Distribusi Tegangan Surja Petir Pada Tiap Menara Transmisi C (Studi Kasus Transmisi 150 Kv Titi Kuning-Brastagi)

TUGAS AKHIR

DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA TIAP MENARA

TRANSMISI

(STUDI KASUS TRANSMISI 150 KV TITI KUNING-BRASTAGI)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh :

NIM : 060402087

MINDO SIMBOLON

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA TIAP MENARA

TRANSMISI

Oleh

NIM : 060402087 Mindo Simbolon

Disetujui oleh : Dosen Pembimbing

NIP : 194912121982031003 Ir. A. Rachman Hasibuan

Diketahui oleh :

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

NIP : 195405311986011002 Ir. S. Tarmizi Kasim, M,Si

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus atas kasih dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :

DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA TIAP MENARA TRANSMISI

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada

1. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan sebagai Dosen Pembimbing Pembimbing Akhir penulis yang sangat besar bantuannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT sebagai Dosen Wali penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus USU.

3. Bapak Ir. S. Tarmizi Kasim, M,Si sebagai Pelaksana Tugas Harian Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU.

6. Bapak Adi Suroso Selaku Manager Unit Pelayanan Transmisi (UPT) Gardu Induk Titi Kuning PLN (Persero) dan Bapak D. Bakkara yang membantu saya dalam pengumpulan data data yang terkait dengan Tugas Aakhir Ini.

7. Kedua orang tua Sabar Simbolon dan Elsy Simanjuntak dan Kakak Penulis Vera Susanti simbolon yang tidak pernah berhenti memberi dukungan, semangat dan doanya kepada penulis dengan segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai besarnya.

8. Saudara saudari penulis Sumihar Agnes Simbolon, Samaruddin, Jhonson, Azis, Friska, Verawati yang selalu mendukung saya.

9. Teman-teman stambuk ’06 yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu, atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan.

10.Teman teman kos lorong Tarigan 2A yang selalu memberikan semangat. 11.yang terkasih Remona Auwinta Siagian yang telah memberikan perhatiannya.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan.

Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Februari 2011

Penulis

ABSTRAK

Ketika Petir menyambar kawat tanah transmisi, Sambaran tersebut akan merambat ke sisi kiri dan sisi kanan titik sambaran. Rambatan gelombang tersebut adalah dalam bentuk tegangan dan arus surja petir yang terdistribusi ke menara menara transmisi melalui kawat tanah. Oleh karena besar impedansi kawat tanah berbeda dengan besar tahanan kaki menara, maka akan timbul pantulan tegangan dari kaki menara ke puncak menara. Dan oleh karena besar impedansi surja menara berbeda dengan besar impedansi surja kawat tanah, maka akan timbul pantulan tegangan dari puncak menara ke kaki menara. Dengan kata lain akan timbul pantulan pantulan tegangan pada badan menara yang mengakibatkan naiknya tegangan surja petir pada setiap isolator menara yang memungkinkan banyak menara yang akan mengalami backflashover. Setelah dianalisa, Isolator menara yang terdekat dengan titik sambaran akan memikul tegangan surja tertinggi, untuk arus surja 60 kA tegangan isolator menara 70,71 dan 72 berturut turut sebesar 1942 kV,929 kV, dan 450 kV sehingga cukup membahayakan bagi isolator, sedangkan tegangan isolator menara 80 adalah 3 kV dan dianggap aman untuk isolator

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR……….……i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Tujuan dan Manfaat penelitian ... 2

I.3 Batasan Masalah ... 2

I.4 Metode Penelitian ... 3

I.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II IMPEDANSI SURJA KAWAT TANAH DAN MENARA II.1 Umum ... 5

II.2 Teori Gelombang Berjalan ... 6

II.2.1 Gelombang Berjalan pada Titik Peralihan ... 6

II.2.2 Bentuk dan Spesifikasi Gelombang ...10

II.3 Impedansi Surja Kawat Tanah ...11

II.4 Efek Peredaman (damping effect ) Gelombang...13

II.5 Impedansi Surja Menara ...15

BAB III DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA TIAP MENARA TRANSMISI III.1 Umum ...16

III.2 Distribusi Arus Surja Pada Terminal Bercabang Dua ...16

III.3 Distribusi Arus Puncak Pada Menara Transmisi ...20

BAB IV PERHITUNGAN DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA MENARA 70 SAMPAI 80 PADA SAMBARAN TENGAH GAWANG

IV.1 Umum ...27

IV.2 Perhitungan Parameter IV.2.1 Perhitungan Impedansi Surja Kawat Tanah ...28

IV.2.2 Perhitungan Impedansi Surja Menara ...29

IV.2.3 Perhitungan Efek Peredaman ...30

IV.2.4 Perhitungan Koefisien h dan f ...31

IV.2.5 Perhitungan Distribusi Arus dan Tegangan Surja Tiap Menara.32 IV.3 Perhitungan Tegangan Isolator Tiap Menara ...33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ...57

V.2 Saran ...57

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

3.1Distribusi Arus Pada Tiap Menara Transmisi...23

4.1 Konstruksi Tiap Menara... 27

4.2 Hasil Perhitungan Impedansi Surja Kawat Tanah... 29

4.3 Hasil Perhitungan Impedansi Surja Menara...29

4.4 Hasil Perhitungan Efek Peredaman... 30

4.5 Hasil Perhitungan koefisien h dan f...31

4.6 Hasil Perhitungan Distribusi Arus Dan Tegangan pada Tiap Menara...32

4.7 Hasil Perhitungan Parameter Parameter Menara...33

4.8 Hasil Perhitungan ta dan tb pada Tiap Menara...34

4.9 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 70...34

4.10 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 71...36

4.11 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 72...38

4.12 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 73...39

4.13 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 74...41

4.14 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 75...42

4.15 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 76...44

4.17 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 78...47

4.18 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 79...49

4.18 Hasil Perhitungan Tegangan Isolator Pada Menara 80...50

4.19 Hasil Perhitungan Koefisien Distribusi n...54

4.20 Hasil Perhitungan Tegangan Maksimum yang Dialami Isolator Menara no. 70, 71 72, 73, 74, dan 75...54

4.21 Hasil Perhitungan Tegangan Maksimum yang Dialami Isolator Menara no. 76, 77, 78, 79, dan 80... 55

DAFTAR GAMBAR

2.1 Bentuk Menara dan Konfigurasi Penghantar Transmisi Hantaran Udara...6

2.2 Perubahan Impedansi Pada Titik Peralihan...7

2.3 Bentuk Gelombang Impuls Standar IEC ...10

2.4 Bentuk Gelombang Petir...11

2.5 Gambar Potongan Saluran Transmisi...12

2.6 Penampang Menara Transmisi...15

3.1 Rangkaian Titik Cabang Kawat Tanah dan Menara...17

3.2 Distribusi Arus Surja Pada Tiap Menara...22

3.3 Diagram Tangga Untuk Menghitung Tegangan Isolator Menara...25

ABSTRAK

Ketika Petir menyambar kawat tanah transmisi, Sambaran tersebut akan merambat ke sisi kiri dan sisi kanan titik sambaran. Rambatan gelombang tersebut adalah dalam bentuk tegangan dan arus surja petir yang terdistribusi ke menara menara transmisi melalui kawat tanah. Oleh karena besar impedansi kawat tanah berbeda dengan besar tahanan kaki menara, maka akan timbul pantulan tegangan dari kaki menara ke puncak menara. Dan oleh karena besar impedansi surja menara berbeda dengan besar impedansi surja kawat tanah, maka akan timbul pantulan tegangan dari puncak menara ke kaki menara. Dengan kata lain akan timbul pantulan pantulan tegangan pada badan menara yang mengakibatkan naiknya tegangan surja petir pada setiap isolator menara yang memungkinkan banyak menara yang akan mengalami backflashover. Setelah dianalisa, Isolator menara yang terdekat dengan titik sambaran akan memikul tegangan surja tertinggi, untuk arus surja 60 kA tegangan isolator menara 70,71 dan 72 berturut turut sebesar 1942 kV,929 kV, dan 450 kV sehingga cukup membahayakan bagi isolator, sedangkan tegangan isolator menara 80 adalah 3 kV dan dianggap aman untuk isolator

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Untuk menghindari sambaran petir langsung ke kawat fasa dipasang kawat tanah sebagai kawat pelindung. Karena petir selalu mencari jalan yang terpendek untuk pelepasan muatan listriknya, maka kawat tanah itu harus diletakkan lebih tinggi dari kawat fasa sehingga dapat diharapkan sambaran petir akan selalu mengenai kawat tanah dan disalurkan ke tanah lewat menara.

Ketika Petir menyambar kawat tanah transmisi, Sambaran tersebut akan merambat ke sisi kiri dan sisi kanan titik sambaran. Rambatan gelombang tersebut dalam bentuk tegangan dan arus surja petir yang terdistribusi ke menara menara transmisi melalui kawat tanah. Oleh karena besar impedansi kawat tanah berbeda dengan besar tahanan kaki menara, maka akan timbul pantulan tegangan dari kaki menara ke puncak menara. Dan oleh karena besar impedansi surja menara berbeda dengan impedansi surja kawat tanah, maka akan timbul pantulan tegangan dari puncak menara ke kaki menara. Dengan kata lain akan timbul pantulan pantulan tegangan pada badan menara yang mengakibatkan naiknya tegangan surja petir pada isolator menara.

Besar tegangan yang dipikul oleh tiap menara adalah berbeda untuk tiap menara bergantung pada besar tahanan kaki menara, besar impedansi surja menara, titik sambaran, dan besar arus surja petir yang menyambar. Dengan naiknya besar arus surja pada titik sambaran, maka tegangan pada isolator tiap menara akan naik.

Untuk itu pada Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai Perbandingan tegangan surja pada isolator tiap menara untuk arus surja tertentu dan pengaruh besar arus surja petir terhadap tegangan surja maksimum pada isolator tiap menara.

I.2. Tujuan dan Manfaat Penulisan

Adapun tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah :

1. Menentukan perbandingan tegangan maksimum yang dipikul isolator menara untuk arus surja petir tertentu

2. Menentukan pengaruh besar arus surja petir pada titik sambaran terhadap tegangan isolator tiap menara

Manfaat dari Penulisan ini adalah untuk perancangan isolator menara transmisi.

I.3. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang optimal, maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah :

1. Bentuk gelombang petir dalam penelitian ini adalah bentuk petir standar IEC ( 1,2 /50 µs)

2. Arus kilat pada titik sambaran diasumsikan 60 kA,untuk titik sambaran titik tengah kawat tanah antara menara 69 dan 70

3. Objek Penelitian adalah 11 menara (menara no. 70 sampai menara no. 80) tegangan 150 kV milik PT PLN di Titi Kuning Medan Saluran Titi Kuning-Berastagi

4. Tidak melakukan pengujian di laboratorium.

5. Mengabaikan peredaman gelombang pada kawat tanah yang disambar 6. Tidak membahas proses terjadinya petir

7. Mengabaikan induktansi dan kapasitansi surja pembumian 8. Mengabaikan pantulan gelombang pada kanal petir

9. Tegangan isolator menara yang dihitung adalah isolator tertinggi

I.4 Metodologi Penelitian

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Studi literatur

Yaitu dengan mempelajari buku referensi, buku manual, artikel dari media cetak dan internet, dan bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini. 2. Studi Bimbingan

Berupa diskusi dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir berlangsung.

