Jenis Gangguan Pada Jaringan Distribusi
Jaringan distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga lsitrik yang paling dekat dengan pelanggan/ konsumen. Ditinjau dari volume fisiknya jaringan dis-tribusi pada umumnya lebih panjang dibandingkan dengan jaringan transmisi dan jumlah gangguannya (sekian kali per 100 km pertahun) juga paling tinggi dibandingkan jumlah gangguan pada saluransaluran transmisi. Jaringan distribusi seperti diketahui terdiri dari jaringan distribusi tegangan menengah (JTM) dan jaringan distribusi tegangan rendah (JTR). Jaringan distribusi tegangan menengah mempunyai tegangan antara 3 kV sampai 20 kV. Pada saat ini PLN hanya mengembangkan jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV. Jaringan distribusi tegangan menengah
sebagian besar berupa saluran udara tegangan menengah dan kabel tanah.
Pada saat ini gangguan pada saluran udara tegangan menengah ada yang
mencapai angka 100 kali per 100 km per tahun. Sebagian besar gangguan
pada saluran udara tegangan menengah tidak disebabkan oleh petir
melainkan oleh sentuhan pohon, apalagi saluran udara tegangan menengah
banyak berada di dalam kota yang memiliki bangunan-bangunan tinggi dan
pohon-pohon yang lebih tinggi dari tiang saluran udara tegangan menengah.
Hal ini menyebabkan saluran udara tegangan menengah yang ada di dalam
kota banyak terlindung terhadap sambaran petir tetapi banyak diganggu oleh
sentuhan pohon. Hanya untuk daerah di luar kota selain gangguan sentuhan
pohon juga sering terjadi gangguan karena petir. Gangguan karena petir
maupun karena sentuhan pohon ini sifatnya temporer (sementara), oleh
karena itu penggunaan penutup balik otomatis (recloser) akan mengurangi
waktu pemutusan penyediaan daya (supply interupting time).
Perlindungan sistem distribusi meliputi :
1. Gangguan hubung singkat
a. Gangguan hubung singkat dapat terjadi antar fase (3 fase atau 2
fase) atau 1 fase ketanah dan sifatnya bisa temporer atau permanen.
b. Gangguan permanen : Hubung singkat pada kabel, belitan trafo,
generator, (tembusnya isolasi).
c. Gangguan temporer : Flashover karena sambaran petir, flashover
dengan pohon, tertiup angin.
2. Gangguan beban lebih
Gangguan beban lebih terjadi karena pembebanan sistem distribusi
yang melebihi kapasitas sistem terpasang. Gangguan ini sebenarnya
bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan terus-menerus berlangsung
dapat merusak peralatan.
3. Gangguan tegangan lebih
Gangguan tegangan lebih termasuk gangguan yang sering terjadi
pada saluran distribusi. Berdasarkan penyebabnya maka gangguan
tegangan lebih ini dapat dikelompokkan atas dua hal, yaitu :
a. Tegangan lebih power frekwensi.
Pada sistem distribusi hal ini biasanya disebabkan oleh
kesalahan pada AVR atau pengatur tap pada trafo distribusi.
b. Tegangan lebih surja
Gangguan ini biasanya disebabkan oleh surja hubung atau surja
petir. Dari ketiga jenis gangguan tersebut, gangguan yang lebih sering terjadi
dan berdampak sangat besar bagi sistem distribusi adalah gangguan hubung
singkat. Sehingga istilah gangguan pada sistem distribusi lazim mengacu
kepada gangguan hubung singkat dan peralatan proteksi yang dipasang cenderung mengatasi gangguan hubung singkat ini.
Alat Pengaman Jaringan Distribusi
1. Alat Pengaman Celah
a. Alat Pengaman Celah Batang (rod gap)
Alat pengaman celah batang (rod gap) merupakan alat
pengaman paling sederhana, yang terdiri dari dua batang logam
dengan penampang tertentu. Batang logam bagian atas diletakkan di
puncak isolator jenis pos (post type insulator) dihubungkan dengan
kawat penghantar jaringan distribusi, sedangkan batang logam
bagian bawah diletakkan pada bagian dasar isolator jenis pos yang
langsung berhubungan dengan ground. Jarak celah kedua batang
logam tersebut disesuaikan dengan tegangan percikan untuk suatu
bentuk gelombang tegangan tertentu. Pada tabel di bawah ini
memperlihatkan panjang celah yang diizinkan pada suatu tegangan
sisitem.
b. Alat Pengaman Tanduk Api (arcing horn)
Seperti halnya alat pengaman celah batang, alat
pengaman tanduk api ini diletakkan dikedua ujung isolator gantung
(suspension insulator) atau isolator batang panjang (long rod
insulator). Tanduk api dipasang pada ujung kawat penghantar dan
ujung isolator yang berhubungan langsung dengan ground (tanah)
yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga busur api tidak akan
mengenai isolator saat terjadi loncatan api. Jarak antara tanduk atas
dan bawah diatur sekitar 75-85 % dari panjang isolator keseluruhan.
