Penangkal Petir dan Pengetanahan

1. Penangkal Petir Eksternal
Berbagai usaha dilakukan oleh tiap stasiun pemancar dan pemilik gedung-gedung yang tinggi untuk melakukan proteksi terhadap surja petir. Dimana untuk memasang suatu sistem penangkal ini dibutuhkan beberapa komponen utama seperti, air terminations (ujung penangkal), down conductors (penghantar turun), dan earth terminations (ujung pengetanahan).

1.1. Ujung Penangkal
Ujung Penangkal atau yang lebih sering disebut finial adalah perangkat utama yang akan melakukan kontak langsung terhadap sambaran petir di udara. Oleh sebab itu, ujung finial sebagai ujung tombak penangkap muatan di tempat tertinggi pada bangunan-bangunan stasiun pemancar dan bangunan lainnya. Untuk tiap sistem bentuk dari finial dapat bervariasi tergantung dari pabrik dimana finial tersebut diproduksi, pemilihan bahan dapat disesuaikan dan melalui pendekatan pada Peraturan Menteri Tenaga Kerja tentang PIPP (Pengawasan Instalasi Penyalur Petir). Demikian halnya dengan penghantar penurunan dan ujung pengetanahan. Tiap sistem memiliki bentuk dan ukuran finial yang berbeda, hal ini karena disesuaikan dengan kebutuhan, baik tingkat proteksi, estetika bangunan, keamanan dan faktor-faktor lainnya. Beberapa bentuk finial yang beredar khususnya di Indonesia menunjukkan bahwa tiap perusahaan dapat memproduksi ujung penangkal yang sama tipe-nya tapi beda bentuknya.

1.2 Penghantar Turun
Penghubung antara ujung penangkal dengan pengetanahan adalah penghantar turun ini. Pada umumnya untuk hubungan ini dipakai kawat konduktor jenis bare copper (tembaga telanjang) BC-60, BC-50 atau yang lebih besar yaitu menara sebagai konduktor arus petir ke tanah.
Pemanfaatan menara sebagai konduktor tidak dapat diandalkan mengingat bahwa sambungan komponen-komponen penyusun menara itu sendiri terkadang dalam keadaan terisolasi dengan pelapisan cat. Di tambah sifat bahan yang pada umumnya adalah korosif. Jadi dirasa perlu untuk menambahkan konduktor yang secara langsung terhubung ke pengetanahan.
Penghantar penurunan dapat memakai kabel ataupun plat logam dimana umumnya memakai tembaga atau alumunium. Untuk kabel tentunya lebih fleksibel dan mudah untuk dipasang sedang plat mempunyai kelebihan impedansinya yang lebih rendah. Penghantar yang telanjang tentunya mempunyai resiko terjadi tegangan pindah yang tinggi karena tidak ada isolasi.

1.3 Ujung Pengetanahan Dan Sambungan
Pengetanahan peralatan atau “earth terminations” yang dimaksud adalah “pengetanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus”.Ujung pengetanahan yang dimaksud adalah elektroda pengetanahan.
Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah adanya pembatasan tegangan antara bagian-bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan dengan tanah sampai pada harga yang tidak membahayakan baik dalam keadaan normal maupun tidak. Selain itu agar didapat impedansi sekecil mungkin untuk jalan balik arus hubung singkat ke tanah.
Dengan demikian ujung pengetanahan adalah suatu elektroda yang tertanam ke tanah dengan metoda tertentu untuk mencapai tujuan di atas dan dengan demikian maka arus yang turun dari konduktor dapat mengalir ke tanah dengan sebaik mungkin.
Sambungan yang dimaksud adalah bonding antara kabel ke kabel dan kabel ke konduktor lain. Hal ini juga mendapat perhatian sebab kegagalan sambungan juga dapat menghalangi kinerja dari suatu sistem proteksi petir.

2 Berbagai Tipe Penangkal Petir
Penerapan sistem penangkal petir di lapangan, pada prakteknya sangat bervariasi baik dipengaruhi faktor klimatologi, geografi, ekonomi bahkan juga kulturnya. Jadi pastilah tidak semua sistem yang sudah ada akan mengikuti idealisme penerapan teknologi sistem yang baru karena disesuaikan dengan kebutuhan dan atas pertimbangan tertentu.

Faktor-faktor ini seringkali cukup menarik perhatian para pengguna sistem, sehingga berbagai macam tipe penangkal petir perlu dipahami dimana letak perbedaannya.

2.1 Penangkal Petir Franklin.
Pengamanan bangunan terhadap sambaran kilat dengan menggunakan sistem penangkal petir Franklin merupakan cara yang tertua namun masih sering digunakan karena hasilnya dianggap cukup memuaskan, terutama untuk bangunan-bangunan dengan bentuk tertentu, seperti misalnya : menara, gereja dan bangunan-bangunan lain yang beratap runcing.
Telah banyak buku-buku atau paper-paper yang membahas mekanisme kilat, biasanya bila pada awan terjadi aktivitas pembentukan atau pengumpulan muatan, maka pada permukaan bumi ( merupakan bayangan dari awan ) terinduksi muatan dengan polaritas yang berlawanan itu, timbulah medan listrik yang amat kuat diantara awan dan bumi. Medan listrik yang amat kuat itu menyebabkan obyek-obyek di permukaan bumi yang letaknya relatif tinggi seperti misalnya puncak pohon, ujung atap bangunan dan sebagainya serentak melepaskan muatan yang berasal dari bumi berupa ion-ion positif. Ion-ion ini membentuk saluran seperti pita udara yang bergerak ke arah pita yang dibentuk oleh ion-ion yang berasal dari muatan negatif dari awan. Bila kedua ujung pita ini bertemu di suatu titik udara, maka terjadilah sambaran balik.
Berdasarkan atas teori ini, Franklin menempatkan sebuah batang penangkal petir dengan ujungnya dibuat runcing di bagian teratas dari bagian yang akan dilindungi. Ujung batang penangkal petir ini dibuat runcing dengan tujuan agar pada keadaan dimana terjadi aktivitas penumpukan muatan di awan, maka diujung itulah akan terinduksi muatan dengan rapat muatan yang relatif lebih besar bila dibandingkan dengan rapat muatan dari muatan-muatan yang terdapat pada bagian-bagian lain dari bangunan, dengan demikian dapat diharapkan bahwa kilat akan menyambar ujung dari batang penangkal petir itu terlebih dahulu.

Batang penangkal petir ini kemudian di ketanahkan melalui penghantar turun ke elektroda pengetanahan. Tujuan dari penghantar turun dan elektroda pengetanahan adalah sebagai jalan “ by pass “ bagi muatan bumi dan juga arus kilat untuk keluar atau memasuki bumi sehingga muatan bumi atau arus kilat tidak mengambil jalan melalui bagian-bagian lain dari bangunan yang bersangkutan.

2.2 Sangkar Faraday
Sistem pengaman bangunan terhadap sambaran kilat dengan menggunakan sistem Sangkar Faraday merupakan pengembangan dari sistem penangkal petir Franklin, sehingga dalam banyak segi, prinsip kerja dari sistem Sangkar Faraday dapat dikatakan sama dengan sistem penangkal petir Franklin.
Perbedaannya hanyalah terletak dalam segi penggunaan Ujung Penangkal dimana bila pada sistem penangkal petir Franklin digunakan batang-batang penangkal petir yang vertikal, maka pada sistem Sangkar Faraday digunakan konduktor-konduktor horisontal.
Sambaran kilat biasanya mengenai bagian-bagian yang runcing atau ujung-ujung dari atap bangunan, hal ini disebabkan karena pada bagian-bagian inilah terdapat rapat muatan yang relatif lebih besar bila dibandingkan dengan rapat muatan dari bagian-bagian atap yang lain dari bangunan tersebut. Oleh karena itu maka pada bagian-bagian yang berbahaya tersebut perlu dipasang konduktor horisontal yang berfungsi sebagai obyek sambaran kilat, sehingga bagian-bagian lain dari atap bangunan tersebut terlindung.
Untuk bangunan-bangunan yang beratap luas, perlu ditambahkan beberapa konduktor horisontal lagi diantaranya. Konduktor-konduktor itu harus terhubung secara listrik satu dengan yang lain.

Ini adalah prinsip dari Sangkar Faraday dimana konduktor-konduktor horisontal yang dipasang di bagian teratas lalu terhubung melalui konduktor saluran ke tanah dan terhubung ke elektroda pengetanahan dari bangunan seolah-olah membentuk sangkar pelindung yang melindungi bangunan tersebut terhadap induksi atau masuknya muatan dari luar yang membahayakan bangunan tersebut.
Untuk memperbaiki sistem Sangkar Faraday ini perlu ditambahkan beberapa batang penangkal petir yang pendek (finial) pada bagian-bagian dari atap bangunan yang diperkirakan mudah tersambar kilat, finial ini dihubungkan secara listrik dengan konduktor horisontal yang terdekat ( tujuan dari pemasangan finial ini adalah untuk memperlancar mengalirnya arus muatan dari bumi ke awan dan sebaliknya dari awan ke bumi ).
Cara pemasangan konduktor-konduktor baik mendatar maupun menurun tentunya haruslah diperhitungkan kemungkinan tegangan pindah yang terjadi, agar tidak membahayakan. Kalaupun ingin mencegah tegangan pindah ini dapat mempertimbangkan pemakaian kabel coaxial atau triax walaupun secara estetika gedung dan ekonomis tidak memenuhi kebutuhan.
Untuk gedung yang dipenuhi peralatan elektronik sangkar Faraday atau Franklin tidak dianjurkan karena medan yang ditimbulkan ketika terjadi sambaran dapat memperpendek waktu kerja perangkat elektronik terutama untuk perangkat yang memakai sinyal.

2.3 Sistem Penangkal Petir Dengan Unsur Radioaktif sebagai Ujung Penangkal
Penggunaan unsur radioaktif dalam sistem penangkal petir baru dikenal orang pada tahun 1914, inspirasi penggunaan radioaktif dalam sistem penangkal petir pertama kali dikemukakan oleh seseorang dari Hungaria yaitu Szillard J.B. pada “ Academy of Sciences “ di Paris pada tanggal 9 Maret 1914 dalam papernya yang berjudul Sur un paratonnerre au Radium. Sejak saat itu bermacam-macam sistem penangkal petir menggunakan unsur radioaktif dikembangkan lebih dalam. Pada Tahun 1972, Baatz mengembangkannya dengan Americium 241 dan tentunya melalui berbagai penelitian dengan mempertimbangkan hasil penelitian dari Müller Hillebrand (1962) dianggap lebih tidak berbahaya dibanding sumber ionisasi lain seperti Cobalt, Krypton, Radium dan Plutonium.
Pada prinsipnya, sistem penangkal petir diatas sama dengan sistem penangkal petir Franklin, hanya dikembangkan lebih lanjut yaitu dengan memperlengkapi kepala dari batang penangkal petirnya dengan unsur radioaktif yang memancarkan sinar alpha dengan intensitas yang cukup besar sehingga mampu mengionisasi udara di sekitar kepala batang penangkal petir tersebut.
Ada tiga pokok yang penting untuk diketahui, yaitu :
a. Ionisasi :
Proses disintegrasi dari unsur radioaktif biasanya disertai oleh pancaran sinar alpha, beta dan gamma. Sinar alpha mempunyai susunan atom yang sama dengan unsur helium, bermuatan positif sebesar + 2 atau q = 3.210–19 C dengan massa 6.6510–27 kg. Sinar beta terdiri atas elektron-elektron dengan muatan q = 1.6  10 –19 C dan massanya 9.1  10 –31 kg. Sinar alpha serupa dengan sinar X.
Kemampuan mengionisasi dari sinar-sinar  :  :  adalah 10000 : 100 : 1, jadi walaupun jarak radiasi dari sinar  hanya beberapa cm saja, namun karena kemampuan mengionisasi udara sinar  sangat besar maka dalam penggunaan unsur radioaktif pada sistem penangkal petir, sinar  mempunyai arti yang paling penting.
b. Ionisasi tumbukan pada keadaan dimana terjadi penumpukan muatan di awan, antara awan dan bumi timbul medan listrik yang kuat. Ion-ion yang berasal dari udara yang diionisasi oleh sinar , dengan adanya medan listrik tersebut akan mendapat percepatan yang sanggup melepaskan ion-ion dari atom-atom udara yang berada di sekitarnya. Demikianlah terjadi tumbukan secara terus-menerus yang merupakan reaksi berantai yang disebut ionisasi tumbukan.
c. Gradien tegangan di udara : pada keadaan terjadi penumpukan muatan di awan., gradien tegangan udara antara awan dan bumi akan naik, sedangkan gradien tegangan yang besar ini sangat mempengaruhi pembentukan ion-ion di udara. Gradien tegangan yang diperlukan agar terjadi ionisasi tumbukan adalah minimum 40 kV, dengan ketinggian kepala dari batang penangkal petir 20 m dari permukaan tanah, terlihat bahwa gradien di tempat tersebut dapat mencapai 400 kV sehingga hal ini dapat memastikan ionisasi tumbukan terjadi.
Ketiga uraian yang baru lalu menggambarkan proses kegunaan dari unsur radioaktif pada sistem penangkal petir. Bila ion-ion yang dihasilkan dalam proses berantai itu bertemu dengan ion-ion yang berasal dari awan , maka terjadilah sambaran kembali yaitu mengalirnya arus kilat melalui jalan yang dibentuk oleh ion-ion tadi ke bumi. Untuk memenuhi keperluan tersebut cukup dengan cara menempatkan lempengan yang mengandung zat radioaktif berlapis emas dan paladium pada posisi sekeliling ujung finial biasa.
Namun pada penelitian lebih lanjut ternyata tetap memberi kemungkinan membahayakan manusia karena radiasinya ditambah lagi oleh Cassie (1969) telah memperhitungkan secara teknis dan menyimpulkan bahwa pemakaian radioaktif tidak terlalu efektif. Untuk pemasangan sistem ini di Indonesia telah diatur dan pemasangannya dilarang sesuai keputusan Menaker dan Dirjen BATAN No. 45/DJ/31/III/77 tentang pemakaian, bersama membuat surat keputusan no.Kep.1880/Men./1987-PN 00 01/193/DJ/97 tentang “Penertiban izin pemakaian penangkal petir radioaktif dan larangan pemasangan yang baru”,
Resiko yang terjadi selama pemasangan adalah disaat terjadi lecet/kelainan/ tergores karena kesalahan manusia, tiupan angin, penyinaran partikel berat alpha dan pengaruh lainnya pada pelindung zat radioaktif tersebut. Ketika terjadi hujan maka wadah radionuklida akan tercuci sehingga menghasilkan air encer yang terkontaminasi yang selanjutnya dapat mencemari tanah.
Sehubungan dengan resiko dan larangan pemasangan maka Menaker juga mengeluarkan JUKLAK pelaksanaan pembongkaran penangkal petir radioaktif yang meliputi instansi yang boleh membongkar, cara pembongkaran, cara pengiriman dan lain-lain.

