PERALATAN LISTRIK

Gardu induk merupakan suatu sistem Instalasi listrik yang terdiri dari

beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi penghubung listrik dari

jaringan transmisi ke jaringan distribusi primer. Perlengkapan peralatan listrik

tersebut antara lain :

1 Transformator Tenaga

Trafo tenaga ialah peralatan listrik yang dapat mengkonversikan tegangan

dari suatu tingkat ke tingkat yang lainnya melalui gandengan magnetik

berdasarkan prinsip elektromagnetik dengan tanpa mengubah frekuensi. Ada dua

jenis trafo, yaitu : trafo step up (penaik tegangan) dan trafo step down (penurun

tegangan).

Penggunan trafo dalam sistem tenaga listrik memungkinkan dipilihnya

tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk setiap keperluan, misalnya untuk

kebutuhan pembangkitan tegangan tinggi dalam pengiriman energi listrik jarak

jauh pada transmisi.

Dalam operasi, umumnya trafo-trafo tenaga ditanahkan pada titik

netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi seperti

trafo 150/70 kV ditanahkan secara langsung pada di sisi netral 150 kV dan trafo

270/70 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV. Trafo tenaga yang

terpasang di GI Simpang Tiga hanya satu yang berkapasitas 60 MVA.

1.1 Klasifikasi Transformator Tenaga

Transformator tenaga dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Pasangan

Menurut jenis pasangannya, transformator tenaga dapat dibedakan

berdasarkan :

- Jenis indoor

- Jenis outdoor

Gardu induk Simpang Tiga memiliki 1 buah trafo tenaga yaitu :

trafo tenaga merk PAUWELS TRAFO ASIA yang berasal dari jepang

dengan kapasitas dayanya 60 MVA.

2. Frekuensi

- Frekuensi daya : 50 – 60 Hz

- Frekuensi radio : diatas 20 kHz

3. Pemakaian transformator

- Trafo daya

- Trafo distribusi

- Trafo uji

- Trafo uji yang terdiri dari trafo tegangan (potensial transformer)

dan trafo arus (current transformator).

4. Pendingin

Pada transformator tenaga GI Simpang Tiga sistem pendingin yang

digunakan adalah jenis ONAN / ONAF, yaitu pendingin dengan minyak

yang bersirkulasi secara alamiah dan udara yang bersirkulasi secara

paksa dengan menggunakan fan (kipas).

Menurut cara pendinginannya dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut :

NoJenis Sistem

Pendingin

MEDIA

Di Dalam Trafo Di Luar Trafo

Sirkulasi

Alamiah

Sirkulasi

Paksa

Sirkulasi

Alamiah

Sirkulasi

Paksa

1 AN - - Udara -

2 AF - - - Udara

3 ONAN Minyak - Udara -

4 ONAF Minyak - - Udara

5 OFAN - Minyak Udara -

6 OFAF - Minyak - Udara

7 OFWF - Minyak - Air

8 ONAN/ONAF Kombinasi 3 dan 4

9 ONAN/OFAN Kombinasi 3 dan 5

10 ONAN/OFAF Kombinasi 3 dan 6

11 ONAN/OFWF Kombinasi 3 dan 7

Tabel 1 Sistem Pendingin Dalam Gardu Induk

Pada cara alamiah, pengaliran pendingin sebagai akibat adanya

perbedaan suhu media untuk mempercepat perpindahan panas dari media

tersebut ke udara keluar diperlukan bidang perpindahan yang lebih luas

antara media (minyak, udara, gas), dengan cara melengkapi trafo dengan

sirip-sirip (radiator). Sedangkan pada cara paksa, penyaluran panas

dipercepat dengan melengkapinya dengan peralatan bantu yaitu fan pada

GI Simpang Tiga.

1.2 Bagian-Bagian Trafo Tenaga

Transformator terdiri dari :

A. Bagian Utama

1. Inti Besi

Inti besi adalah tempat melekatnya kumparan dan berfungsi sebagai

jalannya fluks magnetik. Besi yang digunakan untuk inti transformator

biasanya mempunyai kadar silikon yang tinggi dan diproses agar memiliki

permeabilitas yang tinggi dan rugi-rugi histeris yang kecil pada operasi

normal. Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks yang

ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari

lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas

(sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”. Ada dua

jenis inti yang biasanya digunakan pada trafo, yang membedakan type inti

ini adalah cara pemasangan kumparan primer dan skundernya. Kedua jenis

inti tersebut adalah :

- Type inti (core)

- Type cangkang (shell)

Gambar 2 Inti besi dan laminasi yang diikat fiberglass6

2. Kumparan Trafo

Kumparan pada trafo adalah kawat penghantar yang dialiri oleh arus listrik

dibagian primer dan skunder yang dililitkan pada inti besi trafo. Untuk

mencegah mengalirnya arus dari kumparan tersebut ke inti besi atau

bagian lain dari trafo biasanya kawat kumparan tersebut dibatasi dengan

isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada trafo

terdapat kumparan primer dan skunder. Bila kumparan primer

dihubungkan dengan tegangan/ arus bolak-balik maka pada kumparan

tersebut akan terjadi fluksi. Fluksi ini akan menginduksikan tegangan dan

bila pada rangkaian skunder dihubungkan dengan beban maka akan

menghasilkan arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat

transformasi tegangan dan arus. Jumlah lilitan pada trafo pada bagian

primer dan sekunder juga menentukan apakah trafo berfungsi sebagai

penaik (step up) atau penurun tegangan (step down).

Gambar 3 Susunan kumparan dari transformator tenaga

3. Minyak Transformator

Minyak trafo mempunyai fungsi ganda yaitu sebagai bahan isolasi dan

bahan pendingin trafo. Sebagai bahan isolasi, minyak akan mengisi

ruangan antara kumparan primer dan skunder sehingga tidak akan

menimbulkan breakdown antara kumparan tersebut. Sebagai bahan

pendingin minyak dipilih karena minyak dapat mensirkulasikan panas

dengan baik. Jenis minyak trafo yang dipakai adalah “Sheel Dialla B”.

4. Bushing Isobar

Hubungan antara terminal kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah

peralatan yang dikenal dengan nama bushing isolator yaitu sebuah

konduktor yang diselubungi oleh isolator dimana isolator ini mengisolasi

konduktor dengan body (badan) trafo. Bushing isolator biasanya terbuat

dari bahan porselen.

5. Tangki Konservator

Tangki konservator merupakan tempat untuk menampung pemuaian

minyak dari minyak yang ada di dalam transformator. Dimana minyak

pada transformator dalam keadaan tertentu akan memuai oleh sebab panas

akibat temperatur yang tinggi. Hasil pemuaian dari minyak ditampung

didalam tangki yang bernama tangki konservator.

B. Peralatan Bantu

1. Pendingin

Pada inti besi akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi

tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikkan suhu yang

berlebihan akan merusak sistem isolasi yang terdapat pada transformator.