Tegangan loncatan api untuk isolator gandengan dengan tanduk api
ditentukan oleh jarak tanduk tersebut. Untuk jelasnya lihat gambar
c. Alat Pengaman Celah Sekring (fuse rod gap)
Alat pengaman celah sekring ini merupakan gabungan
antara celah batang (rod gap) dengan sekring yang dihubungkan
secara seri. Penggabungan ini digunakan untuk menginterupsikan
arus susulan (power follow current) yang diakibatkan oleh percikan
api. Oleh sebab itu celah sekring mempunyai karakteristik yang
sama dengan celah batang, dan alat ini dapat menghindarkan adanya
pemutusan jaringan sebagai akibat percikan, serta memerlukan
penggantian dan perawatan sekring yang telah dipakai. Kecuali itu
agar supaya penggunaannya efektif harus diperhatikan juga
koordinasi antara waktu leleh sekring dengan waktu kerja rele
pengaman.
d. Alat Pengaman Celah Kontrol (control gap)
Alat pengaman celah kontrol terdiri dari dua buah celah
yang diatur sedemikian rupa, sehingga karakteristiknya mendekati
celah bola ditinjau dari segi lengkung volt-waktunya yang
mempunyai karakteristik lebih baik dari celah batang. Celah kontrol
ini dapat dipakai bersama atau tanpa sekring; meskipun alat ini
dapat dipakai sebagai perlindungan cadangan atau sekunder, dan
dianggap sekelas dengan celah batang.
e. Alat Pengaman Celah Tanduk (horn gap)
Alat pengaman ini terbuat dari dua buah batang besi
yang masing-masing diletakkan diatas isolator. Celah yang dibuat
oleh kedua batang besi itu, satu batang dihubungkan langsung
dengan kawat penghantar jaringan sedangkan yang lainnya
dihubungkan dengan sebuah resistor yang langsung terhubung ke
ground (tanah). Celah tanduk ini biasanya bekerja pada saat terjadi
tegangan loncatan api pada celahnya. Ketika tegangan surja
mencapai 150 – 200 % dari tegangan nominal jaringan, maka akan
terjadi pelepasan langsung pada celah dan langsung diteruskan ke
ground melalui resistor. Fungsi dari celah tanduk ini untuk pemutus
busur api yang terjadi pada saat tegangan lebih. Busur api
cenderung naik akibat panas yang terlalu tinggi, juga disebabkan
peristiwa arus loop sebesar mungkin pada sisi lain membuat tembus
rangkaian magnit maksimum. Hanya celah tanduk sebagai arrester
jauh dari memuaskan yang seringkali busur api yang tak perlu.
Pengaman ini tidak cukup karena dapat dibandingkan dari nilai
pelepasan yang rendah resistor. Dan ini tidak selalu menahan secara
dinamis busur api yang mengikuti pelepasan peralihan (transient
discharge). Akibatnya salah satu pada keadaan tetap tanduk ground
atau dibinasakan oleh celah. Oleh sebab itu celah tanduk arrester
sekarang hampir tidak diapakai lagi sebagai alat pengaman petir.
2. Alat Pengaman Tabung Pelindung (protector tube)
Alat pengaman tabung pelindung ini terdiri dari : (1) tanduk api
(arcing horn) yang dipasang di bawah kawat penghantar, yang terhubung
dengan tabung fiber. (2) Tabung fiber yang terdiri dari elektroda atas yang berhubungan dengan tanduk api dan elektroda bawah yang
berhubungan langsung dengan tanah (ground). Apabila tegangan petir
mengalir ke kawat penghantar, maka akan terjadi percikan api antara
kawat penghantar dengan tanduk api. Percikan api akan mengalir dari
elektroda atas ke elektroda bawah. Karena panas tabung fiber akan
menguap disekitar dindingnya, sehingga gas yang ditimbulkan akan
menyembur ke percikan apai dan memadamkannya. Alat pengaman
tabung pelindung ini digunakan pada saluran transmisi untuk melindungi
isolator dan mengurangi besarnya tegangan surja yang mengalir pada
kawat penghantar. Selain itu digunakan juga pada gardu induk untuk
melindungi peralatan disconnect switches, ril bus, dan sebagainya.
