MAKALAH

THERMAL OVERLOAD RELAY

OLEH :

Rahadian Adista P.

2210039021

D3 ELEKTRO INDUSTRI ITS - DISNAKERKATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat, Hidayah serta Inayah-Nya sehingga dapat menyelesaikan tugas makalah ini dengan judul “PENGAMAN ARUS LEBIH (TOR)”. Makalah ini disusun sebagai tugas elektronika Program Studi D-III elektro industri di Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya.

Penulisan makalah ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik materi, moral, maupun spiritual. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak muhadi selaku dosen atau instruktur yang begitu sabar memberi kami ilmu dalam penyelesaian makalah ini.

2. Teman-teman tercinta yang telah memberi semangat, bantuan serta masukan sehingga makalah ini dapat terselesaiakan.

3. keluarga yang selalu memberikan doa yang seolah tak pernah lekang oleh waktu.

4. Semua pihak baik yang secara langsung maupun tidak langsung telah banyak membantu kelancaran penyelesaian makalah ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga Allah SWT memberikan yang terbaik untuk selalu dapat berbuat baik bagi semua, dan semoga penulisan makalah ini dapat menjadi persembahan yang membawa manfaat baik bagi penulis secara khusus maupun masyarakat secara umum.

Penulis menyadari bahwa makalah ini belum sempurna, untuk itu demi kesempurnaan dari makalah ini, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang dapat membangun.

Surabaya, 8 Desember 2010

Penulis

RELAY ARUS LEBIH

Relay arus lebih adalah relay yang bekerja terhadap arus lebih dan akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai settingnya (I set). Relay arus lebih juga sering disebut relay beban lebih atau Thermal Overload Relay (TOR). Thermal Overload Relay atau relay beban lebih selalu dipasang seri dengan beban yang berfungsi sebagai pengaman beban lebih. Apabila terjadi kelebihan beban, hubungan singkat, atau gangguan lainnya yang mengakibatkan naiknya arus secara otomatis, maka relay ini akan bekerja memutuskan arus listrik dengan beban sehingga keamanan beban terjaga.

Overload Relay memiliki kontak bantu NO dan NC. Kontak bantu NC dipergunakan sebagai pengontrol operasi dari kontraktor penghubung suplai daya ke kumparan motor. Apabila terjadi gangguan arus beban lebih pada saat motor beroperasi, maka kontak bantu NC akan membuka sehingga suplai daya akan terputus ke kontraktor dan akibatnya motor akanberhentiberoperasi.

prinsip kerja dari suatu TOR adalah berdasarkan panas yang timbul karena adanya arus listrik yang mengalir melewati arus nominal motor. Energy panas teersebut akan diubah menjadi energy mekanik oelh logam bi metal. Akibatnya kontak NC akan terbuka sehingga operasi motor diamankan oleh pengaman dan kemudian TOR akan berhenti bekerja. Adapun kerja TOR ini tergantung kepada gangguan arus beban lebih yang terjadi dan lamanya gangguan berlangsung.

Pada TOR terdapat selector untuk memilih batasan nilai arus yang diinginkan dan biasanya disesuaikan dengan besar arus nominal beban yang akan dihubngkan.

Gambar. Bentuk fisik dan symbol TOR

Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang dapat mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.

Macam-macam karakteristik relay arus lebih :a. Relay waktu seketika (Instantaneous relay)b. Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)c. Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)

- Relay Waktu Seketika (Instantaneous relay)

Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – 20 ms). Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay).Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan

dengan relay arus lebih dengan karakteristik yang lain.

- Relay arus lebih waktu tertentu (definite time relay)

Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay, lihat gambar dibawah ini.

Gambar 2. Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay).

- Relay arus lebih waktu terbalik

Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :• Standar invers• Very inverse• Extreemely inverse

Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay).

