DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 61.RINALDI PRATAMA 5152131009

2.DEARDO W. LUMBANRAJA 5153131005

3.M NAUFAL PEBRIANTO 5153131020

4.PAKTO SIMAMORA 5153131025

A.Sejarah Perkembangan

Sebelum perang dunia ke-1 koordinasi isolasi mendapat perhatian sedikit sekali dan

sukar dapat dilaksanakan karena tidak adanya data pokok yang diperlukan. Sedikit

sekali diketahui mengenai karakteristik petir dan saluran transmisi dan pengaruhnya

pada peralatan tenaga. Lebih kurang lagi pengetahuan para insinyur mengenai

daya isolasi peralatan itu sendiri terhadap petir, dan karakteristik alat-alat pelindung

(terutama arester petir) serta pengetrapannya belum benar-benar dimengerti.

Akibatnya ialah bahwa cara mengisolasi adalah cara mencoba-coba belaka,

sehingga ada bagian yang isolasinya kurang, sedangkan ada bagian-bagian yang

isolasinya berkelebihan. Di amerika serikat tendensi pada waktu itu adalah dengan

menaikkan isolasi pada jala-jala transmisi dan mengurangi isolasi peralatan di

gardu.hal ini tentu mengakibatkan banyaknya lompatan api terjadi pada peralatan

tersebut.

Dalam masa tiga puluh tahun sesudah itu dilakukan penyelidikan dan riset

yg menghasilkan beberapa keputusan sbb:

a) Penemuan sifat petir pada transmisi dan karakteristiknya pada waktu mendekati

gardu;

b) Penentuan daya isolasi peralatan, bukan saja peralatan yang berisolasi

udara, misalnya isolator dan bushing, tetapi juga peralatan yang lebih sulit dan

mahal seperti trafo,bushing istimewa, dll.;

c) Penemuan tegangan impuls standar dan cara pengujian trafo untuk

menentukan daya impulsnya;

d) Karakteristik alat-alat pelindung terutama arester;dari hasil-hasil pengujian di

lapangan surya arus-arus petir (besar dan kecepatan naiknya)

ditetapkan;tingkat perlindungan arester ditentukan dan dipakai dalam

koordinasi isolasi;

e) Dengan ditetapkannya gelombang implus standar dan dengan diketemukannya

osilograp maka didapatkan data lain yang diperlukan guna memecahkan

persoalan koordinasi isolasi, misalnya karakteristik volt waktu dari isolasi dan

peralatan, tingkat perlindungan dari arester untuk bentuk gelombang yang

beraneka ragam, karakteristik impuls dari udara (isolator,bushing,dsb.);

f) Penentuan tingkat isolasi impuls dasar (Basic Impulse Insulation level,disingkat

BIL) yang didefinisikan sebagai “tingkat-tingkat patokan (reference levels)

dinyatakan dalam tegangan puncak impuls dengn gelombang standar.

B. Prinsip dan Pengertian Dasar

Rasionalisasi dari pada isolasi suatu sistem dan implementasi dari pada koordinasi

isolasi menyangkut prinsip-prinsip tertentu yang didalam praktek berupa aturan-

aturan sebagai berikut :

1. Arester petir (lighthing arrester) dipakai sebagai alat pelindung pokok.

2. Tegangan sistem mempunyai tiga harga:

a. Tegangan nominal

b. Tegangan dasar (rated)

c. Tegangan maksimum.

3. Ada 2 macam sistem : yang netralnya di isolasikan (isolated neutral system) dan

yang di bumikan secara efektif (effectyfely grounded system).Pada kedua sistem

ini tegangan transmisi maksimumnya dapat mencapai 105% dari tegangan dasar.

4. Tegangan dasar (rating) yang dipakai pada arrester adalah tegangan maksimum frekwensi

rendah (50 c/s) di mana arrester tersebut bekerja dengan baik. Pada sistem terisolasi,

arrester harus mempunyai tegangan dasar maksimum tidak melebihi tegangan dasar

maksimum dari pada sistem. Arrester demikian ini disebut dengan tegangan dasar penuh

atau arester 100%. Pada sistem yang dibumikan, tegangan dasar maksimum dari pada

arester dapat diturunkan menjadi 80% dari tegangan sistem maksimum. Cara dan aplikasi

khusus memungkinkan pemakaian arester 75-80%.

5. Dalam menentukan isolasi trafo, dipakai isolasi yang dikurangi (reduced inulation), yaitu

tingkat isolasi yang lebih rendah dari pada apa yang telah ditetapkan dalam standar seperti

yang terdapat pada tabel .

6. Dua unsur utama koordinasi isolasi yang penting ialah karakteristik volt waktu dari isolasi

yang harus dilindungi dan karakteristik pelindung dari arester. Pada tegangan tinggi sekali

ada 2 pasang karakteristik yang perlu di perhatikan, satu untuk surja petir dan satu lagi

untuk surja hubung.

Kelas Referensi BIL 80% BIL

(kV) (kV) (kV)

1.2 30 24

8.7 75 60

12 95 76

23 150 120

34.5 200 160

66 250 200

49 350 280

92 450 360

115 550 440

138 650 520

161 150 600

180 825 660

196 900 720

230 1050 840

260 1175 940

287 1300 1040

345 1550 1240

Tabel Tingkat BIL Berdasrkan Tegangan Sistem

C. Karakteristik Alat Pelindung

Alat pelindung berfungsi melindungi peralatan tenaga listrik dengan cara

membatasi surja (surge) tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah.