3. Alat Pengaman Lightning Arrester
Lightning arrester adalah suatu alat pengaman yang melindungi
jaringan dan peralatannya terhadap tegangan lebih abnormal yang terjadi
karena sambaran petir (flash over) dan karena surja hubung (switching
surge) di suatu jaringan. Lightning arrester ini memberi kesempatan
yang lebih besar terhadap tegangan lebih abnormal untuk dilewatkan ke
tanah sebelum alat pengaman ini merusak peralatan jaringan seperti
tansformator dan isolator. Oleh karena itu lightning arrester merupakan
alat yang peka terhadap tegangan, maka pemakaiannya harus
disesuaikan dengan tegangan sistem.
Arrester petir atau disingkat arrester adalah suatu alat pelindung
bagi peralatan system tenaga listrik terhadap surya petir. Alat pelindung
terhadap gangguan surya ini berfungsi melindungi peralatan system
tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang
dan mengalirkannya ketanah.
Disebabkan oleh fungsinya, Arrester harus dapat menahan tegangan
system 50 Hz untuk waktu yang terbatas dan harus dapat melewatkan
surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Arrester berlaku sebagai
jalan pintas sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah untuk
dilalui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih
yang tinggi pada peralatan. Selain melindungi peralatan dari tegangan lebih yang diakibatkan oleh tegangan lebih external, arrester juga melindungi peralatan yang
diakibatkan oleh tegangan lebih internal seperti surja hubung, selain itu
arrester juga merupakan kunci dalam koordinasi isolasi suatu system
tenaga listrik. Bila surja datang ke gardu induk arrester bekerja
melepaskan muatan listrik serta mengurangi tegangan abnormal yang
akan mengenai peralatan dalam gardu induk.
Persyaratan yang harus dipenuhi oleh arrester adalah sebagai
berikut :
a. Tegangan percikan (sparkover voltage) dan tegangan pelepasannya
(discharge voltage), yaitu tegangan pada terminalnya pada waktu
pelepasan, harus cukup rendah, sehingga dapat mengamankan
isolasi peralatan. Tegangan percikan disebut juga tegangan gagal
sela (gap breakdown voltage) sedangkan tegangan pelepasan
disebut juga tegangan sisa (residual voltage) atau jatuh tegangan
(voltage drop)
Jatuh tegangan pada arrester = I x R
Dimana
I = arus arrester maksimum (A)
R = tahanan arrester (Ohm)
b. Arrester harus mampu memutuskan arus dinamik dan dapat bekerja
terus seperti semula. Batas dari tegangan system di mana arus
susulan ini masih mungkin, disebut tegangan dasar (rated voltage)
dari arrester. Pada prinsipnya arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh
petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan.
Pada kondisi normal arrester berlaku sebagai isolasi tetapi bila timbul
surja arrester berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatkan
aliran arus yang tinggi ke tanah. Setelah arus hilang, arrester harus
dengan cepat kembali menjadi isolator.
Pada dasar arrester terdiri dari dua bagian yaitu : Sela api (spark
gap) dan tahanan kran (valve resistor). Keduanya dihubungkan secara
seri. Batas atas dan bawah dari tegangan percikan ditentukan oleh
tegangan system maksimum dan oleh tingkat isolasi peralatan yang
dilindungi. Untuk penggunaan yang lebih khusus arrester mempunyai
satu bahagian lagi yang disebut dengan Tahanan katup dan system
pengaturan atau pembagian tegangan (grading system).
Jika hanya melindungi isolasi terhadap bahaya kerusakan karena
gangguan dengan tidak memperdulikan akibatnya terhadap pelayanan,
maka cukup dipakai sela batang yang memungkinkan terjadinya
percikan pada waktu tegangan mencapai keadaan bahaya. Dalam hal ini,
tegangan system bolak – balik akan tetap mempertahankan busur api
sampai pemutus bebannya dibuka. Dengan menyambung sela api ini
dengan sebuah tahanan, maka kemungkinan api dapat dipadamkan.
Tetapi bila tahanannya mempunyai harga tetap, maka jatuh tegangannya
menjadi besar sekali sehingga maksud untuk meniadakan tegangan lebih
tidak terlaksana, dengan akibat bahwa maksud melindungi isolasi pun
gagal. Oleh sebab itu disrankan memakai tahanan kran (valve resistor),
yang mempunyai sifat khusus, yaitu tahanannya kecil sekali bila
tegangannya dan arusnya besar. Proses pengecilan tahanan berlangsung
cepat yaitu selama tegangan lebih mencapai harga puncak. Tegangan
lebih dalam hal ini mengakibatkan penurunan drastis pada tahanan
sehingga jatuh tegangannya dibatasi meskipun arusnya besar.
