Standar ini juga membatasi dan menyeragamkan tegangan pengenal, kemampuan arus pelepasan, dan penentuan kelas arrester. Dengan diterbitkannya standar ini diharapkan dapat dipakai sebagai pedoman dalam penentuan spesifikasi, petunjuk teknis dalam penggunaan arrester oleh PT PLN (Persero) dan ketentuan desain dalam pembuatan dan pelaksanaan pengujian oleh pabrikan, pemasok dan lembaga pengujian. Dengan ditetapkannya standar ini, maka ketentuan mengenai arrester tegangan menengah tidak lagi menggunakan SPLN 7 : 1978.

SPLN D5.006: 2013

1

Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Distribusi 20 kV

1 Ruang Lingkup

Standar ini menetapkan spesifikasi arrester distribusi tipe tanpa celah (gapless) dari bahan Metal Oxide Varistor (MOV) yang digunakan di unit PT PLN (Persero) dan menetapkan letak serta pemasangan arrester pada peralatan yang dipakai pada sistem distribusi tegangan menengah 20 kV.

2 Tujuan

Sebagai pedoman umum dalam menetapkan spesifikasi teknik, pengujian, pengadaan, pemesanan, penempatan dan pemasangan arrester tegangan menengah untuk pemakaian instalasi listrik di unit-unit PT PLN (Persero).

3 Acuan Normatif

Dokumen-dokumen referensi/acuan berikut sangat diperlukan dalam penggunaan standar ini. Untuk referensi yang bertanggal, maka hanya terbitan tersebut yang berlaku sedangkan referensi yang tidak bertanggal, yang berlaku adalah terbitan terakhir dari dokumen referensi tersebut (termasuk amandemennya).

a. IEC 60099-4; 2009-05; Surge Arrester Part 4: Metal-Oxide Surge Arresters Without

Gaps For AC Systems;

b. IEC 60099-5; 2000-03; Surge Arrester Part 5: Selection and Application

Recommendations;

c. IEC 60815-2; 2008-10; Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators

intended for Use in Polluted Conditions-Part 2: Ceramic and Glass Insulators for AC

Systems;

d. IEC 60815-3; 2008-10; Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators

intended for Use in Polluted Conditions-Part 3: Polymer Insulators for AC Systems;

e. IEC 60410:1973; Sampling Plans and Procedures for Inspection by Attributes;

f. IEEE Std C62.11TM-2005; IEEE Standard For Metal-Oxide Surge Arresters For AC

Power Circuits (> 1 KV);

g. IEEE Std C62.11aTM-2008; IEEE Standard For Metal-Oxide Surge Arresters For AC

Power Circuits (> 1 KV), Amendment 1: Short-Circuit Tests for Station, Intermediate,

and Distribution Arresters;

h. IEEE Std C62.22TM-2009; IEEE Guide for The Application of Metal-Oxide Surge

Arresters for Alternating Current Systems;

i. IEEE Std C62.22.1-1996; IEEE Guide for The Connection of Surge Arresters to Protect

Insulated, Shielded Electric Power Cable Systems.

SPLN D5.006: 2013

2

4 Istilah dan Definisi

4.1 Arus Pelepasan Nominal Pengenal (Rated Nominal Discharge Current) (In)

Nilai puncak arus pelepasan dengan bentuk gelombang 8/20 s yang dipakai untuk mengklasifikasikan arrester.

4.2 Dudukan (Bracket)

Peralatan yang digunakan sebagai dudukan/penggantung arrester.

4.3 Frekuensi Pengenal (Rated Frequency) (Fr)

Jumlah gelombang satu siklus utuh maksimum yang melewati titik tetap per satuan waktu dari sistem secara kontinu. Frekuensi ini dapat diterapkan pada arrester secara kontinu tanpa mempengaruhi karakteristik kerjanya.

4.4 Gaya Mekanis Sesaat yang Dispesifikasikan (Specified Short Term Load)

Gaya mekanis sesaat terbesar terhadap sumbu longitudinal yang sanggup ditahan oleh arrester dan ditetapkan oleh pabrikan tanpa menyebabkan kerusakan mekanis untuk penggunaan pada sistem distribusi.

4.5 Isokeraunic Level (IKL)

Garis yang menghubungkan daerah-daerah dengan jumlah hari guruh yang sama. Dalam hal ini, jika minimum satu guruh terdengar oleh pengamat dalam satu hari, maka disebut satu hari guruh (thunder storm day).

