Perlindungan Terhadap Sambaran Petir Peralatan Listrik Dan Telekomunikasi Dengan Pentanahan Yang Disatukan Menggunakan

EMTP

Frederik Haryanto Sumbungfrederik_hs@yahoo.com

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Musamus MeraukeJl. Kamizaun Mopah Lama Merauke

A lightning strike is one of many causes resulting in electrical and telecommunication system fault. Lightning strike may overvoltage to electrical and telecommunication and it causes electrical current flowing toward electrical connection to ground, which normally has no current. The protection of electrical equipment against lightning overvoltage generally uses is own equipment grounding system. Up to this time, this kind of protect has not yet provided enough protetion to equipment. The result of it is shown by the existence of over voltage at other equipment grounding system located, near by lightning strike.

How good and advanced protection system or system protection device (SPD) installed at a building if there is no grounding installed it does not have any meaning. The effect of electrical and telecommunication grounding system connected is studied by means of EMTP. It is also studied the influence of grounding resistance to voltage drops at equipments under lightning strike condition.

According to EMTP result and calculation of electrical and telecommunication equipments overvoltage in scenario3 at condition3 having RgL2 = 0,006 ohm, and RgL2 = RgT2 = 0,006 ohm, and RgT2 = 0,006 ohm, result in VRL1,2 = 721,17 volt and VRT1,2 = 379,56 volt, and overvoltage calculation related to the conductor surge impedance is VRL1,2 = 1293,546 volt and VRT1,2 = 796,366 volt. According to the result of simulation calculations the over voltages that happen at the electrical equipment and telecommunication, which have their grounding systems connected is not more than 1500 v. this fulfills DIN VDE 0110 part two, sub part III, II, and I.

Key word : Lightning strike, grounding system connected, protection equipment.

1. PendahuluanTerjadinya tegangan lebih akibat

sambaran langsung petir dan sambaran induksi petir pada peralatan, akan mengakibatkan adanya aliran listrik yang masuk secara konduktif pada hubungan peralatan dengan sistem pentanahan yang pada kondisi normal tidak dialiri arus listrik. Akibat masuknya tegangan lebih (tegangan yang melebihi tegangan normal) secara konduktif pada peralatan listrik dan peralatan telekomunikasi yang terhubung dengan jaringan tenaga listrik dan pentanahan, maka hal ini dapat mengakibatkan terjadinya gangguan. Pada saat terjadi gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke tanah melalui pentanahan peralatan akan menimbulkan perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang disebabkan oleh adanya tahanan tanah. Besaran yang sangat dominan untuk diperhatikan dari suatu sistem pentanahan adalah tahanan sistem pentanahan.

Dalam membatasi penyebaran arus petir secara radial yang menyebabkan terjadinya elevasi tegangan pada elektroda pentanahan peralatan lain, yang berada di sekitar elektroda pentanahan peralatan yang mentanahkan tegangan lebih, maka dalam penelitian ini tahanan pentanahan peralatan listrik dan telekomunikasi yang berada pada bangunan gedung disatukan.

2. Landasan Teori2.1 Petir

Kilat petir merupakan peristiwa alam yaitu proses pelepasan muatan listrik (electrical discharge) yang berasal dari atmosfer antara awan dan bumi yang terdiri dari satu sambaran atau lebih. Sambaran petir adalah pelepasan muatan listrik

tunggal pada kilat petir ke bumi (SNI 03-7014.1-20040).

2.2 Proses Terjadinya PetirSambaran akan diawali oleh kanal

muatan negatif, menuju daerah yang terinduksi positif dan sambaran yang terjadi umumnya adalah sambaran muatan negatif dari awan ke tanah.