Bila tegangan lebih habis dan tinggal tegangan normal, tahanannya
naik lagi sehingga arus susulannya dibatasi 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. Pada arrester modern pemadaman arus susulan yang cukup besar
(200–300 A) dilakukan dengan bantuan medan magnet. Dalam hal ini,
baik amplitude maupun lamanya arus susulan dapat dikurangi dan
pemadaman dapat dilakukan sebelum tegangan system mencapai harga
nol. Tegangan dasar (rated voltage) yang dipakai pada lightning arrester
adalah tegangan maksimum sistem, dimana lightning arrester ini harus mempunyai tegangan dasar maksimum tak melebihi tegangan dasar
maksimum dari sis-tem, yang disebut dengan tegangan dasar penuh atau
lightning arrester 100 %.
3. Alat Pengaman Arus Lebih
a. Fuse Cut Out
Fuse cut out (sekring) adalah suatu alat pengaman yang
melindungi jaringan terhadap arus beban lebih (over load current)
yang mengalir melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan
karena hubung singkat (short circuit) atau beban lebih (over load).
Konstruksi dari fuse cut out ini jauh lebih sederhana bila
dibandingkan dengan pemutus beban (circuit breaker) yang
terdapat di Gardu Induk (sub-station). Akan tetapi fuse cut out ini
mempunyai kemampuan yang sama dengan pemutus beban tadi.
Fuse cut out ini hanya dapat memutuskan satu saluran kawat
jaringan di dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga
fasa maka dibutuhkan fuse cut out sebanyak tiga buah.
Penggunaan fuse cut out ini merupakan bagian yang terlemah
di dalam jaringan distribusi. Sebab fuse cut out boleh dikatakan
hanya berupa sehelai kawat yang memiliki penampang disesuaikan
dengan besarnya arus maksimum yang diperkenankan mengalir di
dalam kawat tersebut. Pemilihan kawat yang digunakan pada fuse
cut out ini didasarkan pada faktor lumer yang rendah dan harus
memiliki daya hantar (conductivity) yang tinggi. Faktor lumer ini
ditentukan oleh temperatur bahan tersebut. Biasanya bahan-bahan
yang digunakan untuk fuse cut out ini adalah kawat perak, kawat
tembaga, kawat seng, kawat timbel atau kawat paduan dari bahanbahan
tersebut. Mengingat kawat perak memiliki konduktivitas 60,6
mho/cm lebih tinggi dari kawat tembaga, dan memiliki temperatur
960° C, maka pada jaringan distribusi banyak digunakan. Kawat
perak ini dipasangkan di dalam tabung porselin yang diisi dengan
pasir putih sebagai pemadam busur api, dan menghubungkan kawat
tersebut pada kawat fasa, sehingga arus mengalir melaluinya. Jenis fuse cut out ini untuk jaringan distribusi dugunakan dengan saklar pemisah. Pada ujung atas dihubungkan dengan kontak-kontak yang berupa pisau yang dapat dilepaskan. Sedangkan pada ujung bawah dihubungkan dengan sebuah engsel. Kalau arus beban lebih melampaui batas yang diperkenankan, maka kawat perak di dalam tabung porselin akan putus dan arus yang membahayakan dapat dihentikan. Pada waktu kawat putus terjadi busur api, yang segera dipadamkan oleh pasir yang berada di
dalam tabung porselin. Karena udara yang berada di dalam porselin
itu kecil maka kemungkinan timbulnya ledakan akan berkurang
karena diredam oleh pasir putih. Panas yang ditimbulkan sebagian
besar akan diserap oleh pasir putih tersebut. Apabila kawat perak
menjadi lumer karena tenaga arus yang melebihi maksimum, maka
waktu itu kawat akan hancur. Karena adanya gaya hentakan, maka
tabung porselin akan terlempar keluar dari kontaknya. Dengan
terlepasnya tabung porselin ini yang berfungsi sebagai saklar
pemisah, maka terhidarlah peralatan jaringan distribusi dari
gangguan arus beban lebih atau arus hubung singkat.
Umur dari fuse cut out initergantung pada arus yang
melaluinya. Bila arus yang melalui fuse cut out tersebut melebihi
batas maksimum, maka umur fuse cut out lebih pendek. Oleh
karena itu pemasangan fuse cut out pada jaringan distribusi
hendaknya yang memiliki kemampuan lebih besar dari kualitas
tegangan jaringan, lebih kurang tiga sampai lima kali arus nominal
yang diperkenankan. Fuse cut out ini biasanya ditempatkan sebagai pengaman tansformator distribusi, dan pengaman pada cabangcabang
saluran feeder yang menuju ke jaringan distribusi sekunder.
