LIGHTNING ARRESTER

PENGERTIANArrester merupakan suatu alat proteksi peralatan listrik terhadap tegangan lebih yang biasanya disebabkan oleh petir atau surja hubung (switching surge). Arrester memiliki sifat sebagai By-pas disekitar area yang membentuk lintasan dan mudah dilalui oleh arus kilat ke sistem pentanahan, sehingga menimbulkan tegangan lebih yang bernilai tinggi dan tidak menyebabkan kerusakan isolator pada peralatan listrik.Pada keadaan normal arrester bertindak sebgai isolator dari peralatan listrik, namun ketika timbul tegangan surja alat ini akan bersifat sebagai kondultor yang memiliki tahanan yang relatif rendah, sehingga dapat mengalirkan arus yang tinggi ke tanah. Suatu arrester harus dapat berperan kembali sebagai isolator setelah terjadinya surja, dimana sesuai fungsinya untuk melindungi peralatan listrik. Pada umumnya arester dipasang pada setiap ujung yang akan memasuki gardu induk.

Gambar Arrester GI 150kV

Pada suatu saluran transmisi udara sangat rawan terhadap adanya sambaran petir yang dapat menyebabkan terjadinya gelombang berjalan (tegangan surja) yang dapat masuk ke peralatan listrik, maka dalam suatu saluran transmisi perlu dipasang lightning arrester yang memiliki fungsi menangkap gelombang berjalan yang disebabkan oleh adanya surja atau dapat juga disebabkan oleh adanya pembukaan dan penutupan pemutus tegangan yang akan masuk ke dalam instalasi peralatan listrik. Pada saluran tegangan ekstra tinggi, surja tegangan biasanya disebabkan karena switching daripada surja petir. Selain pemasangan lightning arrester pada saluran transmisi juga terpasang pada setiap transformator.Pemasangan pada transformator juga perlu diperhatikan karena petir merupakan gelombang berjalan yang menuju transformator, dimana transformator dianggap sebagai ujung yang terbuka (karena memiliki isolasi terhadap tanah), sehingga gelombang pantulannya akan memperkuat gelombang yang datang. Hal ini dapat dikatakan transformator akan mengalami tegangan surja dua kali lebih besar dari tegangan gelombang surja yang datang. Lightning arrester beroperasi pada tegangan tertentu diatas tegangan operasi untuk membuang muatan listrik dari surja petir dan berhenti beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi. Perbandingan antara dua tegangan tersebut dinamakan rasio proteksi arrester.

JENIS LIGHTNING ARRESTERSeperti di pembahasan yang sebelumnya lightning arrester merupakan peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi sebagai pengaman terhadap tegangan surja. Tegangan surja ini akan mengakibatkan kenaikan tegangan sesaat yang cukup besar pada jaringan, sehingga perlu adanya pengaman agar tidak terjadi kerusakan pada isolasi peralatan. Arrester yang pada umumnya digunakan ada dua jenis yaitu:1. Jenis EkspulsiArrester pada jenis ini mempunyai dua jenis sela, yakni sela luar dan sela dalam. Sela dalam diletakkan dibagian dalam tabung serat. Kedua sela ini akan terpercik ketika adanya surja petir. Pada tabung akan mengeluarkan gas karena adanya arus susulan yang memanaskan permukaan bagian dalam tabung serat. Arus susulan ini berbentuk gelombang sinusoidal, sehingga ada suatu saat akan mencapai siklus bernilai nol. Pada saat siklus dengan nilai nol inilah gas pada tabung akan menjadi isolasi yang akan memadamkan arus tersebut. Arrester jenis ini mampu melindungi transformator distribusi yang memiliki rating tegangan 3-15kV dan dapat juga dipasang pada saluran transmisi udara untuk mengurangi gangguan yang ditimbulkan oleh surja petir yang masuk ke gardu induk.

Gambar Arrester Jenis Ekspulsi2. Jenis KatupPada arrester jenis ini berupa sela percik yang dihubungkan secara seri dengan resistor tak linear, dimana resistor tak linear ini akan memiliki tahanan rendah ketika dialiri arus yang memiliki nilai yang besar dan akan memiliki nilai tahanan yang besar bila arus yang mengalir kecil. Resistor yang umum digunakan dibuat dengan material silikon karbid. Arrester jenis ini tidak dipengaruhi oleh udara karena sela percik dan resistor tak linear dipasang pada tabung isolasi. Metode pengamanan pada arrester jenis ini adalah, saat terjadi surja petir dan sela arrester akan terpercik, maka arus yang cukup besar akan masuk pada arrester. Nilai tahanan awal pada arrester akan mengecil akibat adanya arus yang membesar. Hal ini akan membatasi tegangan maksimal pada tegangan terminal arrester, namun pada saat arus mengalami penurunan nilai tahanan akan mengalami kenaikan, sehingga arus susulan dapat dihambat karena adanya nilai tahanan yang mengalami kenaikan ini. Biasanya arus yang dapat dikendalikan hingga mencapai arus nominal yang dikenal sebagai arus kendari yakni sebesar 50A. Pada saat tegangan sesaat pada sistem bernilai nol percikan akan padam dan arus kendali menjadi nol serta arus susulan tidak berlanjut lagi. Secara umm arrester jenis katub ini dibagi menjadi empat jenis yakni:a. Jenis Gardub. Jenis Saluran (15-39kV)c. Jenis Gardu untuk Mesin (2,4-15kV)d. Jenis Distribusi untuk Mesin (120-750V)