4.6 Jarak Rambat Insulator Fase ke Bumi (Creepage Distance Phase To Earth)

Jarak terpendek antara dua bagian konduktif (fase ke bumi) diukur sepanjang permukaan selubung isolator.

4.7 Keramik (Porcelain)

Bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat dan mempunyai kemampuan isolasi terhadap tegangan.

4.8 Kelas (Line Discharge Class)

Tingkatan kemampuan arrester untuk melakukan penyerapan energi maksimum dari impuls petir.

SPLN D5.006: 2013

3

4.9 Kekuatan Selubung Elektrik (Electric Strength Of Housing)

Kemampuan isolator menahan tegangan tinggi tanpa kegagalan.

4.10 Kemampuan Hubung Singkat Isolator (Short Circuit Capability)

Kemampuan hantar arus hubung singkat dari arrester yang tidak menyebabkan meledaknya selubung isolator arrester.

4.11 Lama Arus Gangguan (Fault Duration)

Lama waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan gangguan.

4.12 Pemisah (Disconnector)

Peralatan untuk mengisolasi arrester yang mengalami kerusakan dari sistem distribusi.

4.13 Polimer (Polymer)

Salah satu bahan rekayasa bukan logam (non-metallic material) yang dihasilkan dengan cara polimerisasi dari molekul yang sangat banyak dengan satuan struktur berantai panjang dan mempunyai kemampuan isolasi terhadap tegangan.

4.14 Sistem Pembumian Titik Netral (System Neutral Connection)

Sistem jaringan tegangan menengah yang titik netralnya dihubungkan ke bumi, baik melalui impedansi maupun secara langsung.

4.15 Selubung (Housing)

Bagian terluar dari suatu arrester yang membungkus MOV dan bersifat isolasi.

4.16 Tegangan Pengenal (Rated Voltage) (Ur)

Nilai efektif maksimum dari tegangan frekuensi kerja yang diizinkan antara kutub-kutubnya yang dirancang agar dapat bekerja dengan tepat.

4.17 Tegangan Operasi Kontinu (Continuous Operating Voltage; Uc)

Tegangan operasi kontinu yang diperbolehkan atau tegangan rms maksimal yang diberikan pada arrester saat beroperasi kontinu. Tegangan ini adalah tegangan maksimal arrester pada keadaan non-konduksi dan merupakan tegangan saat arrester kembali dari keadaan konduksi.

CATATAN: Pada standar IEEE istilah COV digunakan MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage).

SPLN D5.006: 2013

4

4.18 Tipe Selubung (Type of housing)

Jenis isolator yang digunakan pada arrester tersebut.

4.19 Tegangan Tertinggi Untuk Peralatan (Highest System Voltage) (Um)

Nilai tegangan tertinggi yang terjadi dalam keadaan kerja normal pada setiap saat dan di setiap titik pada peralatan tersebut. Keadaan ini tidak termasuk gejala-gejala peralihan tegangan, misalnya yang terjadi karena pemutusan sistem, dan variasi tegangan temporer.

4.20 Tegangan Residual Maksimum (Maximum Residual Voltage)

Nilai puncak tegangan antara terminal dari arrester selama terjadi arus pelepasan.

5 Penetapan Spesifikasi Arrester

- Arrester terdiri dari MOV, selubung, terminal fase dan terminal pembumian.

- Untuk sistem distribusi (20 kV) ditetapkan spesifikasi arrester sesuai tabel 1.

- Spesifikasi kelas arrester untuk sistem distribusi (20 kV) ditetapkan sesuai dengan tabel 2.

Tabel 1. Penetapan Spesifikasi Arrester Jaringan Distribusi 20 kV

No Spesifikasi Satuan

Sistem Pembumian Titik Netral

Pembumian langsung (Solid

/effective)

Pembumian dengan

resistans rendah (non-

effective)

Pembumian dengan

resistans tinggi(non-effective)

1 Lama arus gangguan detik 1 10 7200

2 Tegangan pengenal (Ur)** kV 21 24 27

3 Tegangan operasi kontinu (Uc)** kV 16.8 19.2 21.6

4 Tipe isolator

Polimer (Molded Case)/Keramik untuk pemasangan outdoor/indoor;

(Pilihan Keramik hanya untuk pemasangan di GI, GH dan pembangkit)

