KAWAT TANAH DOC TURUN TANAH

KAWAT TANAH
KELOMPOK 5

Nama Anggota :
1.Juniar Anika P
(09)
2.Praniatma Prambahan (15)
3.Yosefin Melati Imok P (21)

Gangguan-gangguan pada saluran transmisi

Gangguan yang sering terjadi pada
saluran transmisi adalah gangguan
karena sambaran petir, sedangkan
pengamannya
yaitu
dengan
memasang kawat tanah dan arrester.

Gangguan-gangguan pada saluran
transmisi

No. Penyebab gangguan

Prosentase

1

- kilat / petir

56 %

2

- hujan salju / angin

11 %

3

- kerusakan alat-alat

11 %

4

- faktor umur (ketuaan)

11 %

5

- lain-lain

11 %

Macam - Macam Gangguan
• Gangguan hubung singkat (short
circuit)
– hubung singkat satu fasa ketanah
– hubung singkat dua fasa ketanah
– hubung singkat simetris tiga fasa

• Gangguan putusnya kawat (open
circuit)
– putusnya kawat satu fasa
– putusnya kawat dua fasa
– putusnya kawat tiga fasa

Gangguan-gangguan yang sering terjadi akan menyebabkan :

• kontinuitas penyaluran daya terputus
• penurunan tegangan yang cukup besar dapat
mengakibatkan rendahnya kualitas tenaga
listrik.
• peralatan-peralatan yang terdapat pada tempat
terjadinya gangguan akan rusak.

Pengaman terhadap sambaran petir
Tegangan lebih luar (External over
voltage)
yang
diakibatkan

oleh
sambaran
petir
adalah
sangat
berbahaya terhadap saluran transmisi
mengingat letak saluran transmisi yang
berada di daerah terbuka dan sangat
luas. Sehingga perlu dilindungi supaya
pengaruhnya tidak sampai mengganggu
fungsi dari saluran transmisi.

Tiga Jenis Sambaran Petir terhadap Saluran
Transmisi :
• Sambaran langsung pada kawat saluran,
sehingga lompatan pada titik topang atau
pada tempat-tempat tertentu dalam
gawang tak dapat dihindarkan.
• Sambaran pada menara atau kawat tanah
atas, yang menyebabkan lompatan

karena kenaikan potensial oleh sebab
tingginya tahanan kaki menara.
• Sambaran pada kawat tanah atas, yang
menyebabkan
lompatan
ke
kawat
konduktor karena curamnya bentuk
gelombang petir.

Untuk mencegah terjadinya hubung singkat
karena flashover / lompatan bunga api karena
sambaran petir tadi, perlu diadakan usaha-usaha
pengamanan antara lain :
• Memasang kawat tanah
• Menurunkan tahanan kaki menara
• Memperlebar jarak antara kawat
dengan kawat fasa

tanah

Pengertian Kawat Tanah
Kawat Tanah atau Earth wire (kawat petir /
kawat tanah) adalah media untuk melindungi
kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini
dipasang di atas kawat fasa dengan sudut
perlindungan yang sekecil mungkin, karena
dianggap petir menyambar dari atas kawat.

Namun jika petir menyambar dari samping maka
dapat mengakibatkan kawat fasa tersambar dan
dapat mengakibatkan terjadinya gangguan.
Prinsip dari pemakaian kawat tanah ini adalah
bahwa kawat tanah akan menjadi sasaran
sambaran petir sehingga melindungi kawat phasa
dengan daerah/zona tertentu.
Overhead groundwire yang digunakan untuk
melindungi saluran tenaga listrik, diletakkan pada
ujung teratas saluran dan terbentang sejajar
dengan kawat phasa. Groundwire ini dapat

ditanahkan secara langsung atau secara tidak
langsung dengan menggunakan sela yang
pendek.

Dalam melindungi kawat phasa tersebut,
daerah proteksi groundwire dapat
digambarkan seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Daerah proteksi dengan
menggunakan 1 buah groundwire

Dari gambar di atas, misalkan groundwire diletakkan setinggi
h meter dari tanah. Dengan menggunakan nilai-nilai yang
terdapat pada gambar tersebut, titik b dapat ditentukan sebesar
2/3 h. Sedangkan zona proteksi groundwire terletak di dalam
daerah yang diarsir. Di dalam zona tersebut, diharapkan tidak
terjadi sambaran petir langsung sehingga di daerah tersebut
pula kawat phasa dibentangkan. Apabila hx merupakan tinggi
kawat phasa yang harus dilindungi, maka lebar bx dapat
ditentukan dalam 2 kondisi, yaitu :

– Untuk hx > 2/3 h , bx = 0,6 h (1 – hx/h)
– Untuk hx < 2/3 h , bx = 1,2 h (1 – hx/0,8h)

Dalam beberapa kasus, sebuah groundwire dirasa belum cukup
untuk memproteksi kawat phasa sepenuhnya. Untuk
meningkatkan performa dalam perlindungan terhadap sambaran
petir langsung, digunakan lebih dari satu groundwire.

