1

PEMAKAIAN DAN PEMELIHARAAN ARRESTER

PADA GARDU INDUK 150 KV SRONDOL PT. PLN (PERSERO) P3B JB

REGION JAWA TENGAH DAN DIY UPT SEMARANG

Dyah Ika Susilawati1, Susatyo Handoko

2

1 Mahasiswa dan

2Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang

Email : cheppy_ciphi22@yahoo.co.id

Abstrak

Sistem proteksi memegang peranan penting dalam kelangsungan dan keamanan PT. PLN UPT

Semarang dalam menyuplai energi. Sistem proteksi berfungsi untuk melindungi sistem tenaga listrik, operator,

dan peralatan itu sendiri dari bermacam-macam gangguan yang mungkin terjadi.

Arrester merupakan salah satu peralatan dalam sistem proteksi untuk melindungi dari gangguan

tegangan lebih yang berasal dari sambaran petir. Beberapa jenis arrester dikembangkan untuk meminimalis

dampak gangguan. Satu diantaranya adalah metal oxide arrester atau arrester tipe seng oksida.

Untuk menjaga keandalan dan menjamin berfungsinya peralatan dengan baik dalam hal ini arrester,

diperlukan pemeliharaan rutin sesuai dengan prosedur. Selain pemeliharaan yang baik, lokasi penempatan

arrester pun berpengaruh terhadap unjuk kerja arrester.

Kata kunci : arrester, metal oxide arrester, koordinasi isolasi

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada suatu gardu induk arrester sangat

diperlukan untuk melindungi peralatan dari

gangguan petir. Gangguan petir pada sistem

tenaga listrik dapat mengakibatkan kerusakan

pada peralatan tegangan tinggi, peralatan kontrol,

telekomunikasi dan peralatan lainnya.

Untuk mendapatkan unjuk kerja yang baik

pada arrester, diperlukan pemeliharaan yang

rutin, baik, dan sesuai prosedur. Selain itu

penempatan arrester yang optimum juga sangat

mempengaruhi fungsi arrester dalam melindungi

peralatan dari tegangan lebih yang disebabkan

oleh gangguan petir.

1.2 Tujuan

Mengetahui pemakaian dan pemeliharaan

arrester yang terdapat di Gardu Induk 150 kV

Srondol.

1.3 Batasan Masalah

a. Pembahasan tentang pemeliharaan arrester

pada Gardu Induk 150 kV Srondol

b. Pembahasan lokasi penempatan arrester pada

Gardu Induk 150 kV Srondol

II. ARRESTER

Arrester adalah alat pelindung bagi

peralatan sistem tenaga listrik terhadap tegangan

lebih, baik yang disebabkan oleh surja petir

maupun surja hubung. Alat ini bersifat sebagai by

pass di sekitar isolasi yang membentuk jalan dan

mudah dilalui oleh arus kilat, sehingga tidak

timbul tegangan lebih pada peralatan. Jalan

tersebut harus sedemikian sehingga tidak

mengganggu sistem 50 Hertz. Pada keadaan

normal arrester berlaku sebagai isolator, namun

bila terkena sambaran petir ia berlaku sebagai

konduktor yang tahanannya relatif rendah,

sehingga dapat mengalirkan arus surja ke tanah.

Setelah surja hilang, arrester harus dengan cepat

kembali menjadi isolator, sehingga pemutus

tenaga (PMT) tidak sempat membuka.

Sesuai dengan fungsinya, yaitu

melindungi peralatan listrik pada sistem jaringan

terhadap tegangan lebih yang disebabkan oleh

surja hubung atau sura petir, maka pada umunya

arrester dipasang pada setiap ujung SUTT yang

memasuki gardu induk. Pada gardu induk ada

kalanya arrester dipasang pada transformator dan

peralatan lainnya untuk menjamin terlindungnya

peralatan tersebut dari tegangan lebih.

2.1 Bagian-bagian Arrester

a. Elektroda

Terdapat dua elektroda pada arrester, yaitu

elektroda atas yang dihubungkan dengan

bagian yang bertegangan dan elektroda bawah

yang dihubungkan dengan tanah.

