SPLN D5.006 2013 Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Distribusi 20 KV PDF [PDF]

Citation preview

STANDAR



SPLN D5.006: 2013 Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 0769.K/DIR/2013



PT PLN (Persero)



PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV



PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135 Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160



i



STANDAR PT PLN (Persero)



SPLN D5.006: 2013 Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 0769.K/DIR/2013



PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV



POWER QUALITY



PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135 Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160



PEDOMAN PEMILIHAN ARRESTER UNTUK JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV



ER UA Disusun oleh: Kelompok Bidang Distribusi Standardisasi dengan Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No.277.K/DIR/2012



Kelompok Kerja Standardisasi Pemilihan Arrester dengan Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No.0447.K/DIR/2013



Diterbitkan oleh: PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135, Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160



Susunan Kelompok Bidang Distribusi Standardisasi KeputusanDireksi PT PLN (Persero): No. 277.K/DIR/2012



1. Ir. Ratno Wibowo 2. Hendi Wahyono, ST 3. Ir. Dany Embang 4. Ir. Lukman Hakim 5. Ir. Adi Subagio 6. Ir. Zairinal Zainuddin 7. Ir. Pranyoto 8. Ir. Rutman Silaen 9. Ir. Iskandar Nungtjik 10. Satyagraha A K, ST 11. Ir. Indradi Setiawan, MM 12. Ir. Ignatius Rendroyoko.M.Eng.Sc



: : : : : : : : : : : :



Sebagai Ketua merangkap Anggota Sebagai Sekretaris merangkap Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota



Susunan Kelompok Kerja Standardisasi Pemilihan Arrester Keputusan Direksi PT PLN (Persero): No.0447.K/DIR/2013 1. Buyung Sofiarto Munir, ST, MSc



: Sebagai Ketua merangkap Anggota



2. Rathy Shinta Utami, ST



: Sebagai Sekretaris merangkap Anggota



3. Ir. Firman Chairil Latief



: Sebagai Anggota



4. Ir. Tri Prantoro



: Sebagai Anggota



5. Effendi Memed, ST



: Sebagai Anggota



6. Ir. Heri Wibowo



: Sebagai Anggota



7. Ir. Abdul Rahman, MT



: Sebagai Anggota



8. Hendi Wahyono, ST



: Sebagai Anggota



9. Arrester Christiana SR, ST, MM



: Sebagai Anggota



10. Ir. Indradi Setiawan, MM



: Sebagai Anggota



Narasumber: 1.



Satyagraha A K, ST



2.



Edi Sopiadi



SPLN D5.006: 2013



Daftar Isi Daftar Isi.................................................................................................................................... i Daftar Tabel ............................................................................................................................. ii Daftar Gambar ......................................................................................................................... ii Prakata.................................................................................................................................... iii 1 Ruang Lingkup .................................................................................................................... 1 2 Tujuan ................................................................................................................................. 1 3 Acuan Normatif .................................................................................................................... 1 4 Istilah dan Definisi................................................................................................................ 2 4.1 Arus Pelepasan Nominal Pengenal (Rated Nominal Discharge Current) (In) .................... 2 4.2 Dudukan (Bracket) ............................................................................................................ 2 4.3 Frekuensi Pengenal (Rated Frequency) (Fr) ..................................................................... 2 4.4 Gaya Mekanis Sesaat yang Dispesifikasikan (Specified Short Term Load) ....................... 2 4.5 Isokeraunic Level (IKL) ..................................................................................................... 2 4.6 Jarak Rambat Insulator Fase ke Bumi (Creepage Distance Phase To Earth).................... 2 4.7 Keramik (Porcelain)........................................................................................................... 2 4.8 Kelas (Line Discharge Class) ............................................................................................ 2 4.9 Kekuatan Selubung Elektrik (Electric Strength Of Housing) .............................................. 3 4.10 Kemampuan Hubung Singkat Isolator (Short Circuit Capability) ...................................... 3 4.11 Lama Arus Gangguan (Fault Duration) ............................................................................ 3 4.12 Pemisah (Disconnector) .................................................................................................. 3 4.13 Polimer (Polymer) ............................................................................................................ 3 4.14 Sistem Pembumian Titik Netral (System Neutral Connection) ......................................... 3 4.15 Selubung (Housing) ......................................................................................................... 3 4.16 Tegangan Pengenal (Rated Voltage) (Ur) ....................................................................... 3 4.17 Tegangan Operasi Kontinu (Continuous Operating Voltage; Uc) ..................................... 3 4.18 Tipe Selubung (Type of housing) ..................................................................................... 4 4.19 Tegangan Tertinggi Untuk Peralatan (Highest System Voltage) (Um) ............................. 4 4.20 Tegangan Residual Maksimum (Maximum Residual Voltage) ......................................... 4 5 Penetapan Spesifikasi Arrester ............................................................................................ 4 6 Penandaan .......................................................................................................................... 6 7 Pengujian ............................................................................................................................ 6 7.1 Pengujian Jenis (Type Test).............................................................................................. 6 7.2 Pengujian Rutin (Routine Test) ......................................................................................... 7 7.3 Pengujian Contoh.............................................................................................................. 7 8 Pemasangan Arrester Sistem Distribusi (20 kV) .................................................................. 9 8.1 Kawat Penghubung Arrester (Lead Wire) .......................................................................... 9 8.2 Lokasi Arrester Sehubungan dengan Pembatas Peralatan ............................................. 10 8.3 Lokasi Arrester pada Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) atau ........................ 10 Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM) ............................................................ 10 8.4 Lokasi Arrester pada Transformator Distribusi dan Kapasitor .......................................... 11 8.5 Lokasi Arrester pada Pemutus (Recloser, Sectionalizers, Load Breaking ....................... 12 Switch, Disconnector Switch) ................................................................................................. 12 8.6 Lokasi Arrester pada AVR (Automatic Voltage Regulator)............................................... 12 i



