Perlindungan terhadap sambaran petir peralatan listrik dan telekomunikasi dengan pentanahan yang disatukan menggunakan EMTP

SUMBUNG, Frederik Haryanto, Ir. Tumiran, M.Eng., Ph.D

2008 | Tesis | S2 Magister Sistem Energi Elektrik

Sambaran petir merupakan salah satu penyebab gangguan pada sistem tenaga listrik dan sistem telekomunikasi. Gangguan sambaran petir dapat menimbulkan terjadinya tegangan lebih transien pada instalasi peralatan listrik dan telekomunikasi, yang akan mengakibatkan adanya aliran listrik yang masuk secara konduktif pada hubungan peralatan dengan sistem pentanahan yang pada kondisi normal tidak dialiri arus listrik. Perlindungan terhadap penjalaran dan perambatan tegangan lebih petir yang terjadi pada peralatan, pada umumnya menggunakan sistem pentanahan masing-masing peralatan, tetapi sampai saat ini sistem ini belum maksimal dalam melindungi dan mengamankan peralatan, sehingga akan menyebabkan terjadinya elevasi tegangan pada elektroda pentanahan peralatan lain yang berada di sekitar elektroda yang mentanahkan tegangan lebih akibat sambaran petir. Sebaik dan secanggih apapun sistem peralatan perlindungan (SPD) yang terpasang pada sebuah bangunan, jika tanpa pentanahan maka SPD yang terpasang akan sia-sia. Penentuan pengaruh penyatuan tahanan pentanahan peralatan listrik dan telekomunikasi dengan menggunakan EMTP (Electromagnetic Transient Program). Hasil simulasi penyatuan tahanan pentanahan menggunakan EMTP, memberikan gambaran nilai tegangan lebih yang masuk pada setiap peralatan dengan nilai impedans surja penghantar yang ditentukan, pengaruh besar kecilnya tahanan pentanahan terhadap tegangan jatuh yang terjadi pada setiap peralatan dan beda potensial akibat tegangan impuls yang terjadi pada setiap peralatan. Berdasarkan hasil simulasi EMTP dan perhitungan , untuk tegangan lebih peralatan listrik dan telekomunikasi pada skenario 3 pada kondisi 3, dengan RgL2 = 0,006 ohm, dan RgL2 = RgT2 = 0,006 ohm, dan RgT2 = 0,006 ohm, maka nilai tegangan pada VRL1,2 = 721,17 volt dan VRT1,2 = 379,56 volt, dan hasil perhitungan tegangan lebih berdasarkan nilai impedans surja penghantar adalah, VRL1,2 = 1293,546 volt dan VRT1,2 = 796,366 volt. Berdasarkan nilai hasil simulasi dan perhitungan pada pengamanan peralatan terhadap tegangan lebih akibat sambaran petir melalui penyatuan tahanan pentanahan peralatan listrik dan telekomunikasi yang terpasang, hasilnya tidak melewati tegangan tahanan peralatan 1500 v, pada kategori perlindungan peralatan terhadap tegangan lebih menurut DIN VDE 0110 bagian 2, kategori III, II dan I.

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.

Kata Kunci : Sambaran petir,Penyatuan pentanahan,Perlindungan peralatan, Lightning strike, grounding system connected, protection equipment