Vol. 15. No. 01, Januari 2024: 7-10 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Pengaruh Kelembapan dan Suhu Terhadap Tegangan Flashover Pada Isolator Transmisi Koto Panjang - Payakumbuh
Bayu Hidayatullah * , Yusreni Warmi , Zulkarnaini , Arfita Yuana Dewi, Sitti Amalia
Teknik Elektro, Institut Teknologi Padang, Padang
* bayuhidayatullah1093@gmail.com
Abstract—Penelitian  ini  menganalisis  pengaruh  suhu  dan kelembapan  terhadap  fenomena  flashover  pada  isolator  polutan lumut  di  Koto  Panjang,  Payakumbuh.  Analisa  perhitungan dilakukan  dengan  variasi  suhu  dan  kelembapan  yang  berbeda berdasarkan hasil eksperimen pada isolator polutan lumut untuk mengamati  terjadinya  flashover.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  suhu  dan  kelembapan  memiliki  peran  penting  dalam mempengaruhi  kemungkinan  terjadinya  flashover.  Suhu  yang tinggi  dan  kelembapan  yang  rendah  cenderung  meningkatkan risiko  flashover  pada  isolator  polutan  lumut.  Oleh  karena  itu, pemantauan  kondisi  suhu  dan  kelembapan  di  daerah  tersebut penting  untuk  menjaga  kinerja  isolator  polutan  dan  mencegah potensi gangguan listrik akibat flashover.
Kata Kunci—Flashover, Isolator, Kelembapan, Polutan, Suhu
DOI: 10.22441/jte.2024.v15i1.002

## I. P ENDAHULUAN
Saluran  transmisi  Koto  Panjang-Payakumbuh  mempunyai menara  dengan  panjang  86  km  dan  248  menara.  Tingkat flashover dengan 82% di area perbukitan, 16% pada area sawah, dan 2% pada area gurun. Ini membuktikan bahwa pada saluran transmisi  Koto  Panjang-Payakumbuh  mempunyai  tingkat flashover yang tinggi  untuk daerah perbukitan dan berbatu [1] [2].
Saluran  udara  tegangan  tinggi  yang  letaknya  berada  di ketinggian  akan  rentan  terjadinya  flashover[3][4].  Tingginya tingkat  flashover  yang  terjadi  pada  saluran  transmisi  Koto Panjang-Payakumbuh  dapat  merusak  peralatan  yang  ada  pada sistem  terutama  pada  isolator.  Tingginya  tingkat  flashover tersebut akan membuat sistem tidak handal dan kontinuitas dari penyaluran  daya  akan  terganggu.  Oleh  Sebab  itu,  untuk membuat  sistem  lebih  handal  dan  kontinuitas  dari  stabilitas sistem, maka diharapkan  tingkat flashover dapat diminimalisir [5].
Saluran transmisi Koto Panjang-Payakumbuh memiliki 60% menara  dikawasan  perbukitan,  sehingga  membuat  suhu  dan kelembapan menjadi dua faktor lingkungan yang memengaruhi kemampuan  isolator  dalam  menahan  tegangan  flashover. Kondisi  kelembapan  yang  tinggi dan  suhu  yang  ekstrim  dapat mengurangi  kemampuan  isolator  dalam  mencegah  terjadinya flashover [6] [7].
Untuk  mengatasi  masalah  diatas,  maka  dilakukan  analisis pengaruh  kelembapan  dan  suhu  terhadap  tegangan  flashover pada  isolator  saluran  transmisi  Koto  Panjang-Payakumbuh.
Pengaruh  kelembapan  dan  suhu  sangat  signifikan  terhadap tegangan flashover pada isolator.
Suhu  yang  tinggi  dapat  mempengaruhi  sifat  dielektrik  dan meningkatkan  konsentrasi  polutan  pada  permukaan  isolator. Kelembapan yang tinggi juga dapat menyebabkan terbentuknya polutan pada permukaan isolator, yang akan menurunkan tingkat kinerja  dari  isolator  pada  saluran  transmisi  Koto  Panjang- Payakumbuh. Turunnya tingkat kinerja isolator akan berdampak pada  tingkat  kinerja  saluran,  sehingga  akan  menimbulkan ketidak-stabilan sistem dan kontinuitas daya. Maka oleh sebab itu  analisis  pengaruh  kelembapan  dan  suhu  perlu  untuk dilakukan, agar sistem menjadi lebih stabil.

