## Analisa Karakteristik Arrester Pada Gardu Distribusi 20 KV ST 350 Penyulang Merpati
Engla Harda Arya 1 , Ermawati 2 , Fadhli Palaha 3
123 Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru Jln Dirgantara No 4 Arengka Raya, Pekanbaru, Riau 28125 E-mail:englahardaarya@gmail.com 1 , ermawatip44@gmail.com 2 , fadhlyy@yahoo.com 3

## Abstract
Arrester  is  one  of  the  devices  in  the  electric  power  system  that  can  protect  electrical  equipment  from external disturbances caused by lightning surge overvoltage. Analysis of arrester characteristics aims to improve  the  performance  of  the  arrester  in  protecting  the  transformer  from  the  danger  of  lightning strikes.  Taking  into  account  the  factors  affecting  the  surge  voltage  and  current,  the  distance  of  the arrester, the steepness of the incident wave, the speed of the surge wave and the Basic Insulation Level (BIL). The arrester protection failure rate depends on the basic isolation level (TID) of the equipment, the operating  voltage  and  the  location  of  the  arrester  placement.  From  the  results  of  the  analysis  and calculation of the TID of the Merpati Feeder transformer 5 kA with a voltage of 125 kV in a 20 kV system, it  can  be  seen  the  working  characteristics  of  the  arrester  with  a  rated  voltage  of  24  kV,  a  discharge voltage of 87 kV and a discharge current of 5 kA with a protection level of 95.7 kV. The wave steepness is 500 kV and the maximum distance is 2.745 meters, according to field results the installation distance is 2.1 meters. This situation is classified as safe because it is still below the safe distance limit.
Keywords: Arrester, lightning surge, arrester characteristics, distribution substation

## Abstrak
Arester  adalah  salah  satu  perangkat  dalam  sistem  tenaga  listrik  yang  dapat  melindungi  peralatan  listrik dari  gangguan  eksternal  yang  disebabkan  oleh  tegangan  lebih  surja  petir.  Analisis  karakteristik  arester bertujuan untuk meningkatkan kinerja arester dalam melindungi trafo dari bahaya sambaran petir. Dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan dan arus surja, jarak arester, kecuraman gelombang datang, kecepatan gelombang surja dan Basic Insulation Level (BIL). Laju kegagalan proteksi arester  tergantung  pada  tingkat  isolasi  dasar  (TID)  peralatan,  tegangan  operasi  dan  lokasi  penempatan arester. Dari hasil analisis dan perhitungan TID transformator Penyulang Merpati  5 kA dengan tegangan 125 kV pada sistem 20 kV dapat diketahui karakteristik  kerja arester dengan tegangan  pengenal 24 kV, tegangan pelepasan 87 kV dan arus pelepasan sebesar 5 kA dengan tingkat proteksi 95,7 kV. Kecuraman gelombang 500 kV dan jarak maksimum 2,745 meter, sesuai hasil lapangan jarak pemasangan 2,1 meter. Situasi ini tergolong aman karena masih di bawah batas jarak aman.
Kata kunci : Arrester, surja petir, karakteristik arrester, gardu distribusi