I.5 Sistematika Penulisan

Tugas Akhir ini disusun berdasarkan sistematika pembahasan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini berisikan latar belakang, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II IMPEDANSI SURJA KAWAT TANAH DAN MENARA

Bagian ini menguraikan tentang teori gelombang berjalan ,impedansi surja kawat tanah,efek peredaman (damping effect) pada kawat tanah, impedansi surja menara, dan Tahanan kaki menara

BAB III DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA TIAP MENARA TRANSMISI

Bagian ini memaparkan analisa distribusi tegangan dan arus surja petir maksimum pada tiap menara transmisi, perhitungan koefisien koefisien pantulan dan terusan pada tiap menara transmisi dimana sistem perhitungan ini akan digunakan untuk perhitungan pada bab berikutnya .

BAB IV DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA 11 MENARA PADA SAMBARAN TENGAH GAWANG

Bagian ini memaparkan data teknis yang dibutuhkan, perbandingan tegangan surja maksimum petir isolator tiap menara untuk besar dan pengaruh besar arus surja petir terhadap tegangan maksimum pada lengan tiap menara untuk titik sambaran tertentu.

BAB II

IMPEDANSI SURJA KAWAT TANAH DAN MENARA

II.1 UMUM

Saluran transmisi lebih tinggi dibandingkan objek di sekelilingnya, karena itu saluran transmisi memiliki resiko besar untuk terkena sambaran petir. Untuk mengatasi hal tersebut maka saluran transmisi dilengkapi dengan kawat tanah yang diletakkan di atas kawat penghantar dan dihubungkan langsung ke bumi melalui elektroda pembumian yang terpasang pada kaki-kaki menara..

Pada saluran transmisi, kawat-kawat penghantar didukung oleh menara yang bentuknya disesuaikan dengan konfigurasi saluran transmisi tersebut. Jenis-jenis bangunan penopang saluran transmisi yang dikenal adalah menara baja, tiang baja, tiang beton bertulang dan tiang kayu.

Tiang baja atau tiang beton bertulang maupun tiang kayu biasanya digunakan pada saluran yang tegangannya relatif rendah yaitu di bawah 70 kV, sedangkan untuk saluran tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi digunakan menara baja. Menara baja terbuat dari baja yang bagian-bagian kakinya mempunyai pondasi sendiri-sendiri, sedang tiang baja mempunyai satu pondasi untuk semua bagian kakinya. Pada Gambar 2.1 ditunjukkan beberapa bentuk menara baja dan konfigurasi penghantar saluran transmisi.

R S T

S T

R

R S

T

R S

T

S T R R

T S

T1 S1 R1

R1 S1 T1

(a) (b) (c)

(a) Konfigurasi horizontal (b) Konfigurasi delta (c) Saluran ganda

Gambar 2.1 Bentuk menara dan konfigurasi penghantar transmisi hantaran udara

II.2 Teori Gelombang Berjalan

Jika konduktor dihubungkan dengan sumber tegangan, maka seluruh konduktor tersebut tidak langsung bertegangan. Masih diperlukan beberapa saat untuk dapat merasakan tegangan ini pada suatu titik dalam sistem yang mempunyai jarak tertentu dari sumber tegangan tersebut. Proses ini sama dengan peluncuran sebuah gelombang tegangan yang merambat sepanjang konduktor dengan kecepatan tertentu yang disebut juga dengan gelombang berjalan. Gelombang ini akan mengalami perubahan bila mencapai titik peralihan, sehingga terdapat perbedaan dengan gelombang asal.

II.2.1 Gelombang Berjalan pada Titik Peralihan

Bila gelombang berjalan menemui titik peralihan, misalnya: hubungan terbuka, hubungan singkat dan perubahan impedansi, maka sebagian gelombang itu akan dipantulkan dan sebagian lain akan diteruskan ke bagian lain dari titik tersebut seperti ditunjukkan pada gambar 1.(1)

Pada titik peralihan itu sendiri, besar tegangan dan arus bervariasi dari nol sampai dua kali besar tegangan gelombang yang datang.

e₁ e₁"

e₁' z₂

z₁

Gambar 2.2. Perbedaan impedansi pada titik peralihan dimana :

e1 = gelombang datang

e1’ = gelombang pantulan

e1” = gelombang terusan

Misalkan sebuah gelombang datang e1 merambat pada saluran dengan impedansi surja z1 dan

menemui titik peralihan T seperti pada gambar 2. Bila gelombang datang e1 mencapai titik

peralihan, sebagian akan dipantulkan yaitu e1’, dan sebagian lagi akan diteruskan, yaitu

e2’’,...,ek’’,...,en’’ pada kawat z2,...,zk,...,zn.

e₁

e₁' z₁

e

J Z1(p)

Zn(p)

Zn-1(p) Z_k

(p)

Z

2_(p) Zg(p)

T

e'’ n

e'’ n-1

e'’ k

e'’ 2

Z(p) Z0(p) e0

Dimana:

e = tegangan pada titik sambungan J e0 = tegangan pada titik peralihan T

Zk(p) = impedansi seri pada saluran k

Z(p) = impedansi di belakang titik sambungan J Z0(p) = impedansi di belakang titik peralihan T

zk = impedansi surja saluran k

Misalkan titik peralihan itu sebagai pusat koordinat, dan dimisalkan pula semua kawat ideal, maka terdapat hubungan-hubungan :

- gelombang datang : ₁

1

1 _z

i e

= (2.1)

- gelombang pantulan : z1 ' i

' e

1

1 = − _(2.2)

- gelombang terusan : _k

k

k _z

" i

" e

= (2.3)

Jumlah gelombang tegangan dan arus pada titik peralihan :

' 1 1

0 i i

i = + (2.4)

0 0 1 1

0 e e ' Z (p)i

e = + = (2.5)

Substitusi Persamaan (2.1) dan (2.2) ke Persamaan (2.4) dan (2.5) diperoleh :

1 1 1 1 1 1 0

z ' e z e ' i i

i = + = −

) z ' e z e ( Z 1 1 1 1 0 − =

Jadi, (e e ')

z Z ' e

e _{1 1}

1 0 1

1 + = −

Gelombang pantulan : ₁

1 0 1 0 1 e z Z z Z ' e + −

= (2.6)

Dari e₀ =e₁ + e₁' diperoleh ₁

1 0 1 0 1 0 e z Z z Z e e + − + =

Jadi tegangan total : ₁

1 0 0 0 e z Z Z 2 e + = (2.7)

Untuk arus pantulan :

1 1 1 0 1 0 1 1 1 z e z Z z Z z ' e ' i ⋅ + − − = −

= menurut hukum ohm,

1 1 1

z e

i = , maka :

1 1 0 1 0 1 i z Z z Z ' i + − −

= (2.8)

Maka arus total :

1 1 0 1 0 i z Z z 2 i +

= (2.9)

Persamaan-persamaan (2.6) sampai dengan (2.9) disebut sebagai persamaan umum untuk gelombang pantulan dan gelombang terusan.

Dalam hal ini diperoleh :

1 0 1 0 z Z z Z + −

= koefisien pantulan untuk tegangan

1 0 1 0 z Z z Z + −

1 0

0

z Z

Z 2

+ = koefisien terusan atau transmisi untuk tegangan

1 0

1

z Z

z 2

+ = koefisien terusan atau transmisi untuk arus

II.2.2 Bentuk dan Spesifikasi Gelombang

Bentuk gelombang berjalan digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.3 bentuk gelombang impuls Standar IEC (1,2/ 50μs) Spesifikasi dari gelombang berjalan :

a. Puncak gelombang, E (kV), yaitu amplitudo maksimum dari gelombang.

b. Muka Gelombang, t1 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai puncak. Dalam hal

ini diambil dari 30% E sampai 90% E, seperti yang ditunjukkan Gambar 3b. c. Ekorgelombang, yaitu bagian dibelakang puncak.

Panjang gelombang , t2 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50% E pada

ekor gelombang.

d. Polaritas, yaitu polaritas dari gelombang, positif atau negatif. Suatu gelombang berjalan (surja) dinyatakan sebagai:

Rumus Umum bentuk gelombang berjalan secara sistematis dinyatakan dengan persamaan e (t) = E (e-at – e-bt)

dimana: E, a dan b adalah konstanta.

E e

-at

E e

-bt

E e

-at

-

E e

-bt

waktu

Gambar 2.4. Bentuk Gelombang Petir

Untuk bentuk gelombang surja standard IEC 1.2/50 μs koefisien a = 1,426 x 104 /s, dan b = 4,877 x 106 /s .

II.3 Menghitung Impedansi Surja Kawat Tanah.

Perhitungan impedansi surja kawat tanah dibedakan dalam dua keadaan yaitu bila tidak ada korona dan yang kedua bila terjadi korona. Pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) sampai 230 kV biasanya digunakan rumus – rumus tanpa korona sedangkan untuk Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET), 345 kV sampai 765 kV, dan pada Saluran Udara Tegangan Ultra Tinggi (SUTUT), di atas 765 kV selalu dianggap terjadi korona.

(1). Bila tidak terjadi korona :       =

r h

Z t

g

2 ln

        = r a h Z t g 12 2 ln

60 untuk dua kawat tanah (2.11) (2). Bila terjadi korona :

R h r

h

Z t t

g 2 ln . 2 ln 60

= untuk satu kawat tanah (2.12)

2

12

11 Z

Z

Z_g = + untuk dua kawat tanah (2.13) dimana,

Z11 = impedansi surja sendiri dari satu kawat tanah Z12 = impedansi surja bersama antara kedua kawat tanah

= _      12 12 ln 60 a b

(lihat Gambar 2.5)

R = radius amplop korona dari kawat tanah, meter. r = radius kawat tanah tanpa korona, meter. ht = tinggi rata-rata untuk kawat tanah, meter.

Bidang referensi Kawat-kawat bayangan Kawat tanah Kawat fasa 1 2

a1 a2

ht b12 a'1 a'2 1' 2' a12

II.4 Efek Peredaman (Damping Effect) pada Kawat Tanah

Setiap Gelombang yang merambat akan mengalami peredaman yang disebabkan oleh tahanan konduktor yang dilaluinya. Besar efek peredaman (damping effect ) dapat diturunkan sebagai berikut (2).

p dx r v Rdx

i _=∆

     +

= 2 2

Panas Rugi

Dimana dx = panjang konduktor

Pada kawat tanah akan mengalir daya surja sebesar

0 2

i P Surja

Daya = = Z

di 0 Z i 2 P= ∆

Besar daya surja yang hilang pada kawat tanah adalah di 0 Z i 2 -Hilang Yang Surja Daya =

Dan dapat diasumsikan bahwa daya surja yang hilang berubah menjadi panas Surja Daya Rugi Panas Rugi = di iZ dx r v R i ₀ 2 2 2 − =       + di iZ dx r Z R i ₀ 2 0 2 2 − =       + dx r Z Z R i di       + − = 0 0 2 1

A x r Z Z R

i _ +

     + − = 0 0 2 1 ln (2.14)

Dimana A = konstanta integrasi

Untuk x =0 ,maka i = i0 dan A = ln i0

0 0 0 ln 2 1

ln x i

r Z Z

R

i _ +

     + − =             + − = x r Z Z R i i 0 0 0 2 1 exp Sama halnya dengan

            + − = x r Z Z R v v 0 0 0 2 1 exp (2.15)

Dari persamaan ( 2.11 ) dapat disimpulkan bahwa tegangan surja petir akan selalu teredam sebesar             + − = x r Z Z R ₀ 0 2 1 exp µ (2.16)

Oleh Karena r nilainya mendekati tak hingga, maka persamaan menjadi

            − = x Z R 0 2 1 exp µ (2.17)

II.5 Impedansi Surja Menara

Menurut Sargent dan Daveniza, impedansi surja menara dihitung berdasarkan penampang menara transmisi.

