II.3.1 Jumlah Sambaran Petir pada Transmisi Hantaran Udara
Perkiraan jumlah sambaran dipengaruhi dimana sambaran itu diperhitungkan misalnya: pada menara, seperempat gawang dan pertengahan gawang. Para peneliti
sepakat untuk menentukan perkiraan jumlah sambaran yang terjadi pada menara adalah 60 dari seluruh jumlah sambaran yang mengenai transmisi sedangkan
sisanya 30 terjadi pada seperempat gawang dan 10 untuk pertengahan gawang. Jumlah sambaran yang terjadi pada suatu transmisi hantaran udara tergantung juga
pada jumlah kawat tanah yang dipergunakan transmisi tersebut dan tata letaknya. Jika suatu transmisi mempunyai dua buah kawat tanah dan mempunyai jarak antara
keduanya disesuaikan dengan tata letak kawat fasa, maka jumlah sambaran yang terjadi pada kedua kawat tanah lebih besar dibandingkan dengan transmisi tersebut
jika mempunyai hanya satu kawat tanah. Disamping itu jumlah sambaran petir pada transmisi bergantung juga pada:
Tinggi menara yang dipergunakan h
t
[m]
Tinggi kawat tanah pada pertengahan gawang kawat tanah h
g
[m]
Jarak antara kawat tanah s
g
[m]
Secara umum jumlah sambaran petir yang mengenai transmisi hantaran udara pada 100 km panjang transmisi, dirumuskan sebagai berikut:
di mana: N
s
= jumlah sambaran petir yang mengenai transmisi [sambaran100km-tahun]
h
t
= tinggi menara tower [m]
Universitas Sumatera Utara
h
g
= tinggi kawat tanah pada pertengahan gawang [m] s
g
= jarak antar kawat tanah [m]
Berdasarkan Persamaan 2.2, maka untuk transmisi yang berada di wilayah yang beriklim sedang Indonesia, jumlah sambaran petir yang mengenai transmisi
untuk sepanjang 100 km adalah:
Untuk suatu transmisi hantaran udara yang mempunyai satu kawat tanah sebagai
perisainya maka nilai s
g
adalah nol.
II.3.2 Mekanisme Sambaran Petir ke Menara Transmisi Udara
Mekanisme sambaran petir berdasarkan pada awan bermuatan, yang akan menghasilkan kanal inti yang arahnya menuju ke bumi. Awan bermuatan yang selalu
menuju bumi dapat mencapai kecepatan tertingginya hingga satu per seribu 11000 dari kecepatan cahaya C atau 300 kmdetik, hal ini sangat genting pada sambaran
arus petir. Tegangan kanal permukaan awan bermuatan, sebelum pengosongan awal arus dapat mencapai 50 MV yang dapat menyambar bumi. Sambaran petir dari awan
bermuatan yang menuju bumi, terjadi pada ketinggian rata-rata dari 60 m hingga 100 m di atas permukaan tanah. Maka rata-rata gradien tegangan yang terjadi dapat
mencapai 50 x 10
3
60 m hingga 100 m atau 500 kVm hingga 833 kVm 5 kVcm hingga 8,33 kVcm atau pada tegangan tembus rata-rata udara basah 6
kVcm.
Universitas Sumatera Utara
Mekanisme sambaran petir yang terjadi pada menara transmisi udara dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Z
m
i
g
i
g
Z
g
e
g
e
c
Z
c
i
c
i
c
e
i
MENARA TOWER I
s
Gambar 2.1 Mekanisme sambaran petir ke menara transmisi
Jika sambaran arus petir yang berasal dari awan bermuatan, sudah mengenai menara atau kawat tanah transmisi, maka menara akan dibebani tegangan e
g
. Perbedaan tegangan e
g
dengan tegangan pada kawat fasa e
c
akan membebani isolator e
i
. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1. Besar tegangan yang membebani isolator dapat dihitung sebagai berikut:
dan
di mana:
e
g
: besar tegangan pada kawat tanah [kV]
e
c
: besar tegangan pada kawat fasa [kV]
Z
g
: impedansi surja kawat tanah [Ω]
Z
c
: impedansi kawat fasa [Ω]
Z
m
: impedansi bersama kawat tanah dengan kawat fasa [Ω]
i
c
: arus yang mengalir pada kawat fasa [kA]
i
g
: arus yang mengalir pada kawat tanah [kA]
Universitas Sumatera Utara
Besar tegangan yang terjadi pada kawat fasa adalah:
di mana: K
f
: faktor kopling coupling factor yaitu perbandingan impedansi surja bersama mutual surge impedance kawat tanah – kawat fasa dengan impedansi
kawat tanah Z
m
Z
g
. Jika impedansi surja Z
g
dan Z
c
sama, maka tegangan pada kawat fasa adalah : e
c
= K
f
e
g
+ 1-K
2 f
Z
c
i
c
; serta tegangan yang terjadi pada isolator adalah:
di mana: e
i
: tegangan pada isolator [kV]
II.3.3 Faktor Kopling Coupling Factor atau K
Kategori