JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) B190 Abstrak—Lightning Arrester adalah perangkat semikonduktor yang digunakan dalam sistem tenaga listrik untuk melindungi peralatan terhadap petir dan switching tegangan lebih. Alat pelindung terhadap gangguan petir ini berfungsi melindungi peralatan sistem tenaga listrik dengan membatasi tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Arrester tidak akan bekerja pada keadaan normal melainkan akan bekerja pada saat adanya tegangan impuls yang datang pada arrester. Dalam penggunaanya arrester ini akan menimbulkan medan pada permukaan arrester. Pada tugas akhir ini dilakukan pemodelan untuk menganalisa persebaran medan listrik pada arrester tersebut. Analisa pemodelan medan listrik membantu dalam mengetahui pengaruh dari itensitas medan maksimum dalam arrester baik dalam kondisi normal maupun transien. Metode yang digunakan adalah simulasi yang berbasis pada FEM (finite element method). Serta membandingkan kondisi medan listrik pada permukaan arrester dalam keadaan normal, terkontaminasi air garam, saat terdapat rongga udara dan terkontaminasi debu. Akan diketahui hasil dari simulasi nilai medan listrik saat diberikan tegangan nominal sangat tinggi dibandingkan dengan saat diberikan arus impuls yang nilai medannya sangat kecil. Kata Kunci : Lightning Arrester, Impuls, Kontaminan Air Garam Debu dan Rongga Udara, Finite Element Method I. PENDAHULUAN ightning arrester merupakan perangkat semikonduktor yang digunakan dalam sistem tenaga listrik untuk melindungi terhadap petir dan switching tegangan lebih. Tegangan lebih adalah faktor pembatas untuk merancang sistem tegangan tinggi [1]. Alat pelindung terhadap sambaran petir ini berfungsi melindungi peralatan system tenaga listrik dengan cara membatasi tegangan petir yang datang dan mengalirkannya ke tanah [2]. Arrester dipasang antara fase dan bumi dan bertindak sebagai jalan simpangan untuk tegangan yang impuls, arrester dirancang menjadi isolator untuk tegangan operasi nominal menyalurkan arus paling sedikit dalam milliamperes dan mampu menjadi konduktor yang bagus [3]. Medan listrik di sekitar arrester dipengaruhi oleh geometri arrester dan karakteristik listrik bahan yang berpartisipasi. Pemodelan medan listrik membantu dan mempertimbangkan faktor-faktor penting yang mempengaruhi intensitas medan maksimum dalam arester, terutama selama kondisi transien dan fenomena yang dapat menyebabkan kerusakan pada arrester [3]. Distribusi tegangan tergantung pada geometri sebagai serta sifat listrik dari bahan perakitan arrester [4]. Pada studi kali ini simulasi berbasis FEM (Finite Element Method) digunakan untuk menganalisa distribusi medan listrik pada lightning arrester serta membandingkan kondisi medan listrik pada permukaan lightning arrester normal dengan keadaan yang terkontaminasi air garam. Dan membandingkan medan listrik pada permukaan lightning arrester dalam keadaan rusak dengan kondisi normal atau baik. II. PENGERTIAN LIGHTNING ARRESTER DAN JENIS KONTAMINAN A. Lightning Arrester Lightning arrester atau arrester merupakan alat pelindung terhadap tegangan lebih. Arrester sendiri dipasang pada atau dekat peralatan yang dihubungkan dari fasa konduktor ke tanah. Alat ini akan bekerja pada tegangan tertentu di atas dari tegangan operasi yang berfungsi untuk membuang muatan listrik dari surja petir dan berhenti beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi agar tidak terjadi arus pada tegangan operasi. Lightning arreter dipasang paralel dengan peralatan yang dilindungi. Lokasinya diatur sehingga tegangan lebih impuls melalui alat pelindung terlebih dulu sebelum melewati alat yang dilindungi. Pada keadaan tegangan normal, arrester berperan sebagai isolasi atau idealnya tidak mengalirkan arus dari jaringan ke tanah. B. Pembentukan Sudut Kontak Air Pada Permukaan Arrester Sudut kontak merupakan sudut yang terbentuk antara dua batas permukaan yaitu air dengan permukaan arrester. Sifat hydrophobic pada suatu permukaan arrester mempengaruhi besar sudut kontak air yang menempel di permukaan arrester. Besar sudut kontak air pada suatu permukaan dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu : 1. Basah keseluruhan Sudut kotak yang terbentuk antara butir air dengan permukaan arrester kurang dari 90 derajat. 2. Basah sebagian Sudut kotak yang terbentuk antara butir air dengan permukaan arrester pada sekitar 90 derajat. 3. Hampir tidak basah Sudut kotak yang terbentuk antara butir air dengan permukaan arrester pada lebih dari 90 derajat. Analisis Persebaran Medan Listrik Pada Lightning Arrester 20 kV Menggunakan Finite Element Method A A Gd Dharma Putera, I Made Yulistya Negara, dan Daniar Fahmi Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: Agunggede.dharmaputera@gmail.com, yulistya@ee.its.ac.id, daniarfahmi@ee.its.ac.id L brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS): Publikasi Ilmiah Online Mahasiswa ITS (POMITS)