Jenis-jenis Lightning Arrester

Lightning Arrester Jenis Oksida Film

Dalam tabung porselin dari alat pengaman lightning arrester tipe oksida film ini memiliki 2 ruang, yaitu : (1) ruang celah (gap chamber) dan (2) ruang butiran oksida timah hitam. Ruang celah terbuat dari porselin annulus yang berbentuk silinder, yang berisi sebuah pegas, lempengan cakram dan celah elektroda. Lempengan cakram terdiri dari dua lempeng yang disatukan (crimped), yang masing memiliki dimeter sebesar 19 cm dan tebal 1,59 cm. Permukaan lempengan cakram dilapisi dengan film yang diisolasi dengan vernis. Kekuatan tembus untuk setiap lempeng cakram tersebut terjadi pada tegangan 300 V. Jumlah unit lempeng cakram ditentukan oleh tegangan jaringan dan kondisi petir agar dapat menahan tegangan maksimum sistem. Pada ruang celah ini ditempatkan juga sebuah pegas pada bagian atas dan celah elektroda (gap electrode) pada bagian bawah. Sedangkan ruang butiran oksida timah hitam (lead peroxida) berisi dengan butiran-butiran oksida timah hitam. Dimana panjang ruangan kira-kira 5,1 cm (2 inchi) per kV dari tegangan dasar. Satu tabung dapat digunakan untuk tegangan diatas 25 kV ketika titik netral diketanahkan dengan induktansi coil. Butiran-butiran oksida timah hitam mempunyai diameter 2,38 mm dengan kulit berlubang tipis dari litharge.

Ketika tegangan pelepasan (discharge voltage) mengalir ke ruang celah melalui pegas, maka tegangan pelepasan akan menembus film yang berlapis vernis diatas lempeng cakram. Apabila tegangan melebihi dari batas kekuatan lempeng cakram per unit, loncatan busur api akan diteruskan ke celah elektroda. Dan mengalir langsung ke ruang butiran oksida timah hitam. Panas yang berkembang akibat busur api menyebabkan oksida timah hitam berubah menjadi merah. Sehingga busur api akan padam dan energi yang tersisa akan mengalir ke ground.

Lightning Arrester Jenis Thyrite

Elemen kran (valve) untuk arrester jenis thyrite ini terbuat dari bahan lempengan keramik yang berkualitas baik, yang bertindak sebahai penghantar tegangan tinggi surja dan memperli-hatkan tahanan tinggi untuk tenaga jaringan (line energy). Pada arrester ”thyriet magne-valve” memperlihatkan arus petir lewat langsung celah by-pass seri ke celah utama, dan oleh elemen thyrite keground. Jika energi jaringan berusaha mengikuti energi petir, maka energi jaringan dibuat untuk mengalirkan langsung ke lilitan seri, dan menciptakan medan magnit cukup kuat untuk memadamkan busur api dari pelepasan arus petir. Pemadaman ini bereaksi dengan cepat dan mengambil kedudukan kurang lebih setengah gelombang energi jaringan.

Thyrite adalah bahan campuran padat tak organik dari keramik alam, yang mempunyai resistansi lebih cepat untuk mengurangi.

Arrester Jenis Thyrite

Lightning Arrester Jenis Katub (Valve)

Alat pengaman arrester jenis katup (valve) ini terdiri dari sebuah celah api (spark gap) yang dihubungkan secara seri dengan sebuah tahanan non linier atau tahanan katup (valve resistor). Dimana ujung dari celah api dihubungkan dengan kawat fasa, sedangkan ujung dari tahanan katup dihubungkan ke ground (tanah). Untuk lebih jelasnya lihat gambar di bawah ini.

Saat terjadi tegangan lebih maka pada celah api akan terjadi percikan yang akan menyebabkan timbulnya bunga api (arc). Api percikan ini akan timbul terus menerus walaupun tegangan lebihnya sudah tidak ada. Untuk menghentikan percikan bunga api pada celah api tersebut, maka resistor non linier akan memadamkan percikan bunga api tersebut. Nilai tahanan non linier ini akan turun saat tegangan lebih menjadi besar. Tegangan lebih akan mengakibatkan penurunan secara drastis nilai tahanan katup, sehingga tegangan jatuh-nya dibatasi walaupun arusnya besar. 

Arrester Jenis Katub

Arrester jenis katup ini terdiri dari sela pecik terbagi atau sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik tidak linier.