## 1. Pendahuluan
Gangguan  terbesar  pada  sistem  daya  listrik terjadi pada tempat pendistribusian yaitu jaringan tegangan  tinggi  dan  tegangan  rendah.  Sebagian besar  sistem  terdapat  distribusi  dan  petir merupakan salah satu penyebabnya. Transformator  merupakan  omponen  terpenting dalam  sistem  distribusi.  Transformator  yang digunakan  merupakan  transformator  step  down, tegangan  diturunkan  dari    20  kV  ke  400/230  V.
Transformator dihubungkan pada jaringan tegangan menengah 20 kV dan diletakkan di area terbuka mengakibatkan terjadinya tegangan lebih akibat  petir  menyambar  baik  secara  langsung maupun  secara  tidak  langsung.  Sambaran  petir menghasilkan  potensial  yang  lebih  tinggi  dari kapasitas  isolasi  transformator,  mengakibatkan kerusakan isolasi yang mematikan. Arester dipasang pada transformator distribusi  20  kV  di  setiap  gardu  distribusi  untuk mencegah  sambaran  petir.  Dalam  keadaan
normal  arester  bertindak  sebagai  isolator.  Jika terjadi surja, arester bertindak sebagai konduktor dan  membumikan  tegangan  lebih  akibat  surja. Ketika  sambaran  yang  terjadi  telah  dibumikan, arester dengan cepat kembali menjadi isolator. Gardu  distribusi  perlu  perlindungan  dari sambaran  surja  petir,  karena  peralatan    yang terdapat  pada  gardu    sangat  dijaga  supaya  tidak terjadi  gangguan  sehingga  apabila  terjadi gangguan  pada  gardu  distribusi  maka  keandalan pelayanan  daya  listrik  ke  konsumen  akan terganggu,  mengingat  hal  ini  membuat  penulis tertarik  membahas  bagaimana  karakteristik arrester dengan aplikasi pada gardu distribusi 20 kV ST 350 Penyulang Merpati.
Adapun tujuan
Penelitian ini untuk mengetahui  kelayakan  perlindungan  arrester pada transformator gardu distribusi dan menentukan  karakteristik  arrester  yang  terdapat di  saluran  distribusi  20  kV  ST  350  penyulang Merpati.
Gangguan Sambaran Petir Pada Gardu Distribusi
Surja  petir  adalah  pemisahan  muatan listrik  alami  di  awan  badai. Petir  terjadi  karena adanya pemusatan muatan akibat selisih  tekanan udara  dan  suhu  yang  mengakibatkan  udara bergerak  ke  atas.  Uap  air  akan  terbawa  sampai ketinggian  tertentu  pada  saat  suhu  udara  sangat dingin  oleh  gerakan  udara  ke  atas  ini.  Uap  air larut  dan  berubah  menjadi  tetesan  air,  maka inilah  yang  dikatakan  awan  (Comulo  Nimbus), hal  ini  dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Awan  ini dapat  memiliki  lebar  puluhan  kilometer  dan terdapat  sejumlah    sel  awan  individu  yang besarmulai dari 7,5 hingga 18 kilometer.
Awan  yang  terkandung  muatan  positif  ini yang  disebut  Kristal  es,  yang  mengandung muatan  negatif  disebut  titik-titik  air.  Dalam Awan  yang  terkandung  muatan  positif  ini  yang disebut  Kristal  es,  yang  mengandung  muatan negatif  disebut  titik-titik  air.  Dalam  kebanyakan kasus,  pergerakan  partikel  ini  menghasilkan muatan negative didasar awan.
Gambar 1. Sambaran Petir
Gardu  Distribusi  yang  lebih  dikenal  dengan sebuah  tempat  instalasi  listrik  yang  terdapat  alat pemutus, penghubung, pengaman serta transformator distribusi untuk memenuhi keperluan  daya  listrik  untuk  konsumen,  baik jaringan  tegangan  menengah  (JTM  20  kV) maupun  jaringan  tegangan  rendah  (JTR  220/380 V)
Gangguan  Sambaran  Petir  Pada  jaringan Tegangan Menengah dapat menyambar langsung ke  penghantar  sehingga  sangat  mungkin  terjadi penghantarnya  akan  memutus  karna  gelombang petir  menyebabkan  tegangan  impuls  melebihi BIL  ( Basic  Insulation  Level )  dari  penghantar. Maka  saat  sambaran  surja  mengenai  SUTM  dan induksi dari petir menyebar ke berbagai penjuru, gelombang merambat sepanjang jaringan menuju pusat  lain  yang  dapat  menetralkan  arus  petir yaitu  titik pembumian.
Gambar 2. Muatan di saluran Distribusi