2

b. Spark gap

Apabila terjadi tegangan lebih oleh surja

petir atau surja hubung pada arrester yang

terpasang, maka pada spark gap atau sela

percik akan terjadi busur api.

c. Tahanan katup/kran

Tahanan yang dipergunakan dalam

arrester ini adalah suatu jenis material yang

sifat tahanannya dapat berubah bila

mendapatkan perubahan tegangan.

2.2 Jenis Arrester

2.2.1 Jenis Ekspulsi

Arrester jenis ekspulsi/tabung pelindung

pada prinsipnya terdiri dari sela percik yang

berada dalam tabung serat dan sela percik batang

yang berada di luar di udara atau disebut dengan

sela seri.

Arrester ini digunakan untuk melindungi

trafo distribusi bertegangan 3-15 kV, tetapi belum

memadai untuk melindungi trafo daya. Selain itu

digunakan juga pada saluran transmisi untuk

mengurangi besar tegangan surja petir yang

masuk ke gardu induk.

Gambar 1 Arrester ekspulsi

2.2.2 Jenis Katup

Arrester ini terdiri dari beberapa sela

percik yang dihubungkan seri (series gap) dengan

resistor tak linier. Resistor ini memiliki sifat

khusus yaitu tahanannya rendah saat dialiri arus

besar dan sebaliknya tahanan yang besar saat

dialiri arus kecil. Resistor yang umum digunakan

untuk arrester terbuat dari bahan silicon karbid.

Sela percik dan resistor tak linier keduanya

ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup

sehingga kerja arrester ini tidak dipengaruhi

keadaan udara sekitar.

Arrester jenis ini ummunya dipakai untuk

melindungi alat-alat yang mahal pada rangkaian,

biasanya dipakai untuk melindungi trafo daya.

Arrester katup ini dibagi menjadi empat jenis,

yaitu sebagai berikut.

a. Arrester Katup Jenis Gardu

Pemakaiannya secara umum pada gardu

induk besar untuk melindungi alat-alat yang

mahal pada rangkaian mulai dari 2,4-287 kV.

Gambar 2 Arrester katup

b. Arrester Katup Jenis Saluran

Arrester jenis saluran lebih murah dari

arrester gardu. Arrester jenis saluran ini

dipakai pada sistem tegangan 15-69 kV.

c. Arrester Katup Jenis Distribusi

Seperti namanya arrester ini digunakan

untuk melindungi transformator pada saluran

distribusi. Arrester jenis ini dipakai pada

peralatan dengan tegangan 120-750 volt.

d. Arrester Katup Jenis Gardu untuk Mesin-

mesin

Arrester jenis gardu ini khusus untuk

melindungi mesin-mesin berputar.

Pemakaiannya untuk tegangan 2,4-15 kV.

2.2.3 Jenis Seng oksida Arrester seng oksida yang disebut juga

metal oxide arrester (MOA) merupakan arrester

yang tidak memiliki sela seri, terdiri dari satu

atau lebih unit yang kedap udara, yang masing-

masing berisikan blok-blok tahanan katup sebagai

elemen aktif dari arrester.

Pada dasarnya prinsip kerja arrester ini

sama dengan arrester katup. Karena arrester ini

tidak memiliki tahanan sela seri, maka arrester ini

sangat bergantung pada tahanan yang ada dalam

arrester itu sendiri. Apabila terkena petir, tahanan

arrester akan langsung turun sehingga menjadi

konduktor dan mengalir petir ke bumi. Namun

setelah petir lewat, tahanan kembali naik

sehingga bersifat isolator.

Gambar 3 Arrester seng oksida

3

2.3 Syarat-syarat Arrester

Arrester yang dipasang harus memenuhi

syarat-syarat seperti:

a. Tegangan percik dan tegangan pelepasan,

yaitu tegangan pada terminal pada waktu

pelepasan harus cukup rendah sehingga dapat

mengamankan isolasi peralatan. Tegangan

percik ini biasa juga disebut dengan gagal sela

(gap breakdown) dan tegangan pelepasan

disebut dengan tegangan sisa (residual

voltage).

b. Arrester harus mampu mengalirkan arus surja

ke tanah tanpa merusak arrester itu sendiri.

c. Arrester harus mampu memutuskan arus

susulan, dan dapat bekerja kembali seperti

semula.

d. Arrester harus memiliki harga tahanan

pentanahan di bawah 5 ohm.

