Teknik Instalasi

Sebuah sambaran petir akan memiliki amplitudo dan arus yang tinggi.

Arus petir sangatlah besar… jadi apakah luas

penampang konduktor yang diperlukan juga

besar???

Tidak harus menggunakan konduktor yang memiliki

luas penampang yang besar, karena arus puncak

petir hanya terjadi beberapa mikrodetik.

Konduktor yang mampu menghantarkan arus yang

besar pada durasi yang sangat singkat.

Arus petir akan discharge ke bumi dengan jalan yang paling konduktif atau paling kecil resistifitasnya.

Saat konduktor proteksi petir dilalui arus sambaran petir, sangatlah mungkin orang ataupun bangunan disekitarnya akan diloncati oleh arus sambaran tersebut.

Ruang proteksi adalah daerah yang berada di sekitar proteksi petir yang dapat terhindar dari sambaran langsung petir.

Ada dua jenis ruang proteksi yaitu ruang proteksi konvensional

ruang proteksi non konvensional.

Ruang proteksi dari suatu penangkal petir berbentuk ruang kerucut dengan sudut puncak yang berbeda-beda.

Besar dari sudut proteksi tergantung kepada tingkat proteksinya (SNI).

Semakin kecil sudut proteksi maka semakin tinggi tingkat proteksi yang diperoleh, namun semakin mahal biaya pembangunannya.

Ruang proteksi menurut model elektro geometri hampir sama dengan ruang kerucut, hanya saja bidang miring dari kerucut tersebut dengan jari-jari tertentu.

Besar jari-jari ini sama dengan besarnya jarak sambar dari lidah petir. Jarak sambar (kemampuan menyambar atau menjangkau benda) dari lidah petir ini ditentukan oleh besarnya arus petir yang terjadi. Dalam SNI besarnya jari-jari kelengkungan dari bidang miring ditentukan oleh tingkat proteksinya.

Komponen air terminal

konduktor ke bawah

Grounding

Jenis SPP internal

SPP eksternal

SPP Internal adalah semua tindakan tambahan yang diberikan pada SPP eksternal yang akan mengurangi efek elektromagnetik arus petir di dalam ruang terproteksi (berdasarkan SNI 03-7014.1-2004)

Cara yang dilakukan dapat dengan menggunakan arrester dan Equipotential bonding.

Arrester bekerja dengan mengimplementasikan resistor nonlinear yang mempunyai nilai yang besar untuk peralatan listrik dari tegangan berlebihan pada petir. Pada saat sparkover, tegangan menurun dan tegangan residu arus discharge. Besarnya nilai SO dan tegangan residu arusnya tergantung karakteristik arrester. Contohnya pada gambar dibawah ini :

Pada panel utama distribusi listrik : arrester arus dengan kombinasi arrester tegangan yang dihubungkan dengan suatu induktansi dipasang untuk bahaya petir tingkat 10/350 ms atau cukup dengan arrester tegangan untuk bahaya petir tingkat 8/20 ms. Pulse Counter dapat dipasang antara arrester dengan pentanahan untuk menentukan ada tidaknya sambaran petir yang mengenai instalasi

Pada panel utama distribusi listrik : arrester arus dengan kombinasi arrester tegangan yang dihubungkan dengan suatu induktansi dipasang untuk bahaya petir tingkat 10/350 ms atau cukup dengan arrester tegangan untuk bahaya petir tingkat 8/20 ms. Pulse Counter dapat dipasang antara arrester dengan pentanahan untuk menentukan ada tidaknya sambaran petir yang mengenai instalasi

Pada panel utama distribusi telekomunikasi perlu dipasang arrester tegangan lebih seperti tipe coarse arrester.

Penyamaan potensial adalah tindakan yang sangat penting untuk mengurangi bahaya kebakaran dan ledakan serta bahaya kehidupan pada ruang terproteksi.

Penyamaan potensial dicapai dengan sarana konduktor IPP atau supresor surja yang menghubungkan SPP, rangka logam bangunan, instalasi logam, dan instalasi listrik serta telekomunikasi di dalam ruang terproteksi.

Jika dipasang SPP, rangka logam di luar ruang terproteksi dapat terpengaruh. Hal ini sebaiknya dipertimbangkan ketika merancang sistem tersebut. IPP untuk rangka logam eksternal mungkin juga diperlukan.

Jika SPP eksternal tidak dipasang tetapi diperlukan proteksi terhadap efek petir pada saluran masuk pelayanan, maka harus disediakan IPP.

