## KARAKTERISTIK PETIR INDONESIA DAN PENGGUNAANNYA DALAM EVALUASI UNJUK KERJA SALURAN UDARA 150 KV SAAT TERJADI SAMBARAN PETIR
Brian Bramantyo S.D.A. Harsono 1) , Andreas Putro Purnomoadi 2) , Putu Agus Aditya Pramana 3)
1,3) PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan
2) Satuan Pusat Keunggulan PT PLN (Persero) Kantor Pusat Email: brian.adiputro@pln.co.id 1) Asal Negara: Indonesia

## ABSTRAK
Berdasarkan  data  historis,  gangguan  saluran  transmisi  udara  di  Indonesia  mayoritas  disebabkan  oleh sambaran  petir;  hal  tersebut  mendorong  PT  PLN  (Persero)  sebagai  perusahaan  listrik  milik  negara  untuk mengevaluasi unjuk kerja saluran udara terhadap sambaran petir. Pada makalah ini disajikan evaluasi karakterisasi petir  menggunakan  rekam  data  sistem  deteksi  petir/LDS  (studi  kasus  untuk  Jawa  Barat)  meliputi:  jumlah sambaran, persentase polaritas, nilai modus arus puncak, persentase kejadian kumulatif, serta peta kerapatan petir. Evaluasi  unjuk  kerja  saluran  dilakukan  melalui:  1)  simulasi  tegangan  lebih  menggunakan  perangkat  lunak transient pada pemodelan saluran 150 kV untuk mengetahui korelasi arus puncak petir terhadap kenaikan tegangan pada insulator saat terjadi sambaran petir, dan 2) evaluasi sudut lindung menggunakan Electro Geo-metric Model (EGM). Berdasarkan pengolahan data tahun 2018-2020, terdapat fluktuasi total kejadian petir per tahun dimana 84,63% (σ= 1,71) dari kejadian merupakan petir polaritas negatif. Modus nilai arus puncak petir adalah 12,33 kA (σ= 1,52), sementara persentase kejadian kumulatif memiliki knee point pada nilai 40 kA. Pola kerapatan petir tertinggi tidak mengalami perbedaan signifikan selama periode pengamatan dan bulan ke-7 merupakan periode dengan kejadian petir terendah. Hasil simulasi sambaran petir 40 kA pada kawat pembumian menunjukkan bahwa insulator mengalami kenaikan tegangan hingga 1083 kV; hal tersebut mendekati nilai Basic Impulse Insulation Level (BIL)  dari  insulator.  Desain  sudut  lindung  mampu mencegah shielding  failure untuk  arus  petir  ≥11 kA; meskipun demikian, perlu dicatat bahwa shielding failure akibat petir 10 kA menyebabkan kenaikan tegangan insulator melebihi nilai BIL. Peningkatan unjuk kerja saluran transmisi 150 kV tersebut dapat dilakukan dengan didasari oleh pertimbangan risk , cost dan benefit yang komprehensif.
Kata kunci: Karakterisasi petir, kerapatan petir, saluran udara, pemodelan, BIL

## ABSTRACT
According to historical data, most of the overhead transmission line fault in Indonesia was caused by a lightning strike; therefore, PT PLN (Persero), as a state-owned electricity company, evaluated the performance of  overhead  line's  performance  against  lightning  strikes.  This  paper  presents  an  evaluation  of  lightning characteristics based on lightning detection system/LDS recorded data (West Java region used as  a case study) which  include:  total  lightning  per  year,  polarity  percentage,  most  frequent  lightning  peak  current,  cumulative event  percentage,  and  ground  flash  density.  Overhead  transmission  line  evaluation  is  performed  by  using:  1) overvoltage simulation at a 150 kV overhead line model using transient software to obtain the correlation between lightning  peak  current  and  overvoltage  across  insulator  string  during  lightning  strike  event,  and  2)  shielding angle evaluation using Electro Geometric Model (EGM). According to the data recorded within 2018-2020, there is a fluctuation of total lightning events per year with 84,63% (σ= 1,71) of the entire event is negative lightning. Modus of the lightning peak current per year is 12,33 kA (σ= 1,52), while the cumulative event's knee point is 40 kA.  The  lightning  density  pattern  is  relatively  similar  during  three  years  observation  and  the  period  with  the lowest lightning activity is in July. Simulation result for 40 kA lightning strike toward ground wire showed that the  overvoltage  across  the  insulator  string  could  reach  1083  kV,  which  is  very  close  to  the  Basic  Impulse Insulation Level (BIL) of the insulator string itself. Shielding angle design is capable to protect the overhead line from shielding failure caused by a lightning strike with ≥11 kA peak current; however, shielding failure due to 10 kA  lightning  creates  overvoltage  across  the  insulator  string  above  its  BIL  value.  It  is  possible  to  improve  the performance  of  150  kV  overhead  transmission  line  toward  a  lightning  strike  as  long  it  is  supported  with comprehensive risk, cost, and benefits evaluation.