SPLN D5.006: 2013



8.7 Lokasi Arrester pada Kubikel ...........................................................................................13 8.8 Kawat Penghubung Disconnector....................................................................................14 Lampiran ................................................................................................................................15 1 2 3 4



Pemilihan Arrester untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective) ......................................15 Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Rendah (Non-Effective) ............15 Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Tinggi/Terisolasi (Non-Effective) 16 Peta Isokeraunic Level .......................................................................................................17



Daftar Tabel Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4.



Penetapan Spesifikasi Arrester Jaringan Distribusi 20 kV ......................................... 4 Kelas Arrester ........................................................................................................... 6 Pengujian Arrester .................................................................................................... 7 Jumlah Sampel Uji Contoh ........................................................................................ 8



Daftar Gambar Gambar 1. Sambungan Kawat Penghubung Pembumian ........................................................ 9 Gambar 2. Contoh Penempatan Arrester Sehubungan Dengan Pembatas Peralatan ........... 10 Gambar 3. Penempatan Arrester Pada Kabel ....................................................................... 11 Gambar 4. Contoh Lokasi Arrester Pada Konstruksi Transformator Distribusi ....................... 11 Gambar 5. Contoh Penempatan Arrester Pada Sectionalizer Di Jaringan Distribusi 20 kV .... 12 Gambar 6. Contoh Penempatan Arrester Pada AVR ............................................................. 13 Gambar 7. Contoh Penempatan Arrester Di Dalam Kubikel................................................... 13 Gambar 8. Penempatan Disconnector Pada Arrester ............................................................ 14 Gambar 9. Peta IKL dalam persentase hari guruh per tahun Indonesia 1991-2006 ............... 18 Gambar 10. Peta Isokeraunic Level Dunia Dalam Jumlah Hari Guruh ................................... 18



ii



SPLN D5.006: 2013



Prakata



Standar ini merupakan revisi dari sebagian SPLN 7 : 1978, yang lingkupnya dibatasi hanya untuk arrester tegangan menengah, mencakup pedoman pemilihan arrester distribusi tegangan menengah tipe tanpa celah (gapless) dari bahan Metal Oxide Varistor (MOV) yang berlaku di lingkungan PT PLN (Persero). Standar ini juga membatasi dan menyeragamkan tegangan pengenal, kemampuan arus pelepasan, dan penentuan kelas arrester. Dengan diterbitkannya standar ini diharapkan dapat dipakai sebagai pedoman dalam penentuan spesifikasi, petunjuk teknis dalam penggunaan arrester oleh PT PLN (Persero) dan ketentuan desain dalam pembuatan dan pelaksanaan pengujian oleh pabrikan, pemasok dan lembaga pengujian. Dengan ditetapkannya standar ini, maka ketentuan mengenai arrester tegangan menengah tidak lagi menggunakan SPLN 7 : 1978.



iii



SPLN D5.006: 2013



Pedoman Pemilihan Arrester Untuk Jaringan Distribusi 20 kV 1



Ruang Lingkup



Standar ini menetapkan spesifikasi arrester distribusi tipe tanpa celah (gapless) dari bahan Metal Oxide Varistor (MOV) yang digunakan di unit PT PLN (Persero) dan menetapkan letak serta pemasangan arrester pada peralatan yang dipakai pada sistem distribusi tegangan menengah 20 kV.