## Tegangan Lebih Surja Petir
Tegangan  lebih  yaitu  tegangan  yang  dapat ditahan  untuk  beberapa  saat  saja  dalam  periode terbatas  (Saiful  Amri,  2018).  Tegangan  lebih petir  adalah  tegangan  lebih  aperiodik  biasa disebabkan  faktor  luar ( External Over Voltage ). Petir terbentuk dari pelepasan muatan listrik oleh lidah api listrik tegangan tinggi di atmosfer bumi. Muatan listrik memiliki daya tarik antara muatan yang  berbeda  .Sifat  ini  digunakan  untuk  lebih mengerti  bagaimana  sambaran  petir  terjadi  dan bagaimana  mengurangi  resiko  sambaran  petir dengan  memanfaatkan  penangkal  petir  yang tepat.
A    Sebab – sebab terjadinya tegangan lebih, yaitu :
1)    Tegangan  lebih  petir  ( lighting  over  voltage ) terjadi  pada  peralatan  listrik  secara  langsung, tidak langsung dan induksi.
2)    Tegangan  lebih  surja  hubung  ( switching overvoltage ). Peralihan tegangan karena aktifitas on/off saklar.
3)    Gangguan  sistem  disebabkan  tegangan  lebih sementara.  Bentuk  gelombang  tegangan  lebih akibat sambaran petir dan surja dicontohkan oleh kenaikan  tegangan  yang  cepat  diikuti  dengan penurunan bertahap atau lambat.

## Arrester
Arrester  merupakan  proteksi  untuk  sistem tenaga  listrik  jika  terjadi  tegangan  lebih  karna adanya  sambaran  atau  surja  hubung  ( switch surge ). Biasanya arrester bekerja untuk membuat jalan  pintas  ( by  pass )  dan  mengalirkan  tegangan lebih  surja  petir  ke  dalam  bumi.  Arester kemudian  membuat  jalan  untuk  arus  surja  petir agar mudah dilewati. Jalan pintas itu dibuat agar tidak  mengganggu  aliran  arus  sistem.  Arrester dapat dilihat pada gambar 3.

## Gambar 3. Arrester

## Komponen Arrester
Ada beberapa komponen dari arrester :
1.  Elektroda berfungsi sebagai terminal arrester. Elektroda  atas  dihubungkan  ke  sumber tegangan,  elektroda  bawah  dihubungkan  ke bumi.
2.  Sela  Percikan (spark  gap )  adalah  celah percikan yang beroperasi jika terjadi tegangan  lebih  dan  tekanan  gas  yang dihasilkan  oleh  tabung  serat  yang  terbakar akan menyebabkan celah percikan menghasilkan busur.
3.  Resistansi  Katup  dikenal  sebagai  resistansi non-linier  yang  sering  digunakan  dalam arrester.  Ketika  terjadi  perubahan  tegangan yang  cepat,    komponen  ini  biasanya  terbuat dari bahan yang mudah diubah .

## Prinsip Kerja Arester
Arester bekerja dengan  tegangan diatas tegangan kerja  dapat  menghilangkan  muatan  listrik  dari surja petir kemudian dimatikan  dengan tegangan diatas  tegangan  kerja  untuk  memastikan  bahwa tidak ada arus pada tegangan operasional. Arester bekerja  membentuk  jalan  agar bisa dialiri  petir  dan  tidak  menimbulkan  tegangan lebih pada transformator. Keadaan normal arester berfungsi  sebagai  isolasi  namun  saat  ada  surja petir,  arester  akan  mengalirkan  arus  lebih  ke bumi.  Ketika  lonjakan  telah  berlalu,  arrester
dapat menutup dengan cepat, mencegah pemutus listrik terbuka.
Arester  terdiri  dari  2  komponen  yaitu  celah percikan  atau  sela  api  dan  resistor  katup. Keduanya  terhubung  secara  berurutan.  Margin atas  dan  bawah  tegangan  percikan  menentukan tegangan  sistem  maksimum  dan  level  insulasi komponen yang proteksi. Arrester juga memiliki tahanan katup dan pengatur tegangan atau sistem penilaian untuk aplikasi yang lebih khusus.
Tegangan  sistem  bolak-balik  akan  terus melengkung  sampai  pemutus  beban  dibuka dalam hal ini dimungkinkan untuk memadamkan api  dengan  menghubungkan  dengan  tahanan. Namun  jika  resistansinya  tetap,  penurunan tegangan cukup besar dan dan tujuan menghilangkan tegangan lebih tidak tercapai dan tujuan  melindungi  insulasi  gagal.  Jika  arus  dan tegangan  keduanya  tinggi,  disarankan  untuk menggunakan  resistor  katup  dengan  kualitas tertentu,  seperti  resistansi  rendah.  Selama tegangan  lebih  mencapai  nilai  maksimum  nya,
proses penurunan. Dalam situasi ini, tegangan lebih
menyebabkan  penurunan  tegangan  yang  cepat secara  bertahap,  membatasi  penurunan  tegangan meskipun  arus  tinggi.  Ketika  tegangan  lebih dikeluarkan  dan  hanya  tegangan  biasa  yang tersisa,  resistansi  naik,  membatasi  arus  sekunder menjadi  sekitar  50  Ampere.  Ketika  tegangan sistem  mencapai  titik  nol  pertama,  saluran  api mematikan  arus  sekunder  sehingga  peralatan  ini berlaku  seperti  katup  yang  menyumbat  arus, disinilah menghasilkan nama tahanan kran .

