Perpustakaan Digital ITB

Sistem transmisi tenaga listrik memainkan peran vital dalam menyalurkan daya listrik dari pembangkit ke pengguna. Sistem ini rawan mengalami gangguan akibat sambaran petir karena terekspose ke udara dengan ketinggian yang melebihi obyek lain sepanjang puluhan hingga ratusan kilometer. Perlindungan jaringan transmisi tegangan tinggi, terutama Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT), terhadap sambaran petir telah dikembangkan menggunakan berbagai teknologi seperti arrester, direct grounding, counterpoise, unbalanced insulator, free standing mast, dan extended mast terminal. Namun demikian, kegagalan proteksi petir pada jaringan transmisi yang menyebabkan padamnya listrik (outage) masih terjadi. Oleh karena itu diperlukan inovasi teknologi untuk perlindungan jaringan transmisi. Salah satu inovasi yang telah ada yaitu paten yang berjudul “Metode dan Peralatan Proteksi Jaringan Transmisi Tegangan Tinggi dari Sambaran Petir dengan Pemisahan Kawat Tanah Pelindung dan Pentanahannya dari Menara Transmisi”, yang selanjutnya pada tugas akhir ini dinamai “Sistem Pentanahan Terpisah Terarah (SPTT)”. SPTT dirancang untuk meningkatkan keandalan proteksi jaringan transmisi dengan memisahkan jalur penghubung antara sambaran petir dan tower dengan pin isolator. SPTT terdiri dari finial, pin isolator, penghantar turun, dan grounding Lorentz yang masing-masing berperan dalam memproteksi jaringan transmisi dari sambaran petir. Finial berfungsi untuk menangkap dan menyalurkan arus petir menjauhi tower, sementara Pin Isolator memisahkan kawat tanah dari tower untuk memberikan efek kapasitif yang melindungi dari arus impuls. Penghantar turun bertindak sebagai media utama penyaluran arus impuls petir, dan Grounding Lorentz memastikan distribusi arus menuju tanah secara efektif. Berbagai kajian yang telah dilakukan terkait teknologi SPTT belum memberikan penjelasan terperinci prinsip kerja metode ini. Simulasi yang dilakukan tentang SPTT masih terbatas pada sistem tenaga listrik dengan sistem tegangan yang berbeda dengan sistem tegangan PLN dan dengan karakteristik arus petir yang berbeda dengan karakteristik arus petir standard. Meskipun SPTT telah diterapkan di sebagian jaringan transmisi PLN pada tahun 2017 hingga 2023, namun belum dilakukan analisis terkait kegagalan perlindungan yang telah terjadi. Oleh karena itu analisis perlindungan jaringan transmisi menggunakan SPTT dilakukan pada tugas akhir ini. Analisis dilakukan dengan kajian teoritis prinsip kerja SPTT, simulasi menggunakan ATP Draw, dan pengujian penerapan SPTT di beberapa ruas jaringan transmisi PLN. Hasil simulasi menunjukkan bahwa SPTT mampu menahan sambaran petir hingga 20,9 kA dengan tegangan impuls 125 kV. Uji lapangan menunjukkan efektivitas SPTT sebesar 91-98% dalam mencegah outage jaringan transmisi akibat sambaran petir. Rusaknya sebagian finial dan outage terjadi kemungkinan disebabkan sambaran petir dengan arus di atas 20,9 kA. Peningkatan performansi SPTT dapat dilakukan dengan menempatkan pin isolator SPTT dengan nilai BIL sebesar 300-650 kV, penghantar turun dengan konduktor berisolasi yang mempunyai impedansi kurang dari 50 ?, dan material elektroda Grounding Lorentz dengan nilai impedansi yang lebih rendah.