Wayar Pelindung Atau Wayar Bumi

Definisi Overhead Earth Wire (Ground Wire)

Overhead earth wire, juga dikenal sebagai ground wire, adalah komponen penting dalam sistem perlindungan petir. Ia terdiri dari satu atau lebih konduktor yang dipasang di atas garis transmisi, membentang dari satu struktur penyangga ke struktur penyangga lainnya. Kabel-kabel ini ditanahkan dengan teliti pada interval reguler sepanjang panjangnya.

Fungsi utama kabel tanah adalah untuk mengintersepsi sambaran petir langsung yang sebaliknya akan menarget konduktor fase dari garis transmisi. Dengan mengalihkan arus petir dengan aman ke tanah, ia melindungi konduktor listrik kritis dari kerusakan potensial, sehingga memastikan operasi berkelanjutan dari sistem transmisi tenaga. Perlu dicatat bahwa meskipun sangat efektif melawan petir, kabel tanah tidak memiliki dampak dalam mengurangi lonjakan peralihan, yang disebabkan oleh fenomena listrik berbeda dalam sistem tenaga.

Ketika sambaran petir terjadi di tengah-tengah kabel tanah, gelombang listrik dibangkitkan dan merambat ke arah yang berlawanan sepanjang garis. Gelombang-gelombang ini akhirnya mencapai menara transmisi yang berdekatan, yang dirancang untuk mengalirkan energi listrik dengan aman ke tanah. Namun, efektivitas kabel tanah bergantung pada faktor kunci: resistansi antara kaki menara dan tanah harus tetap cukup rendah. Nilai resistansi tinggi dapat menghambat penguraian efisien arus petir, mengurangi kemampuan kabel tanah untuk melindungi garis transmisi dan potensi menyebabkan lonjakan listrik dan kerusakan peralatan.

Jika resistansi antara kaki menara dan tanah tidak rendah, dan kabel tanah atau menara disambar petir, petir akan menginduksi potensial sangat tinggi. Potensial tinggi ini dapat menyebabkan flashover dari menara ke satu atau lebih konduktor fase. Fenomena ini dikenal sebagai back flashover.

Back flashover terjadi secara khusus ketika hasil kali arus menara dan impedansi menara melebihi tingkat isolasi dari garis transmisi. Untuk mengurangi risiko ini, pendekatan yang efektif adalah mengurangi resistansi kaki menara. Di daerah dengan resistivitas tanah tinggi, batang-batang yang dipasang dan counterpoises sering digunakan.

Counterpoise adalah konduktor yang terkubur di tanah, biasanya terbuat dari baja galvanis. Untuk terminal overhead, counterpoise berfungsi sebagai terminal tanah khusus. Perannya adalah untuk mengurangi impedansi surge dari koneksi tanah dan meningkatkan keterhubungan antara kabel tanah dan konduktor, sehingga meningkatkan kinerja perlindungan petir keseluruhan sistem.

Dalam garis transmisi, dua jenis counterpoise utama digunakan: counterpoise paralel dan counterpoise radial.

Counterpoise Paralel

Counterpoise paralel terdiri dari satu atau lebih konduktor yang diletakkan di bawah tanah sepanjang seluruh garis transmisi. Garis-garis counterpoise ini dihubungkan ke kabel tanah overhead di setiap menara dan tiang. Konfigurasi ini membantu mendistribusikan arus listrik secara merata selama sambaran petir, mengurangi potensi penumpukan tegangan tinggi dan meminimalkan kemungkinan back flashover.

Counterpoise Radial

Counterpoise radial ditandai oleh rangkaian kabel yang menjalar keluar dalam pola radial dari dasar kaki menara. Jumlah dan panjang kabel-kabel ini ditentukan dengan cermat berdasarkan dua faktor kritis: lokasi geografis menara dan kondisi tanah yang berlaku. Variabel-variabel ini memainkan peran penting dalam mengoptimalkan efektivitas counterpoise dalam mengurangi resistansi kaki menara dan meningkatkan perlindungan petir keseluruhan garis transmisi.

Sudut Penyekat atau Perlindungan

Sudut penyekat atau perlindungan didefinisikan sebagai pengukuran sudut antara perataan vertikal kabel tanah dan konduktor fase yang memerlukan perlindungan. Secara konvensional, sudut ini diukur sebagai sudut yang terbentuk antara garis vertikal yang melewati kabel tanah dan garis yang menghubungkan kabel tanah ke konduktor fase paling luar. Sudut ini merupakan parameter penting dalam desain dan penilaian sistem perlindungan petir garis transmisi overhead, karena secara langsung mempengaruhi kemampuan kabel tanah untuk mengintersepsi sambaran petir dan melindungi konduktor fase dari kerusakan potensial.

Optimasi Konfigurasi Penyekat dan Kabel Tanah

Untuk perlindungan optimal terhadap sambaran petir dalam garis transmisi overhead, sangat penting untuk meminimalkan sudut penyekat. Sudut antara 20° hingga 30° dianggap sangat efektif dan aman untuk memberikan perlindungan yang memadai kepada konduktor fase. Insinyur umumnya menghindari pengaturan sudut penyekat di atas 40°, karena hal ini secara signifikan mengurangi efisiensi penyekat dan meningkatkan risiko petir langsung menyerang konduktor.

Dalam sistem tenaga tegangan tinggi modern, yang sering menampilkan konduktor dengan jarak yang lebih lebar, konfigurasi kabel tanah dua-wire telah menjadi norma. Konfigurasi ini menawarkan perlindungan yang lebih baik dibandingkan dengan sistem satu-wire tradisional. Penggunaan dua kabel tanah tidak hanya meningkatkan cakupan dan kemampuan intersepsi terhadap petir secara keseluruhan, tetapi juga membawa beberapa keuntungan listrik. Misalnya, impedansi surge dari sistem kabel tanah dua-wire lebih rendah, yang memungkinkan penguraian lebih efisien dari surges listrik yang diinduksi oleh petir. Selain itu, keberadaan dua kabel meningkatkan efek keterhubungan antara kabel tanah dan konduktor fase. Efek keterhubungan yang ditingkatkan ini membantu menyeimbangkan muatan listrik dengan lebih baik, lebih lanjut mengurangi kemungkinan overvoltages dan meningkatkan keandalan dan ketahanan infrastruktur transmisi tegangan tinggi secara keseluruhan.