Keywords: lightning characteristic, lightning density, overhead transmission line, model, BIL
1. PENDAHULUAN
Fenomena  tegangan  lebih  dapat  dibagi menjadi  4  jenis,  yaitu:  1) Temporary  sustained
overvoltage yang  merupakan  fenomena  tegangan lebih  frekuensi  daya  akibat  load  rejection,  proses pemberian  tegangan,  dan  resonansi;  2) Slow  front overvoltage yang  merupakan  fenomena  tegangan lebih  akibat  pensaklaran  pada  gardu  induk;  3) Fast front  overvoltage yang  merupakan  fenomena tegangan lebih akibat sambaran petir; dan 4) Very fast front  overvoltage yang  merupakan  fenomena tegangan  lebih  proses  pensaklaran  pada  peralatan gardu induk dengan insulasi gas.
Indonesia  merupakan  salah  satu  negara dengan  kerapatan  petir  yang  tinggi  seperti  yang ditunjukkan  pada  Gambar  1  (Holle and Brooks, 2019); hal tersebut dapat berpengaruh pada paparan sambaran  petir  pada  saluran  transmisi  yang  ada. Berdasarkan evaluasi yanag dilakukan unit pengelola transmisi PT PLN (Persero) terhadap data gangguan pada  tahun  2015-2019,  dapat  diketahui  bahwa  petir merupakan  salah  satu  penyebab  utama  gangguan saluran transmisi udara yang dimiliki PLN.
Gambar 1. Peta kerapatan petir dunia untuk periode 2014-2018 (Holle and Brooks, 2019)
Sejak  tahun  2017,  PLN  telah  membangun sistem  deteksi  petir  untuk memonitor  aktivitas  petir yang  ada  di  sebagian  wilayah  kerjanya.  Sistem  ini menggunakan 22 sensor deteksi gelombang elektromagnetik  frekuensi  rendah  (LF)  yang terintegrasi dengan pusat pengolah data yang ada di PLN  Puslitbang.  Data  yang  dihasilkan  dari  sistem deteksi  petir  tersebut  meliputi:  perkiraan  lokasi  dan waktu  sambaran,  perkiraan  nilai  arus  puncak,  jenis sambaran, serta polaritas. Terkait dengan penentuan lokasi sambaran, sistem deteksi petir yang digunakan PLN  menggunakan  gabungan  dua  metode,  yaitu magnetic direction finder (MDF) dan metode time of arrival  (ToA).  Metode  MDF  memerlukan  2  antena cross-loop  (Betz et  al. ,  2009;  Lu et  al .,  2020)  pada satu  titik  pembacaan  sehingga  dapat  diketahui simpangan  sudut  antara  utara  absolut  dengan  titik terjadinya  sambaran;  minimal  2  titik  pembacaan dibutuhkan  untuk  mengetahui  lokasi  terjadinya sambaran. Metode ToA menggabungkan data waktu tiba gelombang elektromagnetik dari minimal 3 titik pembacaan untuk dapat mengetahui perkiraan lokasi sambaran (Wang et al ., 2020). Dengan menggunakan gabungan dari kedua metode tersebut, sistem deteksi petir PLN mampu merekam kejadian sambaran petir secara realtime serta  mampu  menyimpan  rekam kejadian  sambaran  petir  sejak  tahun  2017  untuk keperluan  analisis  historis.  Meskipun  demikian, penggunaan  data  dari  sistem  deteksi  petir  PLN
mayoritas  digunakan  untuk  evaluasi  ada  tidaknya pengaruh  petir  pada  satu  kejadian  gangguan penghantar.
