PEMELIHARAAN LIGHTNING ARRESTER (LA) PADA GARDU INDUK KRAPYAK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI APP SEMARANG Airlangga Avryansyah Akbar. 1, Ir.Agung Warsito, DHET. 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email : avriliansyah@gmail.com Abstrak Sistem transmisi distribusi yang diaplikasikan di negara Indonesia umumnya adalah sistem jalur udara. Sistem ini memiliki kekurangan yaitu rentan terkena sambaran petir sebab letak pemasangannya yang cukup tinggi. Sambaran petir mengakibatkan overvoltage yang mengalir menuju baik ke beban maupun ke sistem. Oleh karena itu dibutuhkan peralatan proteksi pada pusat pusat tenaga listrik (gardu induk). Pada gardu induk terdapat suatu alat yang bernama arrester. Arrester merupakan peralatan yang didesain untuk melindungi peralatan lain dari tegangan lebih surja yang dapat berasal dari switching peralatan dan juga sambaran petir. Arrester harus memiliki sifat khusus yaitu sebagai isolator bagi arus yang bernilai kecil namun menjadi konduktor bagi arus yang bernilai hingga ribuan ampere. Kesalahan kerja pada arrester dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan gardu induk. Untuk menjaga keandalan dan memperpanjang umur arester, diperlukan adanya upaya pemeliharaan. Pemeliharaan rutin diperlukan mengingat fungsi penting dari arrester sendiri. Kata kunci : petir, overvoltage, proteksi, arrester, pemeliharaan I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Gardu Induk (GI) bekerja pada tegangan menengah hingga tegangan tinggi. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah peralatan proteksi dari tegangan tinggi lebih, yaitu Lightning Arrester (LA). Alat ini melindungi peralatan lain pada gardu induk dari tegangan lebih dengan mengalirkannya ke tanah sebelum menuju peralatan lain. Setiap peralatan memiliki tingkat keandalan yang menurun sejalan dengan usianya. Diharapkan dengan adanya pemeliharaan sarana instalasi peralatan LA yang ada pada GI dapat memperbaiki tingkat keandalannya serta memiliki waktu operasi yang lebih lama. 1.2 Tujuan Mengetahui aplikasi, tipe dan bagian - bagian beserta cara pemeliharaan Lightning Arrester pada Gardu Induk 150 kv Krapyak. 1 1.3 Pembatasan Masalah Pembahasan hanya mengenai jenis, bagian - bagian serta pemeliharaan arrester dan tidak membahas perhitungan dan pengujian. II. DASAR TEORI 2.1 Lightning Arrester Lightning Arrester disingkat arrester adalah alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap tegangan lebih surja yang diakibatkan oleh surja petir ataupun surja hubung. Ia berlaku sebagai jalan pintas (by pass) sekitar isolasi dengan membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus sambaran petir sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Arrester harus memiliki sifat khusus dimana pada keadaan normal, arrester berlaku sebagai isolator yaitu menahan arus yang bernilai kecil. Apabila timbul tegangan lebih surja, arrester berlaku sebagai konduktor yang
melewatkan aliran arus yang tinggi. Setelah surja hilang, arrester harus dengan cepat kembali menjadi isolator sehingga pemutus daya tidak sempat membuka. 2.3 Valve Type Lightning Arrester 2.3.1 Gap Type SiC Arrester Gambar 3 Lightning arrester jenis katup Gambar 1 Arrester pada GI 150KV Krapyak 2.2 Expulsion Type Lightning Arrester Expulsion Type Lightning Arrester atau arrester jenis ekspulsi ini memiliki sela luar dan sela dalam. Apabila terdapat injeksi arus dari sambaran petir pada terminal arrester, maka terjadi percikan pada kedua sela. Valve Type Lightning Arrester atau arrester jenis katup terdiri dari beberapa sela percik (spark gap) yang dihubungkan secara seri dengan elemen resistor yang memiliki karakteristik non linear berupa Silikon Karbida (SiC). Ketika terjadi sambaran petir, tegangan yang tinggi menyebabkan terjadinya kegagalan pada spark gap sehingga dapat melalukan arus lebih ke tanah. 