INDUKSI DAN KONDUKSI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK AKIBAT SAMBARAN PETIR PADA JARINGAN TEGANGAN RENDAH

Sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan-peralatan
elektronik di dalam bangunan. Di Stasiun Penelitian Petir Institut Teknologi Bandung (SPP-ITB) Gunung Tangkuban
Perahu sering terjadi kerusakan peralatan elektronik dan kerusakan arrester yang seharusnya melindungi peralatan
elektronik tersebut. Kerusakan arrester tersebut kemungkian besar disebabkan oleh sambaran petir tidak langsung di
sekitar jaringan tegangan rendah SPP-ITB. Sambaran petir tidak langsung menginduksikan tegangan lebih pada

jaringan tegangan rendah tersebut dan kemudian menghantarkan gelombang berjalan (konduksi) pada kedua ujung
jaringan tegangan rendah yang salah satunya adalah SPP-ITB. Kerusakan karena sambaran langsung hampir tidak
mungkin karena sekitar 90% SJTR terletak di bawah pohon-pohon yang tinggi. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi
induksi dan konduksi petir pada Jaringan Tegangan Rendah SPP-ITB Gn. Tangkuban Perahu. Penelitian ini
menggunakan data-data lapangan seperti data APM, parameter saluran JTR, data arrester dan kerusakannya, dan
karakteristik petir lokal dari JADPEN (Jaringan Data Petir Nasional). Data-data tersebut terutama data historis JADPEN
digunakan sebagai studi kasus untuk perhitungan tegangan elevasi, profil tegangan induksi dan konduksi petir dengan
menggunakan model perhitungan Rusck, perhitungan arus dan energi impuls petir yang terinduksi pada SJTR. Hasil
perhitungan tersebut kemudian dibandingkan dengan karakteristik arrester MOV dan SAD yang terpasang di SPP-ITB
untuk mengetahui penyebab kerusakan arrester.

Surja petir dapat menyebabkan kerusakan pada jaringan
tegangan rendah dan peralatan elektrik tegangan rendah
dengan beberapa mekanisme. Mekanisme pertama
melalui sambaran langsung petir pada jaringan tegangan
rendah. Hal ini jarang terjadi karena biasanya terlindung
oleh pohon atau bangunan di sekitarnya. Mekanisme
kedua adalah sambaran petir yang tidak langsung
mengenai jaringan tegangan rendah tapi petir
menyambar pohon ataupun tanah di sekitar jaringan
tegangan rendah. Sambaran tidak langsung ini
menyebabkan kopling elektromagnetik antara jaringan
dan sambaran petir sehingga mengakibatkan tegangan
induksi pada jaringan [1,2].
Pada jaringan tegangan rendah, penyebab terbesar
tegangan lebih adalah sambaran tidak langsung petir.
Hal ini disebabkan pada jaringan tegangan rendah
memiliki tingkat dasar isolasi (basic insulation
level/BIL) yang relatif rendah. Mekanisme sambaran
tidak langsung ini juga dapat menimbulkan kerusakan
pada arrester, peralatan elektronik tegangan rendah, dan
gangguan operasi sistem tenaga listrik. Mekanisme
sambaran langsung petir pada jaringan jarang terjadi,
tapi dapat menyebabkan kerusakan yang lebih besar
pada jaringan dan instalasi peralatan listrik [3].
Di stasiun Penelitian Petir yang terletak di kawasan
Gunung Tangkuban Perahu yaitu 6o45’50’’ Lintang
Selatan dan 107o36’41’’ Bujur Timur pada ketinggian
2030 meter diatas permukaan laut, pada saat ini sedang
dilakukan penelitian tentang pengaruh sambaran petir
tidak langsung pada jaringan tegangan rendah antara
gardu Hankam dan Stasiun Penelitian Petir [4]. Jaringan
tegangan rendah 3 fasa 380/220 V twisted kabel ini
terletak di bawah pohon-pohon tinggi di gunung
tangkuban perahu sehingga sangat kecil kemungkinan
terkena sambaran langsung petir. Namun pada jaringan
tegangan rendah ini terjadi tegangan induksi petir akibat
sambaran petir tidak langsung. Tegangan induksi yang
terjadi ini menyebabkan kerusakan pada arrester MOV
dan SAD yang dipasang di SPP, apapun tipe dan rating
arrester yang dipasang.

Dari hasil penelitian maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut: 1) Sambaran langsung petir pada
jaringan tegangan rendah SPP-ITB hampir tidak
mungkin terjadi karena SJTR terlindungi oleh pohonpohon
tinggi sepanjang saluran; 2) Elevasi tegangan
akibat sambaran langsung pada tower tidak
mengakibatkan kerusakan arrester karena nilai tegangan
tanah yang terlalu kecil karena pemakaian down
conductor dengan induktansi rendah, 3) Sambaran petir
tidak langsung pada radius sekitar 2 km dari jaringan
tegangan rendah dapat mengakibatkan kerusakan pada
arrester dan peralatan elektronik di dalam SPP-ITB
karena tegangan konduksi yang terjadi di SPP-ITB
berkisar antara 39 kV sampai dengan 1.379 kV
sedangkan arrester yang terpasang mempunyai tegangan
breakdown kurang dari 10 kV, 4) Arus induksi yang
terjadi akibat sambaran petir dalam bentuk gelombang berjalan tidak langsung mempunyai besaran 1 kA sampai
dengan 39 kA. Arus ini jauh lebih kecil dari kemampuan
potong arrester tingkat 1 sebesar 100 kA sehingga tidak
menyebabkan kerusakan arrester, 5) Sambaran petir
yang terjadi di sekitar jaringan tegangan rendah SPP-ITB
sebagian besar adalah sambaran berulang dengan ekor
gelombang yang panjang sehingga menimbulkan muatan
dan energi impuls petir sekitar 10-30 kiloJoule dan
merusak arrester yang terpasang karena batas energi
maksimum arrester terpasang yang berkisar antara 4 – 6
kiloJoule.