Berdasarkan gap  analysis yang  dilakukan terhadap literatur terkait, dapat diketahui bahwa pada umumnya  penelitian  terkait  rekam  data  petir digunakan  untuk  mendapatkan  total  kejadian, perbandingan  polaritas,  serta  modus  dari  nilai  arus puncak sambaran petir (Chi et al ., 2014; Kai, 2011; Rufus et  al .,  2019;  Wang et  al .,  2019)  sementara untuk  sistem  ketanagalistrikan,  rekam  data  petir dapat diolah untuk mendapatkan peta kerapatan petir atau ground flash density (GFD) (Kai, 2011; Wang et al .,  2019)  untuk  keperluan  desain  saluran  baru maupun  peningkatan  unjuk  kerja  dari  saluran transmisi  eksisting.  Belum  terdapat  literatur  terkait review karakterisasi petir di Indonesia untuk periode lebih  dari  1  tahun  observasi  serta  pemanfaatannya dalam evaluasi saluran transmisi udara. Mempertimbangkan hasil gap analysis serta melihat ketersediaan  rekam  data  petir  yang  dimiliki  PLN untuk periode waktu 2018-2020, maka pada makalah ini akan dilakukan: 1) karakterisasi petir dengan studi kasus  provinsi  Jawa  Barat;  dan  2)  evaluasi  unjuk kerja  saluran  transmisi  udara  eksisting  melalui simulasi  tegangan  lebih  untuk  mengetahui  korelasi nilai  arus  puncak  (berdasarkan  data  petir  yang didapatkan)  terhadap  kenaikan  tegangan  saat sambaran  pada  kawat  pembumian  maupun  pada kawat  fasa.  Kedua  hal  tersebut  dapat  digunakan sebagai masukan dalam evaluasi unjuk kerja saluran transmisi yang ada terhadap sambaran petir.

## 2. METODE
Metode  yang  digunakan  untuk  memenuhi tujuan  dari  penelitian  ini  dapat  dinyatakan  dalam beberapa tahap. Tahap pertama adalah pengumpulan data petir dari sistem deteksi petir PLN untuk periode 2018 - 2020. Data petir yang digunakan adalah data sambaran  petir  ke  bumi/ cloud-to-ground khususnya return stroke yang pertama (satu kejadian sambaran petir  bisa  terdiri  atas  lebih  dari  1 return  stroke ). Tahap  kedua  adalah  pengolahan  rekam  data  petir untuk  mendapatkan  pola  karakterisasi  tahunan sebagai  berikut:  jumlah  total  sambaran,  rasio polaritas  sambaran,  modus  nilai  arus  puncak  yang terekam, serta persentasi kejadian kumulatif.  Selain itu,  rekam  data  yang  diperoleh  dinyatakan  secara spasial  pada  wilayah  provinsi  Jawa  Barat  untuk mendapatkan GFD. Tahap ketiga adalah pengumpulan data geometris tower dan saluran untuk pemodelan  tegangan  tinggi  yang  disebabkan  akibat sambaran  petir.  Pemodelan  dilakukan  dengan bantuan perangkat lunak transien. Untuk makalah ini, digunakan saluran 150 kV; sehingga pemodelan yang digunakan adalah menggunakan distributed line (Adi Kusuma et  al .,  2018)  seperti  yang  dinyatakan  pada Gambar  2.  Pendekatan  nilai  impedansi  surja  dari metode distributed line dapat dihitung menggunakan persamaan (1) dan persamaan (2).
Gambar 2. Representasi tower 150 kV menggunakan metode distributed line
      −       = 1 ln 60 R H Z Ti (1) ( ) H l r H r l r R 2 1 3 2 2 1 + + = (2)
Dimana Z Ti : nilai impedansi surja untuk tiap segmen tower (Ω), H : tinggi tower (m), R : radius ekivalen dari  tower  (m),  r 1 :  radius  bentuk  kerucut  untuk bagian puncak tower (m), r 2 : radius bentuk kerucut untuk  bagian  tengah  tower  (m),  r 3 :  radius  bentuk kerucut untuk bagian dasar tower (m), l 1 : tinggi dari dasar tower hingga tengah tower (m), dan l 2 : tinggi dari  dasar  tengah  tower  hingga  puncak  tower  (m). Tahap  keempat  adalah  evaluasi  unjuk  kerja  saluran transmisi  melalui:  1)  simulasi  sambaran  petir  pada kawat fasa maupun kawat pembumian menggunakan perangkat  lunak  transien  berdasarkan  nilai  arus puncak  yang  diperoleh  untuk  mengetahui  besarnya kenaikan  tegangan yang  dialami  oleh  insulator;  dan 2) Evaluasi menggunakan metode Electro-Geometric Model (EGM) dilakukan untuk mengetahui pada arus puncak berapa terjadi shielding failure pada saluran transmisi. Pendekatan menggunakan EGM dilakukan untuk  mengetahui  pada  arus  puncak  berapa  terjadi shielding  failure (Distribution  Committee,  1997). Perumusan radius sambar petir menurut IEEE dapat menggunakan persamaan (3) (Distribution Committee, 1997).