2.3 Perlengkapan arrester

2.3.1 Miliammeter

Miliammeter digunakan untuk memantau

arus bocor yang dipasang antara arrester dan

konduktor pentanahan. Jika arus bocor melewati

batas yang diijinkan (2 mA), maka isolator

arrester harus dibersihkan.

Pada saat arrester bekerja (discharge),

sela percikan (spark gap) akan menyala tanpa

melalui miliammeter. Setelah arrester bekerja,

maka dengan cepat percikan api padam sehingga

miliammeter siap untuk operasi kembali.

Gambar 4 Miliammeter

Rumah (1) terbuat dari campuran

alumunium yang tahan korosi, bagian depannya

ditutup dengan pelat baja tahan karat dan

dihubungkan ke tanah. Terminal berisolator (2)

dihubungkan dengan terminal bawah arrester.

2.3.2 Discharge counter

Discharge counter berfungsi untuk

memantau jumlah kerja arrester yang terpasang

antara arrester dan terminal pentanahan.

2.3.3 Pemasangan perlengkapan arrester

Pemasangan miliammeter dan discharge

counter dihubung seri dengan arrester dan

diletakkan antara arrester dan pentanahan, dengan

susunan sebagai berikut.

Gambar 5 Pemasangan perlengkapan arrester

Keterangan:

1. Konduktor fasa

2. Arrester

3. Miliammeter

4. Discharge counter

5. Pentanahan

2.4 Nameplate Arrester

Name plate arrester yang terpasang pada

GI 150 KV Srondol UPT Semarang.

Pabrik : MITSHUBISHI

ELECTRIC CORP

Tahun pembuatan : 1981

Type : MAL-P

Standar : IEC PUB 99-1

Tegangan Nominal : 138 KV

Arus Peluahan Nominal : 20 KA

Berikut daftar arrester terpasang pada

Gardu Induk 150 kV Srondol.

Tabel 1 Daftar arrester terpasang

N

o

Merk/

Type

Ter-

pasang

Rated

Current

Vol-

tage

1 Mitsubishi

/ Mal-P

Bay P.

lamper I 20 kA

138

kV

2 Mitsubishi

/ Mal-P

Bay P.

Lamper II 20 kA

138

kV

3 Mitsubishi

/ Mal-P

Bay

Krapyak I 20 kA

138

kV

4 Mitsubishi

/ Mal-P

Bay

Krapyak II 20 kA

138

kV

5 Mitsubishi

/ Mal-P Trafo I 20 kA

138

kV

6 Mitsubishi

/ Mal-P Trafo II 20 kA

138

kV

III. PEMELIHARAAN ARRESTER

Pemeliharaan adalah suatu kegiatan yang

sangat penting, karena pemeliharaan terbaik akan

memperpanjang umur peralatan dan akan

menjamin berfungsinya peralatan dengan baik.

4

Pemeliharaan yang telah dilaksanakan tidak ada

bekasnya namun dapat di rasakan pengaruhnya.

3.1 Tujuan Pemeliharaan

Seperti halnya semua peralatan

memerlukan pemeliharaan tidak terkecuali

peralatan listrik tegangan tinggi pada gardu induk

tegangan tinggi atau ekstra tinggi, hal ini harus

dilakukan pemeliharaan karena peralatan tersebut

merupakan sarana penyaluran tenaga listrik yang

paling penting untuk keperluan umum. Tujuan

pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi

adalah untuk menjamin kontinuitas penyaluran

tegangan tinggi dan menjamin keandalan antara

lain:

a. Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi.

b. Untuk memperpanjang umur peralatan sesuai

dengan usia teknisnya.

c. Untuk mengurangi resiko terjadinya kegagalan

atau kerusakan peralatan.

d. Untuk meningkatkan keamanan peralatan.

e. Untuk mengurangi lama waktu pemadaman

akibat sering terjadinya gangguan.