Tegangan frekwensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, alat tersebut menjadi pengahantar. Sela seri itu tidak dapat memutus arus susulan. Dalam hal ini dibantu oleh arrester tak linier yang mempunyai karakteristik tahanan kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekwensi dasar terlihat pada karakteristik volt amper.

Arrester jenis katup ini dibagi dalam empat jenis yaitu :

Arrester Katub Jenis Gardu

Arrester katup jenis gardu ini adalah jenis yang paling effisien dan juga paling mahal. Perkataan “gardu“ di sini berhubungan dengan pemakaiannya secara umum pada gardu induk besar. Umumnya dipakai untuk melindungi alat – alat yang mahal pada rangkaian – rangkaian mulai dari 2400 volt sampai 287 kV dan tinggi.

Arrester katup jenis saluran

Arrester jenis saluran ini lebih murah dari arrester jenis gardu. kata “saluran” disini bukanlah berarti untuk saluran transmisi. Seperti arrester jenis gardu, arrester jenis saluran ini dipakai untuk melindungi transformator dan pemutus daya serta dipakai pada system tegangan 15 kV sampai 69 kV.

Arrester katup jenis gardu untuk mesin–mesin

Arrester jenis gardu ini khusus untuk melindungi mesin–mesin berputar. Pemakaiannya untuk tegangan 2,4 kV sampai 15 kV.

Arrester katup jenis distribusi untuk mesin–mesin

Arrester jenis distribusi ini khusus melindungi mesin– mesin berputar seperti di atas dan juga melindungi transformator dengan pendingin udara tanpa minyak. Arrester jenis ini dipakai pada peralatan dengan tegangan 120 volt sampai 750 volt.

Lightning Arrester Jenis Expulsion

Lightning arrester jenis expulsion ini mempunyai dua celah api, yang satu berada diluar dan satu lagi berada dalam. Ketika terjadi tegangan lebih pada jaringan maka pada elektroda batang sebagai celah api 1 akan terjadi loncatan busur api (flshover). Loncatan busur api ini akan turun ke dalam tabung fiber (fiber tube) diantara elektroda atas dan bawah yang merupakan celah api 2. Temperatur pelepasan dari busur api akan menimbulkan tekanan dalam tabung fiber, sehingga tabung fiber akan menghasilkan uap gas. Makin tinggi tempe-ratur busur api makin banyak uap gas yang dihasilkan. Uap gas yang dihasilkan oleh tabung fiber akan bercampur dengan busur api, sehingga akan mem-binasakan  busur api dan mengusir uap gas yang tak berpenghantar ke luar tabung gas (vent). Dengan demikian daya busur api akan cenderung mengikuti pelepasan peralihan (transient discharge) ke ground tanpa ada kekuatan selama gelombang tegangan lebih terakhir.

Arrester Jenis Expulsion

Pada prinsipnya terdiri dari sela percik yang berada dalam tabung serat dan sela percik yang berada di udara atau disebut juga sela seri. Bila ada tegangan surja yang tinggi sampai pada jepitan arrester kedua sela percik, yang diluar dan yang berada didalam tabung serat, tembus seketika dan membentuk jalan penghantar dalam bentuk busur api. Jadi arrester menjadi konduktor dengan impedansi rendah dan melalukan surja arus dan arus daya system bersama – sama. Panas yang timbul karena mengalirnya arus petir menguapkan sedikit bahan tabung serat, sehingga gas yang timbul akan menyembur pada api.

Arus susulan dalam arrester jenis ini dapat mencapai harga yang tinggi sekali tetapi lamanya tidak lebih dari 1 (satu) atau 2 (dua) gelombang, dan biasannya kurang dari setengah gelombang. Jadi tidak menimbulkan gangguan. Arrester jenis ekspulasi ini mempunyai karakteristik volt  –  waktu yang lebih baik dari sela batang dan dapat memutuskan arus susulan.

Tetapi tegangan percik impulsnya lebih tinggi dari arrester jenis katup. Tambahan lagi kemampuan untuk memutuskan arus susulan tergantung dari tingkat arus hubung singkat dari system pada titik di mana arrester itu dipasang. Dengan demikian perlindungan dengan arrester jenis ini dipandang tidak memadai untuk perlindungan transformator daya, kecuali untuk system distribusi. Arrester jenis ini banyak juga digunakan pada saluran transmisi untuk membatasi besar surja yang memasuki gardu induk. Dalam penggunaan yang terakhir ini arrester jenis ini sering disebut sebagai tabung pelindung.