## II. P ENELITIAN T ERKAIT
Terdapat penelitian terdahulu dalam penelitian penulis yang berguna sebagai referensi dan perbandingan tugas akhir penulis sebagai berikut :
Menurut  referensi  [8]  sebuah  studi  komprehensif  tentang perilaku  kedipan  isolator  porselen  pada  berbagai  tingkat kontaminasi  dan  kelembapan  dalam  empat  skenario  difusi kontaminasi  yang  dilakukan.  Dengan  menggunakan  metode JST  (jaringan  saraf  tiruan),  didapatkan  hasil  bahwa  tegangan flash  menurun  dengan  meningkatnya  polusi  permukaan isolator.
Menurut  referensi  [9]  flashover  pada  isolator  tegangan tinggi disebabkan oleh kondisi isolator yang mengalami kondisi berpolutan di siang hari dan lembab di malam atau di pagi hari. Kondisi  inilah  yang  membuat  kegagalan  isolasi  yang  sangat besar di daerah gurun. Contohnya di daerah Mesir sekitar 82% kegagalan  isolasi  terjadi  pada  sistem  220  kV  dan  500  kV dimana terdapat kontaminasi pada permukaan isolator.
Menurut  referensi  [10]  untuk  menjaga  kontinuitas  daya akibat  adanya  surja  petir  pada  saluran  transmisi,  maka dibutuhkan  sistem  proteksi  untuk  meminimalisir  kerusakan tersebut.  Penelitian  ini  menggunakan  parameter  desain keandalan dengan menggunakan metode lightning performance dan kinerja arrester.
Menurut  referensi  [11]  salah  satu  gangguan  yang  terjadi pada jaringan transmisi adalah sambaran petir. Oleh karena itu diperlukan  alat-alat  untuk  memproteksi  gangguan  tersebut. Untuk  menganalisa  kinerja  pada  saluran  transmisi  150  kV terhadap sambaran petir, maka digunakanlah lightning arrester sebagai alat proteksinya.

## M. H. I. Hajar et al., Petunjuk Penulisan Naskah Jurnal Teknologi Elektro
Menurut  referensi  [12]  penelitian  ini  membahas  tentang tegangan  flashover  dari  isolator  porselen  11  kV  terhadap perubahan  lokasi  pita  kering,  kepadatan  deposit  garam, kelembaban,  tingkat  polusi  yang  tidak  seragam,  dan  luas permukaan  yang  tercemar.  Tegangan  flashover  pada  isolator tercemar  lebih  mudah  ditembus  listrik  dibandingkan  dengan isolator bersih.

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Jenis  penelitian  ini  adalah  analisa  untuk  mengetahui pengaruh  kelembapan  dan  suhu  pada  tegangan  flashover isolator  berpolutan  pada  transmisi  150  kV  yang  ada  di Kotopanjang,Payakumbuh.

## A. Metode J.G. Anderson
Metode  ini  digunakan  untuk  mengetahui  nilai  flashover, dimana flashover sangat berpengaruh dalam penurunan kualitas kestabilan sistem. Oleh karena itu metode ini digunakan dengan 23 langkah yang diuraikan :
Gambar 1. Kurva waktu tegangan untuk flashover garis isolator [13].
Tentukan tegangan isolator (V I ) 2 pada 2µs (V I ) 2 = 820 × 𝑊 ................................................................. (1)
Tentukan waktu tempuh τr (µs)
𝑇 = ℎ : 300 .......................................................................... (2) Tentukan waktu tempuh span τs (µs) 𝜏𝑠 = S 300 × 0.9 ....................................................................... (3)
Menentukan resistansi Rt dengan memasukan variabel suhu dan kelembapan (Ω)
R t = 𝜌.𝑇.𝐿 𝐴 × 1 𝐻 .................................................................... (4)
Tentukan faktor pembiasan pijakan resistansi ᾶR
ᾶ 𝑅 = 2R Z T − R .......................................................................... (5)
Tentukan tegangan isolator perunit pada 2µs kalikan 150 untuk nilai flashover (kV)
(Ṽ 𝑠𝑛 )2 =( ( 𝑉𝑝𝑛 )2 − 𝐾𝑛 × (Ṽ 𝑇 )2) × 150 .............................. (6)