3 Sistem Pengetanahan
Sistem pengetanahan dilakukan agar arus petir dapat dialirkan langsung ke tanah. Maka tahanan pengetanahan haruslah sekecil mungkin agar jatuh tegangan penghantar dan elektroda pengetanahan kecil, sehingga menghindari tegangan langkah yang berbahaya.
Tiga faktor yang mempengaruhi besar dan kecilnya tahanan pengetanahan adalah sistem pengetanahan yang diterapkan, hubungan logam-logam dalam bangunan dengan elektroda-elektroda pengetanahan dan karakteristik dari tanah dimana sistem tersebut diterapkan.
Beberapa aturan yang dipakai pada sistem pengetanahan guna meng-antisipasi kegagalan penyaluran arus petir ke tanah, yaitu:
1. Elektroda pengetanahan dapat berupa elektroda plat pita, batang atau pondasi, untuk plat pita ditanam sekurangnya 50 cm dari permukaan tanah dan menyebar dengan sudut antar pita minimum 60. Untuk pondasi, digunakan untuk pengetanah instalasi penangkap petir, dan dilengkapi penyambung khusus antara elektroda dengan penghantar turun.
2. Pipa-pipa air minum yang ada bagian-bagiannya yang mengandung plastik dan pipa-pipa gas tidak boleh dihubungkan dengan sistem, material logam yang berjarak kurang dari 20 meter dan terutama berjarak kurang dari 2 meter dihubungkan ke sistem. Bila ada bagian metal dari instalasi bangunan atau sistem tenaga yang tidak dapat terhubung ke sistem maka dapat diketanahkan dengan tahanan pengetanah maksimum adalah lima kali jarak terkecil antara bagian-bagian metal dengan hantaran penangkal petir di atas tanah. Elektroda pengetanah instalasi penangkap petir dapat dijadikan satu dengan elektroda pengetanah instalasi listrik dengan tegangan kerja dibawah 1000 volt.
3. Penanaman elektroda tanah dihindarkan dari daerah yang dilalui pipa-pipa uap air (sumber panas), dijauhkan dari pintu keluar atau masuk suatu gedung untuk menghindari tegangan langkah, atau dapat dilakukan pemasangan lapisan permukaan pijak yang berisolasi (batu koral, dan lain-lain).
Untuk menentukan perencanaan pemasangan maka beberapa faktor yang perlu mendapat perhatian adalah besar arus gangguan yang mungkin terjadi, luas tanah yang bisa dipakai, resistivitas atau tahanan jenis tanah, bentuk-ukuran-jenis konduktor elektroda pengetanahan yang dipakai.

3.1 . Resistivitas Tanah
Tanah dimana suatu elektroda pengetanahan ditempatkan haruslah mempunyai impedansi yang rendah. Besar resistansi tersebut adalah:

dimana  adalah resistivitas dari material terkonduksi, l adalah panjang jejak yang dilalui arus di bumi dan A adalah penampang dari jejak terkonduksi. Selanjutnya I adalah arus pada elektroda dan E adalah tegangan dari elektroda.
Tanah yang berada dibumi mengandung bebatuan dan kandungan berbagai larutan mineral. Ketika arus berjalan didalam tanah sebagai pergerakan ion maka konduksi ionik yang terjadi sangat dipengaruhi oleh konsentrasi dari jenis kandungan mineral pada lembaban tanah. Peristiwa ionik ini terjadi ketika mineral didalam tanah terlarut dan gerakan dari ion-ion pengaruh dari potensial elektrik yang menyebabkan suatu media mampu mengkonduksi secara elektrik.
Untuk menganalogikan lebih jelas maka resistivitas diartikan dalam resistansi elektrik dari sebuah kubus dengan material yang homogen, dimana resistansinya sebanding resistivitas material dan berbanding terbalik dengan panjang dari salah satu sisi dari kubus tersebut. Maka dapat resistansinya dapat dirumuskan sebagai:
( 2)
dimana,
 = Resistivitas material, ohm – (dalam satuan panjang)
L = Panjang rusuk kubus, (dalam satuan panjang) dan
A = Luas salah satu sisi kubus, (dalam kuadrat satuan panjang).
Berbagai macam jenis resistivitas muncul sebagai fungsi dari tipe tanah, dan diklasifikasikan dalam beberapa tipe tanah yang tergolong berpotensi untuk ditanami elektroda pengetanahan. Hal tersebut dapat dilihat pada tabel 1 .

Tabel 1
Perkiraan Resistivitas Tanah

Tipe-tipe Tanah Resistivitas
(ohm-m) (ohm-cm) (ohm-ft)
Tanah Organik yang Basah 10 103 33
Tanah Lembab 102 104 330
Tanah Kering 103 105 3300
Bebatuan 104 106 33000

Sedangkan untuk tanah dengan kadar air maka resistivitas air juga diperhitungkan, oleh formulasi empiris dari Hummel (Münger, 1940)

dimana  adalah resistivitas tanah dalam ohm-meter, v adalah resistivitas air dalam tanah dalam ohm-meter dan p adalah volume relatif air di tanah. Secara ekperimental dipakai untuk p adalah nilai 0,1. Jika pada kondisi tertentu p = 0 maka persamaan akan berkesan tidak benar dengan kata lain untuk tanah yang kering akan mempunyai resistivitas yang tinggi sekali.
Nilai resistivitas ini sangat bervariasi ditiap kondisi geografis tetapi tiap negara akan mempunyai cirinya dan secara umum resistansi juga didapat dari fungsi panjang yang ditunjukkan pada gambar 3.3. Selain itu rumusan akan juga dipengaruhi bentuk dari elektroda yang dipilih

3.2 Pengukuran Tahanan Jenis Tanah
Terdapat dua macam metoda pengukuran yang umum dipakai yaitu metoda tiga titik dan metoda empat elektroda seperti pada gambar 3.4 dan 3.5. Metoda tiga titik yang dimaksud adalah titik pertama sebagai elektroda tes, kedua sebagai probe (pemeriksa) dan elektroda auxiliary (pembantu).
Seperti pada gambar 4 , tahanan pada elektroda tes didapat dari potensial di antara titik tes dengan probe dibagi arus antara titik tes dengan “aux”, dengan syarat haruslah mengatur posisi elektroda probe agar didapat besar resistansi total antara titik tes ke probe dan titik tes ke “aux” sama dengan besar resistansi antara titik probe ke “aux”.

Untuk metoda empat elektroda, elektroda-elektroda ini ditanam dengan jarak yang sama (D) dan dengan R adalah dari hasil perhitungan dari angka pada meter dimana potensial dibagi arus pada amperemeter. Adapun rumusan dari resistivitas adalah:
( 4)
Dalam usaha untuk membuat resistivitas yang baik agar didapat resistansi pengetanahan yang baik juga dapat dengan pemakaian zat kimia additive (tambahan) yang biasanya terdiri dari dua zat yang berbeda akan tetapi bila disatukan dan dikombinasikan di tanah maka akan membentuk campuran seperti jeli dengan resistivitas rendah.

3 Elektroda Pengetanahan
Pengetanahan atau pembumian secara umum dipahami sebagai penanaman elektroda dengan berbagai macam bentuk sesuai kebutuhan atau keinginan. Macam-macam pengetanahan antara lain yaitu penanaman batang konduktor tegak lurus dengan permukaan tanah, penanaman batang konduktor horisontal sejajar dengan permukaan tanah dengan kedalaman tertentu karena daerah berbatu dan tidak bisa ditanami batang vertikal. Pengetanahan dikembangkan menjadi bentuk kisi-kisi horisontal yang lebih menguntungkan. Tujuan awal adalah mendapatkan tahanan kontak yang kecil, dengan demikian maka dalam prakteknya ketika seseorang menanam satu batang vertikal ke tanah dan diukur ternyata tahanannya masih besar maka dengan berbagai usaha seperti menambah konduktor ataupun lainnya haruslah mendapat resistansi dibawah “5 ohm”.

Dari pembahasan sebelumnya jelaslah bahwa secara matematis untuk mendapatkan nilai resistansi R dari elektroda pengetanahan haruslah mempunyai parameter yang meliputi:
1. Resistivitas tanah
2. Resistivitas air tanah
3. Dimensi elektroda pengetanahan
4. Ukuran elektroda pengetanahan

Pada praktek, seringkali untuk mempersingkat waktu serta didukung kondisi tanah di pulau Jawa pada umumnya basah yang berarti ber-resistivitas rendah maka dipakai cara trial and error (dicoba sampai hasil terbaik) dibantu dengan alat ukur. Apabila bangunan dilihat dari segi struktur, konstruksi, tinggi, situasi dan pengaruh kilat ternyata mempunyai indek perkiraan bahaya (=R) yang besar maka pengukuran haruslah seideal mungkin dilakukan.

4 Sambungan
Bonding (penyambungan) memegang peranan yang penting dalam mewujudkan kestabilan sistem penangkal petir, kegagalan sambungan dapat menyebabkan kegagalan sistem. Sambungan yang dimaksud dapat berupa sambungan dengan braze (solder), weld (las), bolts (penyekrupan), rivet (keling) dan sebagainya yang menghubungkan konduktor ke bahan konduktor lainnya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi efektifitas dari suatu bonding adalah pemilihan bahan konduktor baik secara elektris maupun mekanis. Tinjauan elektris yang dimaksud tentunya adalah memperkecil gangguan akibat getaran maupun lompatan bunga api dan juga kekuatan sambungan terhadap arus yang melaluinya.

Tinjauan secara mekanis adalah bagaimana lama pemakaian, tingkat pengaruh korosi, getaran atau tarikan secara tidak sengaja, tempa ataupun tekanan gaya berat.
Terdapat dua macam penyambungan yaitu penyambungan langsung yaitu dengan las, baut, solder dan keling dan sambungan tidak langsung yaitu dengan strap (ikatan). Adapun besar resistansi bonding antara jenis metal yang dipakai diambil rata-rata seperti pada tabel berikut, brass (campuran seng dan perunggu).