http://cvaristonkupang.wordpress.com/2012/08/26/mengetahui-gangguan-pada-jaringan-distribusi/
Jaringan distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga lsitrik yang paling dekat dengan pelanggan/ konsumen. Ditinjau dari volume fisiknya jaringan dis-tribusi pada umumnya lebih panjang dibandingkan dengan jaringan transmisi dan jumlah gangguannya (sekian kali per 100 km pertahun) juga paling tinggi dibandingkan jumlah gangguan pada saluransaluran transmisi. Jaringan distribusi seperti diketahui terdiri dari jaringan distribusi tegangan menengah (JTM) dan jaringan distribusi tegangan rendah (JTR). Jaringan distribusi tegangan menengah mempunyai tegangan antara 3 kV sampai 20 kV. Pada saat ini PLN hanya mengembangkan jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV. Jaringan distribusi tegangan menengah
sebagian besar berupa saluran udara tegangan menengah dan kabel tanah.
Pada saat ini gangguan pada saluran udara tegangan menengah ada yang
mencapai angka 100 kali per 100 km per tahun. Sebagian besar gangguan
pada saluran udara tegangan menengah tidak disebabkan oleh petir
melainkan oleh sentuhan pohon, apalagi saluran udara tegangan menengah
banyak berada di dalam kota yang memiliki bangunan-bangunan tinggi dan
pohon-pohon yang lebih tinggi dari tiang saluran udara tegangan menengah.
Hal ini menyebabkan saluran udara tegangan menengah yang ada di dalam
kota banyak terlindung terhadap sambaran petir tetapi banyak diganggu oleh
sentuhan pohon. Hanya untuk daerah di luar kota selain gangguan sentuhan
pohon juga sering terjadi gangguan karena petir. Gangguan karena petir
maupun karena sentuhan pohon ini sifatnya temporer (sementara), oleh
karena itu penggunaan penutup balik otomatis (recloser) akan mengurangi
waktu pemutusan penyediaan daya (supply interupting time).
Perlindungan sistem distribusi meliputi :
1. Gangguan hubung singkat
a. Gangguan hubung singkat dapat terjadi antar fase (3 fase atau 2
fase) atau 1 fase ketanah dan sifatnya bisa temporer atau permanen.
b. Gangguan permanen : Hubung singkat pada kabel, belitan trafo,
generator, (tembusnya isolasi).
c. Gangguan temporer : Flashover karena sambaran petir, flashover
dengan pohon, tertiup angin.
2. Gangguan beban lebih
Gangguan beban lebih terjadi karena pembebanan sistem distribusi
yang melebihi kapasitas sistem terpasang. Gangguan ini sebenarnya
bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan terus-menerus berlangsung
dapat merusak peralatan.
3. Gangguan tegangan lebih
Gangguan tegangan lebih termasuk gangguan yang sering terjadi
pada saluran distribusi. Berdasarkan penyebabnya maka gangguan
tegangan lebih ini dapat dikelompokkan atas dua hal, yaitu :
a. Tegangan lebih power frekwensi.
Pada sistem distribusi hal ini biasanya disebabkan oleh
kesalahan pada AVR atau pengatur tap pada trafo distribusi.
b. Tegangan lebih surja
Gangguan ini biasanya disebabkan oleh surja hubung atau surja
petir. Dari ketiga jenis gangguan tersebut, gangguan yang lebih sering terjadi
dan berdampak sangat besar bagi sistem distribusi adalah gangguan hubung
singkat. Sehingga istilah gangguan pada sistem distribusi lazim mengacu
kepada gangguan hubung singkat dan peralatan proteksi yang dipasang cenderung mengatasi gangguan hubung singkat ini.
Alat Pengaman Jaringan Distribusi
1. Alat Pengaman Celah
a. Alat Pengaman Celah Batang (rod gap)
Alat pengaman celah batang (rod gap) merupakan alat
pengaman paling sederhana, yang terdiri dari dua batang logam
dengan penampang tertentu. Batang logam bagian atas diletakkan di
puncak isolator jenis pos (post type insulator) dihubungkan dengan
kawat penghantar jaringan distribusi, sedangkan batang logam
bagian bawah diletakkan pada bagian dasar isolator jenis pos yang
langsung berhubungan dengan ground. Jarak celah kedua batang
logam tersebut disesuaikan dengan tegangan percikan untuk suatu
bentuk gelombang tegangan tertentu. Pada tabel di bawah ini
memperlihatkan panjang celah yang diizinkan pada suatu tegangan
sisitem.
b. Alat Pengaman Tanduk Api (arcing horn)
Seperti halnya alat pengaman celah batang, alat
pengaman tanduk api ini diletakkan dikedua ujung isolator gantung
(suspension insulator) atau isolator batang panjang (long rod
insulator). Tanduk api dipasang pada ujung kawat penghantar dan
ujung isolator yang berhubungan langsung dengan ground (tanah)
yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga busur api tidak akan
mengenai isolator saat terjadi loncatan api. Jarak antara tanduk atas
dan bawah diatur sekitar 75-85 % dari panjang isolator keseluruhan.