## Karakteristik Arrester
Arrester digunakan sebagai pelindung terhadap  surja  petir,  karakteristik  nya  dapat diketahui dibawah ini :
a.  Memiliki tegangan dasar yang tidak boleh melebihi (rated) 50 c/s.
b.  Memiliki sifat  yang dibatasi oleh tegangan ( voltage limiting ) jika di lewati  bermacam macam arus.
c. Memiliki batas panas.
Sistem  proteksi  tegangan  harus  memenuhi karakteristik  untuk  menjaga  tekanan  pada insulasi di buat serendah mungkin yaitu :
a.  Tegangan  lebih  dapat  dibuang  ke  tanah tanpa  menghasilkan  korsleting  ( saturated ground fault ).
b. Dapat digunakan untuk menghentikan aliran balik.
c.  Tingkat perlindungan yang rendah menunjukkan  tegangan  pelepasan  dan pemutusan yang rendah.
Perubahan  yang  paling  menonjol  dalam karakteristik  proteksi  arester  adalah  tegangan tembus dan tegangan pelepasan maksimum yang sebanding  dengan  tegangan  dasar  untuk  bentuk surja  yang  diberikan.  Tegangan  tembus,  juga dikenal sebagai tegangan percikan, harus setinggi 50  c/s  untuk  menjaga  retensi  muatan  yang diinduksi  oleh  hubung  singkat  ke  arde  dan hubung  singkat  seminimal  mungkin.  Tegangan pelepasan,  juga  dikenal  sebagai  tegangan  sisa atau  tegangan  jatuh,  adalah  tegangan  terminal antara  arester  ketika    membawa  arus  surja. Pentingnya efek arester pada surja tegangan lebih ditunjukkan  dengan  jelas  pada  Gambar  4. Efisiensi  proteksi  dinyatakan  oleh  tegangan penahan.  Tegangan  kegagalan  intermiten  untuk impuls curam mungkin lebih tinggi dari tegangan sisa. Hal ini dianggap tidak begitu penting karena waktunya  sangat  singkat  sebelum  kegagalan terjadi.
Gambar 4 . Pengaruh Arrester Terhadap Surja Tegangan [2]
Keterangan gambar :
A =  gelombang surja di gardu tanpa arester B =  gelombang surja di gardu dengan arester C =  tegangan percikan arester D =  tegangan pelepasan (sisa)

## Data Pengenal Arrester

## A. Tegangan Pengenal
Tegangan  nominal  dimana  arester  masih dapat bekerja berdasarkan fitur-fiturnya. Sementara  secara  efisien  memotong  arus  tindak lanjut  sistem  dikenal  sebagai  tegangan  arrester. Arester  tidak  mampu  beroperasi  pada  tegangan maksimum  yang  dirancang  sistem.  Tegangan pengenal arester harus lebih tinggi dari tegangan fasa ke ground, atau arrester akan terlalu banyak arus bersama sistem yang menyebabkan kelebihan  beban  termal  dan  menyebabkan arrester  gagal.  Berikut  ini  adalah  contoh tegangan tinggi :
 Tegangan  sistem  tertinggi  ( sistem  highest voltage )  yang  harganya  110  %  dari  sistem tegangan nominal.
 Koefisien pentanahan dihitung dengan membagi  tegangan  rms  fasa  ke  tanah  dalam keadaan  gangguan  di  lokasi  arrester  dengan tegangan  rms  fasa  ke  fasa  terbesar  sistem dalam keadaan tanpa gangguan. Jadi tegangan  pengenal  dari  arrester  (arrester rating)  adalah  tegangan  rms  fasa  ke  fasa  x 1.10 x koefisien pentanahan.
 Koefisien  dari  pentanahan  yang  ditanahkan langsung  adalah  0,8,  arrester  80%  adalah nama  yang  diberikan  untuk  jenis  araster  ini. Koefisien pentanahan suatu sistem yang tidak ditanahkan  secara  langsung  adalah  1,0, arrester dikenal sebagai “100% arrester”.