Sehingga diperlukan sistem pendingin untuk mengurangi kenaikkan suhu

yang berlebihan tersebut. Media yang digunakan untuk sistem pendingin

dapat berupa udara gas, minyak, air dan sebagainya. Secara alamiah

pengaliran media diakibatkan karena adanya perbedaan suhu dan untuk

mempercepat perpindahan panas dari media tersebut ke udara luar

diperlukan perpindahan panas yang lebih luas antara media dengan cara

melengkapi trafo dengan sirip-sirip (radiator) bila diinginkan perpindahan

panas yang lebih cepat lagi maka cara alamiah tersebut dapat dilengkapi

dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi yaitu dengan pompa

sirkulasi minyak, udara, dan air. Metoda tersebut dinamakan sistem

pendinginan secara paksa.

2. Tap Changer (Perubah Tap)

Adalah alat perubah pendinginan transformator untuk mendapatkan

tegangan operasi sekunder yang tetap (20 kV) dari tegangan primer yang

berubah-ubah. Tap changer yang hanya dapat beroperasi untuk

memindahkan tap trafo dalam keadaan tidak berbeban disebut Off Load Tap

Changer dan hanya dapat diopersikan secara manual. Tap canger yang dapat

beroperasi dalam keadaan berbeban disebut On Load Tap Changer dan

dapat dioperasikan secara otomatis.

Ada berbagai persoalan yang timbul sehubungan dengan

pemakaian pengubah tap. Karena saklar pengalih melaksanakan perpindahan

hubungan (switching over) didalam minyak, maka minyak tersebut cepat

memburuk. Minyak yang telah memburuk ini dapat disaring, tergantung dari

keadaan untuk mencegah turunnya kekuatan isolasi. Karena frekuensi

bekerjanya saklar pengalih ini tinggi maka keausan kontak harus mendapat

perhatian dan penggantian kontaknya cukup sekali dalam beberapa tahun,

karena dalam pengujian jenis (type-test) dilakukan pengujian listrik

bekerjanya kontak (Electrical Duty Test) berpuluh-puluh ribu kali.

Gambar 4. Perubah tap tegangan tinggi (off load) pada transformator 3 fasa 50 Hz

3. Alat Pernapasan

Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka

suhu minyak pun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila

suhu udara tinggi, maka minyak memenuhi dan mendesak udara diatas

minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya apabila suhu udara turun

minyak menyusut maka udara luar akan masuk kedalam tangki.kedua

proses ini disebut pernapasan trafo. Akibat pernapasan trafo tersebut maka

perubahan minyak akan selalu bersinggungan dengan udara luar. Udara

luar yang lembab akan menurunkan niali tegangan tembus trafo, maka

untuk mencegah hal tersebut pada ujung pipa penghubung udara luar

dilengkapi dengan alat pernapasan berupa tabung berisi kristal zat

hygroskopis.

4. Indikator

Untuk mengawasi selama trafo beroperasi maka perlu adanya indikator

pada trafo sebagai berikut :

- Indikator suhu minyak

- Indikator permukaan minyak

- Indikator sistem pendingin

- Indikator kedudukan tap

5. NGR (Netral Grounding Resistor)

Pada saat sistem tenaga listrik masih dalam skala kecil, gangguan

hubung singkat ke tanah pada instalasi tenaga listrik tidak merupakan suatu

masalah yang besar. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan hubung

singkat fasa ke tanah arus gangguan masih relatif kecil (lebih kecil dari 5

Amper), sehingga busur listrik yang timbul pada kontak-kontak antara fasa

yang terganggu dan tanah masih dapat padam sendiri. Tetapi dengan semakin

berkembangnya sistem tenaga listrik baik dalam ukuran jarak (panjang)

maupun tegangan, maka bila terjadi gangguan fasa ke tanah arus gangguan

yang timbul akan besar dan busur listrik tidak dapat lagi padam dengan

sendirinya. Timbulnya gejala-gejala ”busur listrik ke tanah (arching ground)”

sangat berbahaya karena menimbulkan tegangan lebih transient yangdapat

merusak peralatan. Apabila hal di atas dibiarkan, maka kontinuitas

penyaluran tenaga listrik akan terhenti, yang berarti dapat menimbulkan

kerugian yang cukup besar. Oleh karena itu, sistem-sistem tenaga listrik tidak

lagi dibuat terapung (floating) yang lazim disebut sistem delta, tetapi titik

netralnya ditanahkan melalui tahanan, reaktor dan ditanahkan langsung (solid

grounding). Pentanahan itu umumnya dilakukandengan menghubungkan

netral transformator daya ke tanah, seperti dicontoh kan pada gambar berikut.

Gambar 5 Contoh pentanahan titik netral sistem

Adapun tujuan pentanahan titik netral sistem adalah sebagai berikut:

1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.

2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa

yang sehat).

3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga

listrik.

4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkanoleh

penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike groundfault).

5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam

menentukan lokasi gangguan.

Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) adalah suatu

sistem yang mempunyai titik netral dihubungkan dengan tanah melalui

tahanan (resistor),

Gambar 6 Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan

(Resistor)

Pada umumnya nilai tahanan pentanahan lebih tinggi dari pada reaktansi sistem pada tempat di mana tahanan itu dipasang. Sebagai akibatnya besar arus gangguan fasa ke tanah pertama-tama dibatasi oleh tahanan itu sendiri. Dengan demikian pada tahanan itu akan timbul rugi daya selama terjadi gangguan fasa ke tanah. Dengan memilih harga tahanan yang tepat, arus gangguan ke tanah dapat dibatasi sehingga harganya hampir sama bila gangguan terjadi di segala tempat di dalam sistem bila tidak terdapat titik pentanahan lainnya. Dalam menentukan nilai tahanan pentanahan akan menentukan besarnya arus gangguan tanah

Gambar 7 Resistor Jenis Logam

Macam-macam Transformator, yaitu :

1. Transformator Arus ( Current Transformator )

Untuk pemasangan alat-alat ukur dan alat-alat proteksi/pengamanan pada

instalasi tegangan tinggi, menengah dan rendah diperlukan transformator

pengukuran. Transformator arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya

ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus yang

mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran

dapat dilakukan secara langsung sedangkan untuk arus yang mengalir besar, maka

harus dilakukan pengukuran secara tidak langsung dengan menggunakan trafo

arus (sebutan untuk trafo pengukuran arus yang besar).

Jadi, transformator arus berfungsi untuk menurunkan arus besar pada

tegangan tinggi/menengah menjadi arus kecil pada tegangan rendah biasanya

disebut arus skunder. Pada umumnya arus nominal dari arus skunder adalah 5 atau

1 amper. Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan

energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi

Klasifikasi transformator arus dibedakan menurut tipe kontruksi dan

pasangannya :

1. Menurut tipe kontruksi

- Tipe cincin (ring/window type)

- Tipe cor-coran cast resin (mounded cast resin type)

- Tipe tanki minyak (oil tank type)

- Tipe transformator arus bushing

2. Menurut tipe pemasangannya

- Pemasangan dalam (indoor)

- Pemasangan luar (outdoor)

Bagian-bagian utama dan fungsinya, yaitu:

1. Kumparan

Berfungsi untuk mentransformasikan besaran-besaran ukur arus listrik dari

yang tinggi / menengah ke rendah.