## B. Data yang Dibutuhkan

## Tabel 1. Data Tower
No Tower Gangguan Resistansi Posisi Area Jenis Tanah ρ (Ω/m) 17 9 4,38 Bukit Batu 9,29 Tabel 2. Data Saluran Transmisi Koto Panjang Payakumbuh Keterangan Nilai Jenis Saluran SUTT 150 kV Panjang Saluran 169,9 Kms = 84,844 km Jumlah Tower 248 buah Jenis Tower AA, BB, CC, DD Lebar Kaki Menara 5 m IKL 174 hari/tahun Tipe Konduktor ACSR/GSW 1x330/40 mm 2 Diameter Kawat Phasa 25,5 mm Luas penampang 9,6 m
Gambar 2. Diagram Penelitian IV. H ASIL DAN A NALISA
Berdasarkan data tower yang ada pada Tabel.1 dan Tabel.2 selanjutnya dilakukan Analisa perhitungan dengan menggunakan metode J.G Anderson pada Tower 17.
Tentukan tegangan isolator (V I ) 2 pada 2µs persamaan (1) (V I ) 2 = 820 × 1.36 = 1.115,2 V Tentukan waktu tempuh τr (µs) persamaan (2)
𝑇 = 26: 300 = 0,087 µs Tentukan waktu tempuh span τs (µs) persamaan (3)
𝜏𝑠 = 221 300 × 0.9 = 0,82 µs
Menentukan resistansi Rt dengan memasukan variabel suhu dan kelembapan (Ω) persamaan (4)
R t = 9,29 .  29,4 .  1,6 9,6 × 1
78,6 = 0,58 ohm
Tentukan faktor pembiasan pijakan resistansi ᾶR persamaan (5) ᾶ 𝑅 = 2.0,58 162+0,58
Tentukan tegangan isolator perunit pada 2µs kalikan 150 untuk nilai flashover (kV)
(Ṽ 𝑠𝑛 )2  Upper = (6,5 – (0,36× 7,5)) x 150 = 567 kV
Tegangan flashover Anderson untuk 1 string isolator yaitu berisi  11  buah  maka  tegangan  flashover  dibagi  11  untuk mengetahui  tegangan  flashover  1  isolator,  Lalu  dikalikan dengan  7  karena  kita  akan  membandingkan  dengan  tegangan eksperimen dimana hanya menggunakan 7 isolator maka
= (567 kV / 11) x 7 = 360.8 kV
Tabel 3. Tabel perbandingan Anderson dengan ekperimen
variabel kelembapan Menara Kelembapan Flash Anderson Flash Eksperimen 78,6 360,8 350,2 77,7 361,5 348,6 17 76,8 362,7 353 79 360,2 351,4 80,1 359,5 333
Catatan : flashover merah tertinggi ,kuning terendah
Dapat dilihat dari Tabel.3 nilai tegangan flashover tertinggi terjadi  pada  kelembaban  76.8%  yaitu  362.7  kV  Anderson  dan 353  kV  eksperimen  ,  sedangkan  yang  terendah  terjadi  pada kelembaban 80.1% yaitu 359.5 kV dan 333 kV. Kemudian untuk kelembaban  78.6%,  77.7%,  79%  masing  –  masing  adalah 360.8kV/350.2kV, 361.5kV/348.6kV, 360.2kV/351.4kV.
Gambar 3. Grafik pengaruh kelembapan terhadap   flashover
Pada  Gambar  3  grafik  yang  menggambarkan  hubungan antara  kelembapan  dan  flashover,  dapat  dilihat  trendline penurunan  dimana  semakin  tinggi  nilai  kelembapan,  semakin rendah  nilai  tegangan  flashover  baik  flashover  perhitungan Anderson  maupun  flashover  eksperimen.  Jadi  secara keseluruhan dapat dilihat jika semakin tinggi kelembaban maka tegangan flashover akan semakin rendah.
Tabel 4. Tabel perbandingan Anderson dengan ekperimen variable suhu Menara Kelembapan Flash Anderson Flash Eksperimen 29,4 360,8 350,2 29,9 361,5 348,6 17 30,5 362,7 353 29,1 360,2 351,4 28,9 359,5 333
Catatan : flashover merah tertinggi, kuning terendah
Dapat dilihat dari Tabel.4 nilai tegangan flashover tertinggi terjadi pada suhu 30.5°C yaitu 362.7 kV Anderson dan 353 kV eksperimen, Sedangkan yang terendah terjadi pada suhu 28.9°C yaitu  359.5kV  dan  333kV.  Kemudian  untuk  suhu  29.4°C, 29.9°C,29.1°C  adalah  360.8kV/350.2kV,  361.5kV/348.6kV, 360.2kV/351.4kV.
Gambar 4. Grafik pengaruh suhu terhadap flashover
Pada  Gambar  4  grafik  yang  menggambarkan  hubungan antara  suhu  dan  flashover,  dapat  dilihat  trendline  peningkatan dimana semakin tinggi nilai suhu, semakin tinggi nilai tegangan flashover  baik  flashover  perhitungan  Anderson  maupun flashover eksperimen. Jadi secara keseluruhan dapat dilihat jika semakin  tinggi  suhu  maka  tegangan  flashover  juga  semakin tinggi.
Setelah dilakukan perhitungan dan perbandingan antara hasil eksperimen  dan  perhitungan  maka  langkah  selanjutnya  yaitu melakukan validasi menggunakan aplikasi Matlab.
Gambar 5. Validasi Matlab kelembapan  terhadap flashover 329,3 333 336,7 340,4 344,1 347,8 351,5 355,2 358,9 357,0 360,0 363,0 76 77 78 79 80 81 EK SPER IM EN
KELEMBAPAN PERBANDINGAN FLASHOVER ANDERSON DAN EKSPERIMEN VARIABEL KELEMBABAN 330 335 340 345 350 355 360 356,0 360,0 364,0 28,5 29 29,5 30 30,5 31 FLA SH E KSP ER IME N
FLA SH A N D ER SON SUHU PERBANDINGAN FLASHOVER ANDERSON DAN EKSPERIMEN VARIABEL SUHU
Gambar.6 Validasi Matlab suhu  terhadap flashover