5 Bahan terminal fase/pembumian

Stainless Steel

6 Frekuensi Pengenal (Fr) Hz 50

7 Tegangan Tertinggi untuk Peralatan (Um)

kV 24

8 Arus pelepasan nominal pengenal (8/20 s) (In)

8.1 Untuk area dengan jumlah hari guruh < 91 hari ( IKL (Isokeraunic Level) < 25% )*

kA 10

8.2 Untuk area dengan jumlah hari guruh > 91 hari ( IKL (Isokeraunic Level) > 25% )*

SPLN D5.006: 2013

5

-

Pada GI, GH dan pembangkit atau kabel keluar (outgoing) GI, GH, pembangkit dan ujung penyulang

kA 20

- Pada proteksi tegangan lebih Transformator Distribusi dan Kabel Distribusi TM

kA 10

9 Kelas

9.1

Untuk area dengan jumlah hari guruh < 91 hari ( IKL (Isokeraunic Level) < 25% )*

-


3


2

9.2

Untuk area dengan jumlah hari guruh > 91 hari ( IKL (Isokeraunic Level) > 25%)*

-


4


2

10 Kemampuan Hubung Singkat Selubung untuk 0,2 detik

kA rms 20

11 Tegangan Residual Maksimum

- Dengan arus impuls petir (gelombang 8/20 s)

kVp < 58 < 67 < 74

- Dengan impuls switsing (30/60 s) 1000 A untuk 10 kA dan 2000 A untuk 20 kA

kVp < 52 < 60 < 66

12 Kekuatan Elektrik Selubung

- Tegangan ketahanan impuls (gelombang 1,2/50 s)

kVp 125

- Tegangan ketahanan AC (1 min)

kV 50

13 Jarak rambat insulator fase ke bumi

- Polusi berat*** mm/kV (Um)

25

- Polusi sangat berat**** mm/kV (Um)

31

14 Gaya mekanis sesaat yang dispesifikasikan

Ditetapkan dan dicantumkan dalam spesifikasi oleh

pabrikan

SPLN D5.006: 2013

6

15 Disconnector Ada

16 Bracket Ada

* Tipikal peta IKL Indonesia dapat dilihat pada lampiran namun untuk mendapatkan data IKL terkini dapat diperoleh di Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Indonesia ** Perhitungan pedoman pemilihan dapat dilihat pada lampiran. *** Untuk penggunaan di daerah perkotaan dan pedesaan yang jauh dari polusi industri, tepi pantai dan pegunungan dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dibuktikan dengan pengujian weathering ageing 1000 jam. **** Untuk penggunaan di daerah yang dekat dengan polusi industri, tepi pantai dan pegunungan dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dibuktikan dengan pengujian weathering ageing 5000 jam.

Tabel 2. Kelas Arrester

Kelas Sesuai IEC

60099-4:2009

Kemampuan Menyerap Energi Maksimum berdasarkan IEC Operating

Duty Test dengan 2 x Long duration current impulse

kJ/kV (Uc) kJ/kV (Ur)

2 5 4

3 8.75 7

4 12.5 10

6 Penandaan

Arrester harus dilengkapi dengan penandaan pada badan isolasi dan atau logam dengan cetak timbul atau printing yang tidak mudah dihapus.

Minimum penandaan terdiri dari: 1. Tegangan pengenal (Ur); 2. Arus pelepasan nominal (In); 3. Tegangan operasi kontinu (Uc); 4. Kelas; 5. Tahun produksi; 6. Nama/merk dagang/logo.

7 Pengujian

7.1 Pengujian Jenis (Type Test)

Pengujian jenis ini dilakukan dengan mata uji pada tabel 3 kolom c dan d sesuai dengan butir 8 IEC 60099-4:2009. Untuk arrester dengan isolasi polimer, dilakukan pengujian sesuai dengan butir 10 IEC 60099-4:2009. Khusus untuk arrester isolasi polimer yang akan digunakan di daerah dengan tingkat polusi yang tinggi, intensitas radiasi sinar matahari yang tinggi dan perubahan suhu dengan kondensasi yang sering seperti pada daerah pegunungan,

SPLN D5.006: 2013

7

industri atau tepi pantai, maka dilakukan pengujian weather ageing 5000 jam. Untuk kondisi selain hal tersebut diatas dapat menggunakan pengujian weather ageing 1000 jam. Pengujian jenis harus memenuhi seluruh persyaratan teknis yang tercantum pada tabel 1 dan 2. Pengujian jenis dilakukan oleh PLN Puslitbang.