Tabel 2
Resistansi DC Dari Sambungan Langsung

Komposisi Sambungan Resistansi (mikro-ohm)
Brass - Brass 6
Alumunium - Alumunium 25
Brass – Alumunium 50
Brass – Baja 150
Alumunium – Baja 300
Baja - Baja 1500

Pembersihan permukaan haruslah dilakukan agar penyambungan dapat lebih baik, karena di atas permukaan logam sering didapati materi padat seperti debu, kotoran/kerak, dan sebagainya. Selain itu juga didapati campuran organik seperti cat, minyak, dan sebagainya. Untuk membersihkan dapat menggunakan kertas gosok, sikat tembaga, skrap dan peralatan semacam, setelah itu bisa dikeringkan dengan cairan pembersih atau pengering lainnya.

5 Daerah Tangkap
Captive area yang diterjemahkan sebagai daerah tangkap dengan definisi yaitu daerah dimana bila sambaran pelopor masuk maka pastilah upward streamer (pita naik) akan diluncurkan dari bangunan itu. Hal ini dapat digambarkan sebagai sebuah gedung dimana tiap ujung atau sudutnya mempunyai radius atraktif (daya tarik) terhadap sambaran. Dalam perhitungan daerah tangkap media atau bahan atap dari bangunan tidak dibahas lebih dalam namun mengambil nilai-nilai untuk pendekatan saja.
Tiap sudut luar bangunan bagian atap sesuai dengan bentuknya mempunyai kemampuan untuk menarik dengan radius tertentu. Hal ini juga bergantung pada tinggi dari gedung itu sendiri, sebagai contoh dalam tabel 4.3 untuk bangunan dengan tinggi 10 meter atap datar berisolasi mempunyai radius atraktif rata-rata 41 meter. Sedangkan untuk bangunan dengan isolasi dan atap sama dengan tinggi 50 meter dapat mempunyai radius atraktif sebesar rata-rata 78 meter. Hal ini digambarkan pada gambar 6.
Angka-angka yang dipakai dihitung berdasarkan fungsi tinggi bangunan yang selanjutnya dijelaskan di bab berikutnya. Daerah tangkap ini akan diperhitungkan dalam usaha mengetahui kemungkinan sambaran pada suatu gedung atau menara dilingkungan dengan geografis, dan faktor-faktor lain tertentu. Dengan demikian dapat mempermudah kita dalam menentukan suatu sistem yang akan dipakai dan mengetahui seberapa penting memakai sistem penyetara tegangan yang dimaksud

Sebagai contoh perhitungan daerah tangkap yaitu suatu bangunan dengan panjang dan lebar yaitu 45 m dan 30 m, tinggi bangunan tersebut 9,5 m maka CA atau captive area dapat dirumuskan sebagai CA = (L + 2R)(W + 2R) dengan demikian didapatkan angka yaitu 13760 m2 dengan R atau radius mengambil nilai 40 m.

Tabel 3
Radius Atraktif Berdasar Fungsi Tinggi Gedung

Tinggi Gedung (m) Rata-rata Radius (m)
5 30
10 41
15 50
20 56
30 68
40 73
50 78

Untuk bangunan dengan bentuk lingkaran misalnya cerobong atau tanur dapat dihitung dengan CA =  (Ra + R)2 dimana Ra adalah radius dari lingkaran bangunan jadi bila diameter bangunan 15 m dan tinggi 30 m maka radius tiap titik pejalnya yaitu 66 m maka daerah atraktifnya adalah 20.600 m2. Seperti yang sudah dijelaskan maka beberapa patokan untuk R dapat dilihat pada tabel 2.
Untuk bentuk lainnya tentunya mempunyai perhitungan lebih rumit berdasarkan analitik dari bentuk dasarnya sesuai dengan rumusan matematis sederhana.

5.1 Perlindungan Bangunan Terhadap Petir
Perlindungan bangunan terhadap petir adalah suatu masalah umum yang akan dilakukan baik untuk melindungi isi gedung maupun sekitar gedung. Agar bangunan yang dilindunginya terhindar dari bahaya sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung maka berbagai upaya dilakukan. Karena konstruksi dan bentuk bangunan mempunyai banyak keragaman maka perlu adanya suatu aturan umum untuk acuan dalam merencanakan sistem pelindung terhadap sambaran petir.
Aturan instalasi yang sudah ada dan banyak dipakai diantaranya adalah standart Inggris ( BS code of Practice cp 326 1965 ) dan standart Jerman VDE. Sedangkan di Indonesia atas prakarsa Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan ( DPMB ) yang bekerjasama dengan LAPI ITB telah pula menerbitkan standarisasi Penangkal Petir khusus bangunan, dengan ketua team penyusun Doctor Ing. K.T Sirait.
Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam merencanakan dan memasang sistem penangkal petir, antara lain :
• keamanan secara teknis
• penampang penghantar-penghantar pengetanahan
• ketahanan mekanis
• ketahanan terhadap korosi
• bentuk dan ukuran bangunan yang dilindungi
• faktor ekonomis
Dalam perencanaan menentukan letak penangkal petir dan ketinggiannya agar didapatkan perlindungan terhadap petir yang efektif, secara umum bangunan digolongkan berdasarkan dua hal yaitu bentuk atap bangunan dan bahan dari atap bangunan.
Bentuk atap bangunan secara sederhana dapat digolongkan menjadi bentuk atap datar, bentuk atap runcing, bentuk atap dengan bangunan-bangunan kecil ( cerobong asap, antena dan lain-lain ) diatasnya dan bentuk tak teratur. Sedangkan bahan atap digolongkan menjadi : bahan atap bukan logam, atap yang sebagian mempunyai komponen logam, atap dari bahan logam.
Secara umum peraturan menentukan letak pangkal petir dengan sistem konvensional yaitu:
1. Bangunan dengan atap datar, bangunan-bangunan yang mempunyai selisih tinggi antara bangunan dengan lisplang kurang dari 1 m.
Prinsip perlindungan yang dipakai adalah cara Sangkar Faraday
• Sebagai penangkap petir adalah hantaran penyalur mendatar.
• Hantaran-hantaran penyalur utama mendatar dipasang pada atap, sepanjang tepi, sudut-sudut dan bagian runcing dari atap bangunan dan bagian- bagian yang menonjol.
• Jarak maksimal antara dua hantaran mendatar yang sejajar 15 m.
• Untuk memperbaiki sistem Sangkar Faraday, ditambah penangkap petir finial pada ujung sisi dan bagian yang mudah disambar petir. Jarak maksimum antara dua buah finial pada hantaran mendatar 5 m dengan tinggi minimum 20 cm.

2. Bangunan dengan atap runcing yaitu suatu atap dengan beda tinggi antara bumbungan dan lisplang lebih besar dari 1 meter.
• Jika lebar bangunan kurang dari 12 m cukup dipasang penangkal petir sepanjang bubungan dan hantaran paling sedikit dua buah pada jurainya.
• Jika lebar bangunan lebih besar 12 m, pada semua jurai dan lisplang dipasang penangkap petir.
• Penangkap petir batang tegak dipasang sepanjang bumbungan dengan jarak antara maksimum 5 m dan tinggi minimum 30 cm.
Atap bangunan dengan bangunan-bangunan kecil di atasnya, misalnya cerobong asap, bangunan lift dan lain-lain.
• Jika terbuat dari logam dapat dipergunakan sebagai penangkap petir dan dihubungkan oleh hantaran penghubung ke hantaran penyalur petir.
• Bangunan cerobong asap harus dipasang pelingkar puncak atau dua batang penangkap petir jika panjang penampang cerobong lebih besar dari 1,2 m. Jika penampang kurang dari 1,2 m dapat dipasang penangkap petir batang tunggal.
Atap bangunan dimana terdapat bagian-bagian dari logam misalnya pada jurai, lisplang, maka bagian-bagian logam ini dapat dipakai sebagai penangkap petir dengan persyaratan luas penampang penghantar minimum, dapat diandalkan secara listrik dan mekanis.
Atap bangunan dari logam:
• Jika dipakai sebagai penangkap petir, maka tebal minimum 0,5 mm jika terbuat dari tembaga atau setebal 0,8 mm untuk jenis logam lain.
• Jika tak dipakai sebagai panangkap petir maka penangkap petir dipasang sedemikan rupa sehingga tidak ada bagian atap yang berjarak lebih dari penangkap petir.
Untuk bangunan atap runcing dengan genteng keras bukan dari logam, pemasangan hantaran penyalur dibawah atap diijinkan jika tidak ada lapisan yang mudah terbakar dan bangunan bukan untuk menyimpan bahan-bahan yang mudah terbakar. Jarak penangkap petir antara 4 – 5 meter dengan tinggi minimum 30 cm diatas permukaan atap.
5.2 Hantaran Penyalur Petir
Hantaran penyalur petir benfungsi utama menyalurkan arus petir ke tanah. Disamping itu hantaran penyalur petir juga dapat berfungsi sebagai penangkap petir.
Dalam kaitannya dengan fungsi-fungsi hantaran utama tersebut, maka yang menjadi permasalahan dalam merencanakan hantaran penyalur petir adalah :
1. Persyaratan listrik dan mekanis .
2. Jumlah hantaran penyalur dan jarak antara.
3. Penggunaan material- material logam pada bangunan untuk hantaran penyalur.
4. Cara pemasangan dan masalah korosi.
Secara garis besar peraturan- peraturan tentang hantaran penyalur petir adalah sebagai berikut :
Penentuan jumlah hantaran penyalur dan jarak antara hantaran penyalur ditentukan berdasarkan ukuran dari bangunan
• Lebar bangunan lebih besar dari 12 m, diperlukan paling sedikit empat buah hantaran penyalur petir.
• Setiap bangunan paling sedikit harus mempunyai 2 buah hantaran penyalur petir.
• Panjang bangunan lebih dari 20 m, diperlukan hantaran penyalur petir setiap mulai kelebihan dari 20 m. Jika lebar kurang dari 12 m tambahan ini hanya pada satu sisi, tetapi jika lebar lebih dari 12 m tambahan ini dipasang pada kedua sisi.
• Lebar bangunan lebih 20 m diperlukan tambahan sebuah hantaran penyalur pada kedua sisi untuk setiap kelebihan lebar 20 m.
Pada bangunan terdapat material-material dari logam ; seperti pipa air minum, pipa gas, konstruksi beton bertulang atau konstruksi rangka baja, dan lain-lain.
• Pipa air minum, bila semua terdiri dari logam dapat dipakai sebagai hantaran penyalur. Tetapi karena sudah banyak dipakai pipa plastik maka pipa air minum tak boleh dihubungkan dengan hantaran penyalur.
• Pipa gas tidak boleh dipergunakan sebagai hantaran penyalur petir.
• Benda-benda logam lainnya dapat dipakai sebagai hantaran penyalur dengan persyaratan mekanis, listrik dan ukuran minimum.
Dudukan hantaran penyalur harus terpasang dengan kuat dan bahannya sebaiknya sama dengan bahan hantaran agar tidak terjadi korosi. Sambungan antar hantaran harus kuat, baik secara listrik maupun mekanis dan memenuhi luas penampangnya.

Disarikan dari Artikel Ir.Syariffuddin Mahmudsyah,M.Eng (Guru Listrik-Teknik Listrik Perminyakan)

Fenomena Petir dan Pengaman Petir pada Sistem Tenaga Listrik

1. Terjadinya Sambaran Petir
Petir dapat didefinisikan sebagai gejala transien, discharge arus listrik yang tinggi dengan lintasan yang terukur dalam kilometer. Penghasil petir yang paling umum adalah awan (cumulonimbus). Namun petir juga terjadi pada :
 snowstorm (badai salju)
 sandstorm (badai gurun)
 awan setelah gunung api meletus
Namun, ada kondisi khusus dimana petir terjadi pada saat cuaca cerah (bolt from the blue). Beberapa macam kejadian petir :
 dalam awan (intracloud/ cloud discharge)
 antar awan (clouds to clouds)
 awan dengan bumi (cloud to ground/ ground discharge)
 awan ke udara (air discharge), yang menarik dari jenis discharge ini adalah yang berasal dari awan bagian atas ke arah atas (menjauhi bumi)
Awan sebagai awal terjadinya petir terbentuk dari proses penguapan air yang kemudian terkondensasi. Di sinilah kemudian terjadi akumulasi muatan listrik, yang sebenarnya karena kondisi suhu dan tekanan akan mengalami polarisasi muatan menjadi dua kutub. Bagian atas muatan akan berisi muatan positif. Sedangkan bagian bawahnya akan berisi muatan negatif serta muatan positif dalam jumlah yang sangat kecil. Petir awan-ground sebenarnya timbul dari beberapa kali partial discharge (setiap kejadian berdurasi kira-kira beberapa puluh miliscon dan dapat disebut sebagai stroke). Total dari semua discharge ini dapat disebut sebagai flash (berdurasi sekitar 0.2 detik).