Gambar 2.1 Tahapan sambaran petir ke tanah serta arus impuls yang terjadi

(Proteksi sistem tenaga, Sirait K.T., et.al, 1987)

2.3 Pengaruh Sambaran Petir Pada Bangunan Gedung dan Sistem Kelistrikan.Kenaikan kerapatan sambaran petir

yang terjadi pada saluran terbuka pada daerah jaringan distribusi ke tanah, dengan dasar sambaran 17 flashes/100 circuit mi/year, dengan besar kerapatan sambaran ke tanah (Ng) adalah 1flash/km2/year (1sambaran/100km/tahun), (Short T.A, 2004). Kerapatan sambaran ke saluran sangat berbeda dengan kerapatan sambaran ke tanah. Pada daerah terbuka jaringan tenaga listrik akan banyak menerima serangan sambaran petir, nilainya dapat ditentukan berdasarkan pada tingginya fungsi saluran (Erikson, 1987) :

N= Ng [ 28 h0.6+b10 ] ...................... (2.1)

dengan :N = jumlah sambaran (sambaran/100

km/tahun) untuk jaringanNg = kerapatan sambaran ke tanah

(km2/tahun)h = tinggi konduktor (atau kawat

pentanahan saluran udara) dari menara, (m)

b = jarak antara kawat pentanahan saluran udara, (m).Untuk jaringan distribusi, batas b

diabaikan, dapat ditentukan :N = 2,8 Ng . h0.6 .................................. (2.2)

Untuk h dalam meter dan N dalam sambaran/100 km/ tahun, atauN = 2,2 Ng . h0.6 ..................................(2.3)

2.4 Bentuk Tegangan dan Arus Impuls PetirBentuk umum tegangan impuls

adalah tegangan yang naik dalam waktu singkat sekali, disusul dengan penurunan yang lambat menuju nol yang dapat dinyatakan dengan persamaan :V t = Vs(e-at – e –bt)...............................(2.4)dengan :V(t) = tegangan Impuls (kV)Vs = tegangan puncak (kV)e = bilangan alam : 2,718t = waktua = konstanta muka gelombangb = konstanta ekor gelombang

Bentuk gelombang semacam persamaan 2.4 ini mudah di buat, yaitu dengan menetapkan konstanta a dan b. harga maksimumnya disebut harga puncak (peak or crest) dari tegangan impuls.

Gambar 2.3 Bentuk standar gelombang tegangan sambaran petir (IEC 60).

2.5 Tegangan yang Timbul Akibat Sambaran Petir.Petir yang menyambar pada kawat

fasa akan menimbulkan tegangan lebih yang akan merambat pada saluran. Arus petir dipengaruhi oleh impedans surja saluran (Arismunandar, 1975), karena arus petir akan mengalir ke kedua arah, maka besarnya tegangan di titik sambaran petir berdasarkan pendekatan adalah :

e=12

I P Z0 .........................................(2.5)

dengan,e : tegangan akibat sambaran petir secara

langsung (V)Ip : arus petir (A)Z0 : impedans surja saluran (Ω)

Arus petir yang mengalir pada hantaran arus petir menimbulkan tegangan jatuh di tahanan pentanahan sebesar :VE = I . Rst (V) ...................................(2.6)dengan :VE = tegangan jatuh (V)I = arus (A)Rst = tahanan pentanahan (Ω)

2.6 Tegangan Ketahanan Impulse Peralatan

Penentuan kelas dari fasilitas operasi dilakukan dengan memperhatikan kategori tegangan lebih dengan mempertimbangkan:

a. Tegangan-lebih yang memasuki fasilitas operasi melalui terminal-terminal.

b. Tegangan-lebih yang dibandingkan oleh sistem operasi itu sendiri yang sampai pada terminal.

2.7 Impedans SurjaImpedans surja dapat didefinisikan

sebagai perbandingan antara tegangan surja dan arus surja. Saluran kawat terbuka akan mempunyai impedans surja sebagai berikut:Untuk hantaran udara :

Z = EI

= 1

Cv = vL

Z = √ LC

= 60 ln 2hr

dengan :

L = 2(ln Rr

+ 12

+ r2

3 R2 - r4

12 R4 + r6

3 R6 -

…)10-9 henry/cm

C = ∈10−11

18 lnRr

farad/cm

v = 3.1010 / √∈ cm/detik Sedangkan untuk kabel :

Z =60

√∈ lnRr

ohm............................... (2.7)

Dengan,Z : impedans surja (ohm)C : kapasitans (farad)L : induktans (ohm)R : tahanan (ohm)v : kecepatan (cm/detik)h : tinggi penghantar dari tanah

(meter)r : jari-jari penghantar (mm)

Harga impedans surja untuk saluran terbuka berkisar antara 400 ÷ 600 ohm, dan untuk kabel berkisar antara 50 ÷ 60 ohm.