Gambar 2.6 Penampang menara transmisi Menara jenis A :

(

)

      + = 2 2 2 2 ln 30 r r h Z_t (2.18) Menara jenis B :

(

s m

)

t Z Z

Z = +

2

1 _(2.19)

60 90

ln

60 −

     +       = h r r h Zs 60 90 ln

60 −

     +       = h b b h Z_m Menara jenis C :

      ₋      

= ln 22 1

r h

Z_t (2.20)

BAB III

DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR

PADA TIAP MENARA TRANSMISI

III.1 UMUM

Ketika petir menyambar kawat tanah, maka gelombang tegangan surja petir akan merambat ke kiri dan ke kanan dari titik sambaran. Gelombang tegangan surja tersebut merambat melalui kawat tanah dan akan menerpa menara menara transmisi. Oleh karena perbedaan besar impedansi kawat tanah dan tahanan kaki menara, maka akan timbul pantulan tegangan dari kaki menara ke puncak menara. Dan oleh karena perbedaan besar impedansi surja menara dengan besar impedansi surja kawat tanah, maka akan timbul pantulan tegangan dari puncak menara ke kaki menara. Dengan kata lain akan timbul pantulan pantulan tegangan pada menara yang mengakibatkan naiknya tegangan surja petir pada isolator menara. Besar tegangan yang dipikul oleh menara adalah tidak sama, bergantung pada titik sambaran, Impedansi surja menara, dan tahanan kaki menara.

III.2 Distribusi Arus Surja Pada Terminal Bercabang Dua

Untuk menghitung distribusi arus puncak pada menara, perlu dilakukan analisa rangkaian impedansi surja bercabang dua, yang dapat diturunkan dengan analisis berikut ini.

Seperti teori gelombang berjalan yang telah dibahas sebelumnya, yang menyatakan bahwa gelombang akan terbagi jika menjumpai perubahan impedansi, Untuk analisis ini, maka gelombang juga akan terbagi setelah menjumpai titik percabangan antara kawat tanah dan menara seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 dibawah ini.

Ig=f Is Is

It=h Is Ir = gIs

Zg

Zt

Zg

Kawat Tanah

Menara Kawat Tanah

Vs Vg

Vt Vr

Gambar 3.1 Rangkaian titik cabang kawat tanah dan menara Dimana ;

Vs = Tegangan surja pada kawat tanah

Vr = Tegangan surja pantulan dari titik percabangan

Vg = Tegangan surja terusan ke kawat tanah berikutnya

Vt = Tegangan surja terusan ke menara dari titik percabangan

Is = Arus surja pada kawat tanah

Ir = Arus surja pantulan dari titik percabangan

Ig = Arus surja terusan ke kawat tanah berikutnya dari titik percabangan

It = Arus surja terusan ke menara dari titik percabangan

Zg = Impedansi surja kawat tanah

Zt = Impedansi surja menara

Dari gambar diatas dapat dinyatakan persamaan

r s g

t V V V

V = = + (i)

r s g

t

I

I

I

I

+

=

+

(ii)

Dimana

t t t

Z V

I = ,

g g g

Z V I =

g s s

Z V

I = ,

g r r

Z V

I =−

Dengan mensubstitusi nilai It , Ig , Is,dan Ir maka persamaan (ii ) menjadi

g r g s g g t t Z V Z V Z V Z

V _{+ = −}

Dengan membagi persamaan (i) dengan Zg maka persamaan (i) menjadi

g r g s g t Z V Z V Z

V _{= +}

Dengan menjumlahkan kedua persamaan diatas maka :

g s g g t t Z V Z V Z

V ₊2 ₌ 2

oleh karena Vt=Vg, maka :

g s g t t g t Z V Z Z Z Z

V 2 _= 2

      +

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa,

s t g t t g V Z Z Z V

V _

      + = = 2 2 (3.1)

Dari Persamaan diatas, Maka dapat diturunkan persamaan arus yang terdistribusi ke menara dan kawat tanah berikutnya yang dapat diturunkan sebagai berikut.

s t g t g V Z Z Z

V _

      + = 2 2 g s t g t g

g I Z

Z Z

Z Z

I _

      + = 2 2 s s t g t

g I fI

Z Z

Z

I _ =

      + = 2 2

Dimana t g t Z Z Z f 2 2 +

= (3.2)

Untuk distribusi Arus ke menara

s t g t t V Z Z Z

V _

      + = 2 2 g s t g t t

t I Z

Z Z

Z Z

I _

      + = 2 2 s s t g g

t I hI

Z Z

Z

I _ =

      + = 2 2

Dimana _

      + = t g g Z Z Z h 2 2 (3.3) Dari persamaan (i) dapat diturunkan arus pantulan ke kawat tanah sebelumnya

s g

r V V

V = −

s t g s t r V Z Z V Z V − + = 2 2 s t g t g s t g t r V Z Z Z Z V Z Z Z V 2 2 2 2 + + − + = s t g g r V Z Z Z V 2 + − = g s t g g g

r I Z

Z Z Z Z I 2 + − =

Maka besar arus pantulan ke kawat tanah sebelumnya adalah

s s t g

g

r I gI

Z Z Z I = + − = 2 t g g Z Z Z g 2 + − = (3.4)

III.3 Distribusi Arus Surja Pada Menara Transmisi

Untuk Menentukan Distribusi Arus Puncak Pada Tiap Menara, Diperlukan langkah-langkah sebagai berikut.

1. Menentukan Impedansi Surja Kawat Tanah 2. Menentukan Impedansi Surja Menara

3. Menentukan Efek Peredaman (damping effect) Pada Kawat Tanah 4. Menentukan Koefisien terusan h dan f

5. Menentukan Distribusi arus pada tiap menara

Ketika Sambaran petir menyambar kawat tanah dengan arus surja petir Ia, maka gelombang surja akan merambat ke kiri dan ke kanan titik sambaran, Oleh karena menyambar kawat tanah yang mempunyai impedansi surja yang sama besar,maka gelombang terbagi dua sama besar (dalam hal ini ditinjau rambatan gelombang ke kanan).

Rambatan gelombang tersebut akan menemui titik percabangan impedansi surja yaitu impedansi surja kawat tanah berikutnya dan impedansi surja menara transmisi. Sesuai dengan sifat gelombang surja yaitu akan pecah apabila menemui perbedaan impedansi, maka gelombang tersebut akan pecah setelah menemui titik percabangan impedansi. Gelombang tersebut akan ada yang diteruskan ke kawat tanah selanjutnya, ke menara dan dipantulkan ke kawat tanah sebelumnya.

Pada titik cabang besar arus surja yang terdistribusi ke kawat menara 1 adalah h₁I_s dan yang terdistribusi ke kawat tanah selanjutnya adalah f₁I_s. Oleh karena kawat tanah yang cukup panjang, maka gelombang surja yang mengalir akan teredam dengan faktor µ1. Sehingga

gelombang surja yang sampai pada ujung kawat tanah tersebut akan berubah sebesar

µ

₁f₁I_s. Gelombang sebesar

µ

₁f₁I_sini akan terdistribusi juga ke menara 2, kawat tanah selanjutnya, dan dipantulkan ke kawat tanah sebelumnya sepertlihalnya pada menara 1. Besar gelombang yang terdistribusi ke menara 2 adalah h₂

µ

₁f₁I_sdan yang terdistribusi ke kawat tanah berikutnya adalah

µ

₁f₁f₂I_s. Setelah gelombang teredam, maka gelombang tersebut menjadi

µ

₁

µ

₂f₁f₂I_s. Pada titik cabang maka menara 3 akan memikul gelombang surja sebesar h₃

µ

₁

µ

₂ f₁f₂I_s. Peristiwa yang sama akan dialami oleh menara menara berikutnya hingga didapat bahwa untuk menara ke n diperoleh

30

MENARA 1 MENARA 2 MENARA 3 MENARA 4 MENARA n

S

a I

I =2

s

T hI

I = ₁

s

I f₁

s

I

µ11Ifs

s T h fI I = ₂µ₁₁

s I f f12 1

µ

s

I f f₁₂

2 1µ

µ µ1µ2f1f2f3Is µ1µ2µ3f1f2f3Is

s T h ffI I = 3µ1µ212

s I f f f

f₁₂₃₄

3 2 1µµ

µ (µ1µ2µ3....µ_n−1µ_n)(f1f2f3....f_n−1f_n)I_s

s T h ff If

I =41µµ2µ3123

1

µ

_µ

₂

_µ

₃

_µ

_n−1

s n n n n n

T h fff f f I

I = (µ1µ2µ3....µ−1µ) (123....−1 )

G am b ar 3. 2 D is tr ib us i a rus s ur ja pa da tia p me n a ra Universitas Sumatera Utara

Tabel. 3.1 Distribusi Arus Puncak Pada Tiap Menara Transmisi Menara _{Arus Puncak Surja Pikulan Menara (}

T

I ) 1

a

I h₁ 2 1

2

a

I f h_{2 1 1} 2

1

µ

3

a

I f f

h_{3 1 2 1 2}

2

1

_µ

_µ

4

a

I f f f

h_{4 1 2 3 1 2 3}

2

1

_µ

_µ

_µ

n

a n n n

n

n f f f f I

h ( ... )( ... )

2 1

1 2 1 1

2

1

µ

µ

−

µ

−

µ

Dimana,

In = Arus Surja pada menara ke-n

h = Faktor terusan gelombang ke menara

µ = Faktor peredaman gelombang pada kawat tanah Is = Arus surja pada kawat tanah titik sambaran Ia = Arus surja petir yang menyambar

III.4 Menentukan Tegangan Pada Isolator Menara

Langkah-langkah perhitungan tegangan lengan menara adalah sebagai berikut: 1. Menghitung Impedansi Surja Kawat Tanah.

2. Menghitung Koefisien Terusan a pada Puncak Menara untuk Gelombang yang Datang dari Dasar Menara.

Koefisien terusan a dihitung dari persamaan :

t g

g

Z Z

Z a

2 2

+

= (3.6)

3. Menghitung Koefisien Pantulan b pada Puncak Menara untuk Gelombang yang Datang dari Dasar Menara.

Koefisien pantulan adalah :

1

− =a

b (3.7)

4. Menghitung Tegangan Puncak Pada Menara. Tegangan pada puncak menara adalah :

kV I Z

e₀ = _{t n} (3.8)

dimana : n

I = arus surja petir yang menerpa menara ke n, kA 5. Menentukan Tahanan Kaki Menara

6. Menghitung Koefisien Pantulan d pada Dasar Menara untuk Gelombang yang Datang dari Puncak Menara.

Koefisien pantulan d dihitung dari :

t t Z R

Z R d

+ −

= (3.9)

dimana:

R = Tahanan Kaki Menara Zt = Impedansi Surja Menara

Berikut adalah diagram tangga pada menara untuk menentukan tegangan pada isolator menara

0 Waktu (μs)

d

e0{e-a(t1)- e-b(t1)}

Puncak

Menara Dasar

Menara

d e0{e-a(t2-2tb)- e-b(t2-2tb)}

b d e0{e-a(t3-(2tb+2ta))- e-b(t3-(2tb+2ta))}

b d2 e0{e-a(t4-(4tb+2ta))- e-b(t4-(4tb+2ta))}

b2 d2 e0{e-a(t5-(4tb+4ta))- e-b(t5-(4tb+4ta))}

b2 d3 e0{e-a(t6-(6tb+4ta))- e-b(t6-(6tb+4ta))} b3 d3 e0{e-a(t7-(6tb+5ta))- e-b(t7-(6tb+5ta))} b3 d4 e0{e-a(t8-(6tb+6ta))- e-b(t8-(6tb+6ta))}

tp

tb

2tb 2tb+ta

2tb+2ta

3tb+2ta

4tb+2ta 4tb+3ta 4tb+4ta

5tb+4ta

6tb+4ta 6tb+5ta 6tb+6ta 7tb+6ta

Lengan Menara

R

e0(e-at - e-bt) ta tb

b a

b d e0{e-a(t3-(2tb+ta))- e-b(t3-(2tb+ta))}

b d2 e0{e-a(t4-(4tb+3ta))- e-b(t4-(4tb+3ta))}

Dimana :

ta = waktu yang dibutuhkan gelombang dari puncak menara untuk sampai ke isolator

menara ataupun sebaliknya

tb = waktu yang dibutuhkan gelombang dari isolator untuk sampai ke kaki menara

ataupun sebaliknya

tp = panjang gelombang surja

Tegangan isolator menara dihitung berdasarkan pada Persamaan (3.4) yang diperoleh dari diagram tangga Gambar 3.3