b AI r = (3) Dimana r  : radius sambar (m), A = 10, b = 0,65, dan I : arus puncak (kA).

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Karakterisasi Petir
Berdasarkan  data  yang  diperoleh  untuk rentang waktu 2018-2019, maka karakterisasi petir di wilayah Jawa Barat dapat diperoleh sejumlah temuan sebagai  berikut:  1)  pada  tahun  2018,  terdapat  total 295.774  kejadian  petir  dengan  85,95%  data  berupa petir  dengan  polaritas  negatif  dengan  modus  nilai arus puncak petir berada pada angka 14 kA (10.771 kejadian); 2) pada tahun 2019, terdapat total 374.624 kejadian  petir  dengan  85,26%  data  berupa  petir
dengan  polaritas  negatif  dengan  modus  nilai  arus puncak  petir  berada  pada  angka  12  kA  (12.610 kejadian);  dan  3)  pada  tahun  2020,  terdapat  total 289.172  kejadian  petir  dengan  82,70%  data  berupa petir  dengan  polaritas  negatif.  Modus  nilai  arus puncak  petir  berada  pada  angka  11  kA  (9.553 kejadian).  Terdapat  fluktuasi  total  sambaran  petir yang  terjadi,  dimana  terjadi  kenaikan  pada  tahun 2019  kemudian  mengalami  penurunan  pada  tahun 2020; hal tersebut sangat berkaitan dengan dinamika cuaca  yang  terjadi  selama  periode  observasi.  Selain itu,  sekitar  84,63%  (σ=1,71)  kejadian  petir merupakan  petir  polaritas  negatif,  dengan  modus nilai  arus  puncak  12,33  kA  (σ=1,52).  Persentase kumulatif kejadian petir dapat dilihat pada Gambar 3, dimana  jumlah  kejadian  yang  tertinggi  (memiliki gradien  lebih  curam)  berada  di  daerah  dibawah  40 kA. Knee  point 40  kA  berada  pada  persentase kejadian kumulatif ≥85%.

## Gambar 3. Presentase kumulatif kejadian petir
Berdasarkan  hasil  evaluasi  nilai  modus,  dapat diketahui bahwa nilai arus puncak petir di Jawa Barat berkisar  antara  11-14 kA  dengan  median (50% dari nilai  presentasi  kejadian  kumulatif)  20  kA;  hal tersebut menyerupai dengan median kejadian petir di negara lain, contohnya adalah Australia yang berkisar 21 kA (Nampak et al ., 2021) atau di Amerika yang berkisar  23,1  kA  Cummins et  al., 2019).  Apabila dilihat  bahwa  besarnya  nilai  modus  dari  kejadian petir di Jawa Barat berada di bawah nilai mediannya (Gambar  3),  maka  potensi  terjadinya  kegagalan shielding failure pada saluran transmisi menjadi lebih besar oleh karena mayoritas kejadian petir memiliki radius  sambar  yang  kecil.  Hal  tersebut  dapat dievauasi lebih lanjut pada bagian 3.2 menggunakan pendekatan EGM. Adanya 15% kejadian petir di atas knee point 40 kA berpotensi menyebabkan sambaran pada  kawat  pembumian  atau  struktur  dari tower (radius  sambar  yang  dimiliki  besar;  hal  ini  dapat diverifikasi menggunakan pendekatan EGM). Besarnya  nilai  tegangan  lebih  yang  terjadi  pada insulator  akibat  sambaran  petir  11  kA  pada  kawat fasa  serta  sambaran  petir  40  kA  pada  kawat pembumian akan dievaluasi lebih lanjut pada bagian 3.2.