2.8 Metode Perlindungan pada Sambaran Petir.

Perlindungan sambaran petir pada beberapa gedung atau keamanan bangunan yang biasanya terdiri dari konduktor impedans rendah pada jalur aliran dari arus pelepasan muatan sambaran petir ke tanah dengan tidak membuatnya mengalir secara terus-menerus melalui bangunan gedung. Dalam hubunganya, seperti perlindungan yang terdiri dari terminasi udara, pentanahan konduktor, dan pentanahan elektrode.

2.9 Pengaman Peralatan TelekomunikasiSistem komunikasi jaringan

broadband mencakup sistem komunikasi daya jaringan broadband dengan beberapa kombinasi dari suara, video audio, data dan layanan interaktif yang dihubungkan oleh sebuah jaringan (NEC artikel 830). Pada standar spesisfikasi peralatan untuk keseragaman infrastruktur pentanahan dan bonding telekomunikasi melalui dinding bangunan komersiil sebagai tempat pemasangan peralatan komunikasi (ANSI J-STD-607-A).

2.10 Arester Tegangan Rendah MOV (Metal Oxide Varistor)Arester surja jenis MOV didesain

tanpa menggunakan celah (gapless). Arester jenis MOV merupakan arester yang banyak diterapkan pada sistem tegangan rendah, karena memiliki kemampuan pemotongan tegangan rendah jenis MOV memiliki rating arus pelepasan sebesar 1 kA hingga 15 kA.

2.11 Pentanahan Sistem TelekomunikasiPentanahan sistem telekomunikasi pada

ruangan peralatan telekomunikasi

umumnya terdiri atas tiga pentanahan sendiri-sendiri, yaitu : pentanahan sumber tegangan (sistem tenaga), pentanahan perisaian pelindung ruangan, dan pentanahan penangkal sambaran petir. 2.12 Pentanahan Peralatan

Pentanahan peralatan, berbeda dengan pentanahan sistem, ialah pentanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus.

Penghantar pentanahan merupakan saluran arus surja menuju tanah, oleh karena itu pemasangannya harus dilakukan dengan benar. Gambar 2.8 menjelaskan lintasan arus surja melalui penghantar pentanahan dalam sebuah instalasi jaringan listrik gedung.

Gambar 2.8 Lintasan arus surja melalui penghantar pentanahan menuju tanah

2.13 Ikatan (Bonding)

Tujuan bonding adalah untuk menghilangkan perbedaan tegangan diantara bagian-bagian metal dan sistem dalam ruang yang diproteksi terhadap petir. Fungsi utama jaringan bonding adalah untuk mencegah beda tegangan yang berbahaya di antara perangkat di dalam dan di atas bangunan dan untuk mengurangi medan magnet dalam bangunan. Kawat pentanahan dari jaringan listrik (PE) harus diintegrasikan ke jaringan bonding (menurut metoda satu titik atau metoda jaring).

Kriteria ukuran ruangan besar atau kecil tidak ditetapkan dalam standar. Tetapi praktek umum menggunakan pendekatan persamaan :

Lm = λm

20 ..........................................(2.17)

dengan : Lm : panjang kabel bondingλm : panjang gelombang pada frekuensi

tertinggi.

2.14 EMTP (Electromagnetic Transient Program)EMTP adalah program komputer

terintegrasi yang di desain untuk menyelesaikan permasalahan peralihan pada sistem tenaga listrik untuk rangkaian tergumpal, terdistribusi dan kombinasi keduanya. Prosedur simulasi dengan EMTP dapat dijelaskan pada uraian berikut:

a. Model rangkaian simulasi.,b. Data-data masukan.. c. Variabel keluaran.

Data-data dari seluruh komponen jaringan dan peralatan pengaman dimasukkan ke dalam program melalui lembar masukan data yang terdapat pada EMTP.

3. Metode Penelitian3.1 Data-data Penelitian

Penelitian dilakukan pada sistem perlindungan peralatan listrik dan peralatan telekomunikasi, yang terhubung pada instalasi jaringan listrik 220Vac dan 48Vdc. Pada penelitian ini, peneliti membatasi pada pengaruh sistem perlindungan pentanahan dalam mengamankan peralatan listrik dan peralatan telekomunikasi dari gangguan akibat sambaran petir, jika pentanahan kedua peralatan tersebut disatukan. Secara

spesisfik tentang penelitian ini dapat diuraikan dalam pengambilan data-data, yang dapat dijelaskan sebagai berikut :

3.1.1 Data parameter arus sambaran petir.Berdasarkan pengalaman pada

bebarapa dasawarsa, dalam kesepakatan internasional (IEC) mempertimbangkan untuk arus surja adalah 8/20 s pada amplitudo 5 atau 10 kA. Besaran tersebut digunakan untuk suatu simulasi kasus arus lebih sambaran petir, pada sebuah jaringan tenaga listrik.