2



Tujuan



Sebagai pedoman umum dalam menetapkan spesifikasi teknik, pengujian, pengadaan, pemesanan, penempatan dan pemasangan arrester tegangan menengah untuk pemakaian instalasi listrik di unit-unit PT PLN (Persero).



3



Acuan Normatif



Dokumen-dokumen referensi/acuan berikut sangat diperlukan dalam penggunaan standar ini. Untuk referensi yang bertanggal, maka hanya terbitan tersebut yang berlaku sedangkan referensi yang tidak bertanggal, yang berlaku adalah terbitan terakhir dari dokumen referensi tersebut (termasuk amandemennya). a. IEC 60099-4; 2009-05; Surge Arrester Part 4: Metal-Oxide Surge Arresters Without Gaps For AC Systems; b. IEC 60099-5; 2000-03; Surge Arrester Part 5: Selection and Application Recommendations; c. IEC 60815-2; 2008-10; Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators intended for Use in Polluted Conditions-Part 2: Ceramic and Glass Insulators for AC Systems; d. IEC 60815-3; 2008-10; Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators intended for Use in Polluted Conditions-Part 3: Polymer Insulators for AC Systems; e. IEC 60410:1973; Sampling Plans and Procedures for Inspection by Attributes; f. IEEE Std C62.11TM-2005; IEEE Standard For Metal-Oxide Surge Arresters For AC Power Circuits (> 1 KV); g. IEEE Std C62.11aTM-2008; IEEE Standard For Metal-Oxide Surge Arresters For AC Power Circuits (> 1 KV), Amendment 1: Short-Circuit Tests for Station, Intermediate, and Distribution Arresters; h. IEEE Std C62.22TM-2009; IEEE Guide for The Application of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating Current Systems; i. IEEE Std C62.22.1-1996; IEEE Guide for The Connection of Surge Arresters to Protect Insulated, Shielded Electric Power Cable Systems.



1



SPLN D5.006: 2013



4 4.1



Istilah dan Definisi Arus Pelepasan Nominal Pengenal (Rated Nominal Discharge Current) (In)



Nilai puncak arus pelepasan dengan bentuk gelombang 8/20 µs yang dipakai untuk mengklasifikasikan arrester.



4.2



Dudukan (Bracket)



Peralatan yang digunakan sebagai dudukan/penggantung arrester.



4.3



Frekuensi Pengenal (Rated Frequency) (Fr)



Jumlah gelombang satu siklus utuh maksimum yang melewati titik tetap per satuan waktu dari sistem secara kontinu. Frekuensi ini dapat diterapkan pada arrester secara kontinu tanpa mempengaruhi karakteristik kerjanya.



4.4



Gaya Mekanis Sesaat yang Dispesifikasikan (Specified Short Term Load)



Gaya mekanis sesaat terbesar terhadap sumbu longitudinal yang sanggup ditahan oleh arrester dan ditetapkan oleh pabrikan tanpa menyebabkan kerusakan mekanis untuk penggunaan pada sistem distribusi.



4.5



Isokeraunic Level (IKL)



Garis yang menghubungkan daerah-daerah dengan jumlah hari guruh yang sama. Dalam hal ini, jika minimum satu guruh terdengar oleh pengamat dalam satu hari, maka disebut satu hari guruh (thunder storm day).



4.6



Jarak Rambat Insulator Fase ke Bumi (Creepage Distance Phase To Earth)



Jarak terpendek antara dua bagian konduktif (fase ke bumi) diukur sepanjang permukaan selubung isolator.



4.7



Keramik (Porcelain)



Bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat dan mempunyai kemampuan isolasi terhadap tegangan.



4.8



Kelas (Line Discharge Class)



Tingkatan kemampuan arrester untuk melakukan penyerapan energi maksimum dari impuls petir.



2



SPLN D5.006: 2013



4.9



Kekuatan Selubung Elektrik (Electric Strength Of Housing)



Kemampuan isolator menahan tegangan tinggi tanpa kegagalan.



4.10 Kemampuan Hubung Singkat Isolator (Short Circuit Capability) Kemampuan hantar arus hubung singkat dari arrester yang tidak menyebabkan meledaknya selubung isolator arrester.



4.11 Lama Arus Gangguan (Fault Duration) Lama waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan gangguan.



4.12 Pemisah (Disconnector) Peralatan untuk mengisolasi arrester yang mengalami kerusakan dari sistem distribusi.



4.13 Polimer (Polymer) Salah satu bahan rekayasa bukan logam (non-metallic material) yang dihasilkan dengan cara polimerisasi dari molekul yang sangat banyak dengan satuan struktur berantai panjang dan mempunyai kemampuan isolasi terhadap tegangan.