2. Isolasi

Terdiri dari zat cair (minyak) yang berfungsi mengisolasikan bagian yang

bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan atau mengisolasikan

bagian bertegangan yang berlainan fasanya.

3. Porselen

Berfungsi sebagai isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan dengan

badan atau antara bagian bertegangan yang berlainan fasanya.

4. Dehydrating Breather

Suatu peralatan pernapasan transformator yang berfungsi untuk menyerap

udara lembab yang timbul dalam ruang transformator, sehingga akan

mencegah rusaknya minyak (isolasi transformator).

5. Terminal

Tempat penghubung dari sisi primer atau sekunder ke bagian-bagian

peralatan listrik yang membutuhkannya.

Hubungan pada transformator arus :

a. Hubungan transformator arus biasa

Hubungan ini terjadi dari sebuah lilitan primer dan skunder, yang

mempunyai rasio 50/5 A , 150/5 A, 300/5 A dan lain-lain.

b. Hubungan transformator arus dengan dua belitan

Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan dua lilitan skunder yang

bekerja masing-masing lilitannya dengan inti ganda. Satu lilitan

skundernya untuk alat pengaman dan satu lagi untuk alat-alat pengukur.

c. Hubungan transformator arus dengan dua buah belitan primer dan dua

buah lilitan skunder

Hubungan ini terdiri dari dua buah lilitan primer yang sama dan dapat

dihubungkan seri atau paralel sedangkan masing-masing lilitan skundernya

terpisah. Bilamana lilitan primernya dihubungkan seri sehingga didapat

batas ukur yang lebih rendah jika lilitan primernya dihubungkan paralel

akan didapat batas ukur yang besar. Sistem ini lebih menguntungkan,

karena jika diadakan perluasan elektrifikasi maka tidak perlu mengganti

transformator arus lagi.

Gambar 8 Transformator Arus

2. Transformator Tegangan ( PT )

Transformator tegangan adalah tranformator satu fasa step down yang

mentranformasikan tegangan sistem ketegangan rendah untuk besaran ukur sesuai

dengan alat-alat ukur atau alat-alat pengaman.

Klasifikasi tranformator tegangan juga dibedakan menurut tipe kontruksi

dan pemasangannya:

1. Menurut tipe kontruksinya

- Transfomator tegangan induktif (induktive voltage transformer).

Prinsip kerja trafo ini sama dengan trafo daya namun perancangannya

ada hal yang berbeda yaitu trafo ini berkapasitas kecil (10 – 150 VA)

karena bebannya hanya alat-alat ukur dan salah satu terminal tegangan

tingginya selalu dibumikan. Untuk tegangan menengah badan aktif

trafo tegangan dimasukkan dalam bejana yang dimaksudkan dalam

bushing untuk terminal tegangan tingginya. Untuk tegangan di atas

66 kV badan aktif trafo dibungkus dengan porselen.

-Transformator tegangan kapasitif (Capacitor Voltage Transformer).

Trafo ini digunakan untuk keperluan pengukuran diatas 132 kV pada

sistem yang dimanfaatkan jaringannya sebagai pembawa sinyal

komunikasi (Power Line Carrier) dan kendali jarak jauh (Remote

Control).

2. Menurut pemasangannya

- Pasangan dalam (indoor)

- Pasangan luar (outdoor)

Bagian-bagian utama dan fungsi-fungsinya antara lain :

1. Kumparan

Kumparan berfungsi untuk mentransformasikan besaran-besaran ukur

tegangan listrik dari yang tinggi / menengah ke yang rendah.

2. Isolasi

Isolasi umumnya terdiri dari zat cair (minyak) yang berfungsi

mengisolasikan bagian yang berbeda tegangan.

3. Porselen

Porselen berfungsi sebagai isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan

dengan badan atau antara bagian bertegangan dengan yang berlainan

fasanya.

4. Terminal

Terminal adalah tempat penghubung dari sisi primer atau skunder

bagian-bagian peralatan listrik yang membutuhkannya.

Hubungan rangkaian primer dan sekunder dari transformator tegangan :

1. Hubungan transformator tegangan biasa

2. Hubungan transformator tegangan dengan dua buah belitan sekunder

Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan dua buah lilitan

sekunder yang masing-masing lilitan skunder tersebut digunakan untuk

alat pengaman dan alat-alat pengukuran.

3. Hubungan open delta

Hubungan ini digunakan untuk jaringan tegangan menengah dan terdiri

dari dua buah trafo tegangan satu fasa.

4. Hubungan fasa ke tanah

Hubungan ini digunakan pada jaringan tegangan menengah dan tegangan

tinggi dengan menghubungkan ke tanah, sehingga tegangan skundernya

adalah tegangan fasa tanah.

3. Oto-Transformator

Pada ototransformator bahwa arus dibagian kumparan ef adalah Ief = 300 A

– 100 A, sedangkan pada transformator fasa tunggal biasa keseluruhan arus

yang mengalir pada bagian tersebut (kumparan primer dan sekunder) adalah

100 A + 300 A = 400 A. dengan demikian terdapat penghematan tembaga

pada ototransformator karena berkurangnya arus yang mengalir pada bagian

kumparan ef dari 400 A menjadi 200 A saja. Meskipun demikian

ototransformator mempunyai juga kelemahan karena adanya hubungan

konduktif antara kumparan tegangan tinggi dan teganga rendah, sehingga

suatu kesalahan meletakkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah dapat

mengakibatkan kerusakan.

2. Pengubah Fasa

Macam-macam alat pengubah fasa

1. Kondensator putar

Kondensator putar

Kondensator putar terdiri dari berbagai jenis, diantaranya :

a. Kondensator sinkron

Kondensator ini merupakan jenis kondensator yang umum dipakai.

Perbandingan phasa terbelakang (lagging) dan kapasitas phasa terdahulu

(leading) biasanya sekitar 0,5 – 0,8. Tetapi untuk mencegah penguatan

sendiri (self excitation) pada waktu percobaan pemuatan (charging test)

saluran trasmisi yang panjang, diperlukan kondensator sinkron dengan

kapasitas phasa terbelakang yang besar dan yang mempunyai perbandingan

kapasitas 1,0. Makin besar kapasitas phasa terbelakangnya makin besar pula

perbandingan hubung singkatnya (short circuit ratio). Jika sebuah saluran

transmisi diberi tegangan dengan kondensator sinkron, maka mungkin

terjadi penguatan sendiri oleh arus penguatan sendiri oleh pemuat dari

saluran transmisi itu.

b. Kondensator asinkron

Reaktor ini mempunyai keuntungan yang besar anatara lain ; dapat

dimulai lebih mudah, hanya sedikit menyumbang arus hubung singkat dan

stabilitasnya baik

2. Kapasitor shunt

Sebagai unit, ada kapasitor 1 phasa dan kapasitor 3 phasa. Pada

saluran distribusi dapat dipakai 3 phasa. Jika tegangan sistim tinggi dan

kapasitasnya besar, kapasitor 1 phasa dihubungkan secara bintang.