7.2 Pengujian Rutin (Routine Test)

Pengujian rutin dilakukan dengan mata uji pada tabel 3 kolom e sesuai dengan butir 9.1 IEC 60099-4:2009.

7.3 Pengujian Contoh

Pengujian contoh dilakukan dengan mata uji pada tabel 3 kolom f sesuai dengan pengujian serah terima (acceptance test) pada butir 9.2 IEC 60099-4:2009. Jumlah sampel untuk pengujian contoh dapat dilihat pada tabel 4.

Tabel 3. Pengujian Arrester

No Item Pengujian

Uji Jenis

Uji Rutin Uji

Contoh Arus Pelepasan Nominal Standar

20 KA 10 KA

a b c d e f

1

Uji Ketahanan Isolasi pada Selubung (Insulation Withstand Test on the Arrester Housing)

2 Uji Tegangan Residual (Residual voltage test)

A Dengan impuls arus curam (Steep current impulse)

B Dengan impuls petir (Lightning impulse)

C Dengan impuls switsing (Switching impulse )

3

Uji ketahanan impuls arus durasi panjang (Long duration current impulse withstand test)

4 Uji Operasi (Operating duty test)

SPLN D5.006: 2013

8

A

Uji operasi impuls arus tinggi (High current impulse operating duty test)

B

Uji operasi surja switsing (Switching surge operating duty test)

5 Uji Hubung singkat (Short circuit)

6 Uji Pemisah arrester/indikator gangguan (Arrester disconnector/fault indicator)

7 A

Uji Isolator Terpolusi (Polluted housing test) untuk selubung porselen

B

Weather ageing test untuk selubung polimer

8 Uji pelepasan parsial internal (Internal partial discharge test)

9 Uji Momen Lentur (Bending moment)

10 Uji Lingkungan (Enviromental test) untuk selubung porselen

11 Uji Tingkat kebocoran seal (Seal leak rate) untuk selubung porselen

12 Pengukuran Tegangan Referensi

Tabel 4. Jumlah Sampel Uji Contoh

No Jumlah barang yang

diserahterimakan (buah)

Jumlah sampel (buah)

Jumlah maksimum kegagalan sampel yang dapat diterima*

(buah)

1 2 s/d 15 2 0

2 16 s/d 25 3 0

3 26 s/d 90 5 0

4 91 s/d 150 8 0

5 151 s/d 500 13 0

6 501 s/d 1200 20 1

7 1201 s/d 10000 32 1

8 10001 s/d 35000 50 2

9 35001 s/d 500000 80 3

10 > 500000 125 5

SPLN D5.006: 2013

9

CATATAN: Apabila arrester tidak lulus uji sesuai dengan tabel 4, maka seluruh barang yang diserahterimakan dianggap tidak memenuhi persyaratan standar**. * Arrester yang gagal dalam pengujian contoh harus diganti dengan yang baru dan sesuai standar. ** Agar dimasukkan dalam ketentuan kontrak.

8 Pemasangan Arrester Sistem Distribusi (20 kV)

8.1 Kawat Penghubung Arrester (Lead Wire)

Pembuangan arus petir melalui induktansi dari kawat penghubung arrester menghasilkan tegangan yang menambah tegangan keluaran arrester. Panjang kawat penghubung tersebut terdiri dari panjang kawat penghubung arrester ke pembumian serta panjang kawat penghubung arrester dengan tegangan fase. Panjang total dari kawat penghubung ini diukur dari titik di mana sambungan kawat penghubung arrester ini dibuat ke titik di mana dilakukan interkoneksi antara pembumian arrester dan pembumian dari peralatan yang dilindungi, tidak termasuk panjang arrester. Kawat penghubung pembumian masing-masing arrester disarankan dihubungkan langsung dari pembumian arrester dengan pembumian dari peralatan yang dilindungi tanpa terlebih dahulu disatukan seperti dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Sambungan Kawat Penghubung Pembumian

Induktansi per unit panjang dari kawat penghubung adalah fungsi kompleks dari geometri kawat penghubung. Efek dari diameter konduktor kawat penghubung sangat kecil. Beberapa penelitian memperlihatkan bahwa induktansi dari kawat penghubung tipikal besarnya adalah 1,3 H per meter. Induktansi dari kawat yang digulung akan lebih besar dari nilai tersebut. Oleh karena itu, kawat penghubung arrester tidak boleh digulung. Dari data petir yang pernah direkam di daerah Indonesia memperlihatkan kecuraman arus petir rata-rata sebesar 40 kA/s. Hasil kali dari kecuraman arus petir dengan panjang total kawat penghubung arrester adalah tegangan kawat penghubung. Tegangan kawat penghubung menambah tegangan residual arrester hanya pada saat kenaikan arus pelepasan. Lamanya waktu peralatan yang dilindungi terkena dengan tegangan penjumlahan tegangan kawat penghubung dan tegangan residual adalah waktu kenaikan arus pelepasan.