4.14 Sistem Pembumian Titik Netral (System Neutral Connection) Sistem jaringan tegangan menengah yang titik netralnya dihubungkan ke bumi, baik melalui impedansi maupun secara langsung.



4.15 Selubung (Housing) Bagian terluar dari suatu arrester yang membungkus MOV dan bersifat isolasi.



4.16 Tegangan Pengenal (Rated Voltage) (Ur) Nilai efektif maksimum dari tegangan frekuensi kerja yang diizinkan antara kutub-kutubnya yang dirancang agar dapat bekerja dengan tepat.



4.17 Tegangan Operasi Kontinu (Continuous Operating Voltage; Uc) Tegangan operasi kontinu yang diperbolehkan atau tegangan rms maksimal yang diberikan pada arrester saat beroperasi kontinu. Tegangan ini adalah tegangan maksimal arrester pada keadaan non-konduksi dan merupakan tegangan saat arrester kembali dari keadaan konduksi. CATATAN: Pada standar IEEE istilah COV digunakan MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage).



3



SPLN D5.006: 2013



4.18 Tipe Selubung (Type of housing) Jenis isolator yang digunakan pada arrester tersebut.



4.19 Tegangan Tertinggi Untuk Peralatan (Highest System Voltage) (Um) Nilai tegangan tertinggi yang terjadi dalam keadaan kerja normal pada setiap saat dan di setiap titik pada peralatan tersebut. Keadaan ini tidak termasuk gejala-gejala peralihan tegangan, misalnya yang terjadi karena pemutusan sistem, dan variasi tegangan temporer.



4.20 Tegangan Residual Maksimum (Maximum Residual Voltage) Nilai puncak tegangan antara terminal dari arrester selama terjadi arus pelepasan.



5



Penetapan Spesifikasi Arrester



- Arrester terdiri dari MOV, selubung, terminal fase dan terminal pembumian. - Untuk sistem distribusi (20 kV) ditetapkan spesifikasi arrester sesuai tabel 1. - Spesifikasi kelas arrester untuk sistem distribusi (20 kV) ditetapkan sesuai dengan tabel 2. Tabel 1. Penetapan Spesifikasi Arrester Jaringan Distribusi 20 kV



Sistem Pembumian Titik Netral No



Spesifikasi



≤1



Pembumian dengan resistans rendah (noneffective) ≤ 10



Pembumian dengan resistans tinggi(noneffective) ≤ 7200



≥ 21



≥ 24



≥ 27



Satuan



Pembumian langsung (Solid /effective)



detik



1



Lama arus gangguan



2



Tegangan pengenal (Ur)**



kV



3



Tegangan operasi kontinu (Uc)**



kV



4



Tipe isolator



5



Bahan terminal fase/pembumian



≥ 16.8 ≥ 19.2 ≥ 21.6 Polimer (Molded Case)/Keramik untuk pemasangan outdoor/indoor; (Pilihan Keramik hanya untuk pemasangan di GI, GH dan pembangkit) Stainless Steel



6



Frekuensi Pengenal (Fr)



Hz



50



7



Tegangan Tertinggi Peralatan (Um)



kV



24



8



Arus pelepasan nominal pengenal (8/20 µs) (In) kA



10



Untuk area dengan 8.1 guruh < 91 hari ( IKL Level) < 25% )* Untuk area dengan 8.2 guruh > 91 hari ( IKL Level) > 25% )*



untuk



jumlah hari (Isokeraunic jumlah hari (Isokeraunic



4



SPLN D5.006: 2013



9 9.1



9.2



10 11



12



Pada GI, GH dan pembangkit atau kabel keluar (outgoing) GI, GH, pembangkit dan ujung penyulang Pada proteksi tegangan lebih Transformator Distribusi dan Kabel Distribusi TM Kelas Untuk area dengan jumlah hari guruh < 91 hari ( IKL (Isokeraunic Level) < 25% )* Pada GI, GH dan pembangkit atau kabel keluar (outgoing) GI, GH, pembangkit dan ujung penyulang Pada proteksi tegangan lebih Transformator Distribusi dan Kabel Distribusi TM Untuk area dengan jumlah hari guruh > 91 hari ( IKL (Isokeraunic Level) > 25%)* Pada GI, GH dan pembangkit atau kabel keluar (outgoing) GI, GH, pembangkit dan ujung penyulang Pada proteksi tegangan lebih Transformator Distribusi dan Kabel Distribusi TM Kemampuan Hubung Singkat Selubung untuk 0,2 detik Tegangan Residual Maksimum



kA



10



3



2



4



2 ≥ 20



kA rms



Dengan arus impuls petir (gelombang 8/20 µs)



kVp



< 58



< 67



< 74



-



Dengan impuls switsing (30/60 µs) 1000 A untuk 10 kA dan 2000 A untuk 20 kA



kVp



< 52



< 60



< 66



Kekuatan Elektrik Selubung Tegangan ketahanan impuls (gelombang 1,2/50 µs)



