Melanjutkan pembahasan kita pada postingan sebelumnya, kali ini kita coba kalkulasi hasil dari desain grounding tersebut dan melihat performanya saat kondisi tower tersambar petir.
Jadi seperti yang kita sudah bahas tentang fungsi grounding yang salah satunya sebagai proteksi petir pada tower transmisi. Mekanisme tersebut terjadi karena saat arus petir yang mengalir pada body tower, yang meskipun secara kalkulasi beda potensial yang bangkit antara body tower dengan konduktor fasa sudah melebihi BIL insulator, tetapi apabila grounding dapat bekerja dengan maksimal mengurai arus petir ke tanah maka delta T atau selisih waktu yang dibutuhkan surja untuk mengakibatkan back flashover akan sangat singkat sehingga BFO dapat dicegah. Panjang juga kalimatnya.
Tetapi, meskipun arus petir yang relatif kecil, misal 10 kA. Apabila grounding tower jelek, maka beda potensial akan memiliki delta T yang sedikit lebih lama yang meskipun masih dalam batas BIL insulator, dapat mengakibatkan surja back flashover meskipun hanya pada arcing horn nya saja.
Studi kasus
Dengan menggunakan nilai pentanahan pada pembahasan kita di postingan sebelumnya yang bisa dibaca di link ini yaitu sebesar 2.63 Ohm, kita akan menguji pada tower 150 kV yang memiliki tinggi struktur 30 m. Untuk formulanya kita akan menggunakan rumus seperti berikut
Untuk arus petir kita menggunakan sebersar -25 kA yangmana arus tersebut menyebabkan gangguan pada ruas SUTT Jember-Banyuwangi pada tanggal 8 Februari 2023. Nilai L sebesar 30 uH/m dengan berdasarkan rule of thumb yaitu 1 uH/m. Untuk kecuraman impuls atau di/dt kita menggunakan notasi 30 kA/us berdasarkan data yang dihimpun oleh penelitian Prof. Zoro. Maka perhitungannya sebagai berikut.
Didapat nilai tegangan pada body tower sebesar 1085.75 kV saat dilalui arus petir. Bila tower menggunakan insulator keramik sebanyak 11 keping yang memiliki BIL sebesar 925 kV maka bisa dipastikan tower mengalami back flashover saat disambar petir. Bila insulasi pada tower menggunakan insulator sebanyak 12 keping yang memiliki BIL 1170 kV tentu tower masih dimungkinkan mampu menahan tegangan tembus pada insulator maupun lompatan surge pada arcing horn.
Tentu perhitungan tersebut masih berupa perhitungan kasar atau oversimplify tapi paling tidak kita dapat gambaran bagaimana memetakan kemampuan proteksi petir pada tower. Apabila kita ingin hasil yang lebih akurat, kita bisa menggunakan simulasi software menggunakan program ATP/EMPT atau PSCAD atau bahkan Matlab.
Sekian pembahasan singkat untuk validasi performa proteksi petir pada tower transmisi.
Referensi
- Methodology and Technology for Power System Grounding. Jinliang He, Rong Zeng, Bo Zhang. IEEE. Tsinghua University, China. 2013
- Sistem Proteksi Petir Pada Sistem Tenaga Listrik. Reynaldo Zoro. STEI ITB. 2018