Pengaman Pada Relay Arus Lebih

Pada relay arus lebih memiliki 2 jenis pengamanan yang berbeda antara lain:

- Pengamanan hubung singkat fasa. Relay mendeteksi arus fasa. Oleh karena itu, disebut pula “Relay fasa”. Karena pada relay tersebut dialiri oleh arus fasa, maka settingnya (Is) harus lebih besar dari arus beban maksimum. Ditetapkan Is = 1,2 x In (In = arus nominal peralatan terlemah).

- Pengamanan hubung tanah. Arus gangguan satu fasa tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, ini disebabkan karena salah satu atau dari kedua hal berikut:Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi. Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan Dalam hal demikian, relay pengaman hubung singkat (relay fasa) tidak dapat mendeteksi gangguan tanah tersebut. Supaya relay sensitive terhadap gangguan tersebut dan tidak salah kerja oleh arus beban, maka relay dipasang tidak pada kawat fasa melainkan kawat netral pada sekunder trafo arusnya. Dengan demikian relay ini dialiri oleh arus netralnya, berdasarkan komponen simetrisnya arus netral adalah jumlah dari arus ketiga fasanya. Arus urutan nol dirangkaian

primernya baru dapat mengalir jika terdapat jalan kembali melalui tanah (melalui kawat netral)

Gambar 4. Sambungan Relay GFR dan 2 OCR.

Fungsi Thermal Overload Relay (TOR)

Fungsi dari Over load relay adalah untuk proteksi motor listrik dari beban lebih. Seperti halnya sekring (fuse) pengaman beban lebih ada yang bekerja cepat dan ada yang lambat. Sebab waktu motor start arus dapat mencapai 6 kali nominal, sehingga apabila digunakan pengaman yang bekerja cepat, maka pengamannya akan putus setiap motor dijalankan.

Over load relay yang berdasarkan pemutus bimetal akan bekerja sesuai dengan arus yang mengalir, semakin tinggi kenaikan temperatur yang menyebabkan terjadinya pembengkokan , maka akan terjadi pemutusan arus, sehingga motor akan berhenti. Jenis pemutus bimetal ada jenis satu phasa dan ada jenis tiga phasa, tiap phasa terdiri atas bimetal yang terpisah tetapi saling terhubung, berguna untuk memutuskan semua phasa apabila terjadi kelebihan beban. Pemutus bimetal satu phasa biasa digunakan untuk pengaman beban lebih pada motor berdaya kecil.

Kontruksi Over load relay apabila resistance wire dilewati arus lebih besar dari nominalnya, maka bimetal trip, bagian bawah akan melengkung ke kiri dan membawa slide ke kiri, gesekan ini akan membawa lengan kontak pada bagian bawah tertarik ke kiri dan kontak akan lepas. Selama bimetal trip itu masih panas, maka dibagian bawah akan tetap terbawa ke kiri, sehingga kontak – kontaknya belum dapat dikembalikan ke kondisi semula walaupun reset buttonnya ditekan, apabila bimetal sudah dingin barulah kontaknya dapat kembali lurus dan kontaknya baru dapat di hubungkan kembali dengan menekan reset button.

PENGAMAN ARUS LEBIH PADA INSTALASI LISTRIK

Rele pengaman arus lebih merupakan pengamanan motor akibat adanya arus lebih/ beban lebih. Beberapa penyebab terjadinya beban lebih antara lain :-Arusstart yang terlalu besar-Beban mekanik motor terlalu besar-Motor berhenti secara mendadak-Terbukanya salah satu fasa dari

saluran motor 3 fasa-Terjadinya hubung singkat

TOR dipasang secara seri dengan kontak utama kontaktor magnit. Pada gambar bimetal dialiri arus utama. Jika terjadi arus lebih, maka bimetal akan membengkok dan secara mekanis akan mendorong kontak bantu NC 95 - 96. Oleh karena dalam prakteknya kontak bantu NC 95-96 disambung seri pada rangkaian koil kontaktor magnit, maka jikaNC lepas, koil kontaktor tidak ada arus, kontaktor magnit tidak aktif dan memutuskan kontak utama. Nilai pengaman arus lebih ini bisa diset dengan mengatur jarak pendorong kontak.Dalam prakteknya pada permukaan rele pengaman arus lebih terdapat bidang kecilyang berbentuk lingkaran, yang tengahnya bisa diputar dengan obeng minus. Juga terdapat tombol tekan untuk mereset.