Tegangan ketahanan AC (1 min) Jarak rambat insulator fase ke bumi -



14



20



-



-



13



kA



kVp



≥ 125



kV



≥ 50



-



Polusi berat***



mm/kV (Um)



25



-



Polusi sangat berat****



mm/kV (Um)



31



Gaya mekanis dispesifikasikan



sesaat



yang



Ditetapkan dan dicantumkan dalam spesifikasi oleh pabrikan



5



SPLN D5.006: 2013



15



Disconnector



Ada



16



Bracket



Ada



* Tipikal peta IKL Indonesia dapat dilihat pada lampiran namun untuk mendapatkan data IKL terkini dapat diperoleh di Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Indonesia ** Perhitungan pedoman pemilihan dapat dilihat pada lampiran. *** Untuk penggunaan di daerah perkotaan dan pedesaan yang jauh dari polusi industri, tepi pantai dan pegunungan dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dibuktikan dengan pengujian weathering ageing 1000 jam. **** Untuk penggunaan di daerah yang dekat dengan polusi industri, tepi pantai dan pegunungan dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dibuktikan dengan pengujian weathering ageing 5000 jam.



Tabel 2. Kelas Arrester



Kelas Sesuai IEC 60099-4:2009



6



Kemampuan Menyerap Energi Maksimum berdasarkan IEC Operating Duty Test dengan 2 x Long duration current impulse



kJ/kV (Uc)



kJ/kV (Ur)



2



≥5



≥4



3



≥ 8.75



≥7



4



≥ 12.5



≥ 10



Penandaan



Arrester harus dilengkapi dengan penandaan pada badan isolasi dan atau logam dengan cetak timbul atau printing yang tidak mudah dihapus. Minimum penandaan terdiri dari: 1. Tegangan pengenal (Ur); 2. Arus pelepasan nominal (In); 3. Tegangan operasi kontinu (Uc); 4. Kelas; 5. Tahun produksi; 6. Nama/merk dagang/logo.



7



Pengujian



7.1



Pengujian Jenis (Type Test)



Pengujian jenis ini dilakukan dengan mata uji pada tabel 3 kolom c dan d sesuai dengan butir 8 IEC 60099-4:2009. Untuk arrester dengan isolasi polimer, dilakukan pengujian sesuai dengan butir 10 IEC 60099-4:2009. Khusus untuk arrester isolasi polimer yang akan digunakan di daerah dengan tingkat polusi yang tinggi, intensitas radiasi sinar matahari yang tinggi dan perubahan suhu dengan kondensasi yang sering seperti pada daerah pegunungan, 6



SPLN D5.006: 2013



industri atau tepi pantai, maka dilakukan pengujian weather ageing 5000 jam. Untuk kondisi selain hal tersebut diatas dapat menggunakan pengujian weather ageing 1000 jam. Pengujian jenis harus memenuhi seluruh persyaratan teknis yang tercantum pada tabel 1 dan 2. Pengujian jenis dilakukan oleh PLN Puslitbang.



7.2



Pengujian Rutin (Routine Test)



Pengujian rutin dilakukan dengan mata uji pada tabel 3 kolom e sesuai dengan butir 9.1 IEC 60099-4:2009.



7.3



Pengujian Contoh



Pengujian contoh dilakukan dengan mata uji pada tabel 3 kolom f sesuai dengan pengujian serah terima (acceptance test) pada butir 9.2 IEC 60099-4:2009. Jumlah sampel untuk pengujian contoh dapat dilihat pada tabel 4. Tabel 3. Pengujian Arrester



No



Item Pengujian



a



b



1



Uji Ketahanan Isolasi pada Selubung (Insulation Withstand Test on the Arrester Housing)



2



Uji Tegangan Residual (Residual voltage test)



Uji Jenis Arus Pelepasan Nominal Standar 20 KA 10 KA c



d











A



Dengan impuls arus curam (Steep current impulse)











B



Dengan impuls petir (Lightning impulse)











C



Dengan impuls switsing (Switching impulse )











3



Uji ketahanan impuls arus durasi panjang (Long duration current impulse withstand test)











4



Uji Operasi (Operating duty test)



7



Uji Rutin



Uji Contoh



e



f











SPLN D5.006: 2013



A



B



Uji operasi impuls arus tinggi (High current impulse operating duty test) Uji operasi surja switsing (Switching surge operating duty test)



 







5



Uji Hubung singkat (Short circuit)











6



Uji Pemisah arrester/indikator gangguan (Arrester disconnector/fault indicator)