Penyamaan potensial di titik pentanahan adalah dengan pengadaan internal grounding yang menghubungkan PEB-PEB yang ada, dengan penerapan “One Point Earthing” atau “Multi Point Earthing”. Untuk kemudahan operasi dan pengembangan di sini disarankan konsep “One Point Earthing” dengan satu saluran penghubungan internal grounding ke eksternal grounding.

Sistem franklin atau konvensional

Charge Transfer System (CTS)

Early Streamer Emmission System (ESES)

Sistem Menggunakan Radio Aktif (dilarang, tidak boleh digunakan)

BANGUNAN

AIR TERMINAL

KONDUKTOR

KEBAWAH

GROUNDING

AIR TERMINAL: KONDUKTOR TAHAN SAMBARAN PETIR LANGSUNG

KONDUKTOR KEBAWAH: PENGHANTAR YANG MENGALIRKAN ARUS LISTRIK KE GROUNDING

GROUNDING: MENGALIRKAN ARUS LISTRIK KE BUMI UMUMNYA BERUPA BATANG PENGHANTAR YANG DITANAM SEDEMIKIAN SEHINGGA RESISTANS-NYA < 3 OHM / TITIK

- - -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

BANGUNAN

AIR TERMINAL

KONDUKTOR

KEBAWAH

GROUNDING

AIR TERMINAL:

LIDI-LIDI KONDUKTOR YANG

MENYEBARKAN MUATAN INDUKSI

SEHINGGA AWAN DISEKITAR BANGUNAN

NETRAL DAN DIHARAPKAN TIDAK DISAM-

BAR PETIR

KONDUKTOR KEBAWAH:

PENGHANTAR YANG MENGALIRKAN

ARUS LISTRIK KE GROUNDING

GROUNDING:

MENGALIRKAN ARUS LISTRIK KE BUMI

UMUMNYA BERUPA BATANG PENGHANTAR

YANG DITANAM SEDEMIKIAN SEHINGGA

RESISTANS-NYA < 3 OHM / TITIK

- - -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

+

+ +

+ +

+

+ +

+

+ +

BANGUNAN

AIR TERMINAL

KONDUKTOR

KEBAWAH

GROUNDING

AIR TERMINAL:

TERDIRI DARI RANGKAIAN YANG

MENURUT VENDOR DAPAT MENGELUARKAN

MUATAN LISTRIK YANG MENYONGSONG

KEPALA PETIR DITARIK KE AIR TERMINAL

DICLAIM OLEH VENDOR SISTEM INI

MEMPUNYAI DAERAH PERLINDUNGAN

LEBIH LUAS.

KONDUKTOR KEBAWAH:

KABEL COAXIAL / MULTIAXIAL YANG

MENGALIRKAN ARUS LISTRIK KE

GROUNDING

GROUNDING:

MENGALIRKAN ARUS LISTRIK KE BUMI

UMUMNYA BERUPA BATANG PENGHANTAR

YANG DITANAM SEDEMIKIAN SEHINGGA

RESISTANS-NYA < 3 OHM / TITIK

- - -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

+

+

+

Memahami dengan jelas struktur bangunan, luas daerah

yang akan diproteksi (ruang proteksi), dan pemasangan

komponen peralatan proteksi.

Sistem proteksi petir yang terdiri dari sistem

terminasi udara,

konduktor penyalur

sistem terminasi bumi

Didesain memiliki nilai impedans yang rendah

Pemilihan tingkat proteksi

Perancangan sistem proteksi petir eksternal

Sistem terminasi udara

Sistem konduktor penyalur

Sistem terminasi bumi

Sistem proteksi petir internal jika dibutuhkan

Pemilihan bahan

Gambar dan spesifikasi perancangan sistem proteksi petir

MULAI

Data masukan :

•kondisi lingkungan sekitar

bangunan gedung

•karakteristik bangunan gedung

Apakah

Nd ≤ Nc

Tentukan Nd dan Nc

Hitung : Ec = 1- ( Nc / Nd )

Tentukan E ≥ Ec

Apakah E

≤ Ec

Tentukan tingkat proteksi

yang cocok dengan harga E

Tentukan tingkat

proteksi yang cocok

Rancangan tindakan

proteksi tambahan Proteksi tidak

diperlukan

Ya

Ya

Tidak

Tidak

SNI (IEC 1024-1-1) jumlah rata-rata frekuensi sambaran petir

langsung pertahun (Nd) dapat dihitung dengan perkalian kerapatan

sambaran petir ke bumi per tahun (Ng) dan luas daerah

perlindungan efektif pada gedung (Ae).