SPLN D5.006: 2013

10

Oleh karena itu perlu dilakukan koordinasi tegangan total dari tegangan kawat penghubung dan tegangan residual dengan ketahanan tegangan potong dari peralatan yang dilindungi. Tegangan residual tanpa pengaruh kawat penghubung arrester harus dikoordinasikan juga dengan ketahanan tegangan potong dari peralatan yang dilindungi, sehingga kawat penghubung arrester harus sependek mungkin. Kawat pembumian arrester tidak terhubung dengan kawat penghantar pembumian tegangan rendah.

8.2 Lokasi Arrester Sehubungan dengan Pembatas Peralatan

Menempatkan sebuah arrester pada sisi sumber dari FCO menyebabkan panjang kawat penyambung arrester yang sangat panjang. Oleh karena itu arrester harus diletakkan sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindunginya dengan menempatkannya setelah FCO agar kawat penyambung arrester menjadi pendek. Lokasi dari fuse di depan arrester menyebabkan fuse membawa arus pelepasan arrester. Maka disyaratkan fuse yang digunakan di depan arrester adalah fuse yang tahan arus surja petir. Contoh penempatan arrester setelah FCO pada konstruksi gardu distribusi dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Contoh Penempatan Arrester Sehubungan Dengan Pembatas Peralatan

8.3 Lokasi Arrester pada Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) atau Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM)

Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan terminasi kabel, dimana kawat penghubung arrester dihubungkan dengan pembumian kabel dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke terminasi kabel. Contoh penempatan arrester pada kabel dapat dilihat pada gambar 3.

SPLN D5.006: 2013

11

a. Penempatan Arrester dengan FCO

b. Penempatan Arrester tanpa FCO

Gambar 3. Penempatan Arrester Pada Kabel

8.4 Lokasi Arrester pada Transformator Distribusi dan Kapasitor

Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan bushing transformator/kapasitor, dimana kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke bushing transformator/kapasitor. Kawat penghubung arrester dihubungkan dengan terminal pembumian transformator/kapasitor dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Contoh penempatan arrester pada transformator dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Contoh Lokasi Arrester Pada Konstruksi Transformator Distribusi

SPLN D5.006: 2013

12

8.5 Lokasi Arrester pada Pemutus (Recloser, Sectionalizers, Load Breaking Switch, Disconnector Switch)

Arrester ditempatkan pada kedua sisi (baik sisi pengirim maupun sisi penerima) dari setiap jenis pemutus. Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan terminal pemutus, dimana kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke terminal pemutus. Kawat penghubung pembumian arrester dihubungkan dengan terminal pembumian pemutus dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Contoh penempatan arrester pada sectionalizers dapat dilihat pada gambar 5.

Gambar 5. Contoh Penempatan Arrester Pada Sectionalizer Di Jaringan Distribusi 20 kV

8.6 Lokasi Arrester pada AVR (Automatic Voltage Regulator)

Arrester ditempatkan pada kedua sisi (baik sisi pengirim maupun sisi penerima) dari AVR. Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan bushing AVR, dimana kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke bushing AVR. Kawat penghubung pembumian arrester dihubungkan dengan terminal pembumian AVR dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Contoh penempatan arrester pada AVR dapat dilihat pada 6.

SPLN D5.006: 2013

13

Gambar 6. Contoh Penempatan Arrester Pada AVR

8.7 Lokasi Arrester pada Kubikel

Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan terminasi kabel, dimana kawat penghubung pembumian arrester dihubungkan dengan pembumian kabel dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Jika memungkinkan kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke terminasi kabel. Namun apabila tidak memungkinkan maka kawat penghubung fase dipilih sependek mungkin untuk mengurangi tegangan kawat penghubung. Contoh penempatan arrester di dalam kubikel gambar 7.