7



8



Uji Isolator Terpolusi (Polluted housing test) A untuk selubung porselen Weather ageing test B untuk selubung polimer Uji pelepasan parsial internal (Internal partial discharge test)



  







9



Uji Momen Lentur (Bending moment)











10



Uji Lingkungan (Enviromental test) untuk selubung porselen



















11 12



Uji Tingkat kebocoran seal (Seal leak rate) untuk selubung porselen Pengukuran Tegangan Referensi



















Tabel 4. Jumlah Sampel Uji Contoh



No



Jumlah barang yang diserahterimakan (buah)



Jumlah sampel (buah)



Jumlah maksimum kegagalan sampel yang dapat diterima* (buah)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



2 s/d 15 16 s/d 25 26 s/d 90 91 s/d 150 151 s/d 500 501 s/d 1200 1201 s/d 10000 10001 s/d 35000 35001 s/d 500000 > 500000



2 3 5 8 13 20 32 50 80 125



0 0 0 0 0 1 1 2 3 5



8



SPLN D5.006: 2013



CATATAN: Apabila arrester tidak lulus uji sesuai dengan tabel 4, maka seluruh barang yang diserahterimakan dianggap tidak memenuhi persyaratan standar**. * Arrester yang gagal dalam pengujian contoh harus diganti dengan yang baru dan sesuai standar. ** Agar dimasukkan dalam ketentuan kontrak.



8



Pemasangan Arrester Sistem Distribusi (20 kV)



8.1



Kawat Penghubung Arrester (Lead Wire)



Pembuangan arus petir melalui induktansi dari kawat penghubung arrester menghasilkan tegangan yang menambah tegangan keluaran arrester. Panjang kawat penghubung tersebut terdiri dari panjang kawat penghubung arrester ke pembumian serta panjang kawat penghubung arrester dengan tegangan fase. Panjang total dari kawat penghubung ini diukur dari titik di mana sambungan kawat penghubung arrester ini dibuat ke titik di mana dilakukan interkoneksi antara pembumian arrester dan pembumian dari peralatan yang dilindungi, tidak termasuk panjang arrester. Kawat penghubung pembumian masing-masing arrester disarankan dihubungkan langsung dari pembumian arrester dengan pembumian dari peralatan yang dilindungi tanpa terlebih dahulu disatukan seperti dapat dilihat pada gambar 1.



Gambar 1. Sambungan Kawat Penghubung Pembumian



Induktansi per unit panjang dari kawat penghubung adalah fungsi kompleks dari geometri kawat penghubung. Efek dari diameter konduktor kawat penghubung sangat kecil. Beberapa penelitian memperlihatkan bahwa induktansi dari kawat penghubung tipikal besarnya adalah 1,3 µH per meter. Induktansi dari kawat yang digulung akan lebih besar dari nilai tersebut. Oleh karena itu, kawat penghubung arrester tidak boleh digulung. Dari data petir yang pernah direkam di daerah Indonesia memperlihatkan kecuraman arus petir rata-rata sebesar 40 kA/µs. Hasil kali dari kecuraman arus petir dengan panjang total kawat penghubung arrester adalah tegangan kawat penghubung. Tegangan kawat penghubung menambah tegangan residual arrester hanya pada saat kenaikan arus pelepasan. Lamanya waktu peralatan yang dilindungi terkena dengan tegangan penjumlahan tegangan kawat penghubung dan tegangan residual adalah waktu kenaikan arus pelepasan. 9



SPLN D5.006: 2013



Oleh karena itu perlu dilakukan koordinasi tegangan total dari tegangan kawat penghubung dan tegangan residual dengan ketahanan tegangan potong dari peralatan yang dilindungi. Tegangan residual tanpa pengaruh kawat penghubung arrester harus dikoordinasikan juga dengan ketahanan tegangan potong dari peralatan yang dilindungi, sehingga kawat penghubung arrester harus sependek mungkin. Kawat pembumian arrester tidak terhubung dengan kawat penghantar pembumian tegangan rendah.



8.2



Lokasi Arrester Sehubungan dengan Pembatas Peralatan



Menempatkan sebuah arrester pada sisi sumber dari FCO menyebabkan panjang kawat penyambung arrester yang sangat panjang. Oleh karena itu arrester harus diletakkan sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindunginya dengan menempatkannya setelah FCO agar kawat penyambung arrester menjadi pendek. Lokasi dari fuse di depan arrester menyebabkan fuse membawa arus pelepasan arrester. Maka disyaratkan fuse yang digunakan di depan arrester adalah fuse yang tahan arus surja petir. Contoh penempatan arrester setelah FCO pada konstruksi gardu distribusi dapat dilihat pada gambar 2.