Untuk memproteksi kabel line dan motor, pengaman arus harus menjamin empat fungsi utama sebagai berikut :1. Proteksi terhadap beban lebih. Proteksi ini menyangkut motor dan kabel dijamin oleh overload pada starter.2. Kontrol motor. Fungsi ini dilakukan oleh magnetic contactor.3. Proteksi terhadap hubung singkat/ short.4. Isolasi Dua fungsi terakhir tersebut dilakukan oleh pemutus sirkuit yang memproteksi motor dan kabel terhadap hubung singkat dan menjamin isolasi terhadap kontak positif.Standart IEC 60947-1 mendefinisikan 2 tipe koordinasi proteksi menurut tingkat kontinuitas layanan yang diharapkan. Kerusakan hebat yang dapat diterima untuk perangkat switchgear dibagi menjadi 2 jenis :

- Tipe-1 : dalam kondisi hubung singkat, kontaktor atau starter tidak boleh membahayakan operator atau instalasi, dan tidak akan mampu beroperasi berikutnya tanpa diperbaiki terlebih dahulu atau ada bagian yang harus diganti.- Tipe-2 : dalam kondisi hubung singkat, kontaktor atau starter tidak boleh membahayakan operator atau instalasi, dan mampu beroperasi sesudah itu. Resiko kontak meleleh diterima.

Indeks Proteksi ( IP )

Pada suatu peralatan listrik sering dicantumkan pada spesifikasi mengenai Indeks Proteksi (IP). IP ini adalah kode yang memberikan tingkat proteksi terhadap akses bagian yang berbahaya, perlindungan terhadap benda asing dan atau perlindungan terhadap air yang memenuhi standart IEC 60529, IEC 60947-1.Di samping simbol IP ini akan diikuti angka yang menunjuk tingkatan tingkatan proteksi. Adapun tingkatan tersebut adalah sbb :Angka Pertama : Proteksi terhadap benda asing0 : Tanpa Proteksi1 : Diameter > 50 mm2 : Diameter > 12.5 mm3 : Diameter > 2.5 mm4 : Diameter > 1 mm5 : Proteksi terbatas terhadap debu6 : Proteksi total terhadap debuAngka Kedua : Proteksi terhadap air0 : Tanpa Proteksi1 : Tetesan secara vertikal2 : Tetesan sudut vertikal < 15 deg3 : Tetesan sudut vertikal < 60 deg4 : Percikan air5 : Air dengan tekanan rendah6 : Air dengan tekanan kuat7 : Dibenamkan sementara8 : Dibenamkan permanen

Electrical Protection

Thermal Overload/ thermis mempunyai karakteristik pemutusan (trip) sesuai dengan grafik seperti pada gambar (Class 10). Sebenarnya terdapat berbagai macam grafik inverse karakteristik thermal overload yaitu untuk class 10, Class 15, Class 20, dan Class 30. Sumbu datar menunjukan perbandingan arus yang mengalir (In) terhadap setting arus overload(Is). Sumbu tegak menunjukan waktu (detik) yang diperlukan untuk trip. Berikut ini kami berikan contoh aplikasi overload untuk stater motor dengan data seperti berikut :Motor : 40 kW Voltage : 3 phase 380 VACFLA : 79 Amp Freq : 50 HzPada saat terjadi phase loss ( salah satu fasa putus ) arus akan naik + 1,73 dari arus nominal. Sebagai contoh adalah seperti berikut: Jika setting overload pada 85 Amp, motor runing In dengan arus 60 Amp kemudian terjadi phaseloss maka :Arus naik sehingga = 60 X 1,73 = 103 AmpMultiple of current setting = 103 A / 85A= 1.22