.... ... ... ... + } e -{e e d b + } e -{e e d b + } e -{e e d b + } e -{e e d b + } e -) {e e d b + } e -{e e d b + )} e -{e e d b + } e -{e e d + } e -{e e = Vi )) 6t + (8t -b(t -)) 6t + (8t -a(t -0 4 4 )) 6t + (8t -b(t -)) 6t + (8t -a(t -0 4 3 )) 6t + (6t -b(t -)) 6t + (6t -a(t -0 3 3 )) 4t + (6t -b(t -)) 4t + (6t -a(t -0 3 2 )) 4t + (4t -b(t -) 4t + (4t -a(t -0 2 2 )) 2t + (4t -b(t -)) 2t + (4t -a(t -0 2 ) 2t + (2t -b(t -)) 2t + (2t -a(t -0 2tb) --b(t ) 2 -a(t 0 -b(t1) ) -a(t 0 a b 9 a b 9 a b 8 a b 8 a b 7 a b 7 a b 6 a b 6 a b 5 a b 5 a b 4 a b 4 a b 3 b b 3 2 2

1 − tb

(3.4) Karena b biasanya cukup kecil, maka suku-suku yang mengandung 3

b dan lebih tinggi dapat diabaikan. Jadi Persamaan (3.4) setelah diatur menjadi :

... ... ... ... } e -{e e d b + } e -) {e e d b + } e -{e e d b + )} e -{e e d b + } e -{e e d + } e -{e e = Vi )) 4t + (6t -b(t -)) 4t + (6t -a(t -0 3 2 )) 4t + (4t -b(t -) 4t + (4t -a(t -0 2 2 )) 2t + (4t -b(t -)) 2t + (4t -a(t -0 2 ) 2t + (2t -b(t -)) 2t + (2t -a(t -0 2tb) --b(t ) 2 -a(t 0 ) -b(t ) -a(t 0 a b 6 a b 6 a b 5 a b 5 a b 4 a b 4 a b 3 b b 3 2 2 1 1 +

−tb

BAB IV

PERHITUNGAN DISTRIBUSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA

MENARA 70 SAMPAI 80 PADA SAMBARAN TENGAH GAWANG

IV.1 UMUM

Telah dipaparkan pada bab II dan III analisa sistem perhitungan distribusi tegangan surja petir pada tiap menara. Untuk itu, dapat diselesaikan perhitungan distribusi tegangan pada menara 70 sampai 80 untuk titk sambaran kawat tanah tengah gawang antara menara 69 dan 70.

Data Teknis yang dibutuhkan 1. Kawat Tanah

Jenis : ACSR Jumlah : 2 buah Radius : 12,5 mm2

2. Jenis Menara

Tabel 4.1. Konstruksi Tiap Menara Menara

Jenis Menara

Tinggi

menara(m) Antara Menara Jarak (m) Menara 70 Bb-3 28,2 Menara 69-70 235,5 Menara 71 Cc-3 28,2 Menara 70-71 495,4 Menara 72 Bb-3 28,2 Menara 71-72 507,7 Menara 73 Dd+0 31,2 Menara 72 -73 333,7 Menara 74 Dd+0 31,2 Menara 74-75 451,3 Menara 75 Cc-3 28,2 Menara 75-76 337 Menara 76 Dd+9 40,2 Menara 76-77 345,5 Menara 77 Dd+0 31,2 Menara 77-78 370,4 Menara 78 Aa+0 32,8 Menara 78-79 369,6 Menara 79 Cc+3 34,2 Menara 79-80 355,1 Menara 80 Aa+3 35,8 Menara 80-81 413,4

Gambar konstruksi Menara lengkap beserta ukuran – ukurannya diberikan pada lampiran 3. Tahanan Kaki Menara

Menara 70 : 19,8 Ω Menara 76 : 63,5 Ω Menara 71 : 32,8 Ω Menara 77 : 28,0 Ω Menara 72 : 19,0 Ω Menara 78 : 44,0 Ω Menara 73 : 35,5 Ω Menara 79 : 26,0 Ω Menara 74 : 29,3 Ω Menara 80 : 22,3 Ω Menara 75 : 29,3 Ω

4. Panjang kawat tanah

Menara 70-71 : 495,4 m Menara 71-72 : 507,7 m Menara 72-73 : 333,7 m Menara 73-74 : 475,5 m Menara 74-75 : 451,3 m Menara 75-76 : 337,0 m Menara 76-77 : 345,5 m Menara 77-78 : 370,4 m Menara 78-79 : 369,6 m Menara 79-80 : 355,1 m

IV.2. Perhitungan Parameter

IV.2.1. Perhitungan Impedansi Surja Kawat Tanah

Menurut persamaan 2.11 ,Impedansi surja kawat tanah dapat dihitung dengan formula: 

   

   =

r a

h

Z t

g

12 2 ln 60

Dimana radius kawat tanah (r) = 12,5 mm

Oleh nilai ht bergantung pada tinggi menara, maka impedansi surja menara dihitung seksi per seksi. Dimana hasilnya ditunjukkan pada tabel berikut

Tabel 4.2.Hasil Perhitungan impedansi surja kawat tanah Menara ht (m) a12 (m) x (m) Zg (ohm) Menara 70 28,2 6,2 235,5 318,6724698 Menara 71 28,2 7,1 495,4 314,606105

Menara 72 28,2 6,2 507,7 318,6724698 Menara 73 31,2 6,6 333,7 322,8626261 Menara 74 31,2 6,6 451,3 322,8626261 Menara 75 28,2 7,1 337 314,606105 Menara 76 40,2 6,6 345,5 338,0695601 Menara 77 31,2 6,6 370,4 322,8626261 Menara 78 32,8 5,5 369,6 331,332898 Menara 79 34,2 7,1 355,1 326,180325 Menara 80 35,8 5,5 413,4 336,5840607

IV.2.2. Perhitungan Impedansi Surja Menara

Dari Persamaan 2.17 , Impedansi surja menara dihitung dengan

(

)

   



 +

=

2 2 2

2 ln 30

r r h Z_t

Hasil Perhitungan impedansi surja menara adalah sebagai berikut

Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Impedansi Surja Menara

Menara h (m) 2r ( m) Zt (Ω)

Menara 70 28,2 6,9 147.074952

Menara 71 28,2 6,9 147.074952

Menara 72 28,2 6,9 147.074952

Menara 73 31,2 7,3 149.7404618

Menara 74 31,2 7,3 149.7404618

Menara 75 28,2 7,3 143.7203495

Menara 76 40,2 8,2 157.9228419

Menara 77 31,2 7,3 149.7404618

Menara 78 32,8 7,3 152.7216738

Menara 79 34,2 7,7 152.033056

IV.2.3. Perhitungan efek peredaman

Menurut Persamaan 2.17, efek peredaman dihitung dengan                 − = x Z R g 2 1 exp µ

Oleh karena pada saluran transmisi dilindungi oleh dua kawat tanah maka resistansi total kawat tanah adalah 0,5 dari resistansi kawat tanah. Untuk resistansi kawat tanah sebesar

A l R 2 ρ =

Maka untuk 2 kawat tanah, maka resistansi total kawat tanah adalah A

l R_t =0,5ρ

Dimana ρ =2,63x10−8ohmmeter

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Efek Peredaman

R (Ω/m) Zg (Ω) x (m) α

6,45417E-12 318,6724698 235,5 0,9999 6,45417E-12 314,606105 495,4 0,9998 6,45417E-12 318,6724698 507,7 0,9998 6,45417E-12 322,8626261 333,7 0,9998 6,45417E-12 322,8626261 451,3 0,9998

6,45417E-12 314,606105 337 0,9998

6,45417E-12 338,0695601 345,5 0,9998 6,45417E-12 322,8626261 370,4 0,9998 6,45417E-12 331,332898 369,6 0,9998 6,45417E-12 326,180325 355,1 0,9998 6,45417E-12 336,5840607 413,4 0,9998

IV.2.4. Perhitungan koefisien h dan f

Menurut Persamaan (3.3) dan (3.4) nilai koefisien h dan f ditentukan dengan persamaan

t g t Z Z Z f 2 2 +

= dan _

      + = t g g Z Z Z h 2 2

Oleh karena Impedansi surja kawat tanah dan menara berbeda, maka koefisien h dan f berbeda juga di tiap menara.

Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Koefisien h dan f Menara Koefisien h Koefisien f Menara 70 0,812504816 0,47999211 Menara 71 0,810540533 0,483198358 Menara 72 0,812504816 0,47999211 Menara 73 0,808343669 0,486755821 Menara 74 0,808343669 0,486755821 Menara 75 0,810540533 0,483198358 Menara 76 0,800758454 0,498813227 Menara 77 0,808343669 0,486755821 Menara 78 0,80936383 0,485107547 Menara 79 0,80445154 0,492985924 Menara 80 0,806695665 0,489405011

IV.2.5. Perhitungan Distribusi Arus dan Tegangan Surja Pada Tiap Menara

Seperti yang telah dipaparkan pada bab III , perhitungan distribusi tegangan surja petir dapat ditentukan dengan formula yang dipaparkan pada tabel 3.1. dimana arus puncak petir adalah 60 kA

In = h_n( ... _{n n} )(f f ...f_n f_n )I_a 2

1

1 2 2 1 1 2 2

1

µ

µ

−

µ

− − −

µ

Dimana ;

In = Arus Pada Menara ke n dari titik sambaran Ia = Arus Kilat

Maka dapat dihitung besar tegangan puncak pada tiap menara, dimana

I Z

Tabel 4.6. Hasil Perhitungan distribusi arus dan tegangan pada tiap menara Menara In (Nilai puncak,kA) e0 (kV)

Menara 70 24,37514448 3584,973204 Menara 71 11,67154051 1716,591261 Menara 72 5,652303502 831,3122664 Menara 73 2,699210831 413,2489022 Menara 74 1,313705912 201,1282407 Menara 75 0,641118335 94,29244833 Menara 76 0,306049671 51,48803901 Menara 77 0,154103631 23,5932501 Menara 78 0,075096893 11,72136085 Menara 79 0,0362084 5,741846883 Menara 80 0,017900538 2,887496762

IV.3. Perhitungan Tegangan Isolator

Cara menghitungan tegangan pada isolator telah dijelaskan pada subbab 3.4 Berikut hasil perhitungannya untuk arus puncak petir = 60 kA

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Parameter Parameter Menara Menara a b e0 (kV) R (ohm) Zt d Menara 70 0,8125048 -0,1875 3584,97 19,8 147,075 -0,7627 Menara 71 0,8105405 -0,1895 1716,59 32,8 147,075 -0,6353 Menara 72 0,8125048 -0,1875 831,312 19 147,075 -0,7712 Menara 73 0,8083437 -0,1917 413,249 35,5 153,1 -0,6235 Menara 74 0,8083437 -0,191 201,128 29,3 153,1 -0,678 Menara 75 0,8105405 -0,1895 94,2924 29,3 147,075 -0,6678 Menara 76 0,8007585 -0,1992 51,488 63,5 168,234 -0,452 Menara 77 0,8083437 -0,1917 23,5933 28 153,1 -0,6908 Menara 78 0,8093638 -0,1906 11,7214 44 156,083 -0,5602 Menara 79 0,8044515 -0,1955 5,74185 26 158,578 -0,7183 Menara 80 0,8066957 -0,1933 2,8875 22,3 161,308 -0,7571