Gambar Arrester Jenis Katub

PENEMPATAN ARRESTERTingkat proteksi yang diperlukan tidak ditentukan secara langsung dengan mencocokkan nilai Basic Insulation Level (BIL) dengan nilai pelepasan arrester melainkan mamsih diperlukan perhitungan pengaruh dari voltage-doubling. Fenomena ini akan terjadi jika gelombang berjalan pada suatu saluran direfleksikan, sehingga akan menyebabkan nilai tegangan akan menjadi lebih besar dua kali tegangan semula. Pada penggunaan arrester dikenal istilah ratio proteksi atau protective margin (PM), ratio proteksi merupakan ukuran kemampuan dari arrester untuk melindungi peralatan listrik atau suatu sistem. Perhitungannya menggunakan perbandingan rating BIL dari peralatan yang akan diproteksi dengan harga pelepasan arrester. Contoh: dimisalkan suatu kabel dengan rating BIL 125kV dipasang pada sistem 24,9kV jenis arrester silicon carbide (SiC) yang akan digunakan mempunyai harga pelepasan 67kV. Jika dilihat secara sepintas, arrester telah sesuai karena tegangan pelepasannya sudah lebih kecil dari BIL transformator, namun apabila memperhitungkan pengaruh dari voltage-doubling, maka tegangan surja akan menjadi lebih besar dua kal yaitu 134kV,dimana nilai ini lebih besar 9kV dari BIL kabel. PM diperoleh -9kV/125kV = -0,072 atau -7,2%. Nilai ini dituliskan sebagai -7,2% dikarenakan ratio proteksinya bernilai negatif yangmana arrester tidak sesuai.Peletakan arrester diusahakan seefektif mungkin dengan menerapkan Zoning Area Proteksi yitu membagi cakupan area yang akan diproteksi dalam bagian tertentu yang dibentuk oleh dinding bangunan, ruangan-ruangan, peralatan-peralatan, dan permukaan dari logam. Dalam mencari jarak aman pada pemasangan arrester digunakan persamaan berikut ini:

Gambar Arrester Line GI Konvensional 150kV

Gambar Arrester Bus GI Konvensional 150kVPada GIS terdapat arrester luar dan dalam, maka untuk pemasangan arrester luar pada GIS secara prinsip sama dengan cara pemasangan GI konvensional, yakni dengan mempertimbangkan BIL dari tranformator. Tetapi pada umumnya pada GIS jarak arrester dengan transformator daya lebih dekat daripada GI konvensional. Hal ini dikarenakan pada GIS ruang untuk penempatan perlatan tegangan tinggi lebih sempit dibandingkan dengan GI konvensional, sedangkan untuk arrester dalam sudah menjadi satu kesatuan dengan perangkat yang lain dalam switchgear.

Gambar Arrester Luar pada GIS 150Kv

Gambar Arrester Dalam pada GIS 150Kv

PEMERIKSAAN ARRESTERPemeriksaan yang dilakukan pada arrester diantaranya adalah :1. Pemeriksaan Eksternala. Pemeriksaan angka pada counter yang terpasang pada kaki tower atau panel listrik.b. Pemeriksaan kondisi sistem proteksi eksternal (finial, down conductor, dan pentanahan).2. Pemeriksaan Internala. Pemeriksaan arrester dengan cara mengukur tegangan sisa arrester atau dengan melihat indikator yang terdapat pada arrester untuk mengetahui apakah ada penurunan kualitas arrester atau tidak.b. Pemerikasaan hubungan antara arrester keperalatan lain dan hubungan antara arrester ke tanah.c. Pemeriksaan baut-baut yang ada. 3. Pengamatan VisualPengamatan ini dilakukan untuk mengetahui beberapa faktor, diantaranya adalah:a. Sistem apakah dalam keadaan baik.b. Tidak ada bagian sistem yang dalam kondisi yang lemah karena korosi atau vibrasi.c. Tidak adanya baut yang kendor yang dapat menyebabkan tingginya tahanan pada sambungan.d. Seluruh konduktor dan komponen Sistem Proteksi Petir (SPP) dalam keadaan aman dan terlindung dari kemungkinan kerusakan mekanik.e. Seluruh down conductor dan terminal dalam kondisi bai.f. SPP harus mengacu pada standar yang ada.g. Tidak diijinkan melakukan perubahan atau penambahan pada sistem yang diproteksi tanpa sepengetahuan yang berwewenang

PEMELIHARAAN ARRESTERPemeliharaan yang dilakukan pada arrester sangat penting untuk dilakukan dan diperhatikan secara khusus agar terlindung dari korosi dan handal terhadap kerusakan yang diakibatkan oleh petir. Program pemeliharaan yang dilakukan harus mencangkup kondisi-kondisi sebagai berikut:1. Melakukan pemeriksaan untuk konduktor dan komponen dari proteksi petir.2. Melakukan pemeriksaan atau pengujian pada surge suppressor (arrester) untuk mengetahui efektifitasnya dan membandingkan dengan arrester baru.3. Melakukan pemeriksaan seluruh sambungan dan bonding pada arrester.4. Melakukan pengukuran tahanan tananh pada terminal elektroda pentanahan.5. Menguji kekuatan dan ketebalan seluruh komponen dan konduktor yang dibutuhkan.

REFERENSI1. http://www.abb.com/2. Manual Book ABB MasterView 8503. Manual Book Siemens Surge Arrester4. http://www.siemens.com/Arrester-download/5. Tobing Bonggas. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama6. Harto, J., Syakur, A. 2015. Pemeliharaan Arrester GI dan GIS 150kV PT. PLN (PERSERO) UPT Semarang. www.elektro.undip.ac.id (diakses 19 Mei 2015 pukul 19.00)