Sekarang, kapasitor unit sampai 1,667 kVA telah dibuat di Jepang. Susunan

kapasitor terdiri dari :

a. Kapasitor unit itu sendiri

b. Reaktor seri

c. Kumparan pelepasan (discharge)

d. Isolator penyangga (untuk tegangan lebih dari 60 kVA)

Biasanya frekuensi harmonis yang ganjil, yakni harmonis ketiga,

kelima dan ketujuh selalu ada pada sistim tenaga. Karena impedansi sistim

adalah induktif untuk frekuensi ini, maka impedansi dari susunan kapasitor

itu hendaknya induktif pula. Jika ia kapasitif, maka akan terjadi resonansi

paralel, sehingga akan mengalir arus harmonik yang besar yang bersirkulasi

antara sistim dan susunan kapasitor itu. Hal ini menyebabkan pemanasan

yang berkelebihan pada kapasitor dan distorsi pada tegangan dan arus.

Untuk mencegah hal ini dipasang teaktor seri kira-kira 5 – 6%, yang

ditalakan dengan harmonik keempat, untuk membuat impedansi kapasitor

itu induktif pada harmonik yang lebih tinggi dari harmonik kelima.

Resonansi pada harmonik ketiga kemungkinan kecil, karena harmonik

ketiga itu sendiri kecil. Kecuali itu harmonik ketiga adalah dari urutan phasa

nol, susunan kapasitor yang terhubung secara bintang mempunyai imedansi

urutan nol yang besar, sedangkan hampir semua arus harmonik ketiga

diserap oleh lilitan delta dari transformator tenga.

3. Reaktor shunt

Ada 2 macam reaktor shunt, yaitu :

1. Reaktor berinti besi dengan celah udara

2. Reaktor berinti udara

Dibandingkan dengan transformator, getaran dan suara dengungnya

lebih besar. Oleh karena itu pada umumnya kepadatan flux inti besinya

dibuat rendah.

2. Peralatan Penghubung

1. Pemutus Beban (PMT)

PMT adalah saklar yang dapat digunakan untuk menghubungkan atau

memutuskan arus/daya listrik sesuai dengan ratingnya. Pada saat proses

pemutusan atau penghubungan arus/daya listrik akan timbul busur api pada PMT.

Untuk memadamkan busur api ini, PMT dilengkapi dengan media pemadam

busur api berupa minyak, gas atau udara.

Berdasarkan media pemadam busur api listrik tersebut, maka PMT dapat

dibedakan menjadi tiga jenis yaitu :

1. PMT dengan media minyak, dibagi menjadi :

PMT dengan menggunakan banyak minyak (Bulk oil circuit breaker). PMT

jenis ini biasanya digunkana pada sistem tegangan sampai 245 kV. Pada PMT ini

minyak berfungsi sebagai :

Bahan isolasi antara badan dengan bagian-bagian yang bertegangan.

Peredam loncatan bunga api listrik selama proses pemutusan kontak.

PMT jenis ini ada yang mempunyai alat pembatas busur api dan ada pula

yang tidak memakainya.

PMT dengan menggunakan sedikit minyak (Low oil content circuit

breaker). Pada PMT jenis ini, minyak hanya digunakan sebagai peredam loncatan

bunga api listrik, sedangkan sebagai bahan isolasi dari bagian-bagian yang

bertegangan digunakan porselen atau material isolasi dari jenis organik. PMT ini

dimasukkan dalam tabung yang terbuat dari bahan isolasi. Diantara bagian

pemutus dan tabung diisi dengan minyak yang berfungsi untuk memadamkan

busur api saat terjadi pemutusan. Proses pemutusan arus terjadi di bagian dalam

pemutus.

2. PMT dengan media udara, dibagi menjadi :

PMT udara hembus (Air Blast Circuit Breaker) Pada PMT ini udara bertekanan

tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada kontak pemisah. Setelah

pemadaman busur api, udara tersebut juga berfungsi untuk mencegah restriking

voltage (tegangan pukul). Kontak PMT ditempatkan di dalam isolator dan juga

katup hembusan udara. Pada PMT kapasitas kecil, isolator ini merupakan satu

kesatuan dengan PMTnya, tetapi unutk PMT berkapasitas besar tidak demikian

halnya.

PMT dengan hampa udara (Vacuum Circuit Breaker) PMT jenis ini belum

banyak digunakan. Kontak-kotak pemutus dari PMT ini terdiri ari kontak tetap

dan kontak bergerak yang ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruang hampa

udara ini mempunyai kekuatan dielektrik (dielectric strength) yang tinggi dan

media pemadam busur api yang baik.

3. PMT dengan media gas

Gas yang digunakan pada PMT jenis ini adalah gas SF6 (Sulphur

Hexafluoride). Sifat-sifat fisik gas SF6 murni adalah: tidak berwarna, tidak

berbau, tidak beracun, bentuk fisik gas akan berubah dengan perubahan suhu dan

tekanan absolutnya, tegangan tembus (disruptive voltage) gas akan semakin tinggi

jika tekanan absolut gas semakin besar dan tegangan tembus gas semakin rendah

jika presentase udara yang bercampur dengan gas semakin besar.

Sifat-sifat gas SF6 sebagai pemadam busur api adalah : cepat untuk

membentuk kembali kekuatan dielektrik, tidak terjadi karbon selama terjadi busur

api (arhcing), tidak mudah terbakar, thermal conductivity yang baik dan tidak

menimbulkan bunyi yang besar pada saat PMT menutup atau membuka.

Sebagai bahan isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik yang

tinggi (2,35 kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan

pertambahan tekanan.

Sifat lain dari gas SF6 ini adalah mampu mengembalikan kekuatan

dieletriknya dengan cepat setelah arus bunga api listrik melalui titik nol

PMT SF6 ini terbagi dalam dua jenis, yaitu :

Tipe tekanan tunggal (Single pressure type)

PMT jenis ini diisi dengan gas SF6 dengan tekanan kira-kira 5 kg/cm2.

selama pemisahan kontak, gas SF6 ditekan ke dalam suatu tabung yang

menempel pada kontak bergerak. Pada waktu terjadi pemutusan, gas

ditekan melalui nozzle dan tiupan ini akan mematikan busur api listrik.