## B. Arus Peluahan Nominal
Yaitu arus peluahan dengan nilai puncak dan bentuk gelombang tertentu untuk mengelompokkan arester berdasarkan kapasitasnya  untuk  melewatkan  arus  sifat proteksi.  Bentuk  gelombang  arus  pelepasan adalah:
1. Berikut  standar  IEC  600099-4  pada  arrester tanpa  sela  percik  dengan  besar  puncak  arus impuls 8 μs/ 20 μs dengan menggunakan :
a. tegangan nominal ≤ 36 kV,  arus peluahan arrester 2,5 kA.
b. tegangan  nominal  ≤  132  kV,    arus peluahan arrester 5 kA.
c. tegangan  nominal  3-360  kV,      arus peluahan arrester 10 kA.
d. tegangan  nominal  diatas  360  kV  hingga 756 kV, arus peluahan arrester 20 kA,
2. Beberapa  standar  IEC  60099-1  pada  arester tipe  sela  percik  dengan  klarifikasi  arrester mengalirkan arus peluahan 10 μs/ 20 μs yaitu: a. Di  gardu  induk,  gardu  ditempat-tempat yang  sering  terjadi  petir  dan  sistem tegangan  66  kV  digunakan  10  kA,  10/20 μs.
b. Di  gardu  induk  sering  digunakan  5  kA, 10/20 μs : dengan tegangan ≤66 kV,.
c. 2,5 kA, 10/20 μs : pada sistem tegangan ≤ 22  kV  ini  adalah  konfigurasi  yang  paling umum.
d. 1,5  kA,  10/20  μs  :  dengan  tegangan ≤ 22kV  ini  biasa  digunakan  dalam  sistem distribusi.

## C. Frekuensi Pengenal
Frekuensi sistem tempat arrester dipasang.

## D. Tegangan Percik Frekuensi Daya
Pada  saat  terjadi short  circuit atau  fasa  ke ground  dan  pada  ketika  operasi  penyakelaran, besar tegangan frekuensi daya efektif yang dapat mencegah  arrester  terputus  dari  percikan.  Maka ditentukan  tegangan  percikan  frekuensi  jala-jala terkecil.
1. Tegangan percik jala - jala minimum  1,6 kali tegangan pengenal arester berdasarkan standar Inggris
2. Tegangan  percik  jala-jala  minimum  1.5 kali  tegangan  pengenal  arester  menurut standar IEC

## E. Tegangan Percik Impuls Maksimal
Yaitu  tegangan  lonjakan  puncak  1,2/50  s menjamin  bahwa  celah  arrester  akan  terciprat atau  arrester  akan  beroperasi.  Contohnya  sebuah arrester  memiliki  tegangan  percik  impuls tertinggi 65 kV. Kalau arrester  dikasih tegangan 65 kV - 1,2/50 μs, arrester akan terpercik 5 kali.

## F. Tegangan Peluahan atau Tegangan Sisa
Artinya  bila  membawa  arus  surja  dengan ukuran yang sama dengan arus peluahan nominal tegangan  pada  terminal  arrester.  Tegangan tegangan  sisa  dan  tegangan  nominal  arrester ditentukan  oleh  kecuraman  gelombang  arus masuk  ( di / dt dalam  A/μs)  dan  amplitudo  arus peluahan.  Arus  impuls  8  s  /  20  s  (standar  IEC) digunakan arus peluahan puncak 5 kA dan 10 kA dari  arester  untuk  memperkirakan  tegangan  sisa. Secara  umum  tegangan  sisa  tidakn  melebihi batas BIL ( Basic Insulation Level ) dari perangkat yang  dilindungi  walaupun  arus  pelepasan tertinggi mencapai 65 kA - 100 kA.