3.2 Pemeliharaan Arrester

Untuk mendapatkan operasi yang optimal

diperlukan pemeliharaan yang baik terhadap

peralatan. Untuk pemeliharaan arrester terdiri

dari:

a. Pemeliharaan harian

Pemeliharaan harian dilaksanakan dalam

kondisi operasi.

Tabel 2 Pemeliharaan harian arrester

No.

Peralatan /

komponen

yang diperiksa

Cara Pelaksanaan

1. Discharge

counter

Memeriksa discharge

counter dan mencatat

bila ada kenaikan

2. Rumah isolator

Memeriksa rumah

isolator secara visual

(ada tidaknya

keretakan)

3. Miliammeter

Memeriksa

penunjukkan

miliammeter

b. Pemeliharaan Tahunan

Pemeliharaan tahunan dilaksanakan dalam

keadaan tidak operasi, dan sebaiknya dilakukan

menjelang musim hujan. Tabel 3 Pemeliharaan tahunan arrester

No.

Peralatan /

komponen yang

diperiksa

Cara Pelaksanaan

1. Rumah isolator

Membersihkan

rumah isolator dan

memeriksa apakah

ada keretakan

2.

Tahanan antara

elektroda dengan

elektroda

Mengukur tahanan

antara elektroda

dengan elektroda

apakah masih

memenuhi

persyaratan

3. Tahanan

pentanahan

Mengukur tahanan

pentanahan arrester

apakah masih

memenuhi

persyaratan

4. Miliammeter Melakukan

pengujian fungsional

5. Discharge

counter

Melakukan

pengujian fungsional

c. Pemeliharaan 10 Tahunan

Pemeliharaan ini dilaksanakan dengan

mengirim arrester ke laboratorium untuk ditest

kembali.

IV. ANALISA LOKASI PENEMPATAN

ARRESTER

Arrester ditempatkan sedekat mungkin

dengan peralatan yang dilindungi. Tetapi untuk

memperoleh kawasan perlindungan yang lebih

baik, maka ada kalanya arrester ditempatkan

dengan jarak tertentu dengan perlatan yang

dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan yang

dilindungi berpengaruh terhadap besarnya

tegangan yang tiba di peralatan. Jika jarak

arrester terlalu jauh, maka tegangan yang tiba

pada peralatan dapat melebihi tegangan yang

dapat dipikulnya. Peralatan masih dapat

dilindungi dengan baik apabila jarak arrester

dengan peralatan masih dalam batas yang

diijinkan.

5

4.1 Jarak Maksimum Arrester Dan

Transformator yang Dihubungkan dengan

Saluran Udara

Perlindungan yang baik diperoleh jika

arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan

transformator. Tetapi, dalam kenyataannya,

arrester harus ditempatkan dengan jarak tertentu,

agar perlindungan dapat berlangsung dengan

baik.

Gambar 6 Jarak tansformator dan arrester sebesar S

Jika arrester dihubungkan dengan

menggunakan saluran udara terhadap alat yang

diindungi, maka untuk menetukan jarak yang

baik antara arrester dengan trafo, dinyatakan

dengan persamaan (TS. Hutahuruk, 1989:113).

(1)

dengan:

Ep = Tingkat Isolasi Dasar trafo (kV)

Ea = tegangan pelepasan arrester (kV)

A = kecuraman gelombang (kV/µs)

S = jarak antara arrester dengan transformator (m)

v = kecepatan merambat gelombang (m/µs)

4.3 Perhitungan Jarak Maksimum Arrester

Dengan Peralatan Yang Dilindungi

Gambar 7 Single line pemasangan arrester pada GI 150 kV

Srondol

Dari gambar tersebut serta hasil kerja

praktek diketahui bahwa:

• LA 1, arrester terpasang pada ujung saluran

guna melindungi peralatan, khususnya pada

bus bar / line

• LA 2, arrester terpasang sebelum trafo tenaga

(apabila dilihat dari ujung saluran), sebagai

pengaman khusus trafo

Secara umum arrester melindungi

peralatan-peralatan pada gardu induk Srondol

terhadap sambaran-sambaran petir. Arrester ini

memiliki jarak maksimum untuk melindungi

peralatan. Letak dari arrester tersebut tidak boleh

lebih dari perhitungan jarak yang ada, dengan

kata lain arrester memiliki cakupan daerah yang

terbatas.