Tipe tekanan ganda (Double pressure type)

Pada PMT ini, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke

gas sistem tekanan rendah selama terjadi pemadaman busur api. Pada

sistem gas tekanan tinggi, tekanan gas kurang lebih 12 kg/cm2 dan pada

sisitem tekanan rendah, tekanan gas kurang lebih 2 kg/cm2. Gas pada

sistem tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke sistem tekanan

tinggi.

Prinsip kerja PMT :

“Pada proses penutupan, tabung kontak bergerak yang berhubungan

dengan kontak tetap bawah bergerak ke arah bagian-bagian kontak tetap atas

sehingga kedua kontak akan terhubung yang merupakan penghubung arus dari

terminal atas ke terminal bawah

Pada proses pembukaan, tabung kontak bergerak yang berhubungan

dengan kontak tetap bawah meninggalkan kontak tetap atas. Pertama kali, selinder

bergerak dan akan terpisah dengan jari-jari kontak tetap dan kemudian jari-jari

busur akan terpisah dari batang busur dan akhirnya ujung busur akan terpisah dari

batang busur. Pada saat ujung busur terpisah dari batang busur, akan terjadi

loncatan busur api yang segera akan dipadamkan oleh hembusan gas SF6.

Gambar 3.11 Controller gas SF6 yang terdapat pada bagian PMT

2. Pemisah

Pemisah adalah sebuah alat yang digunakan untuk menyatakan bahwa suatu

peralatan listrik sudah bebas dari tagangan kerja. Oleh karena itu pemisah tidak

diperbolehkan untuk dimasukkan atau dikeluarkan pada saat rangkaian listrik

dalam keadaan berbeban.

Untuk tujuan tertentu, pemisah penghantar atau kabel dilengkapi dengan

pemisah tanah (pisau pentanahan/earthing blade). Umumnya antara pemisah

penghantar/kabel dan pemisah tanah terdapat alat yang disebut interlock. Dengan

terpasangnya interlock, maka kemungkinan terjadinya kesalahan operasi dapat

dihindarkan. Tenaga penggerak pemisah dapat diperoleh secara manual, dengan

motor, dengan pneumatik atau dengan hidrolis.

Pada umumnya pemisah (PMS) dapat dibedakan menjadi beberapa jenis

berdasarkan fungsi dan penempatannya, yakni :

a) Berdasarkan fungsinya, dibedakan menjadi :

i. Pemisah Peralatan (PMS Bus)

Pemisah peralatan merupakan alat yang berfungsi untuk mengisolasi

peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi yang bertegangan.

Pemisah ini harus dimasukkan atau dibuka dalam keadaan tak

berbeban.

ii. Pemisah Tanah (PMS Line), Berfungsi untuk mengamankan peralatan

dari sisa tegangan yang timbul sesudah saluran udara tegangan tinggi

diputuskan atau induksi tegangan dari penghantar atau lainnya.

b) Berdasarkan penempatannya dalam sistem tenaga, dibedakan menjadi :

i. Pemisah penghantar

Merupakan pemisah yang terpasang di sisi penghantar.

ii. Pemisah rel

Merupakan pemisah yang terpasang di sisi rel.

iii. Pemisah kabel

Merupakan pemisah yang terpasang di sisi kabel.

iv. Pemisah seksi

Merupakan pemisah yang terpasang pada suatu rel sehingga rel

tersebut dapat terpisah menjadi dua seksi.

v. Pemisah tanah

Merupakan pemisah yang terpasang pada penghantar atau kabel untuk

di hubungkan ke tanah.

Gambar 3.10 PMS tanah

3. Saklar Beban

Saklar beban tidak dapat memutuskan arus gangguan, tetapi dapat

memutuskan aru beban. Ini menguntungkan apabila pemutus tenaga dipasang

pada rangkaian utamanya dan pada saluran cabangnya dipasang saklar beban.

4. Sekering Tenaga

Sekering tenaga banyak dipakai untuk pengamanan terhadap hubung singkat

dan beban lebih, hampir sama dengan PMT, tetapi kemampuannya sama

dengan gabungan antara arus beban dan relenya. Kerugiannya adalah bahwa ia

tidak dapat memutus tiga fasa bersama-sama dan harus diganti dengan yang

baru setiap kali ia terputus.

4. Panel konrol dan kotak hubung tertutup

1. Panel kontrol

Rele proteksi (Panel control) yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk

mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau

mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan dan membatasi

daerah yang terganggu sekecil mungkin. Kesemua manfaat tersebut akan

memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu dan keandalan

yang tinggi.

Jenis-jenis panel kontrol dalam GI adalah panel kontrol utama, panel rele

dan panel pemakaian sendiri. Panel kontrol utama kadang-kadang dibagi lebih

lanjut kedalam panel instrumen dan panel operasi.

Pada panel instrumen terpasang dan penunjuk gangguan dari sini keadaan

operasi dapat diawasi. Pada panel operasi terpasang saklar operasi pemutus beban

dan pemisah serta lampu penunjuk posisi, saklar, ril tiruan (mimic bus), saklar dan

lampu diatur letak dan hubungannya sesuai dengan keadaan rangkaian yang

sesungguhnya sehingga keadaannya dapat dengan mudah dilihat. Pada gardu

induk kecil, panel kontrol utamanya dari jenis tegak dan instrumen serta saklar-

saklarnya bersama-sama terpasang dimuka. Pada gardu induk besar, panel yang

tegak harus dipakai sebagai panel instrumen. Panel operasinya adalah dari jenis

meja (bench type) dan ada didepannya.

Pada panel rele terpasang rele pengaman saluran transmisi, rele pengaman

differensial trafo dan sebagainya. Bekerjanya rele dapat diketahui dari penunjukan

pada rele itu sendiri dan pada penunjukan gangguan dipanel kontrol utama. Pada

GI kecil, sisi depan dari panel tegak dipakai sebagai panel utama dengan

instrumen dan saklar, dan sisi belakangnya dipakai sebagai panel rele. Pada GI

besar, jika rangkaiannya sudah rumit, panel terpasang dalam ruangan tersendiri.

Pada GI yang besar dan modern dengan susunan rel yang sudah sangat

rumit, mulai banyak dipakai panel dengan gambar-gambar yang bercahaya.

Bagian sistem yang bekerja dibuat bercahaya dan berkedip-kedip pada waktu ada

gangguan. Jika suatu PMT akan ditutup, bagian dari rel yang akan menjadi

bertegangan oleh menutupnya PMT itu dibuat berkedip-kedip sehingga luasnya

bagian sistem yang akan terkena akibatnya dapat diperiksa lebih dahulu sebelum

PMT itu benar-benar menutup. Dengan jalan ini kesalahan operasi dapat dicegah.

Tata susunan (arrangement) panel kontrol dan panel rele harus sesuai

dengan tata peralatan yang ada diluar, kelas tegangan dan saluran transmisi yang

masuk. Dengan demikian maka pengawasan operasi dan pelaksanaan

pemeliharaan dipermudah. Sesuai dengan keadaan diluar maka urutan panel

adalah untuk saluran masuk trafo alat pengubah fasa dan panel saluran keluar.