Tegangan loncatan api untuk isolator gandengan dengan tanduk api
ditentukan oleh jarak tanduk tersebut. Untuk jelasnya lihat gambar
c. Alat Pengaman Celah Sekring (fuse rod gap)
Alat pengaman celah sekring ini merupakan gabungan
antara celah batang (rod gap) dengan sekring yang dihubungkan
secara seri. Penggabungan ini digunakan untuk menginterupsikan
arus susulan (power follow current) yang diakibatkan oleh percikan
api. Oleh sebab itu celah sekring mempunyai karakteristik yang
sama dengan celah batang, dan alat ini dapat menghindarkan adanya
pemutusan jaringan sebagai akibat percikan, serta memerlukan
penggantian dan perawatan sekring yang telah dipakai. Kecuali itu
agar supaya penggunaannya efektif harus diperhatikan juga
koordinasi antara waktu leleh sekring dengan waktu kerja rele
pengaman.
d. Alat Pengaman Celah Kontrol (control gap)
Alat pengaman celah kontrol terdiri dari dua buah celah
yang diatur sedemikian rupa, sehingga karakteristiknya mendekati
celah bola ditinjau dari segi lengkung volt-waktunya yang
mempunyai karakteristik lebih baik dari celah batang. Celah kontrol
ini dapat dipakai bersama atau tanpa sekring; meskipun alat ini
dapat dipakai sebagai perlindungan cadangan atau sekunder, dan
dianggap sekelas dengan celah batang.
e. Alat Pengaman Celah Tanduk (horn gap)
Alat pengaman ini terbuat dari dua buah batang besi
yang masing-masing diletakkan diatas isolator. Celah yang dibuat
oleh kedua batang besi itu, satu batang dihubungkan langsung
dengan kawat penghantar jaringan sedangkan yang lainnya
dihubungkan dengan sebuah resistor yang langsung terhubung ke
ground (tanah). Celah tanduk ini biasanya bekerja pada saat terjadi
tegangan loncatan api pada celahnya. Ketika tegangan surja
mencapai 150 – 200 % dari tegangan nominal jaringan, maka akan
terjadi pelepasan langsung pada celah dan langsung diteruskan ke
ground melalui resistor. Fungsi dari celah tanduk ini untuk pemutus
busur api yang terjadi pada saat tegangan lebih. Busur api
cenderung naik akibat panas yang terlalu tinggi, juga disebabkan
peristiwa arus loop sebesar mungkin pada sisi lain membuat tembus
rangkaian magnit maksimum. Hanya celah tanduk sebagai arrester
jauh dari memuaskan yang seringkali busur api yang tak perlu.
Pengaman ini tidak cukup karena dapat dibandingkan dari nilai
pelepasan yang rendah resistor. Dan ini tidak selalu menahan secara
dinamis busur api yang mengikuti pelepasan peralihan (transient
discharge). Akibatnya salah satu pada keadaan tetap tanduk ground
atau dibinasakan oleh celah. Oleh sebab itu celah tanduk arrester
sekarang hampir tidak diapakai lagi sebagai alat pengaman petir.
2. Alat Pengaman Tabung Pelindung (protector tube)
Alat pengaman tabung pelindung ini terdiri dari : (1) tanduk api
(arcing horn) yang dipasang di bawah kawat penghantar, yang terhubung
dengan tabung fiber. (2) Tabung fiber yang terdiri dari elektroda atas yang berhubungan dengan tanduk api dan elektroda bawah yang
berhubungan langsung dengan tanah (ground). Apabila tegangan petir
mengalir ke kawat penghantar, maka akan terjadi percikan api antara
kawat penghantar dengan tanduk api. Percikan api akan mengalir dari
elektroda atas ke elektroda bawah. Karena panas tabung fiber akan
menguap disekitar dindingnya, sehingga gas yang ditimbulkan akan
menyembur ke percikan apai dan memadamkannya. Alat pengaman
tabung pelindung ini digunakan pada saluran transmisi untuk melindungi
isolator dan mengurangi besarnya tegangan surja yang mengalir pada
kawat penghantar. Selain itu digunakan juga pada gardu induk untuk
melindungi peralatan disconnect switches, ril bus, dan sebagainya.