Dari titik pertemuan di grafik (garis merah), maka overload akan trip dalam waktu maksimal 90 detik jika pada kondisi hot start, dan jika motor dalam kondisi cold start maka overload akan trip setelah 400 detik atau lebih dari 6 menit.Contoh berikutnya :Data motor :FLA = 79 AmpSetting ovr (Is) = 85 AmpPada saat In motor 51 Amp kemudian terjadi phaseloss maka :Arus akan naik sehingga = 51 X 1.73= 87 AmpKecepatan trip overload dapat dihitung sbb := 87 Amp/85 Amp= 1,02Jika refer ke grafik (garis hijau) pada gambar maka overload tidak akan trip.

PERALATAN PENGAMAN ARUS LEBIH

Fungsi dari peralatan pengaman arus lebih adalah untuk mengatasi gangguan arus lebih pada sistem distribusi sebelum gangguan tersebut meluas keseluruh sistem yang ada.Peralatan yang banyak digunakan pada jaringan distribusi dariJawa Timur adalah :- Fuse Cut Out- Relay Arus Lebih- Recloser (Pemutus Balik Otomatis)

- Fuse Cut Out

Fuse merupakan kombinasi alat pelindung dan pemutusrangkaian, yang mempunyai prinsip melebur (expulsion) ataumengamankan gangguan permanen antara fasa ke tanah, apalagi dilewati arus yang besarnya melebihi rating arusnya.

Apabila terjadi gangguan maka elemen pelebur yang terletak pada tabung fiber akan meleleh dan terjadi busur api yang akan mengenai tabung fiber sehingga menghasilkan gas yang dapat segera mematikan busur api.

Karakteristik waktu/arus dari sebuah fuse adalah sekitar I2t. karakteristik arus waktu dari berbagai sambungan fuse yang berbeda, elemen-elemnnya berbeda dan membutuhkan perhatian yang hati-hati untuk memakainya pada sebuah sistem.

Untuk semua jenis fuse, batas arus fusenya biasanya lebih tinggi daripada arus normalnya. Factor penting yang mempengaruhi batas arus yang sesuai dari fuse adalah arus beban lebih yang mungkin pada rangkaian termasuk harnmonisa yang ada, naiknya arus lebih bersamaan arus ke transformator, starting motor, kapasitor. Fuse-fuse yang melewatkan arus melampaui batas arus untuk waktu lebih lama daripada waktu melewatkan arus pemutus minimum dapat mengalami kerusakan yang dapat mempengaruhi karakteristiknya, terutama kemampuanmemutus.

- Relay Arus Lebih

Relay merupakan peralatan pengaman yang dipasang pada peralatan yang berfungsi untuk melindungi peralatan listrik dari gangguan yang mungkin terjadi. Tujuan dipasang relai pengaman adalah :- Menghindari atau mengurangi kerusakan yang terjadi akibat gangguan pada alat yang dilalui arus gangguan.- Menyelamatkan sistem atau bagian sistem lainnya yang tidak

terganggu supaya tetap dapat bekerja terus, dengan cara melepaskan bagian sistem yang terganggu sedemikian rupa sehingga penyimpangan atau kesalahan akibat gangguan tersebut tidak memberikan akibat negative yang lebih luas terhadap keseluruhan sistem yang ada.

Peralatan proteksi harus dirancang sedemikian rupa sehingga gangguan dapat dengan segera diputuskan atau dihilangkan. Suatu gangguan yang serius dapat menyebabkan pemutusan yang cepat dan dapat kerusakan pada peralatan. Gangguan yang terjadi secara tidak langsung harus diketahui oleh operator sehingga peralatan dapat dioperasikan di luar daerah kritis. Kejadian-kejadian yang sangat berbahaya bagi operasi generator ataupun transformator adalah hubung singkat, gangguan ke tanah, penguatan kurang, arus lebih dan panas berlebihan.