2.3.2 Gapless Metal Oxide Varistor Gambar 2 Lightning arrester jenis ekspulsi Percikan ini menjadi busur api yang akan memanaskan permukaan dalam tabung fiber, akibatnya tabung akan menguapkan sedikit dinding tabung sehingga timbul gas. Adanya tekanan udara dalam tabung mendorong gas menuju ke arah lubang pembuangan. Gambar 4. Metal Oxide Arrester Lebih dikenal dengan Metal Oxide surge Arrester (MOA). Pada dasarnya arrester ini sama dengan arrester jenis SiC, hanya saja arrester ini 2
hanya terdiri dari tahanan tahanan non linear terbuat dari bahan Zinc Oxide (ZnO) yang terhubung seri tanpa adanya sela percik. 2.4 Bagian Bagian Penting Arrester a) Elektroda / terminal Terdapat dua jenis elektroda yaitu bagian atas dihubungkan dengan saluran bertegangan sedangkan bagian bawah dihubungkan ke ground atau pengetanahan. b) Spark gap Sela percik merupakan bagian pada arrester yang dapat menahan tegangan atau menjadi isolator dalam kondisi operasional. Apabila terjadi tegangan lebih, maka terjadi breakdown pada spark gap sehingga berubah menjadi konduktor. c) Tahanan katup Tahanan yang difungsikan untuk menghilangkan potensi terjadinya arus susulan. ketika arrester telah mengalirkan petir ke tanah. d) Housing Bagian luar atau selubung yang berfungsi sebagai pelindung bagian dalam. Housing biasanya terbuat dari kaca, porselen, campuran keramik silikon, dll. e) Counter Alat penghitung jumlah kerja arrester. 2.5 Pemilihan Arrester Dalam memilih arrester yang sesuai untuk keperluan tertentu, beberapa faktor yang perlu diperhatikan yaitu: a. Kebutuhan perlindungan, hal ini berhubungan dengan kekuatan isolasi dari alat yang harus dilindungi. b. Tegangan sistem, ialah tegangan maksimum yang mungkin timbul pada terminal arrester. c. Arus hubung singkat sistem, hanya diperlukan untuk arrester jenis ekspulsi d. Jenis arrester, apakah arrester jenis gardu, jenis saluran atau jenis distribusi e. Faktor kondisi luar, apakah normal atau tidak normal, temperatur dan kelembaban yang tinggi serta pengotoran. f. Faktor ekonomi, bisa jadi merupakan perbandingan antara biaya pemeliharaan dan kerusakan bila tidak ada arrester. 2.6 Kelonggaran Perlindungan Kelonggaran perlindungan atau protective margin adalah selisih antara Tingkat Isolasi Dasar (TID) isolasi peralatan yang dilindungi dan tingkat perlindungan arrester. Besar kelonggaran ini biasanya diambil 20% dari TID peralatan, bila arrester itu dipasang cukup dekat dengan peralatan. 2.7 Data Teknik GI Krapyak Berikut ini adalah beberapa contoh data teknik dari Lightning Arrester yang digunakan di GI 150 kv Krapyak: 1. Merk : BBC Buatan : JERMAN Type : 2MBA,40-150B No. Serie : 5050692 Tahun pembuatan : 1977 Jenis : Pasang Luar 2. Merk : MITSUBISHI Buatan : JEPANG Type : MAL/P No. Serie : F.001930 Tahun pembuatan : 1981 Jenis : Pasang Luar III. PEMELIHARAAN LIGHTNING ARRESTER (LA) 3.1 Pengertian Pemeliharaan Pemeliharaan adalah suatu kegiatan berupa menjaga, membersihkan, merawat peralatan 3