3.1.2 Diagram instalasi jaringan listrik dan peralatan.a. Diagram instalasi peralatan listrikb. Diagram instalasi peralatan

telekomunikasi

3.1.3 Kabel Penghantar Pada Instalasi Peralatan Listrik Dan Peralatan Telekomunikasia. Kabel instalasi peralatan listrikb. Kabel penghubung instalasi

peralatan telekomunikasi

3.2 Simulasi EMTP dan Analisis Variabel.

Simulasi dilakukan dengan mengamati profil puncak tegangan lebih transien yang terjadi pada jaringan listrik sampai ke peralatan yang terpasang dan pentanahan peralatan yang terdapat pada masing-masing ruangan tempat peralatan terpasang dalam berbagai kondisi.

variabel penelitian secara ringkas adalah sebagai berikut :

1. Nilai tahanan pentanahan masing-masing peralatan elektronik (RL1,RL2, RT1 dan RT2) yang di satukan melalui tahanan elektroda pentanahan peralatan elektronik (RgL2 dan RgT2), sebagai variabel perlindungan peralatan listrik.

2. Impedans penghantar saluran instalasi perlatan peralatan listrik dan telekomunikasi dan Impedans surja masing-masing penghantar.

3. Kecepatan rambat gelombang.4. Tegangan jatuh VE, yaitu tegangan

yang mengalir pada tahanan pentanahan peralatan elektronik pada saat terjadi sambaran petir pada penghantar saluran udara tegangan rendah, pada pentanahan masing-masing dan pada saat pentanahan disatukan.

5. Tegangan (e) dan arus (I) lebih transien pada saat rangkaian instalasi peralatan elektronik mengalami gangguan arus sambaran petir, tanpa dan dengan pengaman surja.

6. Tegangan dan arus pada tahanan elektroda pentanahan peralatan listrik dan telekomunikasi pada saat disatukan. Cara menganalisis perlindungan

peralatan listrik dan telekomunikasi dengan pentanahan yang disatukan, yaitu dilakukan dengan cara menentukan dan menghitung berdasarkan hasil simulasi EMTP. Dari variabel hasil simulasi yaitu : 1 Impedans penghantar pada instalasi

masing-masing peralatan.2 Tegangan yang timbul pada titik

sambaran petir, berdasarkan rumus 2.5.3 Tegangan terminal arrester berdasarkan

persamaan 2.12.4 Tegangan jatuh (VE) tahanan

pentanahan akibat mengalirnya arus

petir pada penghantar instalasi peralatan elektronik (listrik dan telekomunikasi).

5 Tegangan dan arus lebih sambaran induksi petir langsung dan tak langsung pada penghantar instalasi peralatan listrik dan telekomunikasi, pada tahanan elektroda pentanahan peralatan elektronik berdasarkan standar <1 ohm, yaitu 0,5 ohm.

Urutan perhitungannya adalah sebagai berikut :1. Tentukan tegangan yang timbul pada

titik sambaran petir, berdasarkan rumus 2.5.

2. Tentukan tegangan jatuh pada penghantar saluran (VE) pada arus petir 5 kA, 8/20 s.

3. Tentukan nilai tegangan impuls arus yang datang (e) dengan menggunakan rumus 2.4 untuk nilai tahanan pentanahan 0.06 ohm.

4. Tentukan nilai tegangan sentuh pada peralatan berdasarkan rumus 2.13.

Buat grafiknya dan tentukan nilai tahanan yang menghasilkan tegangan maksimum yang melebihi BIL peralatan.