Gambar 2. Contoh Penempatan Arrester Sehubungan Dengan Pembatas Peralatan



8.3



Lokasi Arrester pada Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) atau Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM)



Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan terminasi kabel, dimana kawat penghubung arrester dihubungkan dengan pembumian kabel dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke terminasi kabel. Contoh penempatan arrester pada kabel dapat dilihat pada gambar 3.



10



SPLN D5.006: 2013



a. Penempatan Arrester dengan FCO



b. Penempatan Arrester tanpa FCO



Gambar 3. Penempatan Arrester Pada Kabel



8.4



Lokasi Arrester pada Transformator Distribusi dan Kapasitor



Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan bushing transformator/kapasitor, dimana kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke bushing transformator/kapasitor. Kawat penghubung arrester dihubungkan dengan terminal pembumian transformator/kapasitor dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Contoh penempatan arrester pada transformator dapat dilihat pada gambar 4.



Gambar 4. Contoh Lokasi Arrester Pada Konstruksi Transformator Distribusi



11



SPLN D5.006: 2013



8.5



Lokasi Arrester pada Pemutus (Recloser, Sectionalizers, Load Breaking Switch, Disconnector Switch)



Arrester ditempatkan pada kedua sisi (baik sisi pengirim maupun sisi penerima) dari setiap jenis pemutus. Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan terminal pemutus, dimana kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke terminal pemutus. Kawat penghubung pembumian arrester dihubungkan dengan terminal pembumian pemutus dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Contoh penempatan arrester pada sectionalizers dapat dilihat pada gambar 5.



Gambar 5. Contoh Penempatan Arrester Pada Sectionalizer Di Jaringan Distribusi 20 kV



8.6



Lokasi Arrester pada AVR (Automatic Voltage Regulator)



Arrester ditempatkan pada kedua sisi (baik sisi pengirim maupun sisi penerima) dari AVR. Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan bushing AVR, dimana kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke bushing AVR. Kawat penghubung pembumian arrester dihubungkan dengan terminal pembumian AVR dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Contoh penempatan arrester pada AVR dapat dilihat pada 6.



12



SPLN D5.006: 2013



Gambar 6. Contoh Penempatan Arrester Pada AVR



8.7



Lokasi Arrester pada Kubikel



Arrester ditempatkan sedekat mungkin dengan terminasi kabel, dimana kawat penghubung pembumian arrester dihubungkan dengan pembumian kabel dan dibumikan langsung dari terminal pembumian arrester. Jika memungkinkan kawat penghubung fase dihubungkan terlebih dahulu ke terminal arrester sebelum dihubungkan ke terminasi kabel. Namun apabila tidak memungkinkan maka kawat penghubung fase dipilih sependek mungkin untuk mengurangi tegangan kawat penghubung. Contoh penempatan arrester di dalam kubikel gambar 7.



Gambar 7. Contoh Penempatan Arrester Di Dalam Kubikel



13



SPLN D5.006: 2013



8.8



Kawat Penghubung Disconnector



Disconnector diletakkan pada terminal pembumian dari arrester dan menghubungkan terminal pembumian arrester dengan kawat penghubung pembumian. Apabila arrester menghantarkan arus yang besar akibat kegagalan arrester akan menyebabkan bekerjanya disconnector untuk memisahkan terminal pembumian arrester dengan kawat penghubung pembumian. Sehingga sangat perlu diperhatikan kawat penghubung pembumian tidak terkena kawat fase apabila disconnector bekerja. Oleh karena itu kawat penghubung pembumian harus dari material yang memiliki fleksibilitas tinggi dan tidak kaku seperti pada gambar 8.



Gambar 8. Penempatan Disconnector Pada Arrester



14



SPLN D5.006: 2013



Lampiran 1



Pemilihan Arrester untuk Pembumian Langsung (Solid/Effective)



Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent). Data jaringan: -



Um = 24 kV BIL peralatan = 125 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 1 detik* Arus pelepasan nominal (In) = 10 kA* Level polusi = berat* Arus hubung-singkat maksimum =16 kA



Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: -



Ur, min = 0,8* x Um, min = 0,8* x 24 kV = 19,2 kV



Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -



Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 21 kV Uc = Ur/1,25 = 21 kV/1,25 = 16,8 kV



Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -



Level proteksi impuls petir (û10 kA, 8/20 µs): 58 kV Level proteksi switsing: 0,9 x 58 kV = 52 kV



Mengecek level proteksi: -



BIL / û10 kA, 8/20 µs = 125 kV/58 kV = 2,16> 1,4 (mencukupi)



Persyaratan-persyaratan minimal: -



Lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 58 kV = 75,4 kV Power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/ x level proteksi impuls petir = 0,88/



-



2



x 58 kV = 36,1 kV



Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 24 kV = 600 mm Short circuit withstand capability 0,2 s (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA



Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Rendah (NonEffective)



Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent).