tertentu agar tetap dalam kondisi yang baik. Pemeliharaan yang baik akan memperpanjang umur peralatan dan akan menjamin berfungsinya peralatan dengan baik. Tujuan pemeliharaannya adalah untuk mempertahankan kondisi atau menjaga agar peralatan menjadi tahan lama dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang dapat menyebabkan kerusakan. 3.2 Pedoman Pemeliharaan Lightning Arrester Pedoman Pemeliharaan Lightning Arrester pada laporan ini berdasarkan ( No. Dokumen : 12 22/ HARLUR PST / 2009 ). Metode pemeliharaan LA sendiri terbagi menjadi 4, yaitu pemeliharaan preventif, pemeliharaan rutin, pemeliharaan prediktif dan pemeliharaan korektif. a. Pemeliharaan Preventif Merupakan kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan secara tiba tiba dan untuk mempertahankan unjuk kerja optimal sesuai umur teknisnya. b. Pemeliharaan Rutin Merupakan kegiatan pemeliharaan secara berkala. Berdasarkan periodenya, pemeliharaan rutin pada arrester terdiri dari: - Pemeliharaan Harian - Pemeliharaan Mingguan - Pemeliharaan Bulanan - Pemeliharaan Tahunan In Service Inspection Merupakan pemeriksaan kondisi peralatan saat operasi secara berkala dengan hanya melakukan pengamatan visual pada bagian bagian tertentu. Shutdown Function Check Adalah pengujian yang dilaksanakan pada peralatan listrik saat padam (tidak beroperasi) untuk mengetahui kerja peralatan apakah telah sesuai fungsinya. Kegiatan in dilaksanakan tahunan. c. Pemeliharaan Prediktif Merupakaan pemeliharaan yang dilakukan dengan cara melakukan monitor dan membuat analisa terhadap hasil pemeliharaan untuk dapat memprediksi kondisi dan gejala kerusakan secara dini.. In Service Measurement Adalah pengujian yang dilaksanakan saat peralatan operasi (bertegangan) untuk dapat memprediksi kondisi dan gejala kerusakan peralatan secara dini. Shutdown Measurement Adalah pengujian yang dilakukan saat peralatan padam untuk mengetahui kondisi peralatan. d. Pemeliharaan Korektif Merupakan pemeliharaan yang dilakukan ketika peralatan mengalami kerusakan, dengan tujuan untuk mengembalikan kondisi semula melalui perbaikan (repair) ataupun penggantian (replace). Terencana (Planned) Adalah pemeliharaan korektif yang dilakukan secara yang terencana. Tak Terencana (Unplanned) Disebut juga dengan pemeliharaan Breakdown. Adalah pemeliharan yang dilakukan ketika peralatan mengalami kerusakan secara tiba tiba sehingga menyebabkan terjadinya pemadaman. 3.3 Evaluasi Hasil Pemeliharaan Dan Rekomendasi 1. Evaluasi Level 1 Pelaksanaan Evaluasi Level 1 menggunakan input hasil pemeliharaan rutin LA meliputi kegiatan In Service Visual Inspection dan In Service Visual Measurement 2. Evaluasi Level 2 4
Tahapan ini menghasilkan Penilaian Prediksi Kondisi Umur LA (Life Prediction) dan Rekomendasi pelaksanaan inspeksi lanjut & pemeliharaan. 3. Evaluasi Level 3 Tahapan ini menghasilkan Rekomendasi tindakan lanjut berupa Program perpanjangan umur LA dan Rencana pengembangan aset (life extension program & Asset development plan) seperti Retrofit, Replacement ataupun Reinvestment. Tabel 4.1 Evaluasi Hasil Inspeksi NO I II III IV PERALATAN YANG DIPERIKSA Pemotong Surja - Isolasi Kompartmen / housing Insulating Feet Kompartmen / Housing Monitoring Counter Jumlah Kerja Pentanahan Kawat Pentanahan ANOMALI Isolator penuh dengan debu Terdapat retak / pecah Insulating Feet retak / berlumut T* Counter tidak terbaca, kaca pecah, air masuk Counter tidak bergerak saat diuji impuls Kawat rantas, tembaga dilapisi lumut Kawat rantas, konektor ke tower REKOMENDASI Dilakukan pembersihan Dilakukan penambalan, namun bila retak major, arrester perlu diganti Dilakukan penggantian (retak) atau pembersihan (lumut/polutan) Menjaga agar creepage distance tetap terjaga Bila buram sisi luar dilakukan pembersihan, bila buram sisi dalam dilakukan penggantian counter Counter perlu diganti Lakukan perbaikan / penggantian kawat bila rantas