Untuk menganalisa tegangan pada lengan tiap menara, yang pertama kali yang harus dilakukan adalah menentukan ta dan tb dimana

ta = waktu yang dibutuhkan gelombang dari puncak menara untuk sampai ke isolator

menara ataupun sebaliknya

tb = waktu yang dibutuhkan gelombang dari isolator untuk sampai ke kaki menara

ataupun sebaliknya

perhitungan dianalisa menara per menara, hal ini disebabkan oleh karena konstruksi menara yang berbeda beda

c

x

t i

a =

dan c

x x

t i

b

− =

Dimana

c = kecepatan rambat gelombang (dalam hal ini 3 x 108 m/s) xi = Jarak puncak menara dengan isolator paling tinggi x = Tinggi menara

Tabel 4.8. Hasil Perhitungan ta dan tb pada tiap menara

Menara Xi(m) ta(mikro sekon) x (m) tb (mikro sekon)

Menara 70 4 0,02 28,2 0,08

Menara 71 4 0,02 28,2 0,08

Menara 72 4 0,02 28,2 0,08

Menara 73 4 0,02 31,2 0,1

Menara 74 4 0,02 31,2 0,1

Menara 75 4 0,02 28,2 0,1

Menara 76 4 0,02 40,2 0,12

Menara 77 4 0,02 31,2 0,1

Menara 78 2,8 0,02 32,8 0,1

Menara 79 4 0,02 34,2 0,1

1. Tegangan isolator pada Menara no.70

Dengan menggunakan persamaan 3.4 , maka dapat ditentukan tegangan isolator sebagai berikut.

Tabel 4.9. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 70

t (mikro

detik) d suku 1 Suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi(kV)

0 -0.7627 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.7627 0.0929613 0 0 0 0 0 333.263501

0.04 -0.7627 0.1772755 0 0 0 0 0 635.52737

0.06 -0.7627 0.2537467 0 0 0 0 0 909.674258

0.08 -0.7627 0.3231042 0 0 0 0 0 1158.31876

0.1 -0.7627 0.3860095 0 0 0 0 0 1383.83234

0.12 -0.7627 0.4430625 0 0 0 0 0 1588.36593

0.14 -0.7627 0.4948076 0 0 0 0 0 1773.87047

0.16 -0.7627 0.5417383 0 0 0 0 0 1942.11546

0.18 -0.7627 0.5843022 -0.0709016 0 0 0 0 1840.5258

0.2 -0.7627 0.6229055 -0.135208 0 0 0 0 1748.38068

0.22 -0.7627 0.6579164 -0.1935326 0.013294048 0 0 0 1712.46064

0.24 -0.7627 0.689669 -0.2464316 0.025351505 0 0 0 1679.87718

0.26 -0.7627 0.7184662 -0.2944094 0.036287362 0 0 0 1650.32004

0.28 -0.7627 0.744583 -0.3379238 0.046205916 0 0 0 1623.5078

0.3 -0.7627 0.7682685 -0.3773898 0.055201765 0 0 0 1599.1852

0.32 -0.7627 0.7897489 -0.4131838 0.063360713 0 0 0 1577.12075

0.34 -0.7627 0.8092291 -0.4456473 0.070760582 0 0 0 1557.10446

0.36 -0.7627 0.8268952 -0.47509 0.077471959 0 0 0 1538.94586

0.38 -0.7627 0.8429159 -0.5017928 0.083558867 -0.0101394 0 0 1486.12287

0.4 -0.7627 0.8574442 -0.5260105 0.089079375 -0.0193356 0 0 1438.20931

0.42 -0.7627 0.8706189 -0.5479742 0.094086152 -0.0276764 0.00190113 0 1401.56415

0.44 -0.7627 0.8825658 -0.5678934 0.098626971 -0.0352413 0.00362542 0 1368.32385

0.46 -0.7627 0.8933991 -0.5859584 0.10274516 -0.0421024 0.00518932 0 1338.17179

0.48 -0.7627 0.9032224 -0.6023415 0.106480021 -0.0483252 0.00660773 0 1310.82079

0.5 -0.7627 0.9121295 -0.617199 0.109867198 -0.0539691 0.0078942 0 1286.01038

0.52 -0.7627 0.9202057 -0.630673 0.112939023 -0.0590879 0.00906098 0 1263.50432

0.54 -0.7627 0.9275283 -0.642892 0.11572482 -0.0637303 0.01011921 0 1243.08833

0.58 -0.7627 0.9401863 -0.664021 0.120542248 -0.0717595 0.01194944 -0.00145 1202.56901 0.6 -0.7627 0.9456429 -0.6731329 0.122619884 -0.0752228 0.01273891 -0.0027651 1182.61303 0.62 -0.7627 0.9505895 -0.6813955 0.124503943 -0.0783637 0.01345491 -0.0039579 1164.51014 0.64 -0.7627 0.9550734 -0.6888877 0.126212424 -0.0812123 0.01410427 -0.0050397 1148.08801 0.66 -0.7627 0.9591377 -0.6956812 0.127761654 -0.0837957 0.0146932 -0.0060209 1133.19035 0.68 -0.7627 0.9628215 -0.7018409 0.129166443 -0.0861386 0.01522731 -0.0069108 1119.6754

0.7 -0.7627 0.96616 -0.7074258 0.130440221 -0.0882633 0.0157117 -0.0077179 1107.41458 0.72 -0.7627 0.9691854 -0.7124894 0.131595172 -0.0901902 0.01615099 -0.0084499 1096.29127 0.74 -0.7627 0.9719269 -0.7170801 0.132642345 -0.0919376 0.01654937 -0.0091138 1086.1997 0.76 -0.7627 0.9744108 -0.7212418 0.133591762 -0.0935222 0.01691066 -0.009716 1077.04392 0.78 -0.7627 0.976661 -0.7250146 0.134452514 -0.0949592 0.01723829 -0.0102621 1068.73691 0.8 -0.7627 0.9786993 -0.7284345 0.135232846 -0.0962622 0.01753541 -0.0107573 1061.19975 0.82 -0.7627 0.9805455 -0.7315343 0.135940236 -0.0974438 0.01780484 -0.0112065 1054.36084 0.84 -0.7627 0.9822173 -0.7343439 0.136581467 -0.0985152 0.01804917 -0.0116139 1048.15527 0.86 -0.7627 0.983731 -0.7368902 0.137162691 -0.0994868 0.01827072 -0.0119833 1042.52413 0.88 -0.7627 0.9851013 -0.7391977 0.137689487 -0.1003676 0.01847161 -0.0123184 1037.414

0.9 -0.7627 0.9863416 -0.7412886 0.138166918 -0.1011663 0.01865377 -0.0126222 1032.77645 0.92 -0.7627 0.9874638 -0.7431831 0.138599574 -0.1018904 0.01881893 -0.0128978 1028.56752 0.94 -0.7627 0.9884791 -0.7448993 0.138991618 -0.1025469 0.01896868 -0.0131476 1024.74736 0.96 -0.7627 0.9893973 -0.746454 0.139346827 -0.1031421 0.01910446 -0.0133743 1021.27981 0.98 -0.7627 0.9902274 -0.747862 0.139668627 -0.1036816 0.01922755 -0.0135798 1018.13209 1 -0.7627 0.9909777 -0.7491372 0.139960123 -0.1041707 0.01933914 -0.0137661 1015.27445

2. Tegangan isolator pada Menara 71

Tabel 4.10. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 71

t (mikro

detik) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.6353 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.6353 0.0929611 0 0 0 0 0 159.576452

0.04 -0.6353 0.1772755 0 0 0 0 0 304.309361

0.06 -0.6353 0.2537466 0 0 0 0 0 435.579024

0.08 -0.6353 0.3231041 0 0 0 0 0 554.637389

0.1 -0.6353 0.3860094 0 0 0 0 0 662.619981

0.12 -0.6353 0.4430625 0 0 0 0 0 760.556735

0.16 -0.6353 0.5417382 0 0 0 0 0 929.942505

0.18 -0.6353 0.5843022 -0.0590583 0 0 0 0 901.628399

0.2 -0.6353 0.6229054 -0.1126231 0 0 0 0 875.945558

0.22 -0.6353 0.6579163 -0.1612053 0.01119155 0 0 0 871.860605

0.24 -0.6353 0.6896689 -0.2052681 0.02134208 0 0 0 868.153304

0.26 -0.6353 0.7184662 -0.2452318 0.03054839 0 0 0 864.788537

0.28 -0.6353 0.7445829 -0.2814776 0.0388983 0 0 0 861.734451

0.3 -0.6353 0.7682685 -0.3143513 0.04647142 0 0 0 858.962156

0.32 -0.6353 0.7897488 -0.3441663 0.05334001 0 0 0 856.445448

0.34 -0.6353 0.8092291 -0.3712072 0.05956956 0 0 0 854.160561

0.36 -0.6353 0.8268952 -0.3957318 0.06521951 0 0 0 852.085938

0.38 -0.6353 0.8429159 -0.4179743 0.07034376 -0.00711 0 0 837.997085

0.4 -0.6353 0.8574442 -0.4381467 0.07499118 -0.013558 0 0 825.216492

0.42 -0.6353 0.8706188 -0.4564416 0.07920612 -0.019407 0.0013473 0 815.935342

0.44 -0.6353 0.8825657 -0.4730336 0.08302879 -0.024712 0.0025693 0 807.51532

0.46 -0.6353 0.8933990 -0.488081 0.08649568 -0.029523 0.0036777 0 799.876349

0.48 -0.6353 0.9032223 -0.5017274 0.08963986 -0.033886 0.0046829 0 792.9458

0.5 -0.6353 0.9121295 -0.5141032 0.09249134 -0.037844 0.0055946 0 786.657797

0.52 -0.6353 0.9202057 -0.5253265 0.09507735 -0.041434 0.0064215 0 780.95259

0.54 -0.6353 0.9275283 -0.5355045 0.09742256 -0.044689 0.0071715 0 775.775984

0.56 -0.6353 0.9341673 -0.5447343 0.09954938 -0.047641 0.0078517 0 771.078826

0.58 -0.6353 0.9401862 -0.5531042 0.10147810 -0.050319 0.0084686 -0.000856 765.347185

0.6 -0.6353 0.9456429 -0.560694 0.10322715 -0.052748 0.0090281 -0.001632 760.146647

0.62 -0.6353 0.9505894 -0.5675764 0.10481324 -0.054950 0.0095355 -0.002336 755.427823

0.64 -0.6353 0.9550734 -0.5738172 0.10625152 -0.056948 0.0099957 -0.002971 751.145919

0.66 -0.6353 0.9591377 -0.5794759 0.10755573 -0.058759 0.0104131 -0.003554 747.260306

0.68 -0.6353 0.96282147 -0.5846067 0.10873835 -0.060402 0.0107916 -0.004079 743.734134 0.7 -0.6353 0.96616 -0.5892587 0.10981067 -0.061892 0.0111349

-0.00455610.0045561 740.533977

0.72 -0.6353 0.9691854 -0.5934765 0.11078297 -0.063243 0.0114463 -0.0049882 737.62952

0.74 -0.6353 0.9719268 -0.5973003 0.11166453 -0.064469 0.0117286 -0.0053801 734.993266 0.76 -0.6353 0.9744107 -0.6007669 0.11246379 -0.065580 0.0119846 -0.0057356 732.600274

