30
BAB IV PERHITUNGAN GANGGUAN SAMBARAN LANGSUNG
PETIR
IV.1 Umum
Pada Bab III telah diuraikan teori untuk menghitung jumlah gangguan sambaran langsung petir. Dengan mengikuti teori yang telah dijelaskan tersebut,
maka pada bab ini akan dilakukan perhitungan jumlah gangguan sambaran langsung pada menara transmisi 275 kV Galang-Binjai. Adapun tipe menara yang
akan dijadikan objek penelitian adalah tipe menara AA.
IV.2 Parameter Transmisi 275 kV Galang-Binjai
Transmisi 275 kV Galang-Binjai merupakan bagian dari sistem interkoneksi Sumatera. Transmisi ini berjarak 59.366,14 meter 59,366 km dan
ditopang oleh menara sebanyak 155 unit. Transmisi ini menggunakan saluran ganda dan 2 berkas konduktor ACSR Zebra.
IV.2.1 Kawat Tanah
Material : Galvanized Steel Wire
Jumlah : 2 buah
Diameter : 12,5 mm
Universitas Sumatera Utara
31
IV.2.2 Konduktor
Material : ACSR Zebra
Berkas : 2 2 x Zebra twin Zebra
Jarak antar berkas : 26 cm
Diameter : 28,8 mm
Andongan : 7,5 m
IV.2.3 Isolator
Material : Ceramic
Panjang rantai isolator : 3,95 m
Universitas Sumatera Utara
32
IV.2.4 Menara
7,35 m 7,35 m
5,7 m
7,45 m
7,45 m
31,5 m 52,1 m
6,7 m
6,9 m
7,15 m 3,95 m
3,95 m
12 m
Gambar 4.1 Menara Tramsmisi Tipe AA Galang-Binjai
Universitas Sumatera Utara
33
IV.3 Perhitungan Kegagalan Perisaian
Dengan parameter pada sub-bab IV.2, maka dapat dihitung gangguan karena kegagalan perisaian sesuai dengan prosedur yang telah disebutkan pada
sub-bab III.3. 1.
Menghitung tinggi rata-rata kawat di atas tanah, Persamaan 3.10 -
Kawat tanah ℎ = ℎ
�
−
2 3
�������� = 52,1 −
2 3
7,5 = 47,1 �����
- Kawat fasa R dan R’
ℎ = ℎ
�
−
2 3
�������� = 46,4 −
2 3
7,5 = 41,4 �����
- Kawat fasa S dan S’
ℎ = ℎ
�
−
2 3
�������� = 38,95 −
2 3
7,5 = 33,95 �����
- Kawat fasa T dan T’
ℎ = ℎ
�
−
2 3
�������� = 31,5 −
2 3
7,5 = 26,5 �����
2. Menghitung tegangan lompatan api isolator pada 6 µdet, Persamaan 3.11
�
50
= ��
1
+
�
2
�
0,75
� × 10
3
= �0,4 × 3,95 +
0,71×3,95 6
0,75
� × 10
3
= 2312 ��
3. Menghitung radius amplop korona, Persamaan 3.12
- Kawat fasa Rdan R’
� ln �
ℎ �
� =
�
50
�
�
� ln �
2×41,4 �
� =
2312 1500
� = 0,269 -
Kawat fasa S dan S’
Universitas Sumatera Utara
34 � ln �
ℎ �
� =
�
50
�
�
� ln �
2×33,95 �
� =
2312 1500
� = 0,281 -
Kawat fasa T dan T’ � ln �
ℎ �
� =
�
50
�
�
� ln �
2×26,5 �
� =
2312 1500
� = 0,297
4. Menghitung radius ekivalen kawat tunggal dari kawat berkas tanpa
korona, Persamaan 3.13 �
���
= ��
1
�
12
�
13
… … … �
1�
�
�
���
= √0,0144 × 0,26 = 0,612 �����
5. Menghitung radius korona dari konduktor berkas, Persamaan 3.14
- Kawat fasa R dan R’
�
�
= � + �
���
= 0,269 + 0,612 = 0,881 �����
- Kawat fasa S dan S’
�
�
= � + �
���
= 0,281 + 0,612 = 0,893 �����
- Kawat fasa T dan T’
�
�
= � + �
���
= 0,297 + 0,612 = 0,909 �����
Universitas Sumatera Utara
35 6.