Nd = densitas sambaran langsung ke tanah rata-

rata tahunan, sambaran petir per kilometer

persegi per tahun, dalam daerah di tempat

bangunan gedung berada.

Ng = kerapatan sambaran petir ke tanah

(sambaran/Km2/tahun)

Ae = luas daerah yang masih memiliki angka sambaran

petir (Km2).

610.. egd ANN

Kerapatan sambaran petir ke tanah dipengaruhi oleh hari guruh rata-rata per tahun di daerah tersebut. Hal ini ditunjukkan oleh hubungan sebagai berikut :

dengan :

Ng = kerapatan sambaran petir ke tanah (sambaran/Km2/tahun)

T = hari guruh per tahun

26.12.10.4 TN g

Hari guruh adalah banyaknya hari dimana terdengar guntur paling sedikit satu kali dalam jarak kira-kira 15 km dari stasiun pengamatan.

Hari guruh biasa juga disebut hari badai guntur (thunderstormdays). Isokeraunic level adalah jumlah hari guruh dalam satu tahun di suatu tempat.

Nilai Ae dapat dihitung sebagai berikut :

dengan :

Ae = area cakupan ekivalen dari bangunan gedung (m2)

a = panjang atap gedung (m)

b = lebar atap grdung (m)

h = tinggi atap gedung (m)

29)(6 hbahabAe

Tabel. Efisiensi sistem proteksi petir sehubungan dengan tingkat proteksi

Tingkat proteksi Efisiensi sistem

proteksi petir E

I 0,98

II 0,95

III 0,90

IV 0,80

Instalasi dan alat-alat di luar suatu struktur gedung/bangunan untuk menangkap dan menghantarkan arus petir ke sistem pembumian.

Berfungsi sebagai ujung tombak penangkap muatan listrik dan arus petir di tempat tertinggi.

Terminasi udara adalah bagian sistem proteksi petir eksternal yang dikhususkan untuk menangkap sambaran petir, berupa elektroda logam yang dipasang secara tegak maupun mendatar.

Ada 3 (tiga) metode yang digunakan untuk menentukan penempatan terminasi udara dan untuk mengetahui daerah proteksi yaitu :

metode jala

metode sudut proteksi

metode bola gulir.

Metode ini digunakan untuk keperluan perlindungan permukaan yang datar karena bisa melindungi seluruh permukaan bangunan. Daerah yang diproteksi adalah keseluruhan daerah yang ada di dalam jala-jala.

Metode sudut proteksi cocok untuk bangunan gedung atau bagian kecil dari bangunan gedung yang lebih besar, metode ini tidak cocok untuk bangunan gedung yang lebih tinggi dari radius bola gulir yang sesuai dengan tingkat proteksi.

Metode bola gulir cocok untuk bentuk bangunan yang rumit.

JARI-JARI BOLA = JARAK SAMBAR (STRIKING DISTENCE)

TINGGI AIR TERMINAL

SISTEM PROYEKSI PETIR

KONVENSIONAL

METODA BOLA BERGULIR DENGAN

JARAK SAMBAR RATA-RATA PETIR

YANG BANYAK TERJADI

Bagian sistem proteksi eksternal yang dimaksudkan untuk melewatkan arus petir dari sistem terminasi udara ke sistem pembumian.

Konduktor ke bawah terbagi menjadi

konduktor penyalur utama yaitu jenis logam yang disiapkan secara khusus untuk menyalurkan arus petir ke tanah

konduktor penyalur pembantu yaitu penghantar lain berupa pipa air hujan dari logam atau bahan konstruksi bangunan dari logam yang dimanfaatkan untuk penyalur arus petir ke tanah.

Fungsi dari sistem terminasi bumi adalah sebagai berikut :

Menyalurkan arus petir ke bumi

Sebagai ikatan penyama potensial di antara konduktor penyalur

Pengendalian potensial pada sekitar dari dinding konduktif

bangunan

Mencegat arus petir sewaktu menyebar pada permukaan bumi.