Bila digunakan 2 buah groundwire dengan tinggi h
dari tanah dan terpisah sejauh s, perhitungan untuk
menetapkan zona proteksi petir dilakukan seperti
halnya menggunakan 1 buah groundwire. Gambar 2
menunjukkan zona perlindungan dari penggunaan 2
buah groundwire.

Gambar 2. Zona perlindungan dari
penggunaan 2 buah groundwire

Dari gambar tersebut, apabila
ho menyatakan tinggi titik dari

tanah di tengah-tengah 2
groundwire yang terlindungi
dari sambaran petir, maka ho
dapat ditentukan : ho = h - s/4 
Sedangkan daerah antara 2
groundwire dibatasi oleh busur
lingkaran dengan jari-jari 5/4 s
dengan titik pusat terletak pada
sumbu di tengah-tengah 2
groundwire.

Seperti disebutkan sebelumnya bahwa hadirnya
groundwire dimaksudkan sebagai tempat sambaran
petir langsung dan dapat melindungi kawat phasa.
Zona perlindungan groundwire dapat dinyatakan
dengan parameter sudut perlindungan, yaitu sudut
antara garis vertikal groundwire dengan garis
hubung antara groundwire dan kawat phasa. Jika
sudut perlindungan tersebut dinyatakan dalam a
dan tinggi groundwire adalah h, maka probabilitas

sambaran petir pada groundwire (p) dapat
ditentukan sebagai berikut :

Dari persamaan tersebut, terlihat bahwa makin tinggi
groundwire dan sudut perlindungan yang besar, akan
mengakibatkan probabilitas tersebut meningkat. Untuk itu
diperlukan pemilihan tinggi groundwire dan sudut perlindungan
yang tepat untuk mendapatkan performa perlindungan yang
baik dari sambaran petir.

Gambar 3 Kurva ketinggian groundwire vs sudut perlindungan

Gambar 3 menunjukkan kurva antara
ketinggian rata-rata groundwire vs
sudut perlindungan rata-rata. Dari
gambar
tersebut
terlihat
daerah
berwarna hitam merupakan daerah

kemungkinan
gagal
dalam
perlindungan.

Kurva probabilitas kegagalan
perlindungan vs sudut perlindungan

Gambar 4 menunjukkan probabilitas
kegagalan perlindungan dari sambaran
petir ke saluran sebagai fungsi dari
ketinggian groundwire dan sudut
perlindungan.

o Untuk meningkatkan keandalan sistem ini, diperlukan
pentanahan yang baik pada setiap menara listrik. Jika
petir menyambar pada groundwire 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
groundwire dan akhirnya menuju ke tanah melalui
pentanahan pada menara listrik berikutnya.
o Lain halnya jika petir menyambar pada tengah-tengah
groundwire antara 2 menara listrik. Gelombang petir
ini akan mengalir ke menara-menara listrik yang
dekat dengan tempat sambaran tersebut.

Usaha Untuk Meningkatkan
Performa Perlindungan
 Usaha yang paling mudah untuk meningkatkan
performa
perlindungan
adalah
dengan
menggunakan lebih dari satu groundwire.
Dengan cara ini diharapkan petir akan selalu
menyambar
pada
groundwire
sehingga
memperkecil
probabilitas
kegagalan
perlindungan. Cara ini dapat disertai dengan
menggunakan counterpoise, yaitu konduktor
yang ditempatkan di bawah saluran (lebih
sering
dibenamkan
dalam
tanah)
dan
dihubungkan dengan sistem pentanahan dari

Usaha-usaha lainnya di antaranya :
• Memasang couplingwire di bawah kawat
phasa (konduktor yang disertakan di bawah
saluran transmisi dan dihubungkan dengan
sistem pentanahan menara listrik).
• Mengurangi resistansi pentanahan menara
listrik dengan menggunakan elektroda
pentanahan yang sesuai.
• Menggunakan arester

Bahan Kawat Tanah
• Bahan ground wire terbuat dari
steel yang sudah digalvanis,
maupun sudah dilapisi dengan
alumunium. Pada SUTET yang
dibangun mulai tahun 1990an,
didalam ground wire difungsikan
fibre optic untuk keperluan
telemetri, tele proteksi maupun
telekomunikasi
yang
dikenal
dengan OPGW (Optic Ground
Wire),
sehingga
mempunyai
beberapa fungsi.

Jumlah dan posisi Kawat
Tanah
Jumlah Kawat Tanah paling tidak ada satu
buah diatas kawat fasa, namun umumnya di
setiap
tower
dipasang
dua
buah.
Pemasangan yang hanya satu buah untuk
dua penghantar akan membuat sudut
perlindungan menjadi besar sehingga kawat
fasa mudah tersambar petir. Jarak antara
ground wire dengan kawat fasa di tower
adalah sebesar jarak antar kawat fasa,
namun pada daerah tengah gawangan dapat
mencapai 120% dari jarak tersebut.