Berhubungan dengan fungsinya itu ia harus dapat menahan tegangan sistem 50 c/s

untuk waktu yang tak terbatas, dan harus dapat melakukan surja arus dengan tak

merusaknya. Kecuali itu sebuah alat pelindung yang baik mempunyai ”protekctive-

ratio” yang tinggi, yaitu perbandingan antara tegangan surja maksimum yang

diperbolehkan pada waktu pelepasan dan tegangan sistem 50 c/s maksimum yang

dapat ditahan sesudah pelepasan (discharge) terjadi.

D. Karakteristik Alat Pelindung Sederhana

Sela batang adalah alat pelindung yang paling sederhana. Sela ini diadakan

oleh dua buah batang logam yang mempunyai penampang tertentu (biasanya

persegi), yang satu dihubungkan dengan kawat transmisi, satunya dihubungkan

dengan tanah. Keuntungan dari sela batang ialah bentuknya yang sederhana,

mudah dibuat dan kuat (rugged). Cacadnya ialah bahwa sekali terjadi percikan

karena tegangan lebih, api timbul terus meskipun tegangan lebihnya sudah tidak

ada. Oleh sebab itu sirkuit harus diputus terlebih dahulu untuk menghentikan

percikan api tersebut. Kecuali itu tegangan gagalnya naik lebih tinggi dari pada

isolasi yang dilindunginya untuk gelombang yang curam

Ket :A= lengkung sela batang standard 40 inci (gelombang positif)B=karakteristik percikan (lompatan) dari isolator peralatan 4 unit (gel.1,5 x 40)(keadaan standard)

Gbr 2. Karakteristik Alat Pelindung Sederhana

Pada dasarnya sebuah tabung pelindung terdiri dari sebuah tabung serat dimna terdapat

sepasang elektroda pada kedua ujungnya. Pada tiang transmisi tabung dipasang dibawah tiap

kawat hingga elektroda atas dapat dihubungkan denga sebuah tanduk logam yang terletak

sejarak D dari kawat. Elektrod bawah dibumikan secara sempurna. Bila jarak antara elektroda atas

dan bawah adalah D2 dan jarak isolasi D3, maka syarat perlindungan yang harus dipenuhi adalah

: D1 + D2 < D3.

Gbr3. Elektroda danjarak pemasangannya

Lengkung volt-waktu ini lebih baik dari lengkung sela-bola. Tabung pelindung dipakaiuntuk melindungi isolator saluran transmisi, pemisahan( disconnect switches ) dan isolator rill(bus). Ini juga dipakai untuk melindungi tiang transmisi didekat gardu untuk mengurangibesarnya surja yang dating pada kawat sehingga ia dapat membantu tugas arrester. Tetapi iamasih dianggap tidak mampu untuk melindungi trafo berkapasitas besar

Gbr4. Karakteristikimpuls pada tabungpelindung

E. Karakteristik Arester

Alat pelindung yang paling sempurna adalah arrester ( lightning arrester, kadang-

kadang juga disebut surge diverter) dan tahanan tak linier atau tahanan kran (valve

resistor), keduanya dihubungkan secara seri .

Gbr5. Bentuk Arester

Bila tegangan lebih habis dan tegangan normal tinggal, tahanannya naik lagi

sehingga arus susulnya dibatasi sampai kira-kira 50 ampere, arus susulan ini akhirnya

dimatikan oleh sela api pada waktu tegangan sistemnya mencapai titik nol yang

pertama sehingga alat ini bertindak sebagai sebuah kran yang menutup arus, dari

sini didapatkan nama tahanan kran. Karakteristik arus tegangan dan tahanan terlihat

pada gambar dibawah. Pada arrester modern pemadaman arus susulan yang cukup

besar (200-230 A) dilakukan dengan bantuan medan magnet. Dalam hal ini, maka

baik amplitude maupun lamanya arus susulan dapat dikurangi dan pemadamannya

dapat dilakuakan sebelum tegangan system mencapai harga nol

Gbr6.Karakteristik arus-tegangan dan tahanan Kran

Gbr7. Karakteristik arus tegangandan tahanan kran dgn bantuanmagnet permanen

F. Karakteristik Arester

Seperti disinggu sebelumnya, arrester digunakan karena sesuai dengan ketetapan

BIL. Maka karakteristiknya perlu diketahui dengan jelas, sbb :

Arrester mempunya tegangan dasar (rated) 50 c/s yan tidak boleh dilampaui

Arrester mempunyai karkteristik yang dibatasi oleh tegangan (voltage-limiting)

bila dilalui oleh berbagai macam arus petir.

Arrester mempunyai batas termis

Besarnya pengaruh arrester terhadap sebuah surja tegangan lebih dinyatakan

dengan jelas sekali pada gambar dibawah ini. Effisiensi daripada perlindungan

ditentukan terutama oleh tegangan pelepasan tegangan (D). tegangan percikan ( C

) , tegangan impuls curam mungkin lebih tinggi dan tegangan sisa kurang penting .

artinya oleh karena waktunya yang sangat singkat sebelum kegagalan terjadi.

Gbr9. Berubahnyategangan pelepasanterhadap besarnya dankecepatan naiknya arussurja untuk arrester transmisi dan gardu

Gbr10. Karakteristik gelombang surja digardu tanpa arrester dan dengan arrester