## G. Tegangan Dasar (Cut-out Voltage)
Tegangan  bolak  balik  tertinggi  yang diizinkan di terminal arester, dimana arus susulan disebabkan  tegangan  tersebut  masih  dapat dikendalikan.

## H. Tegangan Gagal sela
Tegangan  yang  menyebabkan  celah  arester terpercik    bila  terkena  tegangan  surja  dengan kecuraman  muka  gelombang  100  kV/s  dan  12 kV tegangan pengenal arester.
I. Karakteristik Volt-Waktu (V-t)
Merupakan  fitur  yang  menggambarkan hubungan  antara  tegangan  serta  waktu  percik antara arrester.

## J. Margin
Kemampuan    perangkat  menahan  tegangan surja  petir,  jika  dipasang  pada  suatu  sistem bertegangan  tertentu  ( basic  Impuls  Level ). Margin adalah selisih antara BIL perangkat yang diproteksi  yang  diberikan  oleh  arester  yang melindunginya. Margin ditetapkan  20 - 30% dari BIL perangkat.

## K. Arus Peluahan Maksimal
Yaitu nilai  maksimal dari arus surja 5/10 μs dapat  diartikan  tidak  sampai  merusak  arester. Arus  peluahan  maksimum  arester  saat  ini direncanakan  sebesar  100  kA  untuk  arester  tipe gardu induk dan 65 kA untuk arester tipe saluran.

## 2. Metodologi
Dalam  menyusun  karya  ilmiah  ini,  penulis melakukan metode penelitian antara lain :
1. Studi lapangan Bagaimana  arrester    bekerja  apabila  terjadi surja petir, kemampuan arrester
mentanahkan  surja  petir,  serta  melakukan perhitungan  jarak  arrester  yang  baik terhadap transformator
2. Perumusan Masalah Permasalahannya  yaitu  berapa  jauh  jarak lindung  arrester  terhadap  transformator ketika surja petir terjadi serta  karakteristik kerja arrester
3. Studi Literatur Mempelajari  teori-teori  dasar  mengenai arrester serta gardu distribusi dan karakteristik transformator 4. Pengumpulan Data
A. Data Primer Single  line gardu  distribusi  penyulang Merpati,  tipe  transformator  dan  gambar dalam penelitian.
B. Data Sekunder Melakukan  pengumpulan  referensi  dari berbagai  sumber  yang  berhubungan dengan penelitian.
5. Pengolahan Data Semua  data  yang  telah  dikumpulkan  akan dihitung dan dianalisa
6. Analisa
Menganalisa  hasil  perhitungan  tingkat kelayakan  arrester  dalam  bekerja  dan menghitung  jarak  antara  arrester  dan transformator.
7. Kesimpulan Menghasilkan  kesimpulan  dan  saran  dari data yang diolah serta analisa perhitungan.
Penelitian  ini  berlokasi  pada  wilayah  kerja PT.  PLN  (Persero)  ULP  Simpang  Tiga Penyulang Merpati, Pekanbaru. Pangkal penyulang terdapat di Transformator Daya Gardu Distribusi.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Penelitian  ini  membahas  analisa  arrester terhadap jarak lindung ke transformator terhadap surja  petir.Untuk  melakukan  analisa  arrester  hal yang perlu diperhatikan yaitu spesifikasi arrester dan  trafo  pada  penyulang  Merpati.  Untuk menganalis  saluran  20  kV  di  PT.PLN  (Persero) ULP  Simpang  Tiga  Pekanbaru  menggunakan konsep  koordinasi  isolasi,  untuk  itu  diperlukan data  perangkat  arester  Feeder  Merpati  ULP Simpang Tiga. Data arester terbagi 3 bagian yaitu
:
1. Iklim :
 Letak geografis : Equator
 Ketinggian Lokasi :  5-50  meter
diatas permukaan laut
 Kelembapan
: 46% - 62%
 Ambien Temperatur :Rata-rata perhari 23°C
2.   Jenis Jaringan
 Jari  -  jari    penghantar  udara    5.625 mm,  penghantar  konduktor  jenis bahan  aluminium  (AI)  yang  dipilin bulat padat, A3CS
 Tinggi kawat diatas tanah 10,5 meter
 Dengan tahanan titik netral ditetapkan 40 ohm
3.   Karakteristik Arester
 Tegangan start 20 kV
 Arus pelepasan nominal 5 kA
 Tegangan gagal sela muka gelombang 100 kV
 Tegangan gagal sela standard 87 kV
 Pada  arus  normal,  tegangan  residual maksimum 87 kV
3.1. Menentukan  Tingkat  Isolasi  Dasar  (TID) dan  Data  Tegangan  Pengenal    Pada Lightning Arrester
Tegangan  sistem  tertinggi  sebesar  110  % dari sistem tegangan nominal.
V nominal + 110% (faktor toleransi) V max = V nominal x 1.1 V max = 20 x 1.1
= 22 kV
Tegangan pengenal arrester VP
= V max x 1 (100% koefisien pentanahan yang dipilih)
= 22 x 1 = 22 kV Jadi tegangan pengenal sistem 20 kV sebesar 24 kV.