Relay pengaman merupakan bentuk dasar dari peralatan listrik otomatik dan sangat perlu untuk kerja dari sistem distribusi daya yang modern bahkan tergantung padanya. Bila terjadi gangguan baik arus, tegangan, frekuensi dan daya, relay pengaman akan mendeteksi dan memutus bagian yang mengalami gangguan dari sistem. Selanjutnyaakan mengembalikan ke keadaan normal atau membangkitkan sinyal peringatan kepada operator.

Relay jenis ini adalah besarnya arus yang masuk ke dalam relay, atau relay arus lebih (over current relays). Relay ini memberikan reaksi terhadap besarnya arus masukan, dan bekerja untuk memutuskan (trip) bilamana besarnya arus melebihi nilai tertentu yang dapat diatur.

Relay arus lebih akan menutup kontak – kontaknya untuk menggerakkan rangkaian yang menyebabkan saklar daya membuka atau menutup bilamana arus mencapai suatu nilai yang telah ditentukan terdahulu. Dengan demikian, maka pada relay arus lebih terdapat kepekaan terhadap besar arus yang mengalir.

Relay arus lebih dikategorikan menjadi 3 yaitu :- Relay arus lebih seketika (instantaneous over current relay)- Relay arus lebih dengan karakteristik tunda waktu (definite time over current relay )

- Relay arus lebih dengan karakteristik tunda waktu terbalik (inverse time over current relay )

Relay arus lebih seketika adalah relay yang bekerjanya tanpa penundaan waktu atau jangka waktu relay mulai saat relay arusnya pickup sampai selesai, sangat singkat (sekitar 20 sampai 100 ms).

Relay arus lebih dengan karakteristik tunda waktu tertentu, yaitu suatu relay dengan jangka waktu mulai relay arus pickup sampai selesainya kerja relay diperpanjang dengan nilai atau waktu tertentu. Sehingga apabila arus yang mengalir telah melebihi arus setting maka relay akan bekerja sesuai dengan waktu penundaan yang telah ditetapkan. Ada beberapa jenis relay arus lebih dengan tunda waktu, hal ini sangat tergantung pada karakteristik waktu tundanya. Berdasarkan tunda waktu kerjanya, relay lebih dapat dibedakan menjadi 4, yaitu :- Waktu tertentu (definite time).- Waktu minimal tertentu terbalik (inverse definite minimum time/IDMT).- Sangat berbanding terbalik (very inverse).- Sangat berbanding terbalik sekali (extremely inverse).

Pada jaringan distribusi di Jawa Timur relay arus lebih yang digunakan adalah jenis inverse dan inverse definite minimum time (IDMT). Masing-masing disetting dengan operasi cepat atau dengan waktu diperlambat (delay).

- Recloser

Sebagian besar gangguan (80-95%) pada jaringan distribusi dan transmisi adalah bersifat temporer (sementara), berlangsung dari beberapa cycle sampai beberapa detik. Penyebab gangguan kebanyakan disebabkan oleh ranting pohon yang mengenai saluran udara. Penutup balik adalah alat pengaman arus lebih yang diatur waktu untuk memutus dan

menutup kembali secara otomatis, terutama untuk membebaskan dari gangguan yang bersifat temporer (sementara), sering juga disebut dengan recloser.

Recloser dilengkapi dengan sarana indikasi arus lebih, pengatur waktu operasi, serta penutupan kembali secara otomatis. Desain darirecloser memungkinkan untuk dapat membuka kontak-kontaknya secara tetap dan terkunci/lock out, sesuai pemrogramannya setelah melalui beberapa kali operasi buka-tutup.

Pada gangguan yang bersifat sementara, recloser akan membuka dan menutup kembali bila gangguan telah hilang. Jika gangguannya bersifat tetap/ permanent, maka recloser akan membuka kontakkontaknya secara tetap dan terkunci/lock out. Apabila gangguan telah dihilangkan, maka recloser dapat ditutup kembali. Recloser biasanya dipasang pada sebuah atau lebih cabang (lateral) pada jaringan sehingga gangguan yang terjadi tidak mempengaruhi seluruh jaringan. Recloser dapat diatur dengan beberapa operasi berbeda, yaitu:- Dua kali operasi seketika (membuka dan menutup) diikuti dua kali operasi waktu tunda maka recloser akan mengunci.- Satu kali operasi seketika diikuti tiga kali operasi waktu tunda.- Tiga kali operasi ditambah satu kali operasi waktu tunda.- Empat kali operasi seketika.- Emapt kali operasi waktu tunda.