3. Alat Pengaman Lightning Arrester
Lightning arrester adalah suatu alat pengaman yang melindungi
jaringan dan peralatannya terhadap tegangan lebih abnormal yang terjadi
karena sambaran petir (flash over) dan karena surja hubung (switching
surge) di suatu jaringan. Lightning arrester ini memberi kesempatan
yang lebih besar terhadap tegangan lebih abnormal untuk dilewatkan ke
tanah sebelum alat pengaman ini merusak peralatan jaringan seperti
tansformator dan isolator. Oleh karena itu lightning arrester merupakan
alat yang peka terhadap tegangan, maka pemakaiannya harus
disesuaikan dengan tegangan sistem.
Arrester petir atau disingkat arrester adalah suatu alat pelindung
bagi peralatan system tenaga listrik terhadap surya petir. Alat pelindung
terhadap gangguan surya ini berfungsi melindungi peralatan system
tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang
dan mengalirkannya ketanah.
Disebabkan oleh fungsinya, Arrester harus dapat menahan tegangan
system 50 Hz untuk waktu yang terbatas dan harus dapat melewatkan
surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Arrester berlaku sebagai
jalan pintas sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah untuk
dilalui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih
yang tinggi pada peralatan. Selain melindungi peralatan dari tegangan lebih yang diakibatkan oleh tegangan lebih external, arrester juga melindungi peralatan yang
diakibatkan oleh tegangan lebih internal seperti surja hubung, selain itu
arrester juga merupakan kunci dalam koordinasi isolasi suatu system
tenaga listrik. Bila surja datang ke gardu induk arrester bekerja
melepaskan muatan listrik serta mengurangi tegangan abnormal yang
akan mengenai peralatan dalam gardu induk.
Persyaratan yang harus dipenuhi oleh arrester adalah sebagai
berikut :
a. Tegangan percikan (sparkover voltage) dan tegangan pelepasannya
(discharge voltage), yaitu tegangan pada terminalnya pada waktu
pelepasan, harus cukup rendah, sehingga dapat mengamankan
isolasi peralatan. Tegangan percikan disebut juga tegangan gagal
sela (gap breakdown voltage) sedangkan tegangan pelepasan
disebut juga tegangan sisa (residual voltage) atau jatuh tegangan
(voltage drop)
Jatuh tegangan pada arrester = I x R
Dimana
I = arus arrester maksimum (A)
R = tahanan arrester (Ohm)
b. Arrester harus mampu memutuskan arus dinamik dan dapat bekerja
terus seperti semula. Batas dari tegangan system di mana arus
susulan ini masih mungkin, disebut tegangan dasar (rated voltage)
dari arrester. Pada prinsipnya arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh
petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan.
Pada kondisi normal arrester berlaku sebagai isolasi tetapi bila timbul
surja arrester berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatkan
aliran arus yang tinggi ke tanah. Setelah arus hilang, arrester harus
dengan cepat kembali menjadi isolator.
Pada dasar arrester terdiri dari dua bagian yaitu : Sela api (spark
gap) dan tahanan kran (valve resistor). Keduanya dihubungkan secara
seri. Batas atas dan bawah dari tegangan percikan ditentukan oleh
tegangan system maksimum dan oleh tingkat isolasi peralatan yang
dilindungi. Untuk penggunaan yang lebih khusus arrester mempunyai
satu bahagian lagi yang disebut dengan Tahanan katup dan system
pengaturan atau pembagian tegangan (grading system).
Jika hanya melindungi isolasi terhadap bahaya kerusakan karena
gangguan dengan tidak memperdulikan akibatnya terhadap pelayanan,
maka cukup dipakai sela batang yang memungkinkan terjadinya
percikan pada waktu tegangan mencapai keadaan bahaya. Dalam hal ini,
tegangan system bolak – balik akan tetap mempertahankan busur api
sampai pemutus bebannya dibuka. Dengan menyambung sela api ini
dengan sebuah tahanan, maka kemungkinan api dapat dipadamkan.
Tetapi bila tahanannya mempunyai harga tetap, maka jatuh tegangannya
menjadi besar sekali sehingga maksud untuk meniadakan tegangan lebih
tidak terlaksana, dengan akibat bahwa maksud melindungi isolasi pun
gagal. Oleh sebab itu disrankan memakai tahanan kran (valve resistor),
yang mempunyai sifat khusus, yaitu tahanannya kecil sekali bila
tegangannya dan arusnya besar. Proses pengecilan tahanan berlangsung
cepat yaitu selama tegangan lebih mencapai harga puncak. Tegangan
lebih dalam hal ini mengakibatkan penurunan drastis pada tahanan
sehingga jatuh tegangannya dibatasi meskipun arusnya besar.