## 3.2. Penentuan Arus Pelepasan Impuls Arester
Feeder Merpati memilik  3 isolator   dengan tegangan  gelombang  berjalan  adalah  355  kV, jari-jari  penghantar  adalah  5,62  mm,  dan  tinggi penghantar dari  bumi 10,5 meter.
Impedansi konduksi udara adalah :
𝑧 = 60 𝑙𝑛 2ℎ
𝑟 𝑜ℎ𝑚 𝑧 = 60 𝑙𝑛 2  × 10,5 𝑚 5,625  ×   10 −3 𝑜ℎ𝑚
𝑧 =  493,50 𝑜ℎ𝑚
Impedansi  konduksi  arrester  adalah  500 ohm, besar arus peluahan impuls arrester adalah :
I a = 2 U d − U a z = 2 × 355 − 87
500
= 1.246 kA
Arus  pelepasan  1.246    kA,  menunjukkan kelompok arus 5 kA sangat baik.

## 3.3. Tegangan Pelepasan (Tegangan Kerja)
Tegangan pelepasan merupakan karakteristik arester untuk perlindungan peralatan  yang  penting.  Tingkat  perlindungan dari  arrester  ditentukan  oleh  tegangan  kerja. Tegangan  peluahan  arester  didasarkan  pada tegangan  pengenal  24  kV  dan  arus  peluahan  5 kA  atau  10  kA  sebesar  87  kA  berdasarkan ketetapan tegangan percikan arrester.

## 3.4. Faktor Perlindungan
TP (Tingkat Perlindungan) = 𝑉 𝑎 𝑥 110% 𝑇𝑃 =   𝑉 𝑎 𝑥 1,1 𝑇𝑃 = 87 𝑥 1,1 𝑇𝑃 = 95,7 𝑘𝑉
Tingkat  proteksi  petir  diatur  ke  95,7  kV dengan TID trafo 125 kV.  Maka diketahui faktor perlindungannya yaitu :
𝐹𝑃 = 𝑇𝐼𝐷 − 𝑇𝑃
𝑇𝑃 𝑥 100%
= 125 − 95,7 95,7 × 100% = 23,44% 3.5. Analisis  Penempatan  Dan  Penyambungan

## Arrester
𝐿 = 𝑈 𝑡 − 𝑈 𝑎 2 𝑑𝑢 𝑑𝑡 × 𝑣
 𝑑𝑢 𝑑𝑡 ⁄ = 500 𝑘𝑉/𝜇𝑠 𝐿 = 96,15 − 87 2  ×  500 × 300 = 2,745 meter
 𝑑𝑢 𝑑𝑡 ⁄ = 1000 𝑘𝑉/𝜇𝑠 𝐿 = 96,15 − 87 2 × 1000 × 300 = 1,372 meter  𝑑𝑢 𝑑𝑡 ⁄ = 1500 𝑘𝑉/𝜇𝑠 𝐿 = 96,15 − 87 2 × 1500 × 300 = 0,915 meter  𝑑𝑢 𝑑𝑡 ⁄ = 2000 𝑘𝑉/𝜇𝑠 𝐿 = 96,15 − 87
2 × 2000 × 300 = 0,686 meter