Bahan

Penggunana Korosi

Dalam

udara

terbuka

Dalam

tanah

Dalam

beton Resistan Meningkat oleh

Elektroli-

tik

dengan

Tembaga

Padat

Berserabut

Sebagai

pelapisan

Padat

Berserabut

Sebagai

pelapisan

- Terhadap

banyak bahan

Klorida

konsentrasi

tinggi

Senyawa sulfur

Bahan organik

-

Baja galvanis

panas

Padat

Berserabut Padat Padat

Baik, walaupun

dalam tanah

asam

- Tembaga

Stainless

steel

Padat

stranded Padat -

Terhadap

banyak bahan

Air dengan

larutan klorida -

Aluminium Padat

Berserabut - - - Agen basis Tembaga

Lead

Padat

Sebagai

pelapis

Padat

Sebagai

pelapis

-

Sufat

konsentrasi

tinggi

Tanah asam Tembaga

Tingkat

proteksi Bahan

Terminasi-

udara (mm2)

Konduktor

penyalur

(mm2)

Terminasi

bumi

(mm2)

I sampai

IV

Cu 35 16 50

Al 70 25 -

Fe 50 50 80

Tingkat

proteksi Bahan

Ketebalan t (mm)

I sampai

IV

Fe 4

Cu 5

Al 7

kerosene

Kabel pengukuran

200 m ke control

room.

8 ground rods

dengan resistans 0,48 ohm.

‘Efek Faraday hole’

Elemen thermo

8 m

Ø 28 m RP

TANGKI KEROSENE DI NETHERLANDS 1975 MELEDAK

KARENA PETIR YANG MENYAMBAR POHON DIDEKATNYA.

20m

BAHAYA SAMBARAN PETIR TIDAK LANGSUNG

BESARNYA TEGANGAN LANGKAH SEBANDING

TIDAK LINIER DENGAN LEBAR LANGKAH

UPAYA MENGHINDARI TEGANGAN LANGKAH PADA WAKTU

TERJADI BADAI PETIR ADALAH JONGKOK, PELUK KEDUA LUTUT

DAN RAPATKAN TELAPAK KAKI.

BAHAYA SAMBARAN PETIR TIDAK LANGSUNG

POSISI YANG MEMBUAT LINTASAN ARUS PETIR

BERCABANG MELALUI BADAN SANGAT BERBAHAYA

UPAYA MENGHINDARI TEGANGAN LANGKAH PADA WAKTU

TERJADI BADAI PETIR ADALAH JONGKOK, PELUK KEDUA LUTUT

DAN RAPATKAN TELAPAK KAKI.

Fungsi dari grounding adalah sebagai berikut :

Menyalurkan muatan dari petir ke bumi

Bilamana ada arus lebih yang masuk dari jaringan listrik, dengan

menggunakan alat bantu arrester yang sudah di integrasikan ke sistim

pembumian maka tegangan lebih dapat di hantarkan ke bumi, hal ini

akan mengurangi kerusakan sistem dan peralatan elektronik didalam

rumah

Bilamana ada tegangan lebih yang masuk kedalam sistem jaringan

listrik didalam rumah, alat alat elektronik yang sudah diintegrasikan

kedalam sistim pembumian sehingga tegangan lebih akan dihantarkan

ke bumi , hal ini akan mengurangi kerusakan barang barang elektronik

di dalam rumah. Kita dapat membuat sub – sub terminal didalam

rumah tapi harus memperhatikan faktor keamanan dan estetika

Pada pembumian petir digunakan elektroda bumi. Elektroda

bumi adalah penghantar yang ditanam dalam bumi dan

membuat kontak langsung dengan bumi sebagai tegangan

referensi netral.

Bahan elektroda adalah tembaga atau baja yang digalvanish

atau dilapisi tembaga, sepanjang kondisi setempat tidak

mengharuskan pemakaian bahan lain (misalnya pada

perusahaan kimia).

Persyaratan yang harus dipenuhi ialah nilai tahanan pentanah

harus rendah, memiliki kuat mekanis yang baik dan tahan

terhadap korosi.

Jenis elektroda bumi:

1. Elektroda pita, adalah elektroda yang dibuat dari penghantar berbentuk pita atau penampang bulat atau penghantar pilin yang pada umumnya ditanam dangkal. Elektroda ini dapat ditanam sebagai pita lurus, radial, melingkar, jala-jala atau kombinasi dari bentuk tersebut.

2. Elektroda batang, adalah elektroda dari pipa besi, baja atau profil atau batang logam utuh (tidak berlubang) lainnya, yang dipancangkan ke dalam tanah

3. Elektroda pelat, adalah elektroda yang terbuat dari bahan utuh logam atau berlubang. Pada umumnya elektroda pelat ditanam paling dalam, jika dibandingkan dengan kenis elektroda lainnya.