## V. K ESIMPULAN
Dari  pembahasan  dan  perhitungan  pada  bab  sebelumnya maka  dapat  diambil  kesimpulan  kelembaban  mempengaruhi tegangan  flashover  isolator  secara  signifikan.  Semakin  tinggi tingkat kelembaban udara, semakin rendah tegangan flashover yang  dapat  ditahan  oleh  isolator.  Hal  ini  dibuktikan  oleh perhitungan  dan  eksperimen  yang  dilakukan,  nilai  tegangan flashover tertinggi terjadi pada kelembaban 76.8% yaitu 334.1 kV  Anderson  dan  353  kV  eksperimen  ,  sedangkan  yang terendah  terjadi  pada  kelembaban  80.1%  yaitu  330.3  kV  dan 333  kV.  Jadi  semakin  tinggi  kelembaban  maka  tegangan flashover  akan  semakin  rendah  baik  flashover  perhitungan maupun  flashover  eksperimen.Sedangkan  suhu  mengalami kenaikan  seiring  meningkatnya  nilai  tegangan  flashover.  nilai tegangan  flashover  tertinggi  terjadi  pada  suhu  30.5°C  yaitu 334.1 kV Anderson dan 353 kV eksperimen, Sedangkan yang terendah  terjadi  pada  suhu  28.9°C  yaitu  330.3kV dan  333kV. Jadi  semakin  tinggi  suhu  maka  tegangan  flashover  akan semakin tinggi.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  ALLAH  SWT serta dukungan penuh dari kedua orang tua,dosen pembimbing,serta  rekan-rekan  seperkuliahan  di  Institut Teknologi Padang.