4. Hasil Penelitian dan Pembahasan

4.1 Perhitungan Impedans Penghantar A. Penghantar saluran 1 phasa instalasi

peralatan listrik Impedans surja kabel NYFGbY:

Z = 60√ε

lnr3

r1 ohm =

60

√3,5ln

22,956,91

= 38.5 ΩTahanan permeter dari kabel NYFGbY/150 mm2, adalah :

R = ρ .lA

= 1.77 .10−8

150.10−6 = 1,18 . 10-4

Ω/meterB. Penghantar saluran 1 phasa instalasi

peralatan telekomunikasiImpedansi surja kabel T-EJ (Perm) E :

Z = 60√ε

lnr3

r1 ohm =

60

√3,0ln

190,3091

= 142,67 ΩImpedansi surja kabel R-V (Pe)V (Indoor cable)

Z = 60√ε

lnr3

r1 ohm =

60

√3,5ln

6,30,3091

= 96,68 Ω

4.1 Hasil Simulasi Pengujian Tahanan Pentanahan Peralatan Listrik (skenario 1) dan Penyatuan Pentanahan Peralatan (skenario 3).

Berdasarkan hasil pengujian dengan skema gambar 1,2,3 dan 7,8,9 pada kondisi 1, 2, 3 dan 4 pada lampiran 1, dengan diketahui gangguan arus sambaran petir terjadi pada jaringan antara MDP2 dan PHB, maka diperoleh hasil simulasi pada skenario 1 dan skenario 3, adalah sebagai berikut:a. Grafik tegangan hasil simulasi

skenario 1 dan skenario 3,

Gambar 4.1 Grafik pengujian tegangan skenario 1 pada kondisi 1

(f ile 1_SC3kondisi1.pl4; x-var t) v:MDP2 v:PHB v:RL1 v:RL2 v:GEL

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[s]

-250.0

-187.5

-125.0

-62.5

0.0

62.5

125.0

187.5

250.0

[V]

Settingan deltaT: 1E-7 & Tmax: 0,0001 microsecond. Skenario 3 Peralatan listrik

Gambar 4.2 Grafik pengujian tegangan skenario 3 peralatan listrik pada kondisi 1

Gambar 4.5 Grafik pengujian tegangan skenario 1 pada kondisi 2

(f ile 2_SC3kondisi2.pl4; x-var t) v:MDP2 v:PHB v:R1 v:R2 v:GEL

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[ms]

-1.0

1.2

3.4

5.6

7.8

10.0

[kV]

Settingan deltaT: 1E-7 & Tmax: 0,0001 microsecond

Gambar 4.6 Grafik pengujian tegangan skenario 3 peralatan listrik pada kondisi 2

Gambar 4.7 Grafik pengujian tegangan peralatan listrik pada kondisi 3

(f ile 3_SC3kondisi3.pl4; x-var t) v:MDP2 v:PHB v:RL1 v:RL2 v:GEL

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[ms]

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

[V]

Settingan deltaT: 1E-7 & Tmax: 0,0001 microsecond. Skenario 1 Peralatan Listrik

Gambar 4.8 Grafik pengujian tegangan skenario 3 peralatan listrik pada kondisi 3

b. Grafik arus hasil simulasi skenario 1 dan skenario 3,

Gambar 4.9 Grafik pengujian arus skenario 1 pada kondisi 1

(f ile 1_SC3kondisi1.pl4; x-var t) c:MDP2 -XX0003 c:XX0004-PHB c:RL1 -XX0101 c:RL2 -XX0009 c:XX0061-GEL

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[s]

-500

-375

-250

-125

0

125

250

375

500

[A]

Settingan deltaT: 1E-7 & Tmax: 0,1 microsecond. Skenario 3 Peralatan Listrik

Gambar 4.10 Grafik pengujian arus skenario 3 peralatan listrik pada kondisi 1

Gambar 4.11 Grafik pengujian arus peralatan listrik pada kondisi 2

(f ile 2_SC3kondisi2.pl4; x-var t) c:MDP2 -XX0003 c:XX0075-PHB c:R1 -XX0091 c:R2 -XX0009 c:XX0063-GEL

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[ms]

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

[A]

Settingan deltaT: 1E-7 & Tmax: 0,0001 microsecond. Skenario 3 Peralatan Listrik

Gambar 4.12 Grafik pengujian arus scenario 3 peralatan listrik pada kondisi 2

Gambar 4.13 Grafik pengujian arus peralatan listrik pada kondisi 3

4.2 Perhitungan nilai tegangan lebih pada titik sambaran petir.Laporan IEC 664, tegangan tahanan

peralatan elektronik 1500 volt, selebihnya akan menimbulkan kegagalan isolasi pada peralatan.