0.8 -0.6353 0.9786993 -0.6067581 0.11384533 -0.067501 0.0124274 -0.0063503 728.455699 0.82 -0.6353 0.9805454 -0.6093402 0.11444084 -0.068330 0.0126184 -0.0066155 726.664988

0.84 -0.6353 0.9822173 -0.6116805 0.11498066 -0.069081 0.0127915 -0.006856 725.038914

0.86 -0.6353 0.9837310 -0.6138014 0.11546996 -0.069762 0.0129485 -0.007074 723.562165

0.88 -0.6353 0.9851013 -0.6157235 0.11591345 -0.070380 0.0130909 -0.0072718 722.220858

0.9 -0.6353 0.9863415 -0.6174651 0.11631537 -0.070940 0.0132200 -0.0074512 722.221

0.92 -0.6353 0.9874638 -0.6190431 0.11667960 -0.071448 0.0133370 -0.0076139 720.003

0.94 -0.6353 0.9884790 -0.6204727 0.11700964 -0.071908 0.0134432 -0.0077614 718.889381 0.96 -0.6353 0.9893972 -0.6217677 0.11730867 -0.072325 0.0135394 -0.0078952 717.975068 0.98 -0.6353 0.9902274 -0.6229406 0.11757958 -0.072704 0.0136266 -0.0080165 717.143895

1 -0.6353 0.9909777 -0.6240027 0.11782497 -0.073047 0.0137057 -0.0081265 716.388131

3.Tegangan isolator pada Menara 72

Tabel 4.11 Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 72

t (mikro

detik) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.7712 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.7712 0.092961 0 0 0 0 0 77.279851

0.04 -0.7712 0.177275 0 0 0 0 0 147.37125

0.06 -0.7712 0.253746 0 0 0 0 0 210.94266

0.08 -0.7712 0.323104 0 0 0 0 0 268.60037

0.1 -0.7712 0.386009 0 0 0 0 0 320.89429

0.12 -0.7712 0.443062 0 0 0 0 0 368.32321

0.14 -0.7712 0.494807 0 0 0 0 0 411.33951

0.16 -0.7712 0.541738 0 0 0 0 0 450.35352

0.18 -0.7712 0.584302 -0.0716918 0 0 0 0 426.13921

0.2 -0.7712 0.622905 -0.1367149 0 0 0 0 404.17607

0.22 -0.7712 0.657916 -0.1956894 0.01344220 0 0 0 395.42945

0.24 -0.7712 0.689668 -0.2491779 0.02563403 0 0 0 387.49535

0.26 -0.7712 0.718662 -0.2976905 0.03669177 0 0 0 380.29822

0.28 -0.7712 0.744582 -0.3416898 0.04672086 0 0 0 373.76952

0.3 -0.7712 0.768268 -0.3815956 0.05581696 0 0 0 367.84711

0.32 -0.7712 0.789748 -0.4177886 0.06406684 0 0 0 362.47459

0.36 -0.7712 0.826895 -0.4803847 0.07833535 0 0 0 353.17948

0.38 -0.7712 0.842915 -0.5073851 0.08449009 -0.0103666 0 0 340.55054

0.4 -0.7712 0.857444 -0.5318727 0.09007213 -0.0197689 0 0 329.09538

0.42 -0.7712 0.870618 -0.5540812 0.09513470 -0.02829669 0.00194374 0 320.32072

0.44 -0.7712 0.882565 -0.5742224 0.09972613 -0.0360311 0.00370668 0 312.36138

0.46 -0.7712 0.893399 -0.5924887 0.10389021 -0.04304604 0.00530563 0 305.14156

0.48 -0.7712 0.903222 -0.6090543 0.1076667 -0.0494083 0.00675583 0 298.59249

0.5 -0.7712 0.912129 -0.6240775 0.11109162 -0.0551787 0.00807113 0 292.65179

0.52 -0.7712 0.920205 -0.6377016 0.11419768 -0.0604122 0.00926406 0 287.26290

0.54 -0.7712 0.927528 -0.6500568 0.11701452 -0.0651587 0.01034601 0 282.37449

0.56 -0.7712 0.934167 -0.661261 0.11956905 -0.0694636 0.01132729 0 277.94004

0.58 -0.7712 0.940186 -0.6714213 0.12188564 -0.0733678 0.01221726 -0.00149901 272.67117 0.6 -0.7712 0.945642 -0.6806347 0.12398643 -0.0769087 0.01302443 -0.00285859 267.89166

0.62 -0.7712 0.950589 -0.6889894 0.12589149 -0.0801201 0.01375647 -0.0040917 263.55602

0.64 -0.7712 0.955073 -0.6965651 0.12761901 -0.0830325 0.01442039 -0.0052101 259.62295

0.66 -0.7712 0.959137 -0.7034343 0.12918550 -0.0856738 0.01502252 -0.00622446 256.05504

0.68 -0.7712 0.962821 -0.7096627 0.13060595 -0.0880692 0.0155686 -0.00714445 252.81832

0.7 -0.7712 0.96616 -0.7153098 0.13189392 -0.0902416 0.01606384 -0.00797884 249.88199

0.72 -0.7712 0.969185 -0.7204298 0.13306175 -0.0922116 0.01651298 -0.00873561 247.21812 0.74 -0.7712 0.971926 -0.7250717 0.13412059 -0.0939982 0.01692030 -0.00942196 244.80138 0.76 -0.7712 0.974410 -0.7292798 0.13508059 -0.0956183 0.01728968 -0.01004444 242.60879

0.78 -0.7712 0.976661 -0.7330946 0.13595093 -0.0970875 0.01762466 -0.010609 240.6195

0.8 -0.7712 0.978699 -0.7365526 0.13673996 -0.098419 0.01792843 -0.01112101 238.81460

0.82 -0.7712 0.980545 -0.739687 0.13745523 -0.0996278 0.01820391 -0.01158537 237.17695

0.84 -0.7712 0.982217 -0.7425279 0.13810361 -0.1007233 0.01845370 -0.01200651 235.69101 0.86 -0.7712 0.983731 -0.7451026 0.13869131 -0.1017165 0.01868022 -0.01238844 234.34265 0.88 -0.7712 0.985101 -0.7474358 0.13922398 -0.1026172 0.01888562 -0.01273481 233.11909

0.9 -0.7712 0.986341 -0.74955 0.13970673 -0.1034338 0.01907186 -0.01304894 232.00872

0.92 -0.7712 0.987463 -0.7514656 0.14014421 -0.1041741 0.01924072 -0.0133338 231.00102

0.94 -0.7712 0.988479 -0.753201 0.14054062 -0.1048453 0.01939383 -0.01359214 230.08643

0.96 -0.7712 0.989397 -0.7547729 0.14089979 -0.1054538 0.01953265 -0.01382641 229.25631

0.98 -0.7712 0.990227 -0.7561967 0.14122518 -0.106000 0.01965850 -0.01403886 228.50279

4. Tegangan isolator pada Menara 73

Tabel 4.12. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 73

t (mikro

detik) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.6235 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.6235 0.09296131 0 0 0 0 0 38.4161677

0.04 -0.6235 0.17727551 0 0 0 0 0 73.2589255

0.06 -0.6235 0.25374669 0 0 0 0 0 104.860564

0.08 -0.6235 0.32310417 0 0 0 0 0 133.522476

0.1 -0.6235 0.38600946 0 0 0 0 0 159.518024

0.12 -0.6235 0.44306255 0 0 0 0 0 183.095154

0.14 -0.6235 0.49480762 0 0 0 0 0 204.478754

0.16 -0.6235 0.54173827 0 0 0 0 0 223.8728

0.18 -0.6235 0.5843022 0 0 0 0 0 241.462301

0.2 -0.6235 0.62290547 0 0 0 0 0 257.415061

0.22 -0.6235 0.65791637 -0.0579613 0 0 0 0 247.9308

0.24 -0.6235 0.68966895 -0.1105312 0 0 0 0 239.328066

0.26 -0.6235 0.71846622 -0.1582110 0.011111196 0 0 0 236.116577

0.28 -0.6235 0.74458299 -0.2014554 0.021188846 0 0 0 233.203181

0.3 -0.6235 0.7682685 -0.2406768 0.03032906 0 0 0 230.560157

0.32 -0.6235 0.78974886 -0.2762494 0.03861901 0 0 0 228.162364

0.34 -0.6235 0.8092291 -0.3085125 0.046137762 0 0 0 225.986999

0.36 -0.6235 0.82689523 -0.3377738 0.052957029 0 0 0 224.013376

0.38 -0.6235 0.84291594 -0.3643124 0.059141856 0 0 0 222.222738

0.4 -0.6235 0.85744423 -0.3883815 0.06475124 0 0 0 220.598067

0.42 -0.6235 0.87061889 -0.4102108 0.069838692 0 0 0 219.12393

0.44 -0.6235 0.88256579 -0.4300085 0.074452745 0 0 0 217.78633

0.46 -0.6235 0.89339909 -0.4479636 0.078637421 -0.0069278 0 0 213.709651

0.48 -0.6235 0.90322236 -0.4642474 0.082432647 -0.01321124 0 0 210.0116

0.5 -0.6235 0.91212951 -0.4790154 0.085874639 -0.01891016 0.001270509 0 207.182006

0.52 -0.6235 0.92020574 -0.492408 0.088996244 -0.02407895 0.002422837 0 204.615058

0.54 -0.6235 0.92752831 -0.5045543 0.091827255 -0.02876689 0.003467974 0 202.286333

0.56 -0.6235 0.9341673 -0.5155691 0.094394693 -0.03301870 0.004415888 0 200.17368

0.62 -0.6235 0.95058947 -0.5428308 0.100749486 -0.04354442 0.006762571 0 194.940392

0.64 -0.6235 0.95507341 -0.5502797 0.102485979 -0.04642128 0.007403976 0 193.508931

0.66 -0.6235 0.95913773 -0.5570343 0.104060679 -0.04903043 0.0079857 0 192.210105

0.68 -0.6235 0.96282147 -0.5631591 0.105488632 -0.05139675 0.008513293 0 191.03158

0.7 -0.6235 0.96616 -0.5687127 0.106783482 -0.05354283 0.00899179 -0.000828049 189.619979 0.72 -0.6235 0.96918543 -0.5737482 0.107957607 -0.05548915 0.009425755 -0.001579073 188.339176 0.74 -0.6235 0.97192688 -0.5783138 0.109022234 -0.05725429 0.009819329 -0.002260237 187.177008 0.76 -0.6235 0.97441075 -0.5824533 0.109987545 -0.05885509 0.010176269 -0.002878036 186.122443 0.78 -0.6235 0.976661 -0.5862061 0.110862774 -0.06030683 0.01049998 -0.003438362 185.165475 0.8 -0.6235 0.97869934 -0.5896083 0.1116563 -0.0616233 0.010793554 -0.003946559 184.29703 0.82 -0.6235 0.98054549 -0.5926925 0.112375718 -0.06281730 0.011059792 -0.004407476 183.508874 0.84 -0.6235 0.98221732 -0.5954882 0.113027921 -0.06390000 0.011301236 -0.004825509 182.793542 0.86 -0.6235 0.98373103 -0.5980223 0.113619159 -0.06488183 0.011520192 -0.005204645 182.144262 0.88 -0.6235 0.98510134 -0.6003191 0.114155102 -0.06577216 0.011718751 -0.005548502 181.554892 0.9 -0.6235 0.98634157 -0.6024007 0.11464089 -0.06657950 0.01189881 -0.00586036 181.019861 0.92 -0.6235 0.98746382 -0.6042871 0.115081188 -0.06731156 0.01206209 -0.006143195 180.534116 0.94 -0.6235 0.98847907 -0.605996 0.115480226 -0.06797536 0.012210149 -0.006399705 180.093073 0.96 -0.6235 0.98939726 -0.6075451 0.11584184 -0.06857723 0.012344404 -0.006632339 179.692577 0.98 -0.6235 0.99022741 -0.6089481 0.116169512 -0.06912294 0.012466139 -0.006843317 179.328856 1 -0.6235 0.99097772 -0.6102190 0.116466396 -0.06961770 0.012576517 -0.007034652 178.998491