Terjadinya sambaran petir diawali dengan terjadinya stepper leader yang berupa kanal discharge yang diselubungi oleh korona (sehingga tampak terang). Seperti tampak pada gambar 2, setelah stepper leader mendekati tanah, maka dari tanah terkumpul muatan positif yang siap meluncur ke atas. Titik pertemuan antara dua leader ini disebut titik striking (striking point). Leader yang berasal dari bumi itu disebut dengan return strike. Setelah itu, apabila masih cukup muatan negatif pada awan akan terjadi dart leader.

2. Performance Petir
Dari uraian di atas terlihat bahwa petir secara langsung akan menginjeksikan arus dengan mekanisme discharge muatan. Arus yang dihasilkan dari sambaran petir sangat jarang berada di bawah angka 10 kA. Apabila diambil permisalan bahwa impedansi surja sebesar 300 , maka sudah didapatkan tegangan lebih sebesar 150 kV (dengan nilai arus 10 kA). Proses injeksi arus (dengan melihat petir sebagai gejala transien)

Di lain pihak, untuk menunjukkan kelakuan dari petir ini, ada 4 (empat) parameter untuk menunjukkannya, yaitu :
1. Arus ( Imax puncak)
Bila impedansi titik sambaran dan tanah misal Z, maka tegangan puncak di titik sambaran adalah V=imaxZ
2. Gradien arus ( di/dt)
Apabila terjadi induksi dari arus petir, maka akan timbul tegangan induksi sebesar e=L(di/dt)
3. Muatan arus (Q=i dt)
Bila sambaran petir menghasilkan tegangan sebesar V, maka energi yang dihasilkan adalah sebesar P=Vi dt
4. Integral kuadrat Arus (i2 dt)
Apabila arus mengalir pada batang konduktor suatu sistem proteksi, maka akan terjadi disipasi energi sebesar Ri2 dt
Bahaya yang diakibatkan petir dapat melalui cara-cara sebagai berikut:
1. Sambaran Langsung
Obyek tersambar langsung. Obyek akan mengalami kerusakan total.
2. Sambaran sisi
Prinsip sambaran sisi dapat dilihat dari gambar 5. Jika sistem proteksi pada bangunan tersambar petir, arus melewati sistem dengan resistensi/impedansi batang konduktor, menghasilkan beda potensial antara batang konduktor dan tanah. Jika arus menghasilkan impedansi yang besar, maka akan terdapat beda potensial antara konduktor dan bak mandi serta antara bak mandi dan tanah. Dengan adanya resistansi bangunan dengan media dinding, maka mengalir arus melewati D, bak air, dan B ke tanah.
3. Tegangan Langkah dan Tegangan Sentuh
Pada saat petir menyambar tiang konduktor, gradien tegangan muncul pada permukaan tanaha, tegangan petir masuk ke tanah.Pada permukaan tanah yang homogen rapat arus paling tinggi

Selain gejala listrik yang ditimbulkan oleh petir, secara fisik (dari beberapa hasil observasi) petir akan dikelompokkan dalam beberapa jenis berdasarkan penampilan lintasannya. Pengelompokan itu adalah sebagai berikut :
 heat lightning (lightning-induced cloud illumination)
adalah petir yang tidak disertai dengan bunyi guruh.
 sheet lightning (lightning-induced cloud illumination)
adalah petir yang terlihat lebar
 rocket lightning (air discharge)
adalah petir yang amat panjang dengan memberikan kesan lambat dalam perkembangan jalurnya.
 ribbon lightning (cloud to ground discharge)
adalah petir yang lintasannya tergeser.
 bead lightning (cloud to ground discharge)
adalah petir yang terputus-putus.
 ball lightning
adalah awan bergerak yang bercahaya (mobile luminous sphere) yang biasa terjadi pada badai guntur.
3. Pengaman Petir ( Transmisi )
A. Kawat Tanah
Seperti telah diuraikan di atas bahwa efek dari sambaran petir (langsung atau tidak) pada sistem tenaga listrik adalah terjadinya overvoltage. Apabila hal ini dibiarkan terjadi, maka akan menimbulkan kerusakan serius pada peralatan. Sambaran petir pada jaringan transmisi mendapatkan perhatian khusus karena kejadian ini sangat besar kemungkinannya untuk menimbulkan angka keluar (outage). Untuk mencegah timbulnya masalah karena sambaran petir di jaringan transmisi ini maka diberikan sistem pengaman yang berupa kawat tanah (shielding wire) dan arrester (untuk selanjutnya hanya akan dibahas mengenai Kawat tanah). Kawat tanah ini akan memproteksi transmisi dari sambaran petir. Setelah diteliti, maka yang berpengaruh pada saluran transmisi adalah sambaran langsung, sedangkan sambaran induksi banyak berpengaruh di saluran transmisi.
Kawat tanah ini merupakan kawat netral yang diletakkan di atas kawat fasa sedemikian sehingga kawat tanah inilah yang diharapkan mendapat sambaran petir, bukan pada kawat fasanya. Sebuah referensi menuliskan bahwa semakin dekat dengan kawat fasa akan meningkatkan efisiensinya (meskipun halini menimbulkan resiko baru). Hal ini dapat dipahami bahwa semakin dekat kawat fasa maka berarti semakin luas pula daerah pengamanannya. Beberapa persyaratan penting tentang pemasangan kawat tanah agar memperoleh perisaian yang baik adalah :
1. Jarak kawat fasa diatur sedemikian rupa agar dapat mencegah sambaran langsung ke kawat fasa.
2. Pada tengah gawang (mid span), kawat tanah dan kawat fasa harus mempunyai jarak cukup agar tidak terjadi side flashover
Persyaratan di atas hanyalah menyangkut kawat tanah saja, sedangkan untuk mengetahui penampilan menara transmisi masih ditentukan oleh beberapa hal lain yang sebenarnya kesemuanya saling berkaitan.
B. Penangkapan Kilat Oleh Saluran Transmisi
Suatu saluran transmisi lengkap dengan kawat tanahnya dapat dikatakan membentuk bayang-bayang listrik di tanah yang berada di bawah saluran transmisi itu.Kilat yang biasanya menyambar di daerah itu (daerah bayang-bayang) akan lebih tertarik untuk menyambar kawat tanah.

Dimana :
W = (b+4h1,09) meter
b = jarak pemisah antara kedua kawat tanah, meter (bila kawat tanah tunggal, b=0)
h = tinggi rata-rata kawat tanah di atas tanah = ht - 2/3 andongan, meter
ht = tinggi kawat tanah pada menara, meter
Sesuai dengan keadaan geometris lintasan saluran transmisi, dibuat tiga kategori untuk menentukan tinggi rata-rata kawat tanah di atas tanah :
 Tanah datar
h = ht – 2/3 andongan
 Tanah bergelombang
h = ht
 Tanah bergunung-gunung
h = 2ht
C. Kegagalan Perisaian
Dari berbagai penelitian yang telah dilakukan, diambil kesimpulan bahwa :
 Untuk sudut perisaian   180 , perisaian transmisi itu baik
 Untuk sudut perisaian   300 , perisaian transmisi kurang
 Untuk sudut perisaian   400 , perisaian transmisi buruk
Kemudian dikemukakan teori yang lebih maju (hal ini dikarenakan pada SUTET dan SUTUT kesimpulan di atas harus dikoreksi)

Dimana :
S = 8 I0,65 meter
S = Jarak sambaran ,meter
I = arus kilat, kA
Xs = daerah yang tidak terlindungi
4. Grounding Kaki Menara dan Trafo Pada Gardu Induk
A. Grounding Kaki Menara
Telah dijelaskan bahwa untuk mnghindari sambaran petir langsung pada kawat fasa dipasang kawat tanah. Namun hal itu belum menjamin tidak terjadinya sambaran balik (back flashover). Untuk mengurangi kemungkinan terjadinya sambaran balik maka dipasanglah tahanan kaki menara yang tidak melebihi 10 . Tahanan kaki sebesar itu dapat diperoleh dengan menggunakan satu atau lebih batang pentanahan dan atau sistem counterpoise tergantung daritahanan jenis tanah dimana menara transmisi berada.
 Batang pentanahan
Tahanan kaki menara dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
R = (/2L) ln (2L/d)
Dimana :
R = tahanan kaki menara, ohm
 = tahanan jenis tanah, ohm-m
L = panjang dari batang pentanahan, meter
d = diameter batang pentanahan, meter
Untuk memperkecil tahanan kaki menara, dapat dilakukan dengan cara memanjangkan batang tahanan. Namun lebih efektif bila diparalelkan. Rumus yang digunakan sama, namun berbeda pada variabel d. Variabel ini diganti dengan variabel A, yang besarnya sebagai berikut :
2 batang diletakkan dimana saja
3 batang diletakkan membentuk segi tiga
4 batang diletakkan membentuk segi empat
dimana :
a = jarak antar batang pentanahan
r = jari-jari masing-masing batang, nilainya harus sama
 Counterpoise
Sistem ini cocok digunakan pada tanah yang keras atau berbatu-batu dengan tahanan jenis yang besar. Tahanan kaki dapat dihitung dengan cara :
Ohm
dimana :
L = panjang kawat , m
 = tahanan jenis tanah, Ohm-meter
r = tahanan kawat, Ohm/meter
Tujuan dari desain Counterpoise adalah mencapai tahanan yang tetap dari copunterpoise sebelum tegangan pada puncak menara mencapai tingkat loncatan api dari isolator.
B. Grounding Trafo Pada Gardu Induk
Secara umum, grounding pada trafo gardu induk ada dua macam. Yang dimaksud di sini adalah grounding bodi (casing) dan grounding sistem. Grounding sistem biasanya dipakai pada trafo Wye dan Zig zag. Grounding ini diperuntukkan mentanahkan arus yang mengalir pada titik netral, misalnya bila ada gangguan sehingga mungkin arus urutan nol akan muncul. Pentanahan bodi juga tidak kalah pentingnya bila dibandingkan dengan pentanahan sistem, terutama demi keselamatan operator. Grounding ini dimaksudkan untuk menghilangkan beda potensial antara bodi dengan tanah.

DAFTAR PUSTAKA

1. Allan Greenwood, “Electrical Transients in Power Sistem”, John Wiley & Sons,Inc, 1991.
2. Hutauruk T.S, “Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Erlangga, 1991.
3. Hutauruk T.S,”Pentanahan Netral Sistem Tenaga dan Pentanahan Peralatan”, Erlangga, 1991.
4. M Khalifa, “ High Voltage Engineering (Theory and Practice)”, Marcel Dekker, Inc, 1990.
5. Martin A Uman, “Lightning”, Dover Publication,Inc, New York, 1984.
6. Yudi Suhairi, “ Fenomena Petir “, Elektron TH XVIII

Disarikan dari Artikel Ir.Syariffuddin Mahmudsyah,M.Eng (Guru Listrik-Teknik Listrik Perminyakan)

Upaya penanggungalan sambaran Petir pada Peralatan Listrik dan Elektronika”

SATU-U M U M

Petir merupakan gejala alam yang kejadiannya tidak dapat dihindarkan ataupun dicegah. Kejadian sambaran petir dapat melibatkan pengaliran arus listrik yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat namun bahaya yang dapat ditimbulkannya sangat besar. Kemajuan teknologi hasil penelitian bidang teknik tegangan dan arus tinggi memberikan manfaat bagi pencegahan bahaya yang ditimbulkan sambaran petir dengan diketahuinya parameter-parameter arus petir dan diperolehnya kemajuan dalam bidang peralatan-peralatan penangkal petir. Langkah-langkah utama dalam pencegahan bahaya sambaran petir pada dasarnya ditujukan kepada dua sasaran pokok yaitu :

a) Sambaran petir yang terjadi baik langsung maupun tidak langsung tidak menimbulkan bahaya kebakaran, kerusakan, dan kematian

b) Sambaran petir tidak menyebabkan terjadinya gangguan pengoperasian peralatan listrik maupun elektronik.

Konsep dasar yang mendasari langkah-langkah tersebut adalah konsep lokalisasi titik-titik sambaran, konsep penerapan penyamaan potensial sehingga dapat dihindarkan terjadinya spark busur listrik di tempat-tempat yang explosive serta penyamaan potensial di peralatan elektronik yang sensitif. Kemajuan teknologi arrester telah mampu membantu penerapan sistem penangkal petir internal yang benar guna menghindarkan terjadinya kerusakan instalasi elektronik yang digunakan pada telekomunikasi, kontrol dan instrumentasi.