Untuk memudahkan pengawasan operasi, panel kontrol utama dimana perhatian

operator harus dipusatkan, dipasang didepan dan panel tambahan (auxilary board)

dan panel pemakaian sendiri dipasang disatu sisi atau kedua sisinya tegak lurus

padanya.

Untuk pengawasan belakang (back wiring) harus dipakai kabel dengan

isolasi yang tidak dapat terbakar, pada umumnya dipakai kabel PVC. Terminal

pengujian dipasang pada rangkaian dari trafo arus dan trafo tegangan. Terminal

pengujian untuk trafo arus ada yang dari jenis terminal, ada yang dari jenis pasak

(plug type). Konstruksinya harus sedemikian rupa sehingga pada waktu pengujian

dapat dihindari kemungkinan terbukanya rangkaian skunder.

Panel kontrol merupakan pusat syaraf bagi suatu gardu induk. Pada panel

inilah operator dapat mengamati keadaan peralatan melakukan operasi peralatan

serta pengukuran-pengukuran tegangan, arus, daya, dan sebagainya setiap waktu

bila dipandang perlu.

Bila terjadi gangguan panel itu membuka pemutus beban (secara otomatis)

melalui rele pengaman dan memisahkan bagian yang terganggu. Karena tegangan

dan arus tidak dapat langsung diukur pada sisi tegangan tinggi, maka

transformator ukur (instrument) mengubahnya menjadi tegangan dan arus yang

rendah dan sekaligus memisahkan alat ukur tadi dari tegangan tinggi. Ada tiga

jenis transformator ukur, yaitu trafo tegangan, trafo arus dan tegangan arus.

2 Lemari Hubung

Lemari hubung (cubicle) terbuat untuk kelas 3-30 kV dan dipakai untuk

pusat beban atau pusat daya (power centre). Karakteristiknya adalah bahwa :

- Bagian yang bertegangan tidak boleh terbuka (exposed)

- Ganggguan tidak akan meluas sebab rangkaiannya terbagi dalam satuan-

satuan

- Luas instalasi kecil dalam pemasangan,perluasan dan pemindahan instalasi

mudah

- Kehandalannya tinggi karena pemasangannya sempurna dipabrik

Lemari hubung diklasifikasikan oleh perbedaan-perbedaan sistem rilnya

kedalam jenis-jenis ril tunggal, ril rangkap dan ril penyimpang (bypass). Untuk

rangkaian pemakaian gardu induk sendiri jenis yang sering dipakai adalah yang

paling sederhana yakni jenis ril tunggal.

5. Arrester

I. Pengertian Arrester

Arrester adalah alat proteksi bagi peralatan listrik terhadap

tegangan lebih , yang disebabkan oleh petir atau surya hubung (swithching

surge). Alat ini bersifat sebagai by-pass disekitar isolasi yang membentuk

jalan dan mudah dilalui oleh arus kilat ke system pentanahan sehinggga

tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi dan tidak merusak isolasi

peralatan listrik.

By-pass ini harus sedemikian rupa sehingga tidak menganggu

aliran daya sistem frekuensi 50 Hz. Pusat pembangkit listrik umumnya

dihubungkan dengan saluran transmisi udara yang menyalurkan tenaga

listrik ke pusat-pusat konsumsi tenaga listrik, yaitu gardu-gardu induk

(GI), Sedangkan saluran transmisi udara ini rawan terhadap sambaran petir

yang menghasilkan gelombang berjalan (surja tegangan) yang dapat

masuk ke pusat pembangkit listrik. Oleh karena itu, dalam pusat listrik

harus ada lightning arrester (penangkal petir) yang berfungsi menangkal

gelombang berjalan dari petir yang akan masuk ke instalasi pusat

pembangkit listrik. Gelombang berjalan juga dapat berasal dari

pembukaan dan penutupan pemutus tenaga atau circuit breaker

(switching).

Pada sistem Tegangan Ekstra Tinggi (TET) yang besarnya di atas

350 kV, surja tegangan yang disebabkan oleh switching lebih besar dari

pada surja petir.

Saluran udara yang keluar dari pusat pembangkit listrik merupakan bagian

instalasi pusat pembangkit listrik yang paling rawan sambaran petir dan

karenanya harus diberi lightning arrester. Selain itu, lightning arrester

harus berada di depan setiap transformator dan harus terletak sedekat

mungkin dengan transformator. Hal ini perlu karena pada petir yang

merupakan gelombang berjalan menuju ke transformator akan melihat

transformator sebagai suatu ujung terbuka (karena transformator

mempunyai isolasi terhadap bumi/tanah) sehingga gelombang pantulannya

akan saling memperkuat dengan gelombang yang datang. Berarti

transformator dapat mengalami tegangan surja dua kali besarnya tegangan

gelombang surja yang datang. Untuk mencegah terjadinya hal ini,

lightning arrester harus dipasang sedekat mungkin dengan transformator.

Lightning arrester bekerja pada tegangan tertentu di atas tegangan

operasi untuk membuang muatan listrik dari surja petir dan berhenti

beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi agar tidak

terjadi arus pada tegangan operasi, dan perbandingan dua tegangan ini

disebut rasio proteksi arrester.

Tingkat isolasi bahan arrester harus berada di bawah tingkat isolasi

bahan transformator agar apabila sampai terjadi flashover, maka

flashover diharapkan terjadi pada arrester dan tidak pada transformator.

Transformator merupakan bagian instalasi pusat listrik yang paling mahal

dan rawan terhadap sambaran petir, selain itu jika sampai terjadi

kerusakan transformator, maka daya dari pusat listrik tidak dapat

sepenuhnya disalurkan dan biayanya mahal serta waktu untuk perbaikan

relatif lama.

Jadi, pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul

tegangan surya alat ini bersifat sebagai konduktor yang tahanannya relatif

rendah, sehinggga dapat melakukan arus yang tinggi ketanah. Setelah

surya hilang, arrester harus dapat dengan cepat kembali menjadi isolasi.

Sesuai dengan fungsinya, yaitu arrester melindungi peralatan listrik pada

sistem jaringan terhadap tegangan lebih yang disebabkan petir atau surya

hubung. Maka pada umumnya arrester dipasang pada setiap ujung SUTT

yang memasuki gardu induk. Di gardu induk besar ada kalanya pad atrafo

dipasang juga arrester untuk menjamin terlindungnya trafo dan peralatan

lainnya dari teganagan lebih tersebut.

Gambar 1.1. akan menunjukkan konstruksi sebuah lightning arrester

buatan Westinghouse yang menggunakan celah udara (air gap) di bagian

atas.

Arrester ini bisa dipasang pada bangunan gedung atau di dekat alat yang

perlu dilindungi misalnya pada komputer. Alat yang dilindungi perlu tidak

saja dilindungi terhadap sambaran petir secara langsung, tetapi juga

terhadap sambaran tidak langsung yang menimbulkan induksi.