## D AFTAR P USTAKA
[1] M.  Fauzan,  F.  R.  Yanti,  M.  A.  Azzahra,  A.  Ahmad,  and  Y.  Warmi,
“Investigasi  Flashover  Pada  Saluran  Transmisi  150  kV  Payakumbuh  – Koto Panjang,” pp. 177–184.
[2] Y. Warmi, “Horn Length Estimation for Decrease of Tripout Rates on 150 kV Transmission Lines in West Sumatra in Indonesia,” pp. 1–6, 2018.
[3] K. Warmi, Y. dan Michishita, “A Study on Lightning Outages on the 150
Kv Transmission Line of Payakumbuh – Koto Panjang in West Sumatra in Indonesia,” 19th Int. Symp. High Volt. Eng. , vol. 23–28, 2015.
[4] Y.  Warmi  and  F.  Ismail,  “Perbaikan  Desain  Proteksi  Petir  Saluran Transmisi 150 kV Payakumbuh – Koto Panjang,” J. Tek. Elektro ITP, vol. 7, no. 1, pp. 1–6, 2018, doi: 10.21063/jte.2018.3133701.
[5] Y.  WARMI  and  K.  FEBRIAN,  “Analisis  Variasi  Ketebalan  Coating Senyawa Glasir terhadap Daya Tahan Dielektrik Isolator Keramik Saluran Transmisi 150kV,” ELKOMIKA J. Tek. Energi Elektr. Tek. Telekomun.
Tek.Elektron.,vol.9,no. 2, p. 249, 2021, doi: 10.26760/elkomika.v9i2.249.
[6] Y. Warmi and K. Michishita, “Investigation of lightning tripouts on 150- kV transmission lines in West Sumatra in Indonesia,” IEEJ Trans. Electr. Electron. Eng., vol. 11, no. 5, pp. 671–673, 2016, doi: 10.1002/tee.22286.
[7] Y. Warmi and K. Michishita, “Tower-Footing Resistance and Lightning Trip-outs of 150 kV Transmission Lines in West Sumatra in Indonesia,” vol. 01022, pp. 4–11, 2018.
[8] A. Salem, R. Abd-Rahman, W. Ghanem, S. Al-Gailani, and S. Al-Ameri, “Prediction flashover voltage on polluted porcelain insulator using ANN,” 10.32604/cmc.2021.016988.
[9] O.  E.  Gouda  and  A.  Z.  El  Dein,  “Laboratory  simulation  of  naturally polluted  highvoltage  transmission  line  insulators,”  IET  Gener.  Transm. Distrib., vol. 8, no. 2, pp. 321–327, 2014, doi: 10.1049/iet-gtd.2013.0405.
[10] T. S. Adiwibowo, “Perancangan Proteksi Petir SUTET dengan Konsep Lightning Performance dan Kinerja Arrester,” Energi & Kelistrikan, vol. 11, no. 2, pp. 98–107, 2019, doi: 10.33322/energi.v11i2.769.
[11] M.  C.  M.  Barasa,  L.  S.  Patras,  and  H.  Tumaliang,  “Analisis  Kinerja Lightning  Arrester  Pada  Jaringan  Transmisi  150  Kv  Sistem  Minahasa Khususnya Pada Penyulang Kawangkoan - Lopana,” J. Tek. Elektro dan Komput., vol. 6, no. 1, pp. 7–14, 2017,
[12] A.  A.  S.  A.  Dkk.,  “Flashover  Voltage  of  Porcelain  Insulator  Under Various Pollution Distributions: Experiment and Modeling,” vol. Volume
208, 2022. [13] Anderson (1982) ‘EBook (EPRI 345kV and above
Transmission_line_reference_book)’.