DUA-DASAR-DASAR UMUM

PENANGKAL PETIR

2.1 Prinsip-prinsip Dasar Penangkal Petir

Penangkal petir untuk melindungi bangunan-bangunan beserta isinya terhadap perusakan akibat sambaran petir.

2.3 Langkah-langkah Perlindungan Terhadap Bahaya Sambaran Petir

2.3.1 Material dan Instalasi

Pemilihan dan pemasangan finial, konduktor penyalur arus petir dan hubungan pentanahan harus mengikuti persyaratan yang ditetapkan dan diuraikan dalam bab berikut ini. Finial yang berupa kawat-kawat tanah lintas atas yang menghubungkan dua menara harus terbuat dari bahan non korosif untuk kondisi setempat, dengan ukuran yang sama dengan luas penampang konduktor utama dengan andongan yang memadai untuk segala kondisi. Material-material yang dapat digunakan adalah alumunium, tembaga, Cu atau Al clad steel, baja galvanis atau baja tahan karat.

2.3.2 Batang-batang, Menara-menara dan Kawat-kawat tanah lintas atas

2.3.2.a Penentuan zona proteksi suatu menara penangkal petir didasarkan pada jarak terkam (lightning distance) suatu sambaran petir. Panjang jarak terkam ditentukan oleh besarnya arus puncak sambaran petir. Semakin besar arus petir, semakin panjang juga jarak terkamnya. Zona proteksi yang dimiliki setiap konfigurasi menara atau bangunan konduktif yang tinggi dapat dengan mudah ditentukan secara grafis. Peninggian menara yang melebihi panjang jarak terkam tidak banyak meningkatkan sudut perlindungan menara.

2.3.2.b Zona proteksi suatu kawat tanah lintas atas didasarkan pada jarak terkam yang didasarkan pada teori elektro-geometri dengan sudut lindung concave ke atas yang dikembangkan sebagai metode Rolling Sphere.

2.3.2.c Untuk menghindari terjadinya loncatan samping (side flash), jarak minimum antara menara atau kawat tanah lintas atas ke bangunan yang diproteksi ( D ) harus tidak kurang dari jarak loncat samping (side flash distance) yang ditentukan dengan :

D = h/6

dimana h adalah tinggi bangunan yang dilindungi

2.3.3 Tiang-tiang kayu yang digunakan sebagai penangkal petir, harus dilengkapi dengan ujung finial logam di atas tiang, penghantar penyalur arus petir (down conductor) dan dihubungkan dengan pentanahan. Untuk tiang terbuat dari logam, dapat digunakan logam tersebut sebagai penghantar penyalur arus petir.


TIGA-PERENCANAAN

SISTEM PENANGKAL PETIR

Instalasi penangkal petir pada hakekatnya adalah instalasi yang dipasang dengan maksud mencegah, menghindari dan mengurangi bahaya yang ditimbulkan oleh kejadian sambaran petir. Yang dimaksud dengan istilah penangkal petir adalah penangkal bahaya yang ditimbulkan oleh sambaran petir. Bahaya yang dapat ditimbulkan meliputi “bahaya langsung” (direct effect) dan “bahaya tidak langsung” (indirect effect). Upaya yang dilakukan untuk mencegah terjadinya bahaya tersebut adalah pengadaan sistem penangkal petir terintegrasi yang meliputi “penangkal petir eksternal” dan “penangkal petir internal”.

3.1 Penangkal Petir Eksternal

Penangkal petir eksternal menghindari bahaya langsung maupun tidak langsung suatu sambaran petir pada aksesoris-aksesoris bangunan tinggi, menara telekomunikasi dan bagian-bagian luar bangunan, termasuk juga menghindari bahaya terhadap manusia yang berada di luar gedung. Penangkal eksternal pada dasarnya terdiri dari finial penangkal petir, konduktor penyalur arus petir, dan pentanahan.

3.1.1 Finial Sambaran Petir (Air Termination )

Finial sambaran petir yang terbuat dari logam (biasanya terbuat dari logam tembaga) merupakan titik sambar petir yang kemudian mengalirkan arus petir ke tanah dan mencegah terjadinya sambaran petir di tempat lain di daerah yang dilindunginya. Finial akan menerima pembebanan panas yang tinggi sehingga dalam pemilihan jenis logam, ketebalan dan bentuknya ditentukan oleh pertimbangan besarnya muatan arus petir (Q).

Yang dapat digunakan sebagai finial penangkal petir adalah logam yang khusus dipasang di bagian teratas bangunan atau menara, dengan bentuk berupa batang tegak atau penghantar mendatar. Daerah lindung atau sudut lindung suatu finial penangkal petir ditentukan oleh “jarak sambar” suatu sambaran petir yang panjangnya ditentukan oleh tingginya arus petir. Teori yang mendasari penentuan daerah lindung tersebut adalah teori “Elektro-geometri”

Teori Elektro-geometri adalah teori yang mengkaitkan hubungan antara sifat listrik sambaran petir dengan geometri sistem penangkal petir. Teori ini semula dikembangkan untuk pembuatan elektro-geometri pada saluran transmisi tagangan tinggi. Berdasarkan teori elektro-geometri pada saluran transmisi ini dikembangkan suatu model elektrogeometri pada sistem penangkal petir bangunan, dimana finialnya berupa batang tegak (finial Franklin) dan suatu penghantar mendatar sangkar faraday.

Model elektro-geometri didasarkan pada hipotesa sebagai berikut:

· Jika suatu kepala lidah petir yang dalam pergerakannya mendekati obyek sambaran bumi telah mencapai suatu “titik sambar” utama, maka petir akan mengenai obyek sambaran melalui jarak terpendek.

· Jarak sambar petir ditentukan oleh tinggi arus puncak petir sambaran pertama dan dinyatakan menurut Amstrong dan Whitehead yang didasarkan pada rumus Wagner dan hasil percobaan L Paris dan Watanabe dengan persamaan sebagai berikut :

hB = 6,7 I 0,8 meter (3.1)

dimana I adalah puncak arus petir sambaran pertama dalam kA

Model “Elektro-geometri” dengan memperhatikan besarnya jarak sambar hB merupakan dasar yang digunakan untuk menentukan daerah lindung susunan dasar finial penangkal petir. Adapun sudut lindung suatu finial tegak diperlihatkan oleh gambar 3.1 dengan besar sudut lindung j sebesar :

j = arc sin (1 - h/hb ) dalam [0] (3.2)

Susunan finial penangkal petir dapat berupa finial batang tegak; susunan finial mendatar dan finial-finial lain dengan memanfaatkan benda logam yang terpasang di atas bangunan seperti atap logam, menara logam dan lain-lain. Tingkat perlindungan yang diinginkan menentukan susunan dan jumlah finial, dimensi dan jenis bahan finial serta konstruksinya dan semua ini secara besaran arus petir ditentukan oleh tingginya arus puncak petir (I) dan muatan arus petir (Q).

Contoh menghitung menara dengan Finial Franklin

Berdasar sudut lindungnya, arus sambaran petir yang akan mengenai menara dapat dibatasi sampai sekitar 100 kA dan perhitungan sudut lindung diperoleh dengan :

hB = 6,7(100)0,8 meter

= 266,73 meter

dan dengan ketinggian tower (h) setinggi 32 m, maka akan diperoleh sudut lindung sebesar :

j = arc sin (1 - 32/266.73 ) 0

= 620

Pentanahan tower dapat dibuat terpisah sendiri, dengan sistem pentanahan yang baik, atau digabung dengan pentanahan mesh dari sistem.

3.1.2 Konduktor Penyalur Arus Petir ( Down Conductor )

Arus sambaran petir yang mengenai finial atau tangki harus secara cepat dialirkan ke tanah dengan pengadaan sistem penyaluran arus petir melalui jalan terpendek dengan tanpa menimbulkan percikan busur listrik. Dimensi atau luas penampang, jumlah dan route penghantar ditentukan oleh kuadrat arus impuls sesuai dengan tingkat perlindungan yang ditentukan serta tingginya arus puncak petir. Demikian pula pengaliran arus petir harus dihindarkan terjadinya beda potensial yang tinggi yang dapat menimbulkan loncatan listrik sebagai gambaran dari bahaya yang dapat timbul dalam hal ini sebagai berikut :

Jika terjadi sambaran pada ujung paling atas dari antena, sedangkan antena tersebut terisolasi dari rangka tower/menara, maka akan terjadi pembangkitan tegangan yang sangat berbahaya terhadap peralatan tersebut. Misalkan panjang antena sekitar 5 m, sambaran arus petir misalkan sebesar 40 kA (8/50 ms), dan besar induktansi antena sekitar 1 mH/meter, dapat dihitung besarnya tegangan yang dibangkitkan oleh sambaran petir di atas tangki (UWS), dari :

L = 5 mH

dI/dt = 40 kA / 8ms = 5 kA / ms

diperoleh :

UWS = L dI/dt = 25 kV.

3.1.3 Sistem Pentanahan

Kemampuan tangki dalam membuang arus sambaran petir ke tanah ditentukan oleh nilai tahanan pentanahan (ohm) yang menentukan tinggi rendahnya potensial yang terjadi pada tangki. Semakin kecil nilai tahanannya akan semakin rendah potensial atau tegangan yang terjadi pada tangki. Besar kecilnya tahanan pentanahan antara lain ditentukan oleh tahanan jenis tanah (rE ) serta lebar permukaan konduktor pentanahan. Di bawah ini diberikan tabel mengenai besarnya tahanan jenis tanah.

Tabel 3.1. Tahanan Jenis Tanah

Jenis Tanah rE (Wm)

Humus basah 30

Pasir basah 200

Tanah kering 1000

Berbatu-batu 3000

Besarnya tahanan pentanahan ditentukan oleh panjang konduktor pentanahan (l), jari-jari batang pentanahan (r), dan tahanan jenis tanah (rE), yaitu :

Rst » . ln

Saat ini telah dikembangkan teknik pentanahan dengan menggunakan butiran-butiran konduktif yang ditanam dalam tanah. Dengan teknik ini besarnya tahanan pentanahan dapat diperkecil lagi. Namun teknologi ini masih cukup mahal. Oleh karena itu pemakaian batang pentanahan tembaga (grounding rod) masih mencukupi untuk digunakan pada areal tangki timbun. Semakin banyak pemakaian batang pentanahan akan memperkecil tahanan pentanahan

Pada dasarnya suatu sistem pentanahan adalah dibuat sedemikian rupa sehingga diperoleh kesamaan potensial yang tidak menimbulkan bahaya loncat listrik akibat beda potensial yang besar. Yang penting di sini adalah upaya penyamaan potensial dan bukannya tinggi rendahnya tahanan pentanahan saja. Memang diinginkan suatu sistem pentanahan dengan nilai tahanan pentanahan yang terendah, karena dengan demikian potensial yang terjadi tidak tinggi dan beda potensialnya juga rendah.

3.2 Penangkal Petir Internal

Dalam penangkal petir internal antara lain dilakukan dengan pemasangan potential equalizing bar (PEB) atau juga disebut equipotential bonding (EB) dan peralatan penangkal tegangan lebih seperti arrester, trafo atau filter.

3.2.1 Equipotential Bonding (EB)

Penyamaan potensial listrik adalah suatu usaha yang sangat penting untuk mengurangi bahaya kebakaran atau ledakan dalam lokasi yang diproteksi. Penyamaan potensial listrik ini dapat dilakukan antara lain dengan konduktor bonding pada struktur yang terbuat dari logam, instalasi dari bahan logam, bagian-bagian konduktif yang lain dan instalasi elektrik dan telekomunikasi dalam lokasi yang diproteksi. Suatu sistem penangkal petir adalah integrasi dari penangkal eksternal dengan penangkal petir internal. Suatu sistem penangkal petir internal terdiri dari sistem pentanahan internal (internal grounding) yang menggabungkan PEB (Potential Equalizing Bar) yang merupakan referensi pentanahan dan sistem arrester tegangan dan arrester arus.

Konsep dasar sistem penangkal petir internal adalah upaya pengamanan potensial di semua titik pada saat terjadi sambaran petir. Titik-titik yang disamakan potensialnya adalah titik-titik pentanahan, saluran daya listrik (electrical power supply), saluran telekomunikasi, instrumentasi, kontrol dan lainnya.