5. Tegangan isolator pada Menara 74

Tabel 4.13. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 74

t (mikro

detik) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.6235 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.6235 0.09296131 0 0 0 0 0 18.697122

0.04 -0.6235 0.17727551 0 0 0 0 0 35.655067

0.06 -0.6235 0.25374669 0 0 0 0 0 51.035563

0.08 -0.6235 0.32310417 0 0 0 0 0 64.985295

0.1 -0.6235 0.38600946 0 0 0 0 0 77.637310

0.12 -0.6235 0.44306255 0 0 0 0 0 89.112283

0.14 -0.6235 0.49480762 0 0 0 0 0 99.519666

0.16 -0.6235 0.54173827 0 0 0 0 0 108.9587

0.18 -0.6235 0.5843022 0 0 0 0 0 117.51953

0.22 -0.6235 0.65791637 -0.05796137 0 0 0 0 120.66774

0.24 -0.6235 0.68966895 -0.11053127 0 0 0 0 116.48080

0.26 -0.6235 0.71846622 -0.15821105 0.011111196 0 0 0 114.91777

0.28 -0.6235 0.74458299 -0.20145545 0.021188846 0 0 0 113.49982

0.3 -0.6235 0.7682685 -0.24067689 0.03032906 0 0 0 112.21346

0.32 -0.6235 0.78974886 -0.27624949 0.03861901 0 0 0 111.04646

0.34 -0.6235 0.8092291 -0.30851255 0.046137762 0 0 0 109.98771

0.36 -0.6235 0.82689523 -0.33777384 0.052957029 0 0 0 109.02715

0.38 -0.6235 0.84291594 -0.36431242 0.059141856 0 0 0 108.15565

0.4 -0.6235 0.85744423 -0.38838155 0.06475124 0 0 0 107.36492

0.42 -0.6235 0.87061889 -0.41021085 0.069838692 0 0 0 106.64746

0.44 -0.6235 0.88256579 -0.43000859 0.074452745 0 0 0 105.99645

0.46 -0.6235 0.89339909 -0.44796369 0.078637421 -0.00692783 0 0 104.01233

0.48 -0.6235 0.90322236 -0.46424749 0.082432647 -0.01321125 0 0 102.21249

0.5 -0.6235 0.91212951 -0.47901541 0.085874639 -0.01891017 0.001270509 0 100.83533

0.52 -0.6235 0.92020574 -0.49240841 0.088996244 -0.02407895 0.002422837 0 99.586005

0.54 -0.6235 0.92752831 -0.50455434 0.091827255 -0.02876689 0.003467974 0 98.452617

0.56 -0.6235 0.9341673 -0.51556917 0.094394693 -0.03301871 0.004415888 0 97.424390

0.58 -0.6235 0.94018628 -0.52555808 0.096723068 -0.03687495 0.005275619 0 96.491546

0.6 -0.6235 0.94564291 -0.5346164 0.098834611 -0.0403724 0.006055367 0 95.645215

0.62 -0.6235 0.95058947 -0.54283087 0.100749486 -0.04354442 0.006762571 0 94.877352

0.64 -0.6235 0.95507341 -0.55027976 0.102485979 -0.04642129 0.007403976 0 94.180661

0.66 -0.6235 0.95913773 -0.55703433 0.104060679 -0.04903043 0.0079857 0 93.548523

0.68 -0.6235 0.96282147 -0.56315914 0.105488632 -0.05139676 0.008513293 0 92.974936

0.7 -0.6235 0.96616 -0.56871275 0.106783482 -0.05354284 0.00899179 -0.00082804 92.287911 0.72 -0.6235 0.96918543 -0.57374827 0.107957607 -0.05548916 0.009425755 -0.00157907 91.664545 0.74 -0.6235 0.97192688 -0.57831389 0.109022234 -0.05725429 0.009819329 -0.00226023 91.098919 0.76 -0.6235 0.97441075 -0.58245331 0.109987545 -0.05885509 0.010176269 -0.00287803 90.585663 0.78 -0.6235 0.976661 -0.58620614 0.110862774 -0.06030683 0.01049998 -0.0034383 90.119907 0.8 -0.6235 0.97869934 -0.58960835 0.1116563 -0.06162338 0.010793554 -0.00394655 89.697235 0.82 -0.6235 0.98054549 -0.59269253 0.112375718 -0.0628173 0.011059792 -0.00440747 89.313640 0.84 -0.6235 0.98221732 -0.59548827 0.113027921 -0.06390001 0.011301236 -0.00482550 88.965489 0.86 -0.6235 0.98373103 -0.59802237 0.113619159 -0.06488183 0.011520192 -0.00520464 88.649485 0.88 -0.6235 0.98510134 -0.60031918 0.114155102 -0.06577216 0.011718751 -0.00554850 88.362639

0.9 -0.6235 0.98634157 -0.60240075 0.11464089 -0.0665795 0.01189881 -0.0058603 88.102239 0.92 -0.6235 0.98746382 -0.60428711 0.115081188 -0.06731157 0.01206209 -0.00614319 87.865828 0.94 -0.6235 0.98847907 -0.60599640 0.115480226 -0.06797536 0.012210149 -0.00639970 87.651173 0.96 -0.6235 0.98939726 -0.60754510 0.11584184 -0.06857723 0.012344404 -0.00663233 87.456251 0.98 -0.6235 0.99022741 -0.60894813 0.116169512 -0.06912294 0.012466139 -0.00684331 87.279229 1 -0.6235 0.99097772 -0.6102190 0.116466396 -0.0696177 0.012576517 -0.00703465 87.118440

6. Tegangan isolator pada Menara 75

Tabel 4.14. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 75

t (mikro

detik) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.6678 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.6678 0.09296131 0 0 0 0 0 8.76554486

0.04 -0.6678 0.17727551 0 0 0 0 0 16.7157329

0.06 -0.6678 0.25374669 0 0 0 0 0 23.9263841

0.08 -0.6678 0.32310417 0 0 0 0 0 30.4662677

0.1 -0.6678 0.38600946 0 0 0 0 0 36.3977585

0.12 -0.6678 0.44306255 0 0 0 0 0 41.7774307

0.14 -0.6678 0.49480762 0 0 0 0 0 46.656598

0.16 -0.6678 0.54173827 0 0 0 0 0 51.0818021

0.18 -0.6678 0.5843022 0 0 0 0 0 55.0952571

0.2 -0.6678 0.62290547 0 0 0 0 0 58.7352514

0.22 -0.6678 0.65791637 -0.06207956 0 0 0 0 56.1828823

0.24 -0.6678 0.68966895 -0.11838458 0 0 0 0 53.8677745

0.26 -0.6678 0.71846622 -0.16945203 0.011764077 0 0 0 52.8771283

0.28 -0.6678 0.74458299 -0.21576896 0.022433878 0 0 0 51.9784875

0.3 -0.6678 0.7682685 -0.25777711 0.032111161 0 0 0 51.1632964

0.32 -0.6678 0.78974886 -0.29587716 0.040888219 0 0 0 50.4237952

0.34 -0.6678 0.8092291 -0.33043252 0.048848764 0 0 0 49.7529454

0.36 -0.6678 0.82689523 -0.36177282 0.056068723 0 0 0 49.1443632

0.38 -0.6678 0.84291594 -0.39019701 0.062616964 0 0 0 48.5922582

0.4 -0.6678 0.85744423 -0.41597627 0.068555949 0 0 0 48.0913788

0.42 -0.6678 0.87061889 -0.43935654 0.073942334 0 0 0 47.6369614

0.44 -0.6678 0.88256579 -0.46056092 0.078827503 0 0 0 47.2246855

0.46 -0.6678 0.89339909 -0.47979174 0.083258066 -0.0078561 0 0 46.1098666

0.48 -0.6678 0.90322236 -0.49723251 0.087276296 -0.0149813 0 0 45.0986211

0.5 -0.6678 0.91212951 -0.51304970 0.090920536 -0.0214438 0.00148872 0 44.3216927

0.54 -0.6678 0.92752831 -0.54040319 0.097222919 -0.0326212 0.00406361 0 42.9775737

0.56 -0.6678 0.9341673 -0.55220063 0.099941217 -0.0374427 0.00517433 0 42.3975887

0.58 -0.6678 0.94018628 -0.56289926 0.102406406 -0.0418156 0.00618172 0 41.8714389

0.6 -0.6678 0.94564291 -0.5726012 0.104642021 -0.0457817 0.00709539 0 41.3941182

0.62 -0.6678 0.95058947 -0.58139929 0.106669411 -0.0493787 0.00792406 0 40.961086

0.64 -0.6678 0.95507341 -0.5893774 0.108507939 -0.052641 0.00867563 0 40.5682239

0.66 -0.6678 0.95913773 -0.59661191 0.110175167 -0.0555997 0.00935726 0 40.2117965

0.68 -0.6678 0.96282147 -0.60317189 0.111687024 -0.0582831 0.00997547 0 39.8884157

0.7 -0.6678 0.96616 -0.60912008 0.113057958 -0.0607167 0.01053615 -0.0009942 39.5012661 0.72 -0.6678 0.96918543 -0.61451339 0.114301074 -0.0629238 0.01104465 -0.0018959 39.1500227 0.74 -0.6678 0.97192688 -0.61940340 0.115428257 -0.0649255 0.01150582 -0.0027137 38.8313465 0.76 -0.6678 0.97441075 -0.62383692 0.116450288 -0.0667407 0.01192407 -0.0034554 38.5422092 0.78 -0.6678 0.976661 -0.62785639 0.117376945 -0.068387 0.01230338 -0.0041282 38.2798639 0.8 -0.6678 0.97869934 -0.63150034 0.118217097 -0.0698799 0.01264737 -0.0047383 38.0418192 0.82 -0.6678 0.98054549 -0.63480365 0.118978788 -0.0712338 0.01295934 -0.0052917 37.8258156 0.84 -0.6678 0.98221732 -0.63779802 0.119669313 -0.0724616 0.01324225 -0.0057936 37.6298032 0.86 -0.6678 0.98373103 -0.64051217 0.120295292 -0.073575 0.01349881 -0.0062488 37.4519233 0.88 -0.6678 0.98510134 -0.64297217 0.120862725 -0.0745846 0.01373147 -0.0066616 37.2904896 0.9 -0.6678 0.98634157 -0.64520164 0.121377058 -0.0755001 0.01394246 -0.007036 37.1439728 0.92 -0.6678 0.98746382 -0.64722203 0.121843227 -0.0763303 0.01413378 -0.0073756 37.0109858 0.94 -0.6678 0.98847907 -0.6490527 0.122265712 -0.077083 0.01430727 -0.0076836 36.8902705 0.96 -0.6678 0.98939726 -0.65071149 0.122648575 -0.0777655 0.01446458 -0.0079629 36.7806857 0.98 -0.6678 0.99022741 -0.65221421 0.1229955 -0.0783843 0.01460723 -0.0082162 36.6811964 1 -0.6678 0.99097772 -0.65357542 0.123309829 -0.0789454 0.01473656 -0.0084459 36.5908638

7. Tegangan isolator pada Menara 76

Tabel 4.9. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 76

t(mikro

sekon) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.452 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.452 0.09296131 0 0 0 0 0 4.7863918