Menghitung impedansi surja kawat fasa, Persamaan 3.15 -
Kawat fasa R dan R’ �
∅
= 60 �ln
2ℎ �
���
ln
2ℎ �
�
= 60 �ln
2×41,4 0,612
ln
2×41,4 0,881
= 283,319 Ω -
Kawat fasa S dan S’ �
∅
= 60 �ln
2ℎ �
���
ln
2ℎ �
�
= 60 �ln
2×33,95 0,612
ln
2×33,95 0,893
= 270,65 Ω -
Kawat fasa T dan T’ �
∅
= 60 �ln
2ℎ �
���
ln
2ℎ �
�
= 60 �ln
2×26,5 0,612
ln
2×26,5 0,909
= 255,535 Ω
7. Menghitung arus petir minimum yang mengakibatkan lompatan api,
Persamaan 3.16 -
Kawat fasa R dan R’ �
���
=
2�
50
�
∅
=
2×2312 283,319
= 16,321 ��
- Kawat fasa S dan S’
�
���
=
2�
50
�
∅
=
2×2312 270,65
= 17,085 ��
- Kawat fasa T dan T’
�
���
=
2�
50
�
∅
=
2×2312 255,535
= 18,095 ��
8. Menghitung jarak sambaran minimum, Persamaan 3.17
- Kawat fasa R dan R’
�
���
= 6,7 �
0,8
= 6,7 × 16,321
0,8
= 62,557 �����
- Kawat fasa S dan S’
�
���
= 6,7 �
0,8
= 6,7 × 17,085
0,8
= 64,888 �����
Universitas Sumatera Utara
36 -
Kawat fasa T dan T’ �
���
= 6,7 �
0,8
= 6,7 × 18,095
0,8
= 67,939 �����
9. Menghitung daerah tidak terlindung X
S
- Kawat fasa R dan R’
�
�
= 0,8 �
���
= 0,8 × 62,557 = 50,046 � �
∅�
= 41,4 �
� = ������
�
�
−�
∅
�
= ������
50,046−41,4 62,557
= 7,944° � = ������
� 2�
= ������
�3,35−3,675
2
+47,1−41,4
2
2×62,557
= 87,385° �
�
= ������
�
∅
−�
�
�
�
−�
∅
= ������
3,35−3,675 47,1−41,4
= −3,263°
�
�
= �cos � + sin�
�
− � = 62,557cos7,944 + sin
−3,263 − 87,385 = −0,604� Fasa Rdan R’ terproteksi penuh, X
S
≤ 0 -
Kawat fasa S dan S’ �
�
= 0,8 �
���
= 0,8 × 64,888 = 51,91 �����
� = ������
�
�
−�
∅
�
= ������
51,91−33,95 64,888
= 16,068° � = ������
� 2�
= ������
�3,45−3,675
2
+47,1−33,95
2
2×64,888
= 84,184° �
�
= ������
�
∅
−�
�
�
�
−�
∅
= ������
3,45−3,675 47,1−33,95
= −0,98°
�
�
= �cos � + sin�
�
− � = 64,888cos16,068 + sin
−0,98 − 84,184 = −2,3 � Fasa S dan S’ terproteksi penuh, X
S
≤ 0 -
Kawat fasa T dan T’ �
�
= 0,8 �
���
= 0,8 × 67,939 = 54,351 �����
Universitas Sumatera Utara
37 � = ������
�
�
−�
∅
�
= ������
54,351−26,5 67,939
= 24,201° � = ������
� 2�
= ������
�3,575−3,675
2
+47,1−26,5
2
2×67,939
= 81,28° �
�
= ������
�
∅
−�
�
�
�
−�
∅
= ������
3,575−3,675 47,1−26,5
= −0,278°
�
�
= �cos � + sin�
�
− � = 67,939cos24,201 + sin
−0,278 − 81,28 = −5,235 � Fasa Tdan T’ terproteksi penuh, X
S
≤ 0
10. Menghitung gangguan petir akibat kegagalan perisaian
Dari perhitungan daerah tidak terlindung diperoleh nilai X
S
≤ 0 untuk ketiga fasa sehingga diperoleh nilai gangguan petir akibat kegagalan perisaian
adalah: N
SF
= 0 gangguan 100 km tahun untuk ketiga fasa.
IV.4 Perhitungan Gangguan Petir pada Menara Transmisi