Lakukan perbaikan / penggantian kawat bila rantas 5 V VI VII VIII Pengaman Tekanan Lebih Flag Pressure relief device Flag Pressure relief terlepas / pindah posisi Lakukan invetigasi lebih lanjut, apakah pernah terjadi. Dikonfirmasi dengan pengujian arus bocor untuk memastikan kesehatan varistor Konstruksi & Pondasi Konstruksi Lakukan Besi member pengecekan bila bengkok,, mengganti patah, baut member yang terlepas bengkok Pondasi Pondasi retak Perbaikan pondasi Konektor Koneksi ke Busbar Koneksi ke Kawat Grounding Disconnector Switch (pada LA tanpa gap) Grading Ring / Connector Ring Grading Ring Koneksi bergeser, baut Koneksi bergeser, baut Disconnector lepas / rusak Grading Ring melenceng, bengkok Lakukan perbaikan posisi pemasangan, penggantian baut Lakukan perbaikan posisi pemasangan, penggantian baut Turunkan TLA, lakukan pengujian untuk memastikan TLA masih dalam kondisi baik, bila tidak lakukan penggantian. Lakukan perbaikan posisi, perbaikan bentuk Grading Ring 3.4 Peraturan Keselamatan Kerja Peralatan keselamatan kerja dimaksudkan untuk melindungi manusia dari bahaya-bahaya yang mungkin timbul pada waktu melakukan kegiatan kerja. Penggunaan peralatan kerja adalah merupakan pelayanan bagi semua karyawan PLN yang diatur berdasarkan surat edaran Direksi SE No. 005/PST/82. Peralatan keselamatan kerja meliputi: helm, sarung tangan, sepatu pengaman (safety shoes), kacamata,
pemadam kebakaran, alarm kebakaran, dan lainlain. Guna menjaga keselamatan kerja maka setiap karyawan diwajibkan mematuhi dan memahami peraturan keselamatan kerja serta memahami fungsi masing-masing peralatan. IV. PENUTUP 4.1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat saya ambil dari kerja praktek yang saya laksanakan di GI Krapyak 150 KV PT. PLN (Persero) P3B JB APP Semarang adalah sebagai berikut : 1. Arrester berfungsi melindungi peralatan sistem tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan menyalurkannya ke tanah sebelum menuju ke peralatan lain 2. Arrester harus memiliki sifat isolator pada keadaan normal. Namun berlaku sebagai konduktor bila dialiri tegangan tinggi. 3. Arrester dibagi menjadi dua yaitu expulsion type lightning arrester dan valve type lightning arrester. 4. Protective margin adalah selisih antara Tingkat Isolasi Dasar (TID) isolasi peralatan yang dilindungi dengan tingkat perlindungan arrester. 4.2. Saran 1. Perawatan dan pemeliharaan peralatan Gardu Induk sebaiknya dilakukan sesuai jadwal. 2. Peralatan yang sudah tua sebaiknya dilakukan peremajaan agar kehandalan sistem dapat lebih terjaga. [2] Hutauruk, T.S. 1989. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga [3] 2009. Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik Transformator Arus (CT) 2-22/HARLUR-PST/2009. Jakarta: PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali [4] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D1) Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu Induk, 2010, Pemeliharaan Peralatam GI / GITET, PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan [5] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 2002, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN (Persero) BIODATA Airlangga Avryansyah Akbar Lahir di Tana Toraja tanggal 20 April 1992. Sekarang penulis masih melanjutkan studi di Fakultas Teknik Elektro Universitas Diponegoro dan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik. Semarang, Oktober 2013 Mengetahui, Dosen Pembimbing DAFTAR PUSTAKA [1] Tobing, Bonggas L. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama Ir.Agung Warsito, DHET. NIP. 195806171987031002 6