Variasi  bulanan  dari  rekam  kejadian  petir  dapat dilihat  pada  Gambar  4,  dimana  nilai  kejadian  petir
terendah  terjadi  pada  bulan  Juli.  Pola  tersebut berkebalikan dengan belahan bumi selatan (Australia)  yang  memiliki  kejadian  petir  paling sedikit  saat  musim  dingin  (Nampak et  al .,  2021) maupun  pada  belahan  bumi  utara  (Eropa)  yang memiliki  kejadian  petir  paling  rendah  di  triwulan pertama  (Avotniece et  al .,  2017).  Hal  tersebut menunjukkan karakteristik daerah tropis yang hanya memiliki  dua  musim;  pertengahan  tahun  pada periode  2018-2020  merupakan  musim  kemarau dengan  intensitas  kejadian  petir  yang  rendah. Temuan  ini  dapat  dipergunakan  sebagai  masukan dalam  penjadwalan  pemeliharaan  saluran  udara, dimana  mayoritas  pemeliharaan  dapat  dilakukan pada bulan Juli.
Gambar 4. Sebaran kejadian petir per bulan
Pemetaan rekam data petir pada wilayah Jawa Barat  dengan  grid  5  km  x  5  km  menghasilkan  peta kerapatan/GFD  seperti  yang  dinyatakan  pada Gambar  4  -  Gambar  6.  Kerapatan  petir  untuk  Jawa Barat  bagian  tengah  secara  konsisten  lebih  tinggi dibandingkan  bagian  yang  lain  dari  tahun  2018 hingga  2020,  sementara  daerah  dengan  kerapatan petir tertinggi adalah Bogor (GFD tertinggi mencpai 45,42  sambaran/km2/tahun  pada  tahun  2019).  Nilai kerapatan  petir  tersebut  lebih  tinggi  dibandingkan kerapatan petir di daerah Eropa yang berkisar 0,1-4 sambaran/km2/tahun  maupun  di  Amerika  yang berkisar  14  sambaran/km2/tahun  (Holle  and Cummins, 2010; Javor et al ., 2018). Kerapatan petir yang  tinggi  menunjukkan  tingginya  kerawanan peralatan  terhadap  sambaran  petir,  Khususnya  pada saluran  transmisi  udara  yang  memiliki  ketinggian tower di atas 30-40 meter (lebih tinggi daripada objek yang  ada  di  sekitar),  perencanaan  sudut  lindung, pembumian,  maupun  koordinasi  insulasi  harus dilakukan  dengan  cermat  untuk  mendapatkan  unjuk kerja salura terhadap sambaran petir yang lebih baik. Apabila dipadukan dengan sebaran kejadian petir per nilai  arus  puncak  pada  Gambar  3,  maka  perlu dipertimbangkan penggunaan sudut lindung 0 derajat atau minus untuk memberikan ketahanan yang lebih baik  terhadap shielding  failure (Distribution
Committee, 1997).
Gambar 5. Peta kerapatan petir Jawa Barat tahun 2018 (ukuran grid 5 km x 5 km)
doi: https://doi.org/10.30869/jtech.v9i1.726 , p-issn/e-issn:2252-4002/2546-558X KARAKTERISTIK PETIR INDONESIA DAN PENGGUNAANNYA DALAM EVALUASI UNTUK KERJA SALURAN UDARA 150KV SAAT TERJADI SAMBARAN PETIR
Gambar 6. Peta kerapatan petir Jawa Barat tahun 2019 (ukuran grid 5 km x 5 km)
Gambar 7. Peta kerapatan petir Jawa Barat tahun 2020 (ukuran grid 5 km x 5 km)

## 3.2. Simulasi Fenomena Tegangan Lebih akibat
Sambaran Petir Parameter  tower  dan  saluran  eksisting  yang digunakan dalam simulasi ini dapat dinyatakan pada
Tabel  I  dan  Tabel  II;  parameter  tersebut  digunakan dalam  persamaan  (1)  dan  (2)  sehingga  diperoleh pemodelan yang digunakan untuk simulasi tegangan lebih  akibat  sambaran  petir  dapat  dilihat  pada Gambar 8.