Gambar 7. Contoh Penempatan Arrester Di Dalam Kubikel

SPLN D5.006: 2013

14

8.8 Kawat Penghubung Disconnector

Disconnector diletakkan pada terminal pembumian dari arrester dan menghubungkan terminal pembumian arrester dengan kawat penghubung pembumian. Apabila arrester menghantarkan arus yang besar akibat kegagalan arrester akan menyebabkan bekerjanya disconnector untuk memisahkan terminal pembumian arrester dengan kawat penghubung pembumian. Sehingga sangat perlu diperhatikan kawat penghubung pembumian tidak terkena kawat fase apabila disconnector bekerja. Oleh karena itu kawat penghubung pembumian harus dari material yang memiliki fleksibilitas tinggi dan tidak kaku seperti pada gambar 8.

Gambar 8. Penempatan Disconnector Pada Arrester

SPLN D5.006: 2013

15

Lampiran

1 Pemilihan Arrester untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective)

Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent).

Data jaringan:

- Um = 24 kV

- BIL peralatan = 125 kV

- Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk 1 detik*

- Arus pelepasan nominal (In) = 10 kA*

- Level polusi = berat*

- Arus hubung-singkat maksimum =16 kA

Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal:

- Ur, min = 0,8* x Um, min = 0,8* x 24 kV = 19,2 kV

Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal:

- Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 21 kV

- Uc = Ur/1,25 = 21 kV/1,25 = 16,8 kV

Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan:

- Level proteksi impuls petir (10 kA, 8/20 s): 58 kV

- Level proteksi switsing: 0,9 x 58 kV = 52 kV

Mengecek level proteksi:

- BIL / 10 kA, 8/20 s = 125 kV/58 kV = 2,16> 1,4 (mencukupi)

Persyaratan-persyaratan minimal:

- Lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 58 kV =

75,4 kV

- Power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/ x level proteksi

impuls petir = 0,88/ x 58 kV = 36,1 kV

- Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 24 kV = 600 mm

- Short circuit withstand capability 0,2 s (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA

2 Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Rendah (Non-Effective)


SPLN D5.006: 2013

16

Data jaringan:

- Um = 24 kV


- Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk 10 detik.





- Ur, min = 0,93* x Uc, min = 0,93* x 24 kV = 22,32 kV



- Uc = Ur/1,25 = 24 kV/1,25 = 19,2 kV



- Level proteksi switsing: 0,9 x 67 = 60 kV





87,1 kV





3 Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Tinggi/Terisolasi (Non-Effective)


Data jaringan:

- Um = 24 kV


- Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk 7200 detik.





SPLN D5.006: 2013

17

- Ur, min = 1,11* x Uc, min = 1,11* x 24 kV = 26,64 kV



- Uc = Ur/1,25 = 27 kV/1,25 = 21,6 kV



- Level proteksi switsing: 0,9 x 74 = 66 kV





96,2 kV





4 Peta Isokeraunic Level

Peta Isokeraunic level (IKL) adalah peta yang menampilkan jumlah hari terdengarnya guruh per tahun. Peta IKL Indonesia dalam persentase jumlah hari guruh per tahun untuk tahun 1991-2006 dapat dilihat pada gambar 9. IKL = (Ts) / 365 x 100 % dimana : Ts = Jumlah hari guruh dalam satu tahun Sedangkan untuk peta IKL yang menampilkan tipikal jumlah hari guruh dunia dapat dilihat pada gambar 10. Dari peta IKL hari guruh dunia dengan peta IKL hari guruh Indonesia terlihat bahwa Indonesia memiliki jumlah hari guruh yang tinggi, sehingga diperlukan arrester yang mampu bekerja secara terus menerus tanpa mengalami kegagalan operasi.

SPLN D5.006: 2013

18

Gambar 9. Peta IKL dalam persentase hari guruh per tahun Indonesia 1991-2006

Gambar 10. Peta isokeraunic level dunia dalam jumlah hari guruh

Pengelola Standardisasi :

PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan KetenagalistrikanJl. Durentiga, Jakarta 12760, Telp. 021-7973774, Fax. 021-7991762,

www.pln-litbang.co.id

Pengelola Standardisasi :

PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan KetenagalistrikanJl. Durentiga, Jakarta 12760, Telp. 021-7973774, Fax. 021-7991762,

www.pln-litbang.co.id

1.SPLN D5.006 2013 rev 11 SURABAYA 10 JAN 20142. Back cover1.back cvr2.back cvr

SPLN D5.006 2013 Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Distribusi 20 kV.pdf

Documents

Transcript of SPLN D5.006 2013 Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Distribusi 20 kV.pdf