- Directional Over Current Ground Relay

Dalam operasi sistem tenaga listrik terjadinya gangguan tidak dapat dihindari. Gangguan terjadi dapat dikarenakan adanya kejadian secara acak dalam sistem yang dapat berupa berkurangnya kemampuan peralatan, meningkatnya beban

dan lepasnya peralatan-peralatan yang tersambung ke sistem. Gangguan yang sering terjadi pada saluran distribusi adalah gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah yang sifatnya temporer, sehingga untuk mengatasinya digunakan Directional Over Current Ground Relay (DOCGR). DOCGR ini hanya akan bekerja apabila gangguannya adalah gangguan fasa ke tanah. Untuk gangguan fasa ke fasa DOCGR tidak akan dapat mendeteksinya.

Di Jawa Timur DOCGR dipasang di gardu-gardu induk bersamasama dengan circuit breaker dan digunakan sebagai pengaman utama untuk mengamankan jaringan distribusi terhadap gangguan hubung singkat fasa ke tanah.

PERALATAN PENGAMAN TEGANGAN LEBIH

Pada sistem distribusi, gangguan dapat terjadi akibat adanya tegangan lebih. Gangguan ini bisa terjadi akibat proses switching pada saluran dan akibat sambaran petir. Petir yang kita kenal sekarang ini terjadi akibat awan dengan muatan tertentu menginduksi muatan yang ada di bumi. Bila muatan di dalam awan bertambah besar, maka muatan induksi pun makin besar pula sehingga beda potensial antara awan dengan bumi juga makin besar. Kejadian ini diikuti pelopor menurun dari awan dan diikuti pula dengan adanya pelopor menaik dari bumi yang mendekati pelopor menurun. Pada saat itulah terjadi apa yang dinamakan petir.

Petir akan menyambar semua benda yang dekat dengan awan. Atau dengan kata lain benda yang tinggi akan mempunyai peluang yang besar tersambar petir. Transmisi tenaga listrik di darat dianggap lebih efektif menggunakan saluran udara dengan mempertimbangkan factor teknis dan

ekonomisnya. Tentu saja saluran udara ini akan menjadi sasaran sambaran petir langsung. Apalagi saluran udara yang melewati perbukitan sehingga memiliki jarak yang lebih dekat dengan awan dan mempunyai peluang yang lebih besar untuk disambar petir.

Bila gangguan ini dibiarkan maka dapat merusak peralatan listrik. Oleh karena itu peralatan listrik itu harus dilindungi dari gangguan tegangan lebih dengan memasang peralatan pengaman tegangan lebih, seperti :- Kawat tanah (Overhead Groundwire)- Lightning Arrester (LA)

- Kawat tanah (Overhead Groundwire)

Dalam hal melindungi saluran tenaga listrik tersebut, adabeberapa cara yang dapat diterapkan. Salah satu cara yang paling mudah adalah dengan menggunakan kawat tanah (overhead groundwire) pada saluran. Prinsip dari pemakaian kawat tanah ini adalah bahwa kawat tanah akan menjadi sasaran sambaran petir sehingga melindungi kawat phasa dengan daerah/zona tertentu.

Kawat tanah yang digunakan untuk melindungi saluran tenaga listrik, diletakkan pada ujung teratas saluran dan terbentang sejajar dengan kawat phasa. kawat tanah ini dapat ditanahkan secara langsung atau secara tidak langsung dengan menggunakan sela yang pendek.