Tabel 1 Parameter tower eksisting Parameter Nilai Satuan H 38,2 m r 1 2,06 m r 2 2,06 m r 3 5,5 m l 1 24,75 m l 2 13,45 m Tabel 2 Parameter konduktor dan kawat pembumian eksisting \ Konduktor: ACSR 240/40 mm2 Parameter Nilai Satuan Outer radius 9,481 mm Inner radius 3,545 mm DC resistance (300C) 0,1247 Ω Kawat pembumian:GSW 55 mm2 Parameter Nilai Satuan Outer radius 4,183 mm Inner radius 0 mm DC resistance (300C) 1,35 Ω
Gambar 8. Pemodelan untuk simulasi tegangan lebih
Berdasarkan  karakteristiknya,  sambaran  petir  dapat mengenai kawat pembumian/struktur tower sehingga menyebabkan back flash over (BFO) maupun dapat mengenai  kawat  fasa  jika  terjadi  kegagalan perlindungan  ( shielding  failure ).  Untuk  simulasi yang pertama, dilakukan pengkondisian di mana petir menyambar  pada  kawat  pembumian.  Apabila digunakan modus nilai arus puncak petir yang terjadi pada  tahun  2018  -  2019,  maka  besarnya  kenaikan tegangan tertinggi dapat ditunjukkan pada Tabel III. Nilai  kenaikan  tegangan  yang  terjadi  masih  berada dibawah  nilai Basic  Impule  Insulation  Level (BIL) dari  11-12  keping  insulator,  yaitu  sekitar  1080  kV;
dengan demikian, sambaran petir dengan nilai 11-14 kA tidak akan menyebabkan flashover pada insulator. Apabila menggunakan data kejadian kumulatif pada knee point , yaitu 40 kA (Gambar 3), maka besarnya kenaikan tegangan yang muncul mencapai 1083 kVp line  to  ground (Gambar  9);  hal  tersebut  berpotensi menyebabkan flashover .
Tabel 3.
Kenaikan  tegangan  pada  insulator  string  saat  terjadi sambaran pada kawat pembumian Arus puncak (kA) Kenaikan tegangan tertinggi 11 363 kVp line to ground 12 388 kVp line to ground 14 438 kVp l ine to ground
Gambar 9. Kenaikan tegangan saluran pada saat sambaran petir dengan nilai arus puncak 40 kA di kawat pembumian
Pada  kondisi  sambaran  langsung  ke  kawat fasa  paling  atas  dengan  menggunakan  nilai  modus arus  puncak  (11  kA),  terjadi  kenaikan  tegangan hingga 1268 kVp line to ground yang melewati nilai BIL dari insulator yang digunakan (Gambar 10).
Gambar 10. Kenaikan tegangan saluran pada saat sambaran petir dengan nilai arus puncak 11 kA di kawat fasa
Berdasarkan analisis EGM, dapat dilihat bahwa petir dengan  nilai  puncak  ≥  11  kA  memiliki kecenderungan untuk menyambar kawat pembumian (Gambar 11). Meskipun demikian, perlu dipertimbangkan  bahwa  petir  dengan  nilai  arus puncak  10  kA  memiliki  potensi  menyebabkan
kegagalan  sudut  lindung  serta  dapat  menyebabkan kenaikan tegangan hingga 1144 kVp line to ground .
Gambar 11. Evaluasi EGM pada geometri tower yang digunakan
Tegangan  lebih  akibat  sambaran  petir  yang dialami  oleh  saluran  sangat  berkaitan  dengan  nilai ketahanan insulasi impuls/BIL yang digunakan. Pada umumnya,  saluran  insulator  menggunakan  renteng insulator yang terdiri dari 11-12 keping dengan nilai BIL berkisar 1040 - 1080 kV. Apabila dibandingkan dengan  kenaikan  nilai  tegangan  yang  ditunjukkan pada  Gambar  9,  maka  dapat  diketahui  bahwa sambaran petir 40 kA pada saluran transmisi 150 kV (untuk desain/geometri yang dinyatakan pada Tabel 1) dapat menyebabkan terjadinya gangguan satu fasa tanah  karena  BFO.  Mengacu  pada  persentase kejadian kumulatif yang dinyatakan pada Gambar 3, desain saluran mampu menahan 85% dari persentase kejadian  kumulatif  petir  yang  telah  terjadi sebelumnya. Meskipun demikian, mitigasi dari 15% dari  kejadian  petir  (diatas  40  kA)  yang  dapat menyebabkan  gangguan  harus  dievaluasi  dari  sisi risk, cost dan benefit ; contohnya: apabila diinginkan perlindungan terhadap 15% kejadian tersebut, maka perlu  dilakukan  perhitungan  ulang  dari  koordinasi insulasi saluran (penggunaan BIL yang lebih tinggi) hingga penambahan transmission line arrester (TLA) untuk pemotongan tegangan lebih yang memerlukan biaya investasi dan O&M lebih besar.
