CROSS COUNTRY FAULT” DAN “SYMPATHETIC TRIP

“CROSS COUNTRY FAULT” DAN “SYMPATHETIC TRIP”

Pernah dengar istilah ini?. “Cross country fault” atau Gangguan “cross-country?” . Seperti apa kejadiannya? Kalau belum tahu atau jika ingin menyocokkan pengertian anda dengan pengertian saya (tentunya belum tentu pengertian saya yang benar), mari kita lanjutkan bincang-bincang ini. Mari kita mulai. Pernah dengar istilah ini?. “Cross country fault” atau Gangguan “cross-country?” . Seperti apa kejadiannya? Kalau belum tahu atau jika ingin menyocokkan pengertian anda dengan pengertian saya (tentunya belum tentu pengertian saya yang benar), mari kita lanjutkan bincang-bincang ini. Mari kita mulai. Kalau menurut pendapat anda, jika satu phase kawat 20 kV (katakan phase R) kena pohon atau istilah umumnya “ground fault”, apakah: Ini menggelitik untuk kita bahas, tentunya kita akan lihat dahulu konfigurasi system distribusi 20 kV .  Distribusi 20 kV yang ada di luar Jawa Tengah adalah 3 pahse 3 kawat, jadi tidak ada kawat netral. Tetapi di sumber (trafo step-up GI), titik netralnya dihubung ke tanah lewat NGR (Neutral Grounding Resistance), nilainya 40 Ohm. Dengan demikian jika terjadi gangguan hubung tanah akan mengalir arus gangguan maksimum sebesar Tegangan phase dibagi 40 atau (20/√3)/40 = 11.560/40 = 289 Ampere. Ini berarti bahwa NGR akan dilalui arus sebesar 289 Ampere. Karena ada NGR, maka potensial tanah menjadi PHASE R. Dalam Gambar kawat yang seharusnya merah menjadi hitam (tanah) sampai di ujung NGR. Tegangan di NGR sekarang menjadi  11.560 Volt, yaitu sama dengan tegangan phase R terhadap Titik Netral (perhatikan gambar). Sekarang kita lihat peralatan yang terpasang, misalnya Isolator. Peralatan tersebut “pasti” bertumpu pada body yang juga terhubung dengan tanah. Ini berarti, dalam keadaan normal, peralatan tersebut mendapatkan tegangan Phase – Netral atau 20.000/√3 = 11.560 Volt. Bagaimana dengan phase S (Kuning) dan phase T (Biru) ?.  Karena body/Tanah sekarang sudah menjadi sama dengan phase R, maka seluruh peralatan yang terpasang pada phase S dan T akan mendapatkan tegangan 20 kV, bukan lagi 11,56 kV. Hati-hati, jika kemampuan peralatan kurang dari 20 kV, kemungkinan akan rusak. Contoh, kawat A3CS (half conductor) konon kemampuan isolasinya hanya 12 kV. Jadi kalau terjadi kasus seperti di atas, ada kemungkinan Conductor ini akan rusak, jika memang sudah ada benda/pohon yang mengenainya. (Ingat: tugas utama kita membersihkan jaringan). Karena selalu terjadi ground-fault, maka konduktor yang sudah menempel tadi tambah berkurang ketahanannya sampai pada suatu saat dia betul-betul sudah tidak mampu lagi menahan tegangan setengah (12 kV). Akibatnya dia  sudah berubah menjadi sama dengan A3C (kawat tanpa isolasi). Mari kita lihat A3CS yang terpasang lewat hutan lindung, bagaimana keadaannya ? Secara fisik kemungkinan sudah terlihat kerusakannya. Mari kita lihat Penyulang Pohara di Kendari. Penyulang ini mengarah ke Pondidaha melewati hutan lindung, bagaimana kondisi fisiknya? Perhatikan berapa kali trip per bulan pada Penyulang ini ?. Dia sekarang menjadi juara trip di Kendari. Kita tentunya mengharapkan agar PLN tidak menambah jaringannya lewat hutan lindung di Camba. Masalahnya terakhir ada penambahan JTM dari Jembatan kalau kita akan mendaki ke Camba masuk hutan lindung. Menurut penglihatan saya, baru beberapa lama para pohon merambat sudah merambat di kawat A3CS (half)nya. Sampai kapan bisa bertahan ?. Sekarang mari kita lihat suatu kejadian (misalnya kita ambil contoh GI Bone dengan Penyulang Biru dan