A. Tegangan lebih pada instalasi peralatan listrik skenario 1 dan skenario 3, pada kondisi 2 dan 3 :

Tegangan lebih pada panel PHB = MDP2, Berdasarkan persamaan 2.7. Impedans surja untuk kabel adalah :

Z =60

√∈ lnRr

ohm

dengan :Impedans surja kabel NYFGbY :

Z0 = 2,465 Ohm dan, Impedans surja kabel NYY :

Z0= 3,6175 Ohm.IP.PHB = 3864,6 A; IP.RL1 = 1942,5

e PHB = 12 IP.Z0 =

12 . 3864.6 .2,465

= 4763,1 V

e RL1 = 12 IP.Z0 =

12 . 1942.5.3,6175

= 3513,5 V

B. Tegangan lebih pada instalasi peralatan telekomunikasi, kondisi 2 dan 3:Tegangan lebih pada panel DLC,

e PHB = 12 IP.Z0 =

12 . 4169,6. 19,5843

= 40829 Volt

eRT1 = 12 . 2101,1 . 21.154

= 22223 VoltHasil perhitungan tegangan lebih

pada instalasi peralatan telekomunikasi dengan tahanan pentanahan 0,006 ohm, berdasarkan data simulasi EMTP untuk :1. Skenario 2 dan 3 kondisi 2 termasuk

pada kategori tegangan lebih III, tetapi tidak memenuhi syarat tegangan tahanan peralatan elektronik.

2. Skenario 2 dan 3 kondisi 3 termasuk dalam kategori tegangan lebih I, dan memenuhi syarat tegangan tahanan peralatan elektronik, kecuali tegangan pada tahanan pentanahan(RgT2).

4.3 Perhitungan nilai tegangan jatuh pada penghantar saluran.

A. Tegangan jatuh pada instalasi peralatan listrik.

VE = I . Rst (V)Tegangan jatuh pada panel PHB,VE.PHB = 3864.6. 0,006

= 23,1876 volt

B. Tegangan jatuh pada instalasi peralatan telekomunikasi

VE = I . Rst (V)Tegangan jatuh pada panel DLC,VE.DLC = 4169,6. 0,006

= 25,0176 volt

4.4 Perhitungan nilai tegangan impuls dari arus impuls yang datang untuk nilai tahanan pentanahan 0.006 ohm.

A. Tegangan impuls peralatan listrik1. Tegangan impuls pada skenario 1

kondisi 1Tegangan impuls pada skenario 1 kondisi 1 tidak ada karena tidak ada surja petir yang terjadi pada instalasi peralatan listrik.

2. Tegangan impuls pada skenario 1 kondisi 2 dan 3Tegangan impuls pada panel PHB, V t = Vs(e-at – e –bt)

V t = 9367.9 (2.718-0,0000012 -2.718-0.00005)= 9367.9(4.87937 x 10-5) = 0.457094 volt.

Kelebihan tegangan pada panel PHB,V’ = 0,005 x Vs = 0,005 x 9367.9

= 46,839 volt

B. Tegangan impuls peralatan telekomunikasi

1. Tegangan impuls pada skenario 2 kondisi 1

2. Tegangan impuls pada skenario 2 kondisi 1 tidak ada karena tidak ada surja petir yang terjadi pada instalasi peralatan listrik.

3. Tegangan impuls pada skenario 1 kondisi 2 dan 3

Tegangan impuls pada panel DLC, V t = Vs(e-at – e –bt)V t =35834 (2.718-0,0000012 -2.718-0.00005)

= 35834 (4.87937 x 10-5) = 1,748473 volt.

Kelebihan tegangan pada panel DLC,V’ = 0,005 x Vs = 0,005 x 35834

= 179,17 volt

C. Tegangan impuls pada penyatuan tahanan pentanahan peralatan listrik dan telekomunikasi

1. Tegangan impuls pada skenario 3 kondisi 1

2. Tegangan impuls pada skenario 3 kondisi 1 tidak ada karena tidak ada surja petir yang terjadi pada instalasi peralatan listrik.