Jadi dengan menggunakan persamaan 1

jarak cakupan arrester yang terdapat pada gardu

induk Srondol dapat dihitung.

Dengan nila-nilai:

= 650 kV = SPLN7 : 1978 Bagian 4

Ea = 460 kV = SPLN7 : 1978 Bagian 4

A = 1000 kV/µs = Rekomendasi IEC (1958)

(Recommendation for

Lightning Arrester, 99)

v = 300 m/µs = Kecepatan cahaya

maka:

meter

Didapatkan jarak menurut perhitungan

antara arrester dengan peralatan adalah 28,5

meter, sedangkan dalam kenyataan di lapangan

jarak antara arrester dengan peralatan sejauh 25

meter untuk arrester yang terpasang pada ujung

saluran, dan 2 meter yang terpasang sebelum

trafo (apabila dilihat dari ujung saluran), sehingga

pemasanganya masih di bawah harga maksimum.

Untuk jarak perlindungan ini dapat dikatakan

aman bagi peralatan.

Untuk mendapatkan perlindungan yang

optimal, maka jarak antara arrester dan peralatan

(S) harus sekecil mungkin agar Ep yang

didapatkan tidak melebihi kekuatan isolasi alat

(BIL).

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa dan evaluasi

Kerja Praktek secara langsung pada PT. PLN

(Persero) P3B JB Region Jawa Tengah dan DIY

Kawat tanah

S

e

EaArrester

Trafo

6

UPT Semarang, maka didapatkan kesimpulan

sebagai berikut.

1. Arrester yang digunakan untuk melindungi

peralatan di Gardu Induk 150 kV Srondol

(UPT Semarang) yaitu arrester jenis/tipe seng

oksida dengan keunggulan memiliki reaksi

yang cepat dalam membumikan petir.

2. Dari perhitungan analisis didapatkan jarak

maksimum arrester dengan peralatan

(transformator) yaitu 28,5 meter, sedangkan

jarak di lapangan yaitu 25 meter.

3. Menurut hasil analisis, jarak arrester dengan

peralatan yang diterapkan pada Gardu Induk

150 kV Srondol (UPT Semarang), mampu

melindungi paralatan dari gangguan surja

karena masih di bawah harga jarak maksimum.

4. Untuk mendapatkan operasi yang optimal

diperlukan pemeliharaan yang baik dan

berkala pada arrester sesuai prosedur dan

(IKA), mengingat fungsinya sebagai proteksi

terhadap gangguan surja petir.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Hutahuruk, TS, Gelombang Berjalan dan

Proteksi Surja, Erlangga, Jakarta, 1989,

[2] Tobing, Bonggas L, Peralatan Tegangan

Tinggi, PT Gramedia Pustaka Utama,

Jakarta, 2003.

[3] PT PLN, Buku Petunjuk Operasi &

Memelihara Peralatan, PT PLN

Pembangkitan dan Penyaluran Jawa

Bagian Barat, Jakarta, 1981.

[4] PT PLN, Lightning Arrester, PT PLN

Pembangkitan dan Penyaluran Jawa

Bagian Barat, Jakarta, 1981.

[5] Zoro, Reynaldo, Masalah Tegangan Tinggi,

Institut Teknologi Bandung, Bandung,

1986.

BIOGRAFI

Dyah Ika Susilawati lahir di

Semarang tanggal 27 Maret

1988. Saat ini sedang

menempuh pendidikan tinggi di

Universitas Diponegoro,

Fakultas Teknik, Jurusan

Teknik Elektro, dan mengambil

konsentrasi Teknik Tenaga Listrik

Mengetahui,

Dosen Pembimbing

Susatyo Handoko, ST. MT

NIP. 19730526 200012 1 001