Bila tegangan lebih habis dan tinggal tegangan normal, tahanannya
naik lagi sehingga arus susulannya dibatasi 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. Pada arrester modern pemadaman arus susulan yang cukup besar
(200–300 A) dilakukan dengan bantuan medan magnet. Dalam hal ini,
baik amplitude maupun lamanya arus susulan dapat dikurangi dan
pemadaman dapat dilakukan sebelum tegangan system mencapai harga
nol. Tegangan dasar (rated voltage) yang dipakai pada lightning arrester
adalah tegangan maksimum sistem, dimana lightning arrester ini harus mempunyai tegangan dasar maksimum tak melebihi tegangan dasar
maksimum dari sis-tem, yang disebut dengan tegangan dasar penuh atau
lightning arrester 100 %.
3. Alat Pengaman Arus Lebih
a. Fuse Cut Out
Fuse cut out (sekring) adalah suatu alat pengaman yang
melindungi jaringan terhadap arus beban lebih (over load current)
yang mengalir melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan
karena hubung singkat (short circuit) atau beban lebih (over load).
Konstruksi dari fuse cut out ini jauh lebih sederhana bila
dibandingkan dengan pemutus beban (circuit breaker) yang
terdapat di Gardu Induk (sub-station). Akan tetapi fuse cut out ini
mempunyai kemampuan yang sama dengan pemutus beban tadi.
Fuse cut out ini hanya dapat memutuskan satu saluran kawat
jaringan di dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga
fasa maka dibutuhkan fuse cut out sebanyak tiga buah.
Penggunaan fuse cut out ini merupakan bagian yang terlemah
di dalam jaringan distribusi. Sebab fuse cut out boleh dikatakan
hanya berupa sehelai kawat yang memiliki penampang disesuaikan
dengan besarnya arus maksimum yang diperkenankan mengalir di
dalam kawat tersebut. Pemilihan kawat yang digunakan pada fuse
cut out ini didasarkan pada faktor lumer yang rendah dan harus
memiliki daya hantar (conductivity) yang tinggi. Faktor lumer ini
ditentukan oleh temperatur bahan tersebut. Biasanya bahan-bahan
yang digunakan untuk fuse cut out ini adalah kawat perak, kawat
tembaga, kawat seng, kawat timbel atau kawat paduan dari bahanbahan
tersebut. Mengingat kawat perak memiliki konduktivitas 60,6
mho/cm lebih tinggi dari kawat tembaga, dan memiliki temperatur
960° C, maka pada jaringan distribusi banyak digunakan. Kawat
perak ini dipasangkan di dalam tabung porselin yang diisi dengan
pasir putih sebagai pemadam busur api, dan menghubungkan kawat
tersebut pada kawat fasa, sehingga arus mengalir melaluinya. Jenis fuse cut out ini untuk jaringan distribusi dugunakan dengan saklar pemisah. Pada ujung atas dihubungkan dengan kontak-kontak yang berupa pisau yang dapat dilepaskan. Sedangkan pada ujung bawah dihubungkan dengan sebuah engsel. Kalau arus beban lebih melampaui batas yang diperkenankan, maka kawat perak di dalam tabung porselin akan putus dan arus yang membahayakan dapat dihentikan. Pada waktu kawat putus terjadi busur api, yang segera dipadamkan oleh pasir yang berada di
dalam tabung porselin. Karena udara yang berada di dalam porselin
itu kecil maka kemungkinan timbulnya ledakan akan berkurang
karena diredam oleh pasir putih. Panas yang ditimbulkan sebagian
besar akan diserap oleh pasir putih tersebut. Apabila kawat perak
menjadi lumer karena tenaga arus yang melebihi maksimum, maka
waktu itu kawat akan hancur. Karena adanya gaya hentakan, maka
tabung porselin akan terlempar keluar dari kontaknya. Dengan
terlepasnya tabung porselin ini yang berfungsi sebagai saklar
pemisah, maka terhidarlah peralatan jaringan distribusi dari
gangguan arus beban lebih atau arus hubung singkat.
Umur dari fuse cut out initergantung pada arus yang
melaluinya. Bila arus yang melalui fuse cut out tersebut melebihi
batas maksimum, maka umur fuse cut out lebih pendek. Oleh
karena itu pemasangan fuse cut out pada jaringan distribusi
hendaknya yang memiliki kemampuan lebih besar dari kualitas
tegangan jaringan, lebih kurang tiga sampai lima kali arus nominal
yang diperkenankan. Fuse cut out ini biasanya ditempatkan sebagai pengaman tansformator distribusi, dan pengaman pada cabangcabang
saluran feeder yang menuju ke jaringan distribusi sekunder.
http://cvaristonkupang.wordpress.com/2012/08/26/mengetahui-gangguan-pada-jaringan-distribusi/