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” seperti disarankan dalam IEC-Giude Line. Untuk kemudahan operasi dan pengembangan di sini disarankan konsep “One Point Earthing” dengan satu saluran penghubungan internal grounding ke eksternal grounding.

Penyamaan potensial pada saluran daya listrik digunakan peralatan proteksi tegangan lebih (arrester tegangan) dan arrester arus, dan penyamaan potensial pada saluran komunikasi, instrumentasi dan kontrol digunakan arrester yang sesuai.

3.2.2 Proteksi Tegangan Lebih

Untuk mendapatkan optimalisasi ekonomis dalam penerapan sistem penangkal internal, maka tidak semua panel peralatan listrik diberi peralatan proteksi tegangan lebih (arrester). Peletakannya diupayakan seefektif mungkin dengan penerapan dikembangkan konsep zoning proteksi.

Konsep zoning proteksi membagi cakupan yang akan diproteksi dalam zone-zone proteksi, yang dibentuk oleh dinding bangunan, ruangan-ruangan dan peralatan-peralatan dengan permukaan dari logam seperti bangunan logam. Diawali dari sisi luarnya (zone proteksi 0), dimana sambaran petir langsung atau kenaikan medan elektromagnetik yang tinggi dapat terjadi, zone-zone proteksi yang berikutnya sesuai dengan penurunan level resiko gangguan akibat sambaran petir maupun induksinya. Instalasi-instalasi elektronik yang terproteksi oleh konsep ini dapat terus beroperasi tanpa gangguan dalam suatu lingkungan medan elektromagnetik yang terpengaruh oleh sambaran petir langsung dan lokal.

LPZ 0A : sambaran petir langsung & terjadi medan elektromagnet yang tinggi

LPZ 0B : tidak ada sambaran langsung tapi medan elektromagnet tinggi

LPZ 1 : tanpa sambaran langsung, medan elektromagnet lemah

LPZ 2 : daerah dengan medan elektromagnet yang lemah

LPZ 3 : area proteksi di dalam peralatan

Suatu Suatu saluran baik saluran daya listrik, telekomunikasi, dan lain-lain yang melalui perubahan zoning proteksi petir harus dilengkapi dengan peralatan arrester proteksi tegangan lebih.

1. Penangkal petir untuk interface Zone 0A/1 : Penyama potensial berupa bonding bar diimplementasikan pada penangkal petir interface Zone 0A/1 dengan menggabungkan semua bagian dalam sistem pipa. Pada interface zone, semua jenis arrester yang dapat digunakan adalah seperti yang disebut berikut ini, atau dapat digunakan arrester lain yang sejenis dan setingkat dengannya :

a) 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. Untuk peletakkan arrester di depan genset atau panel induk utama perlu dilengkapi dengan NH-Fuse. Pulse Counter dapat dipasang antara arrester dengan pentanahan untuk menentukan ada tidaknya sambaran petir yang mengenai instalasi;

b) Pada panel utama distribusi telekomunikasi perlu dipasang arrester tegangan lebih seperti tipe coarse arrester atau Fine Arrester lengkap dengan dudukan LSA-Plus dan Earth-Plate;

c) Pada jaringan informasi dipakai arrester arus petir fine arrester dengan konektor yang sesuai;

d) Pada HTP yang terhubung ke sistem kabel broad band dipakai arrester yang sesuai;

e) Pada kabel antene coaxial dipasang arreter coaxial tipe N, U, atau BNC.

2. Penangkal petir untuk interface Zone 0B/1 dan 1/2 : Pada interface ini dipakai arrester tegangan lebih untuk meminimalkan pengaruh dari induksi medan elektromagnetik yang tinggi, antara lain :

¨ Pada panel distribusi listrik dipasang arrester tegangan;

¨ Pada panel distribusi telekomunikasi dipasang Coarse arrester atau fine arrester;

¨ Pada PLC dapat dipasang arrester jenis Fine Arrester Cascade.

3. Penangkal petir untuk interface Zone 2/3 : Pada peralatannya sendiri perlu dipasang penangkal tegangan lebih yang lebih halus, antara lain :

¨ Pada komputer PC : untuk sumber tegangannya dipasang arrester stop kontak, pada harddisk-nya dipasang DSM-RJ45 10 base T, atau disesuaikan connectornya.

¨ Pada Server : untuk sumber tegangan dipasang stop kontak arrester, sedangkan pada kabel data dipasang coaxial arrester dengan connector tipe U, N, atau BNC & Twinax.

¨ Pada Facsimile : untuk catu daya dipasang arrester stop kontak FAX-Protector.

Untuk memotong gelombang terpa tegangan lebih yang sangat curam akibat sambaran petir, yang tidak mampu dipotong oleh arrester, dapat digunakan isolating transformer. Trafo yang dipasang adalah trafo 1:1, dan karakteristik trafo yang dimanfaatkan adalah induktansinya. Kemudian pada terminal primernya baru dipasangkan arrester. Trafo ini perlu untuk dipasang pada kabel daya untuk lampu menara yang berkemungkinan tersambar petir secara langsung atau tidak langsung.

Untuk peralatan yang sampai ke field, saat ini telah dikembangkan teknik Intrinsicaly Safe (IS). IS merupakan suatu teknik dalam instrumentasi elektronik dengan pembatasan energi elektrik sampai pada tingkat yang tidak membahayakan kondisi field yang flammeable. Aplikasi IS untuk instrumentasi berkembang dengan cepat karena perkembangan shunt-diode safety barrier. Ini adalah peralatan self-contained, yang dapat dihubungkan secara seri dengan kabel signal antara ruang kontrol dengan lokasi eksplosif (field), dan akan melewatkan signal pengukuran dan kontrol tanpa pengaruh yang berarti, dengan membatasi energi yang dapat disalurkan saat kondisi kegagalannya ke tingkat yang aman. Dengan bergantung pada sekering khusus, komponen pembatas tegangan semikonduktor yang baru yaitu dioda Zener, dan resistor seri dimana tidak akan terjadi hubung singkat yang bisa mengakibatkan kebakaran di areal yang flammeable.


EMPAT KESIMPULAN

§ Petir merupakan gejala alam yang kejadiannya tidak dapat dihindarkan ataupun dicegah

• Upaya penanggulangan sambaran petir pada peralatan listrik dan elektronik harus dilakukan dengan sistem yang terintegrasi, yaitu penangkal petir eksternal dan penangkal petir internal

REFERENSI

1. Direktorat PPDN, “Petunjuk praktis perancangan, pemasangan, dan pemeliharaan system penangkal petir instalasi tangki timbun BBM”.
2. NFPA 780 Lightning Protection Code
3. IEC 1024 - 1990
4. Martin A Uman, “Lightning”, Dover Publication,Inc, New York, 1984