15



SPLN D5.006: 2013



Data jaringan: -



Um = 24 kV BIL peralatan = 125 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 10 detik. Arus pelepasan nominal (In) = 10 kA* Level polusi = berat* Arus hubung-singkat maksimum =16 kA



Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: -



Ur, min = 0,93* x Uc, min = 0,93* x 24 kV = 22,32 kV



Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -



Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 24 kV Uc = Ur/1,25 = 24 kV/1,25 = 19,2 kV



Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -



Level proteksi impuls petir (û10 kA, 8/20 µs): 67 kV Level proteksi switsing: 0,9 x 67 = 60 kV



Mengecek level proteksi: -



BIL / û10 kA, 8/20 µs = 125 kV/67 kV = 1,87> 1,4 (mencukupi)



Persyaratan-persyaratan minimal: -



Lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 67 kV = 87,1 kV Power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/ x level proteksi impuls petir = 0,88/



-



3



x 67 kV = 41,7 kV



Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 24 kV = 600 mm Short circuit withstand capability 0,2 s (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA



Pemilihan Arrester untuk Pembumian dengan Resistans Tinggi/Terisolasi (Non-Effective)



Semua informasi yang diberi tanda bintang (*) adalah asumsi. Walau demikian secara individual, informasi ini adalah nilai-nilai yang tergantung kepada pabrikan arrester (manufacturer-dependent). Data jaringan: -



Um = 24 kV BIL peralatan = 125 kV Operasi dalam kondisi-kondisi earth fault untuk ≤ 7200 detik. Arus pelepasan nominal (In) = 10 kA* Level polusi = berat* Arus hubung-singkat maksimum =16 kA



Menentukan tegangan operasi kontinu yang disyaratkan secara minimal dan tegangan pengenal: 16



SPLN D5.006: 2013



-



Ur, min = 1,11* x Uc, min = 1,11* x 24 kV = 26,64 kV



Menentukan tegangan operasi kontinu aktual dan tegangan pengenal: -



Ur = Ur, min dibulatkan ke nilai selanjutnya yang dapat dibagi 3 = 27 kV Uc = Ur/1,25 = 27 kV/1,25 = 21,6 kV



Karakteristik-karakteristik proteksi yang dihasilkan: -



Level proteksi impuls petir (û10 kA, 8/20 µs): 74 kV Level proteksi switsing: 0,9 x 74 = 66 kV



Mengecek level proteksi: -



BIL / û10 kA, 8/20 µs = 125 kV/74 kV = 1,69> 1,4 (mencukupi)



Persyaratan-persyaratan minimal: -



Lightning impulse withstand voltage = 1,3 x level proteksi impuls petir = 1,3 x 74 kV = 96,2 kV Power-frequency withstand voltage 1 min, kondisi basah = 0,88/ x level proteksi impuls petir = 0,88/



-



4



x 74 kV = 46,05 kV



Jarak rambat fase ke bumi: 25 mm/kV x 24 kV = 600 mm Short circuit withstand capability 0,2 s (rated short-circuit (withstand) current Is): 20 kA



Peta Isokeraunic Level



Peta Isokeraunic level (IKL) adalah peta yang menampilkan jumlah hari terdengarnya guruh per tahun. Peta IKL Indonesia dalam persentase jumlah hari guruh per tahun untuk tahun 1991-2006 dapat dilihat pada gambar 9. IKL = (ΣTs) / 365 x 100 % dimana :



ΣTs = Jumlah hari guruh dalam satu tahun



Sedangkan untuk peta IKL yang menampilkan tipikal jumlah hari guruh dunia dapat dilihat pada gambar 10. Dari peta IKL hari guruh dunia dengan peta IKL hari guruh Indonesia terlihat bahwa Indonesia memiliki jumlah hari guruh yang tinggi, sehingga diperlukan arrester yang mampu bekerja secara terus menerus tanpa mengalami kegagalan operasi.



17



SPLN D5.006: 2013



Gambar 9. Peta IKL dalam persentase hari guruh per tahun Indonesia 1991-2006



Gambar 10. Peta isokeraunic level dunia dalam jumlah hari guruh



18



Pengelola Standardisasi : PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan Jl. Durentiga, Jakarta 12760, Telp. 021-7973774, Fax. 021-7991762, www.pln-litbang.co.id



Pengelola Standardisasi : PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan Jl. Durentiga, Jakarta 12760, Telp. 021-7973774, Fax. 021-7991762, www.pln-litbang.co.id