Sambaran  pada  kawat  fasa  menyebabkan kenaikan  tegangan  yang  lebih  tinggi  dibandingkan sambaran  pada  kawat  pembumian  (Gambar  10). Hasil evaluasi menggunakan metode EGM menunjukkan  bahwa  saluran  dengan  desain  yang dinyatakan  pada  Tabel  I  berpotensi  mengalami kegagalan sudut lindung pada petir dengan nilai arus puncak 10 kA. Tegangan lebih yang disebabkan dari sambaran  petir  10  kA  pada  kawat  pembumian melebihi  nilai  BIL  dari  11-12  keping  insulator sehingga besarnya nilai sudut lindung eksisting perlu dievaluasi kembali. Sama seperti mitigasi untuk 15% kejadian petir di atas 40 kA yang dapat menyebabkan potensi  BFO,  peningkatan  kehandalan  terhadap
shielding  failure melalui  pengurangan  besar  nilai sudut  lindung  (hingga  0  atau  bahkan  minus)  perlu dievaluasi  lebih  lanjut  dengan  mempertimbangkan sisi risk, cost dan benefit .

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  evaluasi  dan  analisis  data  yang telah dilakukan, untuk wilayah observasi Jawa Barat pada periode tahun 2018-2020 dapat diketahui bahwa terdapat fluktuasi total kejadian petir dalam 1 tahun di Jawa Barat dimana 84,63% (σ= 1,71) dari kejadian merupakan  petir  polaritas  negatif  dan  modus  nilai arus  puncak  petir  adalah  12,33  kA  (σ=  1,52).  Pola persentase  kumulatif  kejadian  petir  memiliki  pola yang sama, yaitu terdapat knee poin pada nilai 40 kA. Variasi  pola  bulanan  menunjukkan  bahwa  petir terendah terjadi pada bulan Juli. Pola kerapatan petir pada wilayah Jawa Barat relatif konstan untuk bagian tengah,  dengan  nilai  tertinggi  pada  daerah  Bogor (45,42  sambaran/km2/tahun  pada  tahun  2019). Evaluasi  unjuk  kerja  saluran  udara  150  kV  telah dilakukan  melalui  simulasi  tegangan  lebih  pada pemodelan  saluran  udara  150  kV  untuk  kondisi sambaran  pada  kawat  pembumian  maupun  kawat fasa  dengan  nilai  puncak  berdasarkan  karakterisasi petir  yang  telah  dilakukan  serta  melalui  metode pendekatan  EGM.  Desain  saluran  udara  150  kV memiliki  potensi  mengalami  gangguan  akibat  BFO pada sambaran petir > 40 kA pada kawat pembumian oleh  karena  kenaikan  tegangan  yang  dialami  oleh insulator  telah  melewati  nilai Basic  Impulse Insulation  Level (BIL).  Desain  sudut  lindung  yang digunakan  pada  saluran  udara  150  kV  mampu mencegah shielding failure untuk arus petir ≥11 kA; meskipun  demikian,  perlu  dicatat  bahwa shielding failure akibat  petir  10  kA  menyebabkan  kenaikan tegangan  insulator  melebihi  nilai  BIL.  Peningkatan unjuk kerja saluran transmisi 150 kV tersebut dapat dilakukan,  namun  perlu  dipertimbangkan  dari  sisi risk, cost dan benefit yang diperoleh.

## DAFTAR PUSTAKA
Adi  Kusuma,  Aristo,  Putu  Agus  Aditya  Pramana, Brian  Bramantyo  S.  D.  A.  Harsono,  and Buyung  Sofiarto  Munir.  2018.  “Effect  of
Indirect Lightning
Strike to 66kV
Transmission  Line  in  Java-Bali  System.” MATEC  Web  of  Conferences 197:1–7.  doi: 10.1051/matecconf/201819711001. Avotniece, Zanita, Agrita Briede, Maris Klavins, and Svetlana  Aniskevich.  2017.  “Remote  Sensing Observations  of  Thunderstorm  Features  in Latvia.”