Gambar 1.2. Lightning Arrester Tegangan Rendah Untuk Dipasang di

Luar Gedung

Gambar 1.3. Lightning Arrester Tegangan Rendah Untuk Dipasang

didalam Gedung

Sesuai dengan fungsinya, yaitu arrester melindungi peralatan listrik

pada jaringan terhadap tegangan lebih yang disebabkan petir atau surja

hubung, maka pada umumnya arrester dipasang pada setiap ujung SUTT

yang memasuki gardu induk. Di gardu induk besar ada kalanya pada trafo

dipasang juga arrester untuk menjamin terlindungnya trafo dan peralatan

lainnya dari tegangan lebih tersebut. Penggunaan LightningArrester

sebagai pengaman transformator dapat memberikan hasil yang maksimal

apabila memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Tegangan dasar Lightning Arrester (frekuensi 50 Hz) dipilih

sedemikian rupa sehingga nilainya tidak dilampaui pada saat

dipergunakan, baik dalam keadaan normal maupun dalam keadaan

gangguan (hubung singkat).

2. Lightning Arrester dapat memberikan perlindungan apabila ada selisih

(margin) yang cukup antara tingkat arrester dan peralatan. Daerah

perlindungan harus mempunyai jangkau (range) cukup untuk

melindungi semua peralatan gardu yang mempunyai BIL yang sama

dengan BIL yang harus dilindungi arrester atau lebih tinggi dari daerah

perlindungan.

3. Arrester harus dipasang sedekat mungkin kepada peralatan

utama dan tahanan tanahnya rendah.

4. Jatuh tegangan maksimum dari arrester dipakai sebagai tingkat

perlindungan arrester (bukan jatuh tegangan rata- rata).

5. Sebuah harga tegangan pelepasan arus-petir harus ditetapkan untuk

menentukan tingkat perlindungan arrester yang harus dikoordinasikan

dengan BIL.

2. Bagian- bagian yang penting dari Arrester

1. Elektroda

Elektroda – elektroda ini adalah terminal dari arrester kilat yang

berjumlah 2 buah, terdiri dari bagian atas yang dihubungkan dengan

series gap (bagian yang bertegangan), dan bagian bawah yang

dihubungkan dengan tanah.

2. Sela percikan (spark gap)

Apabila terjadi tegangan lebih oleh sambaran petir atau surja hubung

pada arrester yang terpasang, maka pada sela percikan (spark gap) akan

terjadi loncatan busur api. Pada beberapa type arrester busur api yang

terjadi tersebut ditiup keluar oleh tekanan gas yang ditimbulkan oleh

tabung fiber yang terbakar. Maka Spark Gap atau Series Gap merupakan

sela yang akan menahan tegangan operasional tetapi akan terjadi

percikan dan menjadi penghantar pada tegangan tinggi (tegangan lebih).

3. Tahanan katup ( valve resistor)

Tahanan yang dipergunakan dalam arrester ini adalah suatu jenis

material yang sifat tahanannya dapat berubah bila mendapatkan

perubahan tegangan atau tahanan katup adalah material yang

disambungkan pada sela api arrester dengan tujuan untuk memadamkan

busur api bila terjadi gangguan. Bahan ini mempunyai nilai tahanan yang

mempunyai sifat khusus bahwa tahanannya kecil bila tegangan dan

arusnya besar.

4. Tabung Serat (Fiber Tube)

Alat ini terbuat dari material yang dapat menguap (berubah- ubah) bila

mendapat panas yang cukup tinggi. Dan bagian ini tidak terdapat pada

semua jenis arrester, tetapi hanya pada arrester tipe expulsion.

Gambar 1.4. Arrester Valve

3. Type dan Cara Kerja Arrester

Arrester pedir yang dipakai dalam sistem arus bolak balikdapat dibagi sebagai

berikut :

Arrester Tipe Expulsion

Arrester tipe ini dibagi menjadi dua golongan sesuai dengan tempat

penggunaannya antara lain :

1. Tabung pelindung (Protector Tube) Tabung pelindung atau protector

tube ini digunakan untuk memproteksi isolator saluran transmisi.

2. Distribution type , Tipe ini biasanya digunakan pada peralatan jeringan

distribusi, atau peralatan proteksi pada transformator distribusi 20 kV

Gambar 1.5. Arrester Expulsión

Keterangan :

1.Dua lubang untuk tempat pemasangan,

2. Elektroda metal bagian dalam,

3. Sela deret bagian luar,

4.Konduktor pembungkus untuk luka busur dan kebakaran,

5. Tutup dari metal,

6. Isolasi tabung expulsi dengan banyak dinding,

7.Sela bagian dalam,

8.Elektroda metal untuk hubung tanah,

9.Gulungan untuk pemegang deflektor pengosongan,

10. Pengeluaran gas busur api melalui pembukaan elektroda

Bawah

~ Cara Kerja Arrester tipe expulsion

Arrester type ini terdiri dari tabung isolasi yang mempunyai elektroda disetiap

ujung dan lubang discharge pad aujung bawah. Panjang tabung sedemikian

rupa sehinggga spark-over terjadi pada gap antara dua elektroda dalam tabung.

Untuk rating tegangan yang tinggi kemungkinan dalam tabung tergabung dua

atau lebih gap dengan lubang discharge pada bagian atas, bawah dan tengah-

tengah dari tabung ini merupakan series gap yang dipasang diantara elektroda

dengan kawat penghantar, yang mencegah pemakaina tegangan sistem yang

terus menerus pada tabung, dengan cara demikian kebocoran, korona dan

karbonisasi dapat dihindari.

Discharge pada gap luar dan berakhir pad ainternbal bore dari tabung

pencegahflash over petir pada isolasi paralel dari penghantar.

Daya dari arus sususlan membantu tekanan menjadi tinggi didalam tube bore

yang menimbulkan asap dari lubang dicharge. Aksi expulsion yang cepat dari

gas didalam tabung akan memutusknaarus hubung singkat susulan pada

setengah cycle pertama atau kedua. Bila sebuah surja kilat sampai pada kawat

fasa, maka terjadilah percikan api (spark over) antara kawat dan elektroda atas

melalui sela seri (series gap) yang kemudian diteruskan ke elektroda bawah.

Pada keadaan ini arrester bersifat sebagai konduktor sehingga arus discharge

dari tegangan lebih mengalir. Bila tegangan lebih hilang, maka arus susulan

akan mengalir dari tegangan sistem. Dengan adanya arus yang mengalir ini,

maka panas akan timbul pada tabung arrester sehingga timbul gas dari dinding

tabung fiber. Dengan timbulnya gas ini, maka tegangan dalam tabung akan

menjadi besar, dan gas tersebut akan keluar melalui tempat pengeluaran gas.

