Perpustakaan Digital ITB

Jaringan Tegangan Menengah (JTM) mempunyai peran penting untuk menyalurkan listrik dari Gardu Induk menuju lokasi-lokasi beban. Hingga pada tahun 2025, PT PLN Unit Pelaksana Pelayanan Pelanggan (UP3) Kotabumi, mempunyai 63 jaringan tegangan menengah 20 kV yang menyalurkan listrik menuju 604.728 pelanggan. Sebanyak 95,71% konfigurasi jaringan tegangan menengah yang digunakan adalah jenis Saluran Udara Tegangan Menengah. Konfigurasi ini mempunyai tantangan terhadap gangguan eksternal, salah satunya adalah sambaran petir. Jumlah gangguan jaringan tegangan menengah akibat sambaran petir yang mengakibatkan pemadaman listrik pada tahun 2023 hingga 2025 berturut-turut adalah 87, 57, dan 40 kali kejadian. Sebagai perlindungan terhadap surja petir pada jaringan tegangan menengah, arrester digunakan sebagai proteksi utama. Arrester berfungsi untuk memotong tegangan transien surja sehingga magnitudo tegangan lebih yang dirasakan oleh peralatan dibawah Basic Insulation Level (BIL). Konfigurasi dan spesifikasi sistem proteksi surja diatur dalam SPLN D5.006: 2013, yang merupakan pembaruan dari buku standar konstruksi. Namun, dalam implementasinya terdapat berbagai variasi konfigurasi sistem proteksi surja arrester. Variasi konfigurasi tersebut meliputi variasi rating arus pelepasan nominal arrester, variasi material down conductor, variasi titik instalasi arrester, dan variasi bonding pada down conductor instalasi pembumian. Variasi ini disebabkan belum dilakukan pembaruan standar konfigurasi yang digunakan dalam proses pembangunan, maupun dari kebijakan unit perusahaan untuk menggunakan konfigurasi maupun spesifikasi tertentu. Oleh sebab itu, seluruh variasi dilakukan pengujian untuk mengetahui dampak terhadap tegangan lebih surja yang dihasilkan saat jaringan tersambar petir. Konfigurasi instalasi pembumian baru juga diusulkan untuk mendapatkan tegangan lebih surja paling minimum. Penelitian ini menggunakan software Electromagnetic Transients Program (EMTP) dalam melakukan pengujian setiap variasi konfigurasi sistem proteksi surja arrester. Setiap komponen dalam jaringan distribusi secara lengkap dimodelkan menggunakan EMTP untuk mendapatkan kondisi jaringan distribusi yang sesungguhnya. Berbeda dari penelitian yang telah ada, pada penelitian ini ii cross-arm pada jaringan distribusi berhasil dilakukan pemodelan secara spesifik agar mendapat hasil yang lebih akurat. Selanjutnya, penelitian dilakukan menggunakan dengan nilai arus sambaran petir negatif probabilitas 50% sebesar 31,78 kA gelombang 8/20 ?s yang disalurkan pada jaringan fasa R. Penggunaan variasi arus pelepasan nominal arrester yang berbeda pada sistem proteksi surja jaringan menunjukan perbedaan tegangan lebih surja yang tidak signifikan dengan deviasi hanya 0,190 kV hingga 2,140 kV. Sehingga tidak memberikan perbedaan performa pada ketiga variasi arus pelepasan nominal arrester. Selain itu, dari hasil simulasi menunjukan meskipun arrester digunakan pada kedua sirkit di jaringan sirkit ganda, namun terjadinya flashover pada sirkit atas tetap dapat menyebabkan back-flashover pada sirkit bawah. Sehingga konfigurasi dari sistem proteksi surja perlu ditingkatkan agar tegangan lebih surja yang timbul berada pada ambang batas Basic Insulation Level (BIL) peralatan. Kenaikan tegangan lebih pada variasi peletakan arrester dipengaruhi oleh panjang total lead arrester. Semakin dekat peletakan arrester dengan peralatan yang di proteksi maka tegangan lebih surja dihasilkan lebih rendah 2,270 kV hingga 7,642 kV. Pada sistem proteksi surja jaringan, arrester yang terpasang sejajar isolator mempunyai nilai maksimal tegangan lebih surja yang lebih rendah dibanding peletakan dengan penambahan cross-arm. Hasil yang sama terjadi pada sistem proteksi surja gardu distribusi, dimana peletakan arrester sejajar bushing primer menghasilkan nilai tegangan lebih surja lebih yang rendah dari peletakan arrester sejajar FCO. Penggunaan bonding pada down conductor mampu menurunkan nilai tegangan lebih surja secara signifikan. Pada sistem proteksi surja jaringan maupun gardu distribusi, keseluruhan variasi tanpa bonding menunjukan selalu terjadi breakdown pada ketahanan isolasi peralatan. Sedangkan dengan dilakukan bonding pada crossarm untuk sistem proteksi surja jaringan dengan peletakan arrester sejajar isolator, dan bonding pada terminal bodi trafo untuk proteksi surja gardu distribusi peletakan arrester sejajar bushing primer, keduanya menjadi konfigurasi yang menghasilkan tegangan lebih surja yang dihasilkan berada dibawah nilai Basic Insulation Level (BIL) peralatan yaitu dengan nilai tertinggi hanya 94,627 kV. Setiap material down conductor memiliki nilai instrinsik resistansi dan induktansinya. Namun hasil penelitian menunjukan penggantian material BC 50 mm2 menjadi AAAC 70 mm2 memiliki perbedaan nilai tegangan lebih yang cenderung identik yaitu dengan nilai tertinggi 92,807 kV untuk proteksi surja jaringan dan 94,517 kV untuk proteksi surja gardu distribusi. Pengujian konfigurasi baru yang diusulkan dengan penggunaan material down conductor AAAC 70 mm2 tetap menghasilkan performa dibawah nilai Basic Insulation Level (BIL) peralatan. Sehingga penggunaan variasi konfigurasi ini menjadi opsi keseimbangan antara faktor kehandalan dan keamanan.