3. Tegangan impuls pada skenario 3 kondisi 2 dan 3

Tegangan impuls pada panel PHB, V t = Vs(e-at – e –bt)V t = 9401.4 (2.718-0,0000012 -2.718-0.00005)

= 9401.4 (4.87937 x 10-5) = 0,458729volt.

Kelebihan tegangan pada panel PHB,V’ = 0,005 x Vs = 0,005 x 9401.4

= 47,007 volt

4. Kesimpulan Berdasarkan hasil simulasi dan pembahasan dapat disimpulkan :1. Penyatuan tahanan pentanahan

peralatan yang menggunakan penyatuan ikatan penyama potensial (IPP) dengan tahanan, mengakibatkan turunnya/semakin kecil nilai tahanan pentanahan sehingga tegangan lebih

makin berkurang dan sebaliknya arus lebih yang mengalir ke tanah akan makin besar. Terlihat pada perbandingan tegangan yang di tanahkan oleh rangkaian terpisah dengan rangkaian yang disatukan , besar tegangan RgL2 pada tabel 4.1 = 8,56 V dan 1426,5 A, sedangkan pada RgL2 pada tabel 4.2 = 6,0025 V dan 1430,2 A. Penyatuan tahanan pentanahan peralatan listrik dan telekomunikasi juga memberikan suatu fenomena tersendiri dalam pengamanan peralatan, khususnya pengaruh kenaikan tahanan pentanahan terhadap arus yang mengalir ke tanah pada instalasi peralatan telekomunikasi yang dapat dilihat pada tabel 4.16. Pada nilai tahanan pentanahan 5 ohm arus terjadi pada peralatan berbalik menjadi besar, walaupun pada tegangannya tidak mengalami penurunan.

2. Simulasi menggunakan aplikasi Electromagnetic Transient Program (EMTP), maka hasil-hasil yang didapat untuk menentukan tegangan lebih transient dan arus lebih transien sudah dapat teratasi. Maka dengan EMTP, dapat menyelesaikan banyak persoalan yang berhubungan dengan transien dan permasalahan electrical lainnya, dengan tingkat ketelitian yang tinggi dan mengurangi biaya dalam perencanaan dan pemasangan system perlindungan instalasi peralatan listrik dan telekomunikasi.

Daftar Pustaka

Agrawal K.C. 1945. Industrial Power Enggineering and Aplications. Newnes. Butterworth-Heinemann.2001

Arief I. 1998. Overhead Groundwire Perlindungan Transmisi Tenaga Listrik dari Sambaran Petir. Artikel. Universitas Indonesia. Jakarta.

Arismunandar A. 1975. Teknik Tegangan Tinggi. Jakarta

Bagus A.H. 2006. Pengaruh Nilai Tahanan Pentanahan Terhadap Tegangan Pelepasan Arester . Tesis Tidak Terpublikasi: Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Darwanto D. 2000. Gangguan Petir Sebagai Salah Satu Penyebab Timbulnya Kedip Tegangan dan Pengaruhnya Terhadap Peralatan. Workshop PT. PLN (Persero) Bandung, 2000.

Haddad A., Warne D.F. 2004. Advanced in High Voltage Engineering. IEE Power and Energy Series 40. Published :The Instiution of Electrical Engineers, London, United Kingdom.

Herman Halomoan Sinaga, 2001. Karakteristik Arester SIC berdasarkan Pengujian dan Simulasi EMTP. Tesis Tidak Terpublikasi: Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Hickey R. B. 2004. “Electrical Engineer’s Portable”.

SNI 03-7014.1-2004. Proteksi Bangunan Terhadap Petir Bagian 1:Prinsip Umum”. ICS 91.120.40. Badan Standarisasi Nasional.

Standard IEC-6-1312 ”International Standard : Protection Against Lightning Electromagnetic Impulse ” IEC Publication, 1995.

Vijayaraghavan G., et.all. 2004. “Grounding, Bonding Shielding and

Surge Protection” Newnes : IDC Techologies, 2004.

Yopie, M. 2007. Perhitungan Kebutuhan Perlindungan Peralatan Komputer Akibat Sambaran Petir pada Gedung A Widya Puraya UNDIP. Jurnal. Universitas Diponegoro. Semarang.

Zoro R., Sirait K.T. 1987. Proteksi Terhadap Tegangan Lebih Sistem Tenaga Listrik (Surge Protection). Institut Teknologi Bandung. Bandung.