Untuk meningkatkan keandalan sistem ini, diperlukan pentanahan yang baik pada setiap menara listrik. Jika petir menyambar pada kawat tanah di dekat menara listrik, maka arus petir akan terbagi menjadi dua bagian. Sebagian besar arus tersebut mengalir ke tanah melalui pentanahan

pada menara tersebut. Sedangkan sebagian kecil mengalir melalui kawat tanah dan akhirnya menuju ke tanah melalui pentanahan pada menara listrik berikutnya. Lain halnya jika petir menyambar pada tengah-tengah kawat tanah antara 2 menara listrik. Gelombang petir ini akan mengalir ke menara-menara listrik yang dekat dengan tempat sambaran tersebut.

Pada saluran udara distribusi JAwa Timur, jenis kawat tanah yang digunakan adalah baja Galvanis jenis GSSW 22 yang memiliki kekuatan tarik maksimum 350 Kg dan kekuatan tarik putus minimum1826 Kg.

Sejak tahun 1985 penggunaan kawat tanah untuk pengaman sambaran petir di Jawa Timur ditujukan hanya untuk daerah terbuka.

- Lightning Arrester (LA)

Lightning arrester atau penangkap petir berfungsi untukmelindungi peralatan sistem tenaga listrik terhadap tegangan surya dengan membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkan ke tanah. Gambar 2.6 memperlihatkan dimensi dari ligthning arrester.

Alat pelindung terhadap tegangan surja berfungsi melindungi peralatan sistem tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Berhubung dengan fungsinya itu, ia harus dapat menahan tegangan sistem 50 Hz untuk waktu yang tak terbatas dan harus dapat melakukan surya arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Kecuali itu, sebuah alat pelindung yang baik mempunyai perbandingan perlindungan atau protective ratio yang tinggi, yaitu perbandingan antara tegangan surja maksimum yang diperbolehkan pada waktu

pelepasan (discharge) dan tegangan sistem 50 Hz maksimum yang dapat ditahan sesudah pelepasan terjadi.

Ada tiga macam alat pelindung terhadap surya yang dikenal yaitu: sela batang (rod gap), arrester jenis ekspulsi (expulsion type lightning arrester) atau sering juga disebut tabung pelindung (protectore tube) dan arrester jenis katub (valve type ligthning arrester).

Arrester petir disingkat arrester, atau sering disebut penangkap petir, adalah alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap surya petir. Ia berlaku sebagai jalan pintas (by-pass) sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Jalan pintas itu harus sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu aliran arus daya sistem 50 Hz. Jadi pada kerja normal arrester itu berlaku sebagai isolator dan bila timbul surja dia berlaku sebagai konduktor, jadi melewatkan aliran arus yang tinggi. Setelah surya hilang, arrester harus dengan cepat kembali menjadi isolator, sehingga pemutus daya tidak sempat membuka.

Berlainan dengan sela batang arrester dapat memutuskan arus susulan tanpa menimbulkan gangguan. Inilah salah satu fungsi terpenting dari arrester.

Gambar 2.2 2Lithtning Arrester

Arrester biasa dipasang pada saluran distribusi, hal ini dikarenakan tegangan distribusi lebih rendah daripada tegangan transmisi, sehingga tegangan distribusi lebih sering tersambar oleh petir. Hal tersebut juga dapat kita lihat pada gambar 2.2 di atas.Menurut struktur dalamnya arrester ada dua jenis yaitu :• Gap type SiC arrester.• Gapless Metal Oxide Varistor ( MOV )

Dalam gap tipe arrester tahanan non linearnya terbuat dari Silikon Carbide ( SiC ). Saat tegangan lebih terjadi, celah udara terpercik dan didapat impedansi yang rendah dari path ke tanah, resistor seri menghasilkan power frekuensi diikuti arus sehingga busur yang melalui celah udara dapat ditutup kembali sebelum tegangan dan arus nol.Tahanan SiC tidak cukup tinggi untuk arrester tanpa celah udara, bahan dasar adalah ZnO dalam isolasi oksida seperti Bi2O3,

GAMBAR-GAMBAR