Pemasangan kawat tanah (earth wire)

Pemasangan kawat tanah pada saluran
transmisi ditujukan untuk melindungi kawat
penghantar dari tegangan lebih luar (External
over voltage), kawat tanah tersebut
menangkap kilat dan menghantarkan arus
kilat melalui kaki-kaki tower langsung ke
tanah.

Pendapat tentang pemasangan
kawat tanah
• Peek
• Grunewald
• Prowost

Menurut Peek

Dimana :
h - jarak vertikal antara kawat tanah dengan kawat
konduktor terdekat.
h – jarak konduktor yang terdekat dengan kawat tanah
terhadap permukaan tanah .
H – tinggi menara
x – jarak horisontal antara kawat tanah dengan
konduktor.

?

Untuk daerah yang tingginya lebih dari
200m dari permukaan laut, dianjurkan
untuk menambah h diatas dengan 10 %.

Menurut Grunewald
Menurut grunewald pemasangan kawat
tanah yang baik haruslah memenuhi
persyaratan sbb :

Menurut Prowost
Dengan beberapa pendapat tentang pemasangan
kawat tanah maka prowoost mengklasifikasikan
baik buruknya pemasangan kawat tanah tersebut
berdasarkan sudut proteksinya.
18 0 ,

Sudut proteksi 0
perlindungan saluran
30 ,
transmisi baik
Sudut proteksi
perlindungan saluran
40 0 , begitu baik.
transmisi kurang
Sudut proteksi
perlindungan saluran
transmisi jelek sekali.

Pentanahan Transmisi
Yang dimaksud pentanahan menara
transmisi ialah penambahan suatu alat
pentanah / elektroda pentanah, untuk
menurunkan tahanan kaki menara.
Pentanahan menara transmisi ini
dilakukan apabila tahanan kaki menara
masih dianggap terlalu tinggi, atau
melebihi batas yang diperbolehkan.
Pada saluran transmisi di Indonesia

Untuk menentukan berapakah batas maksimum tahanan
kaki menara yang diperbolehkan agar tidak terjadi
flashover, LV Dewley memberikan suatu hubungan sbb :
Rf =

V
ohm
I s 1  k 

Rf – tahanan kaki menara
V – batas tegangan flashover dari gandengan isolator
yang digunakan (impulee flashover level)
I - arus kilat maksimum pada menara
k – faktor kopling antara kawat tanah dan kawat fasa
(konduktor)
 
Is berkisar antara 160 – 220 KA, tetapi dalam
perencanaannya biasanya digunakan besaran antara 60
-100 KA.

Macam-macam pentanahan menara
transmisi

• Driven Ground
• Counterpoise

Driven ground
• Pentanahan dengan menanamkan batang
elektroda tegak lurus ke dalam tanah.
• Batang elektroda yang digunakan biasanya
berdiameter antara ¾ - 2 inchi, dan
panjangnya antara 3 -15 m.
• Besarnya tahanan terhadap tanah dari satu
batang elektroda yang ditanamkan ke dalam
tanah adalah :

CounterPoise
• Pentanahan dengan menanamkan kawat elektroda
sejajar dan beberapa cm di bawah permukaan tanah.
• Kawat-kawat elektrode ditanam sedalam antara 3090 cm dibawah permukaan tanah.
• Pentanahan ini dipergunakan apabila tahanan kaki
menara masih terlalu tinggi dan tidak dapat
dikurangi dengan mempergunakan driver ground,
oleh karena tahanan jenis tanah yang terlalu tinggi.
• Biasanya
untuk
daerah
pegunungan
yang
mempunyai tahanan jenis tanah tinggi.

Counterpoise radial

Besarnya
tahanan
terhadap tanah :

counterpoise

  2L
2L
t
Rc 
ln

ln

2

2L  r
t
L 

• L – panjang elektroda kawat (cm)
• t – dalamnya penanaman counterpoise
(cm)
• r – jari-jari kawat elektroda (cm)

Counterpoise Parallel

Kesimpulan
1. Pemakaian overhead groundwire dalam saluran transmisi tenaga
listrik mempunyai harapan agar sambaran petir tidak mengenai
kawat phasa. Luas zona/daerah perlindungan groundwire
tergantung dari ketinggian groundwire itu sendiri. Probabilitas
kegagalan dalam perlindungan akan naik dengan makin
tingginya groundwire dan besarnya sudut perlindungan. Untuk
itu diperlukan pemilihan ketinggian serta sudut perlindungan
yang sesuai untuk mendapatkan perlindungan yang baik.
2.Peningkatan performa perlindungan transmisi tenaga listrik dari
sambaran petir yang paling mudah dilakukan dengan menambah
jumlah groundwire. Kombinasi pemakaian groundwire dengan
peralatan-peralatan lainnya sangat diharapkan untuk memperoleh
performa perlindungan yang lebih tinggi di antaranya dengan
pemakaian arester yang merupakan alat pelindung modern.

TERIMA KASIH