Oleh : Ir.Margo Pujiantara,M.T

Ki Ageng Selo - Kiai Petir

Cerita Ki Ageng Sela merupakan cerita legendaris. Tokoh ini dianggap sebagai penurun raja - raja Mataram, Surakarta dan Yogyakarta sampai sekarang. Ki Ageng Sela atau Kyai Ageng Ngabdurahman Sela, dimana sekarang makamnya terdapat di desa Sela, Kecamatan Tawangharjo, Kabupaten Dati II Grobogan, adalah tokoh legendaris yang cukup dikenal oleh masyarakat Daerah Grobogan, namun belum banyak diketahui tentang sejarahnya yang sebenarnya. Dalam cerita tersebut dia lebih dikenal sebagai tokoh sakti yang mampu menangkap halilintar (bledheg).Menurut cerita dalam babad tanah Jawi ( Meinama, 1905; Al - thoff, 1941), Ki Ageng Sela adalah keturunan Majapahit. Raja Majapahit : Prabu Brawijaya terakhir beristri putri Wandan kuning. Dari putri ini lahir seorang anak laki - laki yang dinamakan Bondan Kejawan. Karena menurut ramalan ahli nujum anak ini akan membunuh ayahnya, maka oleh raja, Bondan Kejawan dititipkan kepada juru sabin raja : Ki Buyut Masharar setelah dewasa oleh raja diberikan kepada Ki Ageng Tarub untuk berguru agama Islam dan ilmu kesaktian. Oleh Ki Ageng Tarub, namanya diubah menjadi Lembu Peteng. Dia dikimpoikan dengan putri Ki Ageng Tarub yang bernama Dewi Nawangsih, dari ibu Bidadari Dewi Nawang Wulan. Ki Ageng Tarub atau Kidang Telangkas tidak lama meninggal dunia, dan Lembu Peteng menggantikan kedudukan mertuanya, dengan nama Ki Ageng Tarub II. Dari perkimpoian antara Lembu Peteng dengan Nawangsih melahirkan anak Ki Getas Pendowo dan seorang putri yang kimpoi dengan Ki Ageng Ngerang.Ki Ageng Getas Pandowo berputra tujuh orang yaitu : Ki Ageng Sela, Nyai Ageng Pakis, Nyai Ageng Purna, Nyai Ageng Kare, Nyai Ageng Wanglu, Nyai Ageng Bokong, Nyai Ageng Adibaya .Kesukaan Ki Ageng Sela adalah bertapa dihutan, gua, dan gunung sambil bertani menggarap sawah. Dia tidak mementingkan harta dunia. Hasil sawahnya dibagi - bagikan kepada tetangganya yang membutuhkan agar hidup berkecukupan. Bahkan akhirnya Ki Ageng Sela mendirikan perguruan Islam. Muridnya banyak, datang dari berbagai penjuru daerah. Salah satu muridnya adalah Mas Karebet calon Sultan Pajang Hadiwijaya. Dalam tapanya itu Ki Ageng selalu memohon kepada Tuhan agar dia dapat menurunkan raja - raja besar yang menguasai seluruh Jawa .Kala semanten Ki Ageng sampun pitung dinten pitung dalu wonten gubug pagagan saler wetaning Tarub, ing wana Renceh. Ing wanci dalu Ki Ageng sare wonten ing ngriku, Ki Jaka Tingkir (Mas Karebet) tilem wonten ing dagan. Ki Ageng Sela dhateng wana nyangking kudhi, badhe babad. Kathinggal salebeting supeno Ki Jaka Tingkir sampun wonten ing Wana, Sastra sakhatahing kekajengan sampun sami rebah, kaseredan dhateng Ki Jaka Tingkir. ( Altholif : 35 - 36 ) .Impian tersebut mengandung makna bahwa usaha Ki Ageng Sela untuk dapat menurunkan raja - raja besar sudah di dahului oleh Jaka Tingkir atau Mas Karebet, Sultan Pajang pertama. Ki Ageng kecewa, namun akhirnya hatinya berserah kepada kehendak Tuhan Yang Maha Kuasa. Hanya kemudian kepada Jaka tingkir, Ki Ageng sela berkata :Nanging thole, ing buri turunku kena nyambungi ing wahyumu (Dirdjosubroto, 131; Altholif: 36 ). Suatu ketika Ki Ageng Sela ingin melamar menjadi prajurit Tamtama di Demak. Syaratnya dia harus mau diuji dahulu dengan diadu dengan banteng liar. Ki Ageng Sela dapat membunuh banteng tersebut, tetapi dia takut kena percikan darahnya. Akibatnya lamarannya ditolak, sebab seorang prajurit tidak boleh takut melihat darah. Karena sakit hati maka Ki Ageng mengamuk, tetapi kalah dan kembali ke desanya : Sela. Selanjutnya cerita tentang Ki Ageng Sela menangkap “ bledheg “ cerita tutur dalam babad sebagai berikut :Ketika Sultan Demak : Trenggana masih hidup pada suatu hari Ki Ageng Sela pergi ke sawah. Hari itu sangat mendung, pertanda hari akan hujan. Tidak lama memang benar - benar hujan lebat turun. Halilintar menyambar. Tetapi Ki Ageng Sela tetap enak - enak menyangkul, baru sebentar dia mencangkul, datanglah “ bledheg “ itu menyambar Ki Ageng, berwujud seorang kakek - kakek. Kakek itu cepat - cepat ditangkap nya dan kena, kemudian diikat dipohon gandri, dan dia meneruskan mencangkul sawahnya. Setelah cukup, dia pulang dan “ bledheg “ itu dibawa pulang dan dihaturkan kepada Sultan demak. Oleh Sultan “ bledheg “ itu ditaruh didalam jeruji besi yang kuat dan ditaruh ditengah alun - alun. Banyak orang yang berdatangan untuk melihat ujud “ bledheg “ itu. Ketika itu datanglah seorang nenek - nenek dengan membawa air kendi. Air itu diberikan kepada kakek “ bledheg “ dan diminumnya. Setelah minum terdengarlah menggelegar memekakkan telinga. Bersamaan dengan itu lenyaplah kakek dan nenek “ bledheg : tersebut, sedang jeruji besi tempat mengurung kakek “ bledheg hancur berantakan.Kemudian suatu ketika Ki Ageng nanggap wayang kulit dengan dhalang Ki Bicak. Istri Ki Bicak sangat cantik. Ki Ageng jatuh cinta pada Nyai Bicak. Maka untuk dapat memperistri Nyai Bicak, Kyai Bicak dibunuhnya. Wayang Bende dan Nyai Bicak diambilnya, “ Bende “ tersebut kemudian diberi nama Kyai Bicak, yang kemudian menjadi pusaka Kerajaan Mataram. Bila “ Bende “ tersebut dipukul dan suaranya menggema, bertanda perangnya akan menang tetapi kalau dipukul tidak berbunyi pertanda perangnya akan kalah.Peristiwa lain lagi : Pada suatu hari Ki Ageng Sela sedang menggendong anaknya di tengah tanaman waluh dihalaman rumahnya. Datanglah orang mengamuk kepadanya. Orang itu dapat dibunuhnya, tetapi dia “ kesrimpet “ batang waluh dan jatuh telentang, sehingga kainnya lepas dan dia menjadi telanjang. Oleh peristiwa tersebut maka Ki Ageng Sela menjatuhkan umpatan, bahwa anak turunnya dilarang menanam waluh di halaman rumah memakai kain cinde .… Saha lajeng dhawahaken prapasa, benjeng ing saturun - turunipun sampun nganthos wonten ingkang nyamping cindhe serta nanem waluh serta dhahar wohipun. ( Dirdjosubroto : 1928 : 152 – 153 ).Dalam hidup berkeluarga Ki Ageng Sela mempunyai putra tujuh orang yaitu : Nyai Ageng Lurung Tengah, Nyai Ageng Saba ( Wanasaba ), Nyai Ageng Basri, Nyai Ageng Jati, Nyai Ageng Patanen, Nyai Ageng Pakis Dadu, dan bungsunya putra laki - laki bernama Kyai Ageng Enis. Kyai Ageng Enis berputra Kyai Ageng Pamanahan yang kimpoi dengan putri sulung Kyai Ageng Saba, dan melahirkan Mas Ngabehi Loring Pasar atau Sutawijaya, pendiri Kerajaan Mataram. Adik Nyai Ageng Pamanahan bernama Ki Juru Martani. Ki Ageng Enis juga mengambil anak angkat bernama Ki Panjawi. Mereka bertiga dipersaudarakan dan bersama - sama berguru kepada Sunan Kalijaga bersama dengan Sultan Pajang Hadiwijaya ( Jaka Tingkir ). Atas kehendak Sultan Pajang, Ki Ageng Enis diminta bertempat tinggal didusun lawiyan, maka kemudian terkenal dengan sebutan Ki Ageng Lawiyan. Ketika dia meninggal juga dimakamkan di desa Lawiyan. ( M. Atmodarminto, 1955 : 1222 ) .Dari cerita diatas bahwa Ki Ageng Sela adalah nenek moyang raja - raja Mataram Surakarta dan Yogyakarta. Bahkan pemujaan kepada makam Ki Ageng Sela sampai sekarang masih ditradisikan oleh raja - raja Surakarta dan Yogyakarta tersebut. Sebelum Garabeo Mulud, utusan dari Surakarta datang ke makam Ki Ageng Sela untuk mengambil api abadi yang selalu menyala didalam makam tersebut. Begitu pula tradisi yang dilakukan oleh raja - raja Yogyakarta Api dari Sela dianggap sebagai keramat .Bahkan dikatakan bahwa dahulu pengambilan api dilakukan dengan memakai arak - arakan, agar setiap pangeran juga dapat mengambil api itu dan dinyalakan ditempat pemujaan di rumah masing - masing. Menurut Shrieke ( II : 53), api sela itu sesungguhnya mencerminkan “asas kekuasaan bersinar “. Bahkan data - data dari sumber babad mengatakan bahkan kekuasaan sinar itu merupakan lambang kekuasaan raja - raja didunia. Bayi Ken Arok bersinar, pusat Ken Dedes bersinar; perpindahan kekuasaan dari Majapahit ke Demak diwujudkan karena adanya perpindahan sinar; adanya wahyu kraton juga diwujudkan dalam bentuk sinar cemerlang .Dari pandangan tersebut, api sela mungkin untuk bukti penguat bahwa di desa Sela terdapat pusat Kerajaan Medang Kamulan yang tetap misterius itu. Di Daerah itu Reffles masih menemukan sisa - sisa bekas kraton tua ( Reffles, 1817 : 5 ). Peninggalan itu terdapat di daerah distrik Wirasaba yang berupa bangunan Sitihinggil. Peninggalan lain terdapat di daerah Purwodadi .Sebutan “ Sela “ mungkin berkaitan dengan adanya “ bukit berapi yang berlumpur, sumber - sumber garam dan api abadi yang keluar dari dalam bumi yang banyak terdapat di daerah Grobogan tersebut .Ketika daerah kerajaan dalam keadaan perang Diponegoro, Sunan dan Sultan mengadakan perjanjian tanggal 27 September 1830 yang menetapkan bahwa makam - makam keramat di desa Sela daerah Sukawati, akan tetap menjadi milik kedua raja itu. Untuk pemeliharaan makam tersebut akan ditunjuk dua belas jung tanah kepada Sultan Yogyakarta di sekitar makam tersebut untuk pemeliharaannya. ( Graaf, 3,1985 : II ). Daerah enclave sela dihapuskan pada 14 Januari 1902. Tetapi makam - makam berikut masjid dan rumah juru kunci yang dipelihara atas biaya rata - rata tidak termasuk pembelian oleh Pemerintah.

diambil dari website :http://www.grobogan.go.id/cerita_ki_ageng_selo.htm

How Surge Arresters Works...

Along the artefact of this matter you module be scholarly how
inflate arresters entireness in electrical equipment same an
disbursement tranmission lines. lets prototypal provide the
definition of cost and then Classification of arresters and
Arrester Selection.
Definition of terms:Surge arrestera figure utilised to protect equipment against over voltages
caused by inbound surges.
MCOV - peak constant operative voltageMaximum emf the figure crapper resist before conductivity
(clamping) begins. When applying metal pollutant SA, the peak
continuance of this emf is commonly the peak grouping
line-to-ground voltage.
Duty wheel emf ratingThe designated peak tolerable emf between terminals at which
the constraint is fashioned to action its obligation cycle.
TOV – temporary over voltageThese are created by faults on the programme noesis
organisation grouping and crapper drive comprehensive
alteration since their instance field is such individual (ms
to seconds to hours)
Duty wheel judgement (kV rms)the designated peak tolerable operative emf between arrester’s
tangency at which it is fashioned to action its obligation
cycle.
Discharge currentthe underway that flows finished an constraint as a
termination of surge.
Discharge voltagethe emf that appears crossways the terminals of an constraint
during the lawmaking of execute current. The execute emf
resulting from 8/20 us underway gesture appearance fairly
substantially between the underway magnitudes of 5kA and 20kA.
8 x 20 microsecond underway gesture shapea underway gesture appearance that rises to upside in 8
microsecond and decays to one-half upside continuance in 20
microsecond.
Lead lengthis the compounded size of the distinction advance and
connector advance size in program with the constraint and in
nonconvergent with the figure or telegram existence protected.
*
Insulation coordinationThe impact of correlating the detachment resist levels of the
fortified equipment and the conserving characteristics of
inflate arresters
Protective Marginis a manoeuvre of inflate arrester’s knowledge to protect a
example of equipment or a system.
**
Nominal Voltagethe emf by which the grouping haw be designated and is nearby
the emf take at which the grouping ordinarily operates.
Maximum System Voltagethe maximal phase-to-phase emf for which equipment is
fashioned for passable constant activeness without derating of
some kind.( maybe 5 to 10 proportionality higher than the minimal emf )
Classification of ArresterStation collectionsolon ruggedly constructed than grey and organisation classGreater inflate underway execute abilityLower IR emf modify (better protection)Only collection acquirable for ingest on systems above 150 kVRecommended for every s/s of super power ( 10 MVA and above)
Intermediate typeIR emf modify higher than send classCost action compared to send classAvailable at ratings 3 kV finished 120 kV
Distribution Typeconserving symptomatic are not as beatific as either send &
intermediatepractical at baritone emf organisation substation transformers
Selection of Arrester
System VoltageLine to connector voltageVoltage regulationGrounding informationGroundedUngrounded/resistance groundedArrester ClassProtection LevelEnergy CapabilityPressure comfort rating
Surge Arrester Specification SampleType: Station ArresterHousing Make: PolymerConductive Element: Metal OxideRated Voltage (Duty Cycle): 12KVMCOV: 10.2KVPressure Relief Class: 65KAEnergy Capability: 3.8 kJ/kV
MCOV RatingExample:13.8 KV System, Y – grounded, 10% emf regulation
(13.8/1.732) x 1.05 = 8.37(or 8.4 MCOV)Duty Cycle Rating – 10 KV (from catalog)
69 KV System, Y - grounded, 10% emf regulation(69/1.732) x 1.05 = 41.86 (42 MCOV)Duty Cycle Rating – 54 KV (from journeyman 54-60 KV)***
- Insulation Coordination- Fault CurrentProtective MarginsDischarge VoltageFull Wave- Switching Surge- Lead length****
Protective MarginMinimum conserving edge is 20% as advisable by ANSI
C62.22.1-1996 page19
% edge = (equipment resist level- 1 / Arrester Protective
Level ) x 100%
Note of Caution:The actualised PM offered by an constraint module depart from
the premeditated PM value. This is because the surge
endorsement industry calculates BIL edge percentages on the
foundation of the industry-standard 8×20-microsecond gesture
shape. However, the actualised gesture appearance of a
lightning inflate crapper be such faster than that of the
8×20-microsecond gesture shape.
Discharge Voltage Margin(Chopped Wave Withstand – Equivalent face of Wave) % Margin = (CWW - 1/PL1)x 100% where:CWW = Chopped Wave Withstand (1.15 x BIL)PL1 = Steep Current Residual Voltage at 0.5 sec wave
Full Wave Margin(Full Wave Withstand Discharge – Discharge Voltage for Impulse
Current at Rated kA) % Margin = (BIL - 1/ PL2)x100% where:BIL = Basic Impulse Insulation Level of Protected EquipmentPL2 = Lightning Impulse Residual Voltage at 8/20sec gesture &
rated kA
Switching Surge Margin(Switching Surge Withstand – Switching Surge Voltage) % Margin = (SSWL - 1/PL3) x 100% where: SSWL = Switching Surge Withstand Level of Equipment (0.83 x
BIL)PL3 = Switching Impulse Residual Voltage
Lead Length
V= L * di/dtL= .4 micro speechmaker per foot8/20 Wave @ 10 kA = 500 V per ft..5 Wave @ 10 kA = 8,000 V per ft.
note: 10 kA is the typically advisable continuance for the
coordinative current.
http://ebooks.mzwriter.com/e-books/how-surge-arresters-works/