## 4.    Simpulan
Berdasarkan  hasil  analisa  yang  dilakukan  di PT.PLN  ULP  Pekanbaru  Penyulang  Merpati dapat disimpulkan :
1. Arus pelepasan pada data sistem di PT. PLN (Persero)  ULP  Simpang  Tiga  Penyulang Merpati  20  kV  adalah  1,  246  kA, menunjukkan  bahwa  kelompok  arus  5  kA sangat baik.
2. Karakteristik arester gardu distribusi 20 kV di Penyulang  Merpati  tegangan  pengenal  yaitu 22  kV,  tegangan  87  kV  dan  arus  pelepasan nominalnya yaitu 5  kA.
3. Lokasi  terjauh  arester  dengan  transformator berdasarkan  kerja  arester  dibawah  2,745 meter.  Berdasarkan  data  di  lapangan  didapat perbandingan jarak penempatan arester dengan transformator 2,1 m, dengan ini letak dan  sambungan  arester  dapat  dikatakan sesuai  dengan  standar  kecuraman    PT.PLN (Persero).
4. Untuk  kecuraman  500  kV  jarak  maksimum yang  dipakai  2,745  dan  tidak  boleh  melebihi itu,  apabila  kecuraman  gelombang  500  kV dan  jarak  yang  dipakai  nya  pada  kecuraman 1000  kV,  1500  kV,  ataupun  2000  kV  maka arrester  tidak  dapat  bekerja  dengan  baik  dan memungkinkan  arrester  pecah  karna  tidak mampu menahan, karena tiap-tiap kecuraman gelombang ada standar jarak maksimum nya

## Daftar Pustaka
[1] Ahmad  Teguh  Andika  Pratama.  “Analisa
Pengaruh  Surja  Petir  Terhadap  Lightning Arrester Pada Gardu Transformator Distribusi  Di  PT.  PLN  (Persero)  ULP
Tandes”.  Jurusan  Teknik  Elektro  Fakultas Teknik  Universitas  17  Agustus  1945 Surabaya. 2019.
[2] Arismunandar,  A.  Teknik  Tenaga  Listrik Jilid I. PT. Pradnya Paramitha, Jakarta. 2000
[3] A.Muh. Arief Bijaksana, Faridah, Muhammad Ali Jubbar,. “Analisa Pemanfaatan  Lightning  Arrester  Untuk Pengaman Transformator Pada Gardu Induk Bolangi”, Program Studi Elektro Universitas
Islam Makasar, Vol 13.2018.
[4] Hutauruk. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga.1998.
[5] Habib  Yogi  Wirawan,  M.  Saleh,  Emidiana. “Kemampuan  arrester  sebagai  pengaman transformator  di  PT.  PLN  (Persero)  Gardu Induk  Keramasan,  Fakultas  Teknik  Elektro,
Universitas PGRI, Vol 18.2021.
[6] Harrij  Mukti  K.  “Analisis  Penentuan Penempatan  Arrester  Sebagai  Pengaman Transformator  Distribusi  20  kV”,  Vol  10. 2012
[7] Muh.  Paisal,  Ahmad  Imam  Ma’arif. “Analisis  Kinerja  Arrester  Akibat  Induksi Sambaran Petir”.2020
[8] Parera  M.  Lory,  Permana  Ari,.  “Analisis Perlindungan Transformator Distribusi Yang Efektif  Terhadap  Surja  Petir”  ,  jurnal TEKNOLOGI, Volume 6 Nomor 2,;671-678
. 2009
[9] Rahayu,  Ansyori,.  “Analisa  Proteksi  Petir Pada  Gardu  Distribusi  20  kV  PT.PLN (Persero)  Rayon  Inderalaya”,  Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, Volume 1.2014.
[10] Saiful  Amri  dan  Wahyuddin.  "Analisa Arrester  Pada  Jaringan  Distribusi  20  kV  di PT.PLN Rayon Soppeng. 2018
[11] SPLN D5.006. Pedoman Pemilihan Arresfer Untuk  Jaringan Distribusi 20 kV. 2013
[12] T.  S.  Hutauruk.  Gelombang  Berjalan  dan
Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga. 1991
[13] Zoro,  R.  Ligtning  Arrester  Pada  Jaringan Transmisi  &  Distribusi  Tenaga  Listrik, Bandung : ITB. 2011.