Environmental and Climate Technologies 21(1):28–46. doi: 10.1515/rtuect-2017-0014.
Betz,  Hans  Dieter,  Ulrich  Schumann,  and  Pierre
Laroche. 2009. “Lightning: Principles,
Instruments  and  Applications:  Review  of Modern  Lightning  Research.” Lightning: Principles,  Instruments  and  Applications:
Review of Modern Lightning Research 1–641. doi: 10.1007/978-1-4020-9079-0.
Chi, Gongbo, Yang Zhang, Dong Zheng, Weitao Lu, and  Yijun  Zhang.  2014.  “Characteristics  of Lightning Activities in Potala Palace Region of Tibet.” 2014  International  Conference  on Lightning Protection, ICLP 2014 (41205002):1992–94. doi:
10.1109/ICLP.2014.6973455.
Distribution  Committee.  1997. IEEE  Guide  for Improving  the  Lightning  Performance  of Transmission Lines .
Cummins, Kenneth L., Jennifer G. Wilson, and Amy S. Eichenbaum. 2019. “The Impact of Cloud- To-Ground Lightning Type on the Differences in Return Stroke Peak Current over Land and Ocean.” IEEE  Access 7:174774–81.  doi: 10.1109/ACCESS.2019.2956685. Holle, Ronald, and William Brooks. 2019. “Vaisala 2018 Annual Lightning Report.” 14. Holle,  Ronald  L.,  and  Kenneth  L.  Cummins.  2010. “Monthly Distributions of U.S. Nldn Cloud-to- Ground
Lightning.” 21st International Lightning Detection Conference/21st International Lightning Meteorology Conference 13.
Javor, Vesna, Leonid Stoimenov, Nikola  Džaković,
Nikola  Dinkić,  Dario  Javor,  and  Hans  Dieter Betz. 2018. “LINETGIS Analysis of Lightning Flash  Density  in  Serbia  Based  on  Ten  Years Data.” Serbian
Journal of Electrical Engineering 15(2):201–11. doi: 10.2298/SJEE1802201J.
Kai,  X.  U.  2011.  “Cloud-to-Ground  Lightning Characteristics in Yunnan Province from 2006 to 2010 (IMPACT Methodkriging Method with Gaussian Smoothing.” (2009):2009–12.
Lu, Zhigang, Shi Qiu, Ruichao Wang, Lihua Shi, and Peng  Zhang.  2020.  “Orientation  of  Initial Breakdown  Pulses  and  Leader  Discharges  by Magnetic  Direction  Finder.” Journal  of Geophysical Research: Atmospheres 125(6):1– 13. doi: 10.1029/2019JD031407. Nampak,  Haleh,  Peter  Love,  Paul  Fox-Hughes, Christopher  Watson,  Jagannath  Aryal,  and Rebecca  M.  B.  Harris.  2021.  “Characterizing Spatial and Temporal Variability of Lightning Activity  Associated  with  Wildfire  over Tasmania,  Australia.” Fire 4(1):1–22.  doi: 10.3390/fire4010010. Rufus, Shirley Anak, N. A. Ahmad, Z. Abdul-Malek,
and Noradlina
Abdullah.
2019.
“Characteristics  of  Lightning  Trends  in Peninsular  Malaysia  from  2011  to  2016.” ICECOS 2019  - 3rd International Conference on  Electrical  Engineering  and  Computer Science, Proceeding 15–18. doi: 10.1109/ICECOS47637.2019.8984514. Wang, Jiaquan, Qiming Ma, Xiao Zhou, Fang Xiao, Shangbo  Yuan,  Sheng  Chang,  Jin  He,  Hao
Wang,  and  Qijun  Huang.  2020.  “Asia-Pacific Lightning  Location  Network  (APLLN)  and
Preliminary Performance Assessment.” Remote Sensing 12(10):1–21. doi:
10.3390/rs12101537.
Wang, Yu, Hantao Tao, Shanqiang Gu, Yang Chen, Wanxing  Feng,  and  Yuangen  Xu.  2019. “Cloud-to-Ground  Lightning  Activity  in Guangdong  Province,  South China  during  the Period  2004-2017.” 2019  11th  Asia-Pacific International  Conference  on  Lightning,  APL 2019 1–5. doi: 10.1109/APL.2019.8816012.