Penyulang Patangkai (arah ke Camba)). Misalnya terjadi gangguan hubung tanah di Penyulang Biru, phase S terkena pohon. Pada saat tersebut Penyulang Pantakai di daerah Camba berdempet kawat A3CS phase R. Karena hubung tanah di Biru phase S, maka tegangan phase-netral pada R dan T naik menjadi mendekati 20 kV. Akibatnya isolasi A3CS di Camba terkena tegangan tembus, tetapi sebelum jebol Penyulang Biru sudah Trip. Sekarang Penyulang Camba akhirnya ikut trip juga karena kegagalan isolasi A3CS akibat hubung tanah di Biru sebagaimana yang telah diuraikan di atas. Peristiwa seperti ini disebut “cross-country fault” dan bukan “symphatetic trip”. Ada pertanyaan dari Saudara Fajar (supervisor area Hasanuddin Watampone). Ada gangguan hubung tanah pada satu Penyulang sehingga trip. Setelah gangguan ditemukan dan dimasukkan, ternyata terjadi lagi gangguan hubung tanah pada phase lain, kenapa demikian?. Saya jawab seperti uraian di atas bahwa hubung tanah pada satu phase menyebabkan tegangan naik pada phase yang sehat dan menyebabkan peralatan yang sudah lemah akan ikut tembus/jebol. Kalau begitu, yang biasa kita dengar sebagai “sympathetic trip” itu bagaimana pula kejadiannya? Untuk itu kita bercerita dulu bahwa antara kawat jaringan dengan tanah ada yang disebut sebagai “ARUS KAPASITANSI”. Arus kapasitansi ini kita bayangkan ada arus yang mengalir ke tanah sepanjang Jaringan (lewat mana yah?). Besarnya arus ini akan bergantung kepada (1) jarak antara kawat dengan tanah , (2) tegangan jaringan (makin besar tegangannya makin besar arus kapasitansinya), dan (3) panjang jaringan (makin panjang jaringan arus kapasitansi bertambah besar). Berarti jaringan dengan jarak beratus kilometer, tentu besar juga arus kapasitansinya. Lantas bagaimana selanjutnya? Kita coba gambarkan angan-angan arus kapasitansi ini seperti gambar di atas, seakan-akan ada C (kapasitansi) terhadap tanah. Di sinilah arus itu mengalir. Tentu saja arus kapasitansi di penyulang Tengan lebih kecil dari arus kapasitansi di Penyulang Pinggir (gambar di atas). Karena arus kapasitansi ini 3 phase, maka seakan-akan menjadi Nol karena seimbang diantara phase (ingat penjumlahan vektornya sama dengan Nol). Misalkan ada hubung tanah phase T di Penyulang Tengah. Maka kapasitansi di T menjadi Nol karena terhubung tanah. Sekarang di phase T bukan lagi arus kapasitansi yang mengalir tetapi ARUS GANGGUAN TANAH. Arus gangguan ini akan men”trip” PMT pada Penyulang Tengah. Sekarang arus kapasitansi  dua phase pada Penyulang yang sehat jumlahnya tidak Nol lagi tetapi ada sebesar arus kapasitansi phase (tidak usah dijelaskan), jadi kalau arus kapasitansi masing-masing 5 A, maka pada saat satu phase hilang, penjumlahannya menjadi 5 Ampere lagi (penjumlahan vector). Arus kapasitansi ini ikut memperbesar arus gangguan tanah pada Penyulang Tengah, tetapi arus ini akan mengalir kembali ke sumbernya di jaringan lewat Penyulangnya masing-masing. Jika nilainya cukup besar maka berpotensi untuk mentrip Penyulangnya, padahal penyulang tersebut tidak ada gangguan. Trip/jatuhnya Penyulang yang tidak terganggu ini diartikan sebagai “sympathetic trip”. Seakan-akan si Penyulang sehat simpati terhadap Penyulang yang terganggu. Yang saya ketahui kalau terjadi gangguan seperti yang kita ceritakan di atas, semua diistilahkan sebagai sympathetic trip. Istilah “cross-country fault” jarang atau tidak pernah lagi saya dengar. Istilah cross-country fault ini saya dapat dari guru  saya, bapak Sukarto (alm) pada kursus Proteksi tahun 1975 (wuah, memang sudah cukup lama, ketinggalan jaman barangkali?).