0.04 -0.452 0.17727551 0 0 0 0 0 9.12756124

0.06 -0.452 0.25374669 0 0 0 0 0 13.0649094

0.08 -0.452 0.32310417 0 0 0 0 0 16.6359876

0.1 -0.452 0.38600946 0 0 0 0 0 19.8748551

0.12 -0.452 0.44306255 0 0 0 0 0 22.8124043

0.16 -0.452 0.54173827 0 0 0 0 0 27.8930203

0.18 -0.452 0.5843022 0 0 0 0 0 30.0845518

0.2 -0.452 0.62290547 0 0 0 0 0 32.0721567

0.22 -0.452 0.65791637 0 0 0 0 0 33.8747978

0.24 -0.452 0.68966895 0 0 0 0 0 35.5096752

0.26 -0.452 0.71846622 -0.04201851 0 0 0 0 34.8289398

0.28 -0.452 0.74458299 -0.08012853 0 0 0 0 34.2114311

0.3 -0.452 0.7682685 -0.1146935 0.008370087 0 0 0 34.0822288

0.32 -0.452 0.78974886 -0.14604309 0.015961603 0 0 0 33.9649538

0.34 -0.452 0.8092291 -0.17447628 0.022846946 0 0 0 33.8584971

0.36 -0.452 0.82689523 -0.20026427 0.029091783 0 0 0 33.7618527

0.38 -0.452 0.84291594 -0.22365304 0.034755674 0 0 0 33.6741082

0.4 -0.452 0.85744423 -0.2448657 0.039892643 0 0 0 33.5944359

0.42 -0.452 0.87061889 -0.2641046 0.044551686 0 0 0 33.5220853

0.44 -0.452 0.88256579 -0.28155327 0.048777247 0 0 0 33.4563754

0.46 -0.452 0.89339909 -0.2973782 0.052609636 0 0 0 33.3966888

0.48 -0.452 0.90322236 -0.31173037 0.056085412 0 0 0 33.3424654

0.5 -0.452 0.91212951 -0.32474673 0.059237737 0 0 0 33.2931971

0.52 -0.452 0.92020574 -0.33655151 0.062096689 0 0 0 33.2484232

0.54 -0.452 0.92752831 -0.34725736 0.064689549 -0.00378328 0 0 33.0129323

0.56 -0.452 0.9341673 -0.35696648 0.067041061 -0.00721464 0 0 32.7992581

0.58 -0.452 0.94018628 -0.36577155 0.069173667 -0.01032681 0.000753629 0 32.6441748

0.6 -0.452 0.94564291 -0.37375665 0.071107724 -0.01314948 0.001437157 0 32.50343

0.62 -0.452 0.95058947 -0.38099801 0.072861694 -0.01570956 0.002057102 0 32.3756905

0.64 -0.452 0.95507341 -0.38756479 0.074452324 -0.01803147 0.002619378 0 32.2597468

0.66 -0.452 0.95913773 -0.39351974 0.075894803 -0.02013736 0.003129345 0 32.1545021

0.68 -0.452 0.96282147 -0.39891974 0.077202907 -0.02204731 0.00359187 0 32.0589615

0.7 -0.452 0.96616 -0.40381639 0.078389132 -0.02377955 0.004011363 0 31.9722226

0.72 -0.452 0.96918543 -0.40825651 0.079464811 -0.02535060 0.004391825 0 31.893467

0.74 -0.452 0.97192688 -0.41228254 0.080440225 -0.02677545 0.004736887 0 31.8219522

0.76 -0.452 0.97441075 -0.41593299 0.081324696 -0.02806770 0.005049841 0 31.757005

0.78 -0.452 0.976661 -0.41924279 0.082126682 -0.02923967 0.005333671 0 31.6980146

0.82 -0.452 0.98054549 -0.4249642 0.083513165 -0.03126649 0.005824544 -0.00034064 31.5782013 0.84 -0.452 0.98221732 -0.42743059 0.084110929 -0.03214069 0.00603627 -0.000649595 31.5180516 0.86 -0.452 0.98373103 -0.42966644 0.084652868 -0.03293348 0.006228286 -0.00092981 31.4634132 0.88 -0.452 0.98510134 -0.43169318 0.085144174 -0.0336524 0.006402426 -0.001183959 31.4137736 0.9 -0.452 0.98634157 -0.43353026 0.085589555 -0.03430445 0.00656035 -0.001414464 31.3686678 0.92 -0.452 0.98746382 -0.4351953 0.085993282 -0.03489571 0.006703568 -0.001623525 31.3276744 0.94 -0.452 0.98847907 -0.43670432 0.086359227 -0.03543188 0.006833447 -0.001813136 31.2904108 0.96 -0.452 0.98939726 -0.43807182 0.086690904 -0.03591809 0.006951226 -0.001985105 31.2565303 0.98 -0.452 0.99022741 -0.43931095 0.0869915 -0.03635898 0.007058032 -0.002141073 31.2257183 1 -0.452 0.99097772 -0.44043366 0.087263906 -0.03675876 0.007154884 -0.002282528 31.1976894

8. Tegangan isolator pada Menara 77

Tabel 4.15. Hasil perhitungan tegangan isolator pada menara no 77

t (mikro

detik) d suku 1 suku 2 suku 3 suku 4 suku 5 suku 6 Vi (kV)

0 -0.6908 0 0 0 0 0 0 0

0.02 -0.6908 0.09296131 0 0 0 0 0 2.19326403

0.04 -0.6908 0.17727551 0 0 0 0 0 4.18251419

0.06 -0.6908 0.25374669 0 0 0 0 0 5.9867217

0.08 -0.6908 0.32310417 0 0 0 0 0 7.62309364

0.1 -0.6908 0.38600946 0 0 0 0 0 9.10723702

0.12 -0.6908 0.44306255 0 0 0 0 0 10.4533075

0.14 -0.6908 0.49480762 0 0 0 0 0 11.6741446

0.16 -0.6908 0.54173827 0 0 0 0 0 12.7813936

0.18 -0.6908 0.5843022 0 0 0 0 0 13.7856172

0.2 -0.6908 0.62290547 0 0 0 0 0 14.6963955

0.22 -0.6908 0.65791637 -0.06421767 0 0 0 0 14.0073114

0.24 -0.6908 0.68966895 -0.12246191 0 0 0 0 13.3822858

0.26 -0.6908 0.71846622 -0.17528821 0.012310528 0 0 0 13.1058078

0.28 -0.6908 0.74458299 -0.22320036 0.02347595 0 0 0 12.8550118

0.3 -0.6908 0.7682685 -0.26665533 0.03360275 0 0 0 12.6275097

0.32 -0.6908 0.78974886 -0.30606760 0.042787509 0 0 0 12.4211354

0.36 -0.6908 0.82689523 -0.3742328 0.05867316 0 0 0 12.0640941

0.38 -0.6908 0.84291594 -0.40363596 0.065525572 0 0 0 11.9100288

0.4 -0.6908 0.85744423 -0.43030309 0.071740428 0 0 0 11.7702624

0.42 -0.6908 0.87061889 -0.45448862 0.077377014 0 0 0 11.6434653

0.44 -0.6908 0.88256579 -0.47642331 0.082489104 0 0 0 11.5284314

0.46 -0.6908 0.89339909 -0.49631646 0.08712547 -0.008504 0 0 11.2234268

0.48 -0.6908 0.90322236 -0.51435792 0.091330349 -0.016217 0 0 10.9467626

0.5 -0.6908 0.91212951 -0.53071988 0.095143867 -0.023213 0.0016302 0 10.7342662

0.52 -0.6908 0.92020574 -0.54555851 0.098602415 -0.029558 0.0031088 0 10.5415069

0.54 -0.6908 0.92752831 -0.55901546 0.101739002 -0.035312 0.0044499 0 10.3666492

0.56 -0.6908 0.9341673 -0.57121922 0.104583566 -0.040531 0.0056662 0 10.2080285

0.58 -0.6908 0.94018628 -0.58228633 0.107163265 -0.045265 0.0067693 0 10.0641349

0.6 -0.6908 0.94564291 -0.59232247 0.109502726 -0.049558 0.0077699 0 9.93359901

0.62 -0.6908 0.95058947 -0.6014235 0.11162429 -0.053452 0.0086773 0 9.81517864

0.64 -0.6908 0.95507341 -0.60967644 0.113548219 -0.056983 0.0095003 0 9.70774718

0.66 -0.6908 0.95913773 -0.61716009 0.115292891 -0.060186 0.0102468 0 9.61028278

0.68 -0.6908 0.96282147 -0.62394600 0.116874975 -0.063091 0.0109237 0 9.52185859

0.7 -0.6908 0.96616 -0.63009906 0.11830959 -0.065725 0.0115377 -0.001126169 9.41506395 0.72 -0.6908 0.96918543 -0.63567812 0.119610449 -0.068115 0.0120945 -0.002147583 9.31817789 0.74 -0.6908 0.97192688 -0.64073655 0.120789991 -0.070281 0.0125996 -0.003073984 9.23027904 0.76 -0.6908 0.97441075 -0.6453227 0.121859496 -0.072246 0.0130576 -0.003914207 9.15053167 0.78 -0.6908 0.976661 -0.64948068 0.122829197 -0.074028 0.0134729 -0.004676266 9.07817778 0.8 -0.6908 0.97869934 -0.65325012 0.123708375 -0.075644 0.0138496 -0.005367428 9.01252984 0.82 -0.6908 0.98054549 -0.65666720 0.124505447 -0.07711 0.0141912 -0.005994288 8.95296428 0.84 -0.6908 0.98221732 -0.65976471 0.125228048 -0.078439 0.014501 -0.006562824 8.8989155 0.86 -0.6908 0.98373103 -0.66257234 0.125883104 -0.079644 0.014782 -0.007078459 8.84987049 0.88 -0.6908 0.98510134 -0.66511706 0.126476895 -0.080737 0.0150368 -0.007546114 8.80536395 0.9 -0.6908 0.98634157 -0.66742332 0.127015119 -0.081728 0.0152678 -0.007970249 8.76497385 0.92 -0.6908 0.98746382 -0.66951329 0.127502942 -0.082627 0.0154773 -0.008354912 8.7283174 0.94 -0.6908 0.98847907 -0.67140708 0.127945052 -0.083442 0.0156673 -0.008703773 8.69504742 0.96 -0.6908 0.98939726 -0.67312294 0.128345699 -0.084181 0.0158396 -0.009020162 8.664849 0.98 -0.6908 0.99022741 -0.67467741 0.128708739 -0.08485 0.0159958 -0.009307097 8.63743651

1 -0.6908 0.99097772

DAFTAR PUSTAKA

1. Hutauruk, T.S., “Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Erlangga, Jakarta, 1991. 2. Jha, R.S., ”High Voltage Engineering”,Dhanphat Rai & Sons,1976.

3. Hutauruk, T.S., “Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatan”, Erlangga, Jakarta, 1991.

4. Ulaby.Fawwaz T., “Electromagnetics For Engineers”,Pearson International edition, 2005.

5. Abduh, Syamsir, ”Analisis Sambaran Petir Pada Tiang Transmisi Dengan Meggunakan Metode Lattice”, Jetri, Vol 1, No. 2, Februari 2002,

6. Radhika , G and Dr. M. Surya Kalavathi, “Ligtning Surge Analysis on Grounding Models of a Transmission Lines”. Journal of Theoretical and Applied Information Technology.2005

7. Petrache, E , W.A. Chisholm and A. Phillips.“Evaluating The Transient Impedance of Transmission Line Tower”. IX International Symposium on

Lightning Protection,26th-30th November 2007

8. Marungsri,B, S. Boonpoke A. Rawangpai, A. Oonsivilai, and C.Kritayakornupong.”Study of Tower Grounding Resistance Effected Back Flashover to 500 kV Transmission Line in Thailand by using ATP/EMTP”, International Journal of Energy and Power Engineering 2:2 2009

Lampiran 5