Arrester tipe Valve

Arrester tipe valve juga terbagi dalam dua golongan yaitu :

1. Station Type Arrester, Tipe ini mempunyai konstruksi dan karakteristik

proteksi paling baik, dan penggunaannya biasa pada gardu induk besar.

2. Line Type Arrester , Tipe ini hampir sama dengan tipe station di atas tetapi

ukurannya hanya lebih kecil dan penggunaannya biasa pada gardu induk

kecil.

Secara umum bentuk arrester tipe valve ini dapat di lihat pada gambar 1.4

Bila gangguan tegangan lebih mencapai titik terminal maka

akan terjadi percikan api (spark over). Pada waktu itu, arus pelepasan

(discharge current) mengalir ke tanah melalui valve elemen yang merupakan

tahanan non linier. Tahanan ini harganya berubah-ubah menurut besar

kecilnya tegangan pada terminal dari arrester tersebut. Bila tegangan lebih

telah berkurang, maka tahanan kran (tahanan non linier) akan bertambah besar

dan akhirnya arus susulan akan padam sehingga arrester kembali bekerja

sebagai isolator.

4. Karakteristik Arrester

Ada 3 macam karakteristik arrester kilat yang harus diperhatikan antara lain :

1. Karakteristik proteksi

2. Karakteristik pemutusan arus susulan

3. Karakteristik ketahanan dialiri arus

Adapun penjelasan dari karakteristik Arrester dinawah ini, yakni :

1. Karakteristik proteksi

karakteristik proteksi adalah kurva hubungan antara tegangan percikan

arrester kilat (kV) dengan waktu bekerjanya arrester kilat (microsecond).

Secara umum karakteristik proteksi dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 1.6. Karakteristik Proteksi Arrester Kilat

2. Karakteristik pemutusan arus susulan

Tugas yang paling penting dari suatu arrester adalah memutuskan

arus susulan. Tanpa dapat melakukan tugas tersebut, maka arrester tidak

berbeda dengan suatu alat proteksi biasa yang harus membuka Circuit

Breaker (CB) untuk memutuskan arus susulan. Pada arrester tipe valve,

yang memegang peranan terpenting adalah tahanan kran (tahanan non

linier). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.7

arus susulan dilakukan oleh tekanan gas yang diperoleh dari tabung

arrester. Tekanan gas yang timbul tergantung dari besar kecilnya arus yang

mengalir, jadi arrester tipe expulsion harus mempunyai tekanan minimum

yang dapat memutuskan arus susulan.

Gambar 1.7. Karakteristik Tahanan KatupPada arrester tipe expulsion,

pemutusan

3. Karakteristik ketahanan dialiri arus

Pada tipe valve arrester, kekuatan dalam menyalurkan arus discharge

tergantung kekuatan valve elemen dalam menerima pemanasan. Biasanya arus

discharge hanya beberapa microsecond, tetapi itupun sudah mempunyai harga

puncak yang besar sekali. Hal ini terjadi ketika arrester mengalami percikan api

(spark over). Pada tipe expulsion arrester kesanggupan mengalirkan arus

discharge ditentukan oleh besarnya tekanan gas yang dapat ditahan oleh diding

tabung.

5. Prosedur pemilihan arrester kilat

Untuk menentukan arrester yang akan digunakan pada suatu tempat,

harus didapat suatu kepastian bahwa arrester tersebut akan dapat melindungi

peralatan dengan baik serta pemasangannya cukup ekonomis. Mengingat hal

tersebut di atas, maka dalam pemilihan arrester perlu diberi ketetapan atas hal-hal

sebagai berikut :

1. Rating tegangan arrester,

2.Jenis arrester yang akan digunakan, serta

3. Lokasi penempatan arrester.

1. Rating tegangan arrester

Yang dimaksud dengan rating tegangan arrester adalah tegangan

bolak-balik maksimum yang boleh ada pada terminal arrester dan pada

tegangan tersebut arrester dapat memutuskan arus susulan. Apabila

tegangan fasa ke tanah sesudah terjadinya pecikan bunga api (spark over)

pada arrester lebih besar dari rating arrester maka arrester tidak akan

memutuskan arus susulan, bahkan pemilihan rating arrester yang sangat

rendah akan mempercepat kerusakan pada arrester itu sendiri.

2. Jenis arrester yang digunakan

Untuk mendapatkan pengamanan (proteksi) yang sebaik-

sebaiknya, maka dalam pemilihan tipe arrester haruslah tepat. Pada

daerah yang mempunyai kemungkinan sambaran kilat yang sangat

tinggi, maka saluran transmisi biasanya diproteksi dengan arrester type

expulsion yaitu dari jenis protectore tube.

Untuk pemakaian arrester kilat pada gardu induk, maka faktor yang

perlu diperhatikan adalah besar tegangan sistem. Semakin besar

tegangan sistem, maka harga peralatan yang akan digunakan semakin

mahal pula. Karena itu sistem juga perlu diberi perlindungan yang lebih

baik dengan menggunakan alat pengaman yang mutunya lebih baik pula.

Pada gardu induk dengan tegangan 20 kV sampai 70 kV dapat

digunakan station type valve arrester atau line type arrester. Station type

valve arrester digunakan bilamana :

Daerah tempat gardu induk tersebut berada pada IKL yang

tinggi sehingga kemungkinan jumlah discharge arus kilat

lebih besar.

Gardu induk tersebut vital bagi sistem keseluruhan sehingga

diperlukan keandalan yang tinggi.

3. Lokasi penempatan arrester

Penempatan yang ideal dari suatu arrester ditinjau dari segi

perlindungan adalah ditempatkan pada terminal-terminal peralatan yang

dilindungi, namun penempatan seperti ini tidak ekonomis. Tapi sebaliknya

bila dipasang pada tempat yang relatif jauh dari peralatan yang akan

dilindungi dapat menyebabkan kilat menyambar di antara arrester dan

peralatan tersebut. Bila hal ini terjadi maka arrester tidak dapat

mengamankan peralatan dari tegangan lebih.

Penempatan arrester pada setiap terminal peralatan akan membatasi

tegangan surja yang mengenai isolasi peralatan tersebut. Peralatan utama

yang akan dilindungi arrester kilat pada suatu gardu induk harus

ditetapkan pada suatu jarak tertentu. Untuk menentukan jarak antara

arrester kilat dan transformator pada gardu induk digunakan rumus :

Et = Ea + 2.A s/v

Dimana :

Et = tegangan pada terminal peralatan yang akan dilindungi (kV), dalam

perencanaan diambil BIL (Basic Insulation Level).

Ea = tegangan pelepasan (tegangan sisa) dari arrester.

A = kecuraman gelombang dating kV/µs.

S = jarak arrester dan peralatan utama yang dilindungi.

V = kecepatan merambat gelombang 300 m/µs

Gambar 1.8. Lokasi Penempatan Arrester Pada Gardu Induk

Keterangan :

T = Transformator

A = Arrester

CB = Pemutus Beban

DS = Pemisah

B = Ril

L = Kawat Transmisi