Gelombang Elektromagnetik EMC

Gelombang ElektromagnetikPROTEKSI PETIR (EKSTERNAL DAN INTERNAL)
UMUM1.1. Latar BelakangPetir pada masyarakat modern menjadi kendala yang sangat serius karena kemampuan untuk merusak infrastruktur sepert listrik, telekomunikasi dan informasi dan data yang semakin luas dan rumit, yang banyak menggunakan komponen elektronik dan mikroprosesor yang sangat sensitif terhadap pengaruh gelombang elektromagnetik yang ditimbulkan oleh sambaran petir.Indonesia terutama wilayah sumatera, tangerang, bogor, jakarta dan bandung mempunyai kerapatan sambaran petir yang cukup tinggi dengan kerapatan sambaran sekitar 5 - 20 sambaran/km2/tahun sehingga kemungkinan kerusakan akibat sambaran petir sangat tinggi.Radio merupakan sarana infrastruktur yang sangat sering mendapat sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung. Petir dalam setiap sambarannya meradiasikan gelombang elektromagnetik disekelilingnya. Gelombang ini mempunyai komponen magnetis dan elektris yang dapat menimbulkan tegangan lebih pada peralatan elektronik melalui :Kopling kapasitif dan kopling induktif Konduksi pada hantaran konduktif yang memasuki ruangan Elevasi tegangan karena adanya kopling galvanis. Peralatan telepon dan radio , komputer dan elektronika lainnya yang terdapat pada gedung sangat penting untuk menunjang operasional perusahaan maka perlu dilakukan tindakan pengaman terhadap pengaruh tegangan lebih petir. Untuk melindungi instalasi dan sistem dari bahaya pengaruh petir, maka perlu dilakukan tindakan pengamanan yang memadai melalui pemasangan sistem proteksi petir yang meliputi eksternal dan internal.1.2. Tujuan PekerjaanMenjamin tersedianya suatu sistem proteksi yang optimum sehingga kerusakan pada peralatan dapat dihindarkan.1.3. Ruang Lingkup PekerjaanSurvey sitem prtokesi petir yang ada Desqain sistem proteksi petir yang baru Perencanaan Sistem Proteksi Petir Konsep Zona Proteksi Konsep dasar desain sistem proteksi yang diajukan dalam laporan ini mengacu pada standar IEC 61024 - 1 tentang proteksi terhadap sambaran petir, IEC 1312 tentang proteksi terhadap impuls elektromagnetik, serta standar Amerika NFPA 780 tentang Proteksi Petir. Menurut standar IEC, daerah yang ditempati personil dan peralatan dibagi dalam zona-zona proteksi sebagai berikut Zona 0A : daerah dengan kemungkinan disambar petir langsung.Zona 0B : daerah yang terlindung dari bahaya sambaran langsung, namun mendapat pengaruh impuls elektromagnetik seperti sambaran petir langsung.Zona 1 : daerah yang terlindung dari bahaya sambaran petir langsung, namun mendapat pengaruh elektromagnetik yang teredam struktur bangunan.Zona 2 : zona dalam zona 1 yang mendapat tambahan perlindungan seperti kabinet.Zona 3 : zona dalam zona 2 dengan mendapat tambahan perlindungan seperti casing atau shielding lainnya.Konsep perencanaan Konsep dasar desain sistem proteksi mengacu pada standar IEC 61024 - 1 tentang proteksi terhadap sambaran petir, IEC 1312 tentang proteksi terhadap impuls elektromagnetik. Konsep umum sistem proteksi petir menurut standar IEC 1024 - 1 dan IEC 1312 dikelompokan menjadi 2 komponen :Proteksi eksternal untuk mencegah bahaya sambaran petir langsung pada personil, struktur dan peralatan. Dengan kata lain membuat zona 0B dari zona 0A. Proteksi ini dilaksanakan dengan memasang finial udara, down conductor, dan sistem grounding. Proteksi internal untuk mencegah bahaya impuls elektromagnetik pada peralatan akibat sambaran petir, atau membentuk zona 1 dan seterusnya. Proteksi ini dilaksanakan secara bertingkat pada tiap zona proteksi dengan cara : Shielding dan manajemen rute kabel Bonding semua komponen metal dalam zona proteksi Pemasangan arrester pada semua saluran listrik dan data yang masuk dari zona yang lebih rendah dibagian luar struktur/bangunan ke zona yang lebih tinggi di bagian dalam. Selanjutnya sistem proteksi petir diimplementasikan dengan mempertimbangkan Kerugian ekonomis akibat sambaran petir yang dirinci sebagai berikut :Kerugian akibat perbaikan yang harus dilaksanakan. Kerugian akibat tidak berfungsinya peralatan. Kerugian akibat hilangnya material. Kerugian akibat hilangnya keuntungan. Selanjutnya sistem proteksi petir diimplementasikan dengan mempertimbangkan dua macam resiko :Resiko ekonomis Resiko teknis Nilai kerugian ekonomis tangible yang mungkin diderita akibat sambaran petir dinyatakan sebagai resiko ekonomis.Kerugian ekonomis akibat sambaran petir dapat dirinci sebagai berikut :Kerugian akibat perbaikan yang harus dilaksanakan. Kerugian akibat tidak berfungsinya peralatan. Kerugian akibat hilangnya material. Kerugian akibat hilangnya keuntungan. Resiko teknis mencakup kerugian-kerugian tidak dapat diukur secara ekonomis, yang meliputi :Kerugian personil, yaitu kematian, luka, dan kekacauan akibat sambaran langsung, terkena tegangan sentuh, terkena tegangan langkah, ledakan, kebakaran dan peristiwa ikutan lain akibat sambaran petir. Timbulnya ongkos sosial, yaitu penurunan citra perusahaan di muka publik akibat terganggunya rasa aman masyarakat sekitar karena kebakaran, ledakan, kebocoran gas beracun dan kejadian ikutan lain akibat sambaran petir. Gangguan terhadap kelangsungan operasi atau kelangsungan pelayanan publik, yaitu terputusnya supply tenaga, terganggunya sistem kontrol, terputusnya komando utama terhadap sistem utama instalasi strategis akibat sambaran petir pada salah satu komponen vital dari instalasi. Kehilangan atau korupsi data pada sistem komputer dan pengolah data akibat sambaran petir. Kerusakkan peralatan atau struktur yang mempunyai nilai ekonomis maupun nilai non ekonomis ( nilai strategis, budaya, dan lainnya) Proteksi Terhadap Bahaya Sambaran Langsung Gedung atau struktur yang ditempati peralatan elektronik sensitif seperti sentral radio, telekomunikasi, dan pusat komputer harus diamankan dari bahaya sambaran langsung serta bahaya ikutannya berupa impuls elektromagnetik. Dalam hal ini sistem proteksi eksternal harus dilaksanakan sedemikian rupa sehingga persoalan-persoalan berikut dapat diperkecil :Sambaran pada sisi menara / bangunan tinggi ke antena induksi elektromagnetik dari arus petir di down conductor ke peralatan sekeliling Side flash dari down conductor ke struktur / peralatan yang berdekatan Kenaikan tegangan tanah Differensial tegangan antar bagian yang terhubung secara galvanik. 1. Finial UdaraFinial (terminal) udara dipasang pada posisi sedemikian rupa sehingga dapat melindungi peralatan / instalasi / personil. Finial udara untuk gedung-gedung dipasang di atas atap struktur yang bersangkutan sesuai dengan bentuk bangunannya. 2. Down Conductor Bila tidak dinyatakan lain, ketentuan tentang down conductor berlaku umum untuk semua jenis bangunan;Down conductor dipasang pada rute sependek mungkin serta tidak menimbulkan, bahaya side-flash pada manusia / peralatan dan bahaya induksi terutama bagi peralatan sensitif. Bila diperlukan, finial udara pada menara komunikasi dihubungkan dengan down conductor jenis kabel berperisai ganda untuk memperkecil induksi elektromagnetik dan bahaya side flash. Down conductor pada instalasi dengan peralatan sensitif harus dilengkapi dengan alat monitoring jumlah sambaran petir dan alat rekaman besar arus sambaran petir. 3. Sistem Grounding Bila tidak dinyatakan lain, ketentuan tentang sistem grounding berlaku umum untuk semua jenis bangunan;Sistem grounding yang terintegrasi diimplementasikan sedemikian rupa sehingga arus petir cepat terdissipasi tanpa menimbulkan kenaikan tegangan yang membahayakan peralatan dan personil, Grounding untuk menyalurkan arus petir secara efektif sebaiknya menggunakan banyak saluran / paralel dan sependek mungkin. Kombinasi antara grounding ring, grounding radial, dan driven rod diprioritaskan untuk instalasi-instalasi sensitif. Grounding petir, jika karena suatu alasan tidak boleh dihubungkan dengan grounding lain, maka dibonding satu sama lain menggunakan spark gap. Sistem grounding harus senantiasa dapat diperiksa dan dipelihara dengan menyediakan bak kontrol. Proteksi Tegangan Lebih Proteksi tegangan lebih dilaksanakan dengan kombinasi dari tiga komponen proteksi internal :Pemasangan bonding pada setiap komponen metalik yang ada dalam daerah proteksi atau masuk ke dalam daerah proteksi. Pemasangan arrester pada saluran listrik, telkom dan data sedapat mungkin pada titik masuk ke daerah proteksi (zone 1, 2 dan seterusnya) dengan koordinasi proteksi yang baik. Shielding dan pembenahan rute kabel bila perlu di kerjakan, guna mencegah induksi dari saluran ke saluran lain yang telah bersih. 2.4.1 BondingPola bonding dilaksanakan dengan memperhatikan aturan umum sebagai berikut:Bonding satu titik (One Point Earthing ) dianjurkan untuk instalasi dalam ruangan kecil dan titik masuk kabel berdekatan, seperti ruang radio. Bonding harus dilasanakan dengan saluran sependek mungkin dan selurus mungkin dengan impedansi rendah. Sistem bonding jaringan dan titik-titik bonding tersebut harus dihubungkan dengan grounding ring sekeliling ruangan sebanyak mungkin sejauh praktek dimungkinkan. 2.4.2 Proteksi Saluran ListrikPeralatan listrik harus dipasang arrester secara bertingkat : pada titik entri dari luar ke MDP, SDP dan pada setiap stop kontak equipment. Koordinasi proteksi dilaksanakan dengan memperhatikan karakteristik masing-masing arrester dan memanfaatkan impedansi saluran. Untuk mencegah induksi gangguan pada kabel yang telah diproteksi, arrester harus dibonding dengan saluran (ground lead) sependek dan selurus mungkin ke titik bonding terdekat. Ground lead pada MDP dilengkapi dengan alat monitor sambaran petir. Spesifikasi Arester harus disesuaikan dengan tegangan kerja , frekuensi kerja, daya/arus nominal serta besarnya arus petir yang harus dipotong sedemikian rupa sehingga arester berfungsi untuk memproteksi peralatan tanpa mengganggu operasi dari peralatan tersebut.2.4.3 Proteksi Saluran Data/TeleponPeralatan Data harus diproteksi dengan arester hybrid (gabungan antara coarse dan fine protection dengan sisipan impedansi di tengahnya) pada konektor/ peralatan atau terminal kontak. Spesifikasi arrester harus disesuaikan dengan tegangan kerja, frekuensi kerja, serta besarnya arus petir yang harus dipotong, sedemikian rupa sehingga arrester dapat berfungsi tanpa mengganggu operasi normal peralatan tersebut.2.4.4 Proteksi Saluran RadioRadio harus diproteksi dari tegangan lebih yang masuk lewat kabel antena. Bila dimungkinkan arrester dipasang pada titik entri kabel yang bersangkutan. Bila tidak dimungkinkan karena suatu sebab, maka arester dipasang pada sambungan ke equipment tetapi dengan memperhatikan pembenahan rute kabel dan integrasi titik bonding.Lingkup Pekerjaan Pekerjaan ini meliputi kajian dan perancangan sistem proteksi petir yang berada pada lokasi radio.Adapun kegiatan yang dilaksanakan untuk perancangan sistem proteksi petir adalah :3.1. Laporan Rencana Kerja Membuat laporan Rencana Kerja Studi dan Perancangan Sistem Proteksi Petir dari tower antena , control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan asistem penyiaran. Menyampaikan laporan Rencana Kerja kepada pengawas Radio untuk mendapatkan persetujuan yang meliputi : Cara pelaksanaan Urutan kerja Masa pelaksanaan untuk jenis-jenis pekerjaan Bar Chart Jadwal tahapan laporan dan presentasi Melaksanakan penyempurnaan laporan Rencana Kerja sesuai komentar dan permintaan pengawas radio. 3.2. Survey/ Pengumpulan Data Melaksanakan survey Sistem Proteksi Eksternal dan Internal pada seluruh instalasi gedung radio, yang meliputi pemeriksaan grounding dan surge/lightning arrester dari peralatan power, komputer dan instrumentasi yang ada. Melaksanakan survey Sistem Proteksi Eksternal dan Internal pada seluruh tower antena yang meliputi pemeriksaan terminasi udara (finial), equipotential bonding, grounding dab surge/lightning arrester dari peralatan instrumentasi dan kontrol. 3.3. Laporan Hasil Survey Membuat laporan hasil survey Sistem Proteksi Eksternal dan Internal dari seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruangan penyiar . Menyampaikan laporan hasil survey kepada pengawas radio untuk mendapatkan persetujuan. Melaksanakan penyempurnaan laporan hasil survey sesuai komentar dan permintaan pengawas radio. 3.4. Analisa dan Evaluasi Data Melaksanakan pengkajian, analisa dan evaluasi Sistem Proteksi Eksternal dan Internal dari seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiaran . Melaksanakan analisa tegangan tinggi lebih (over voltage) akibat sambaran langsung dan tidak langsung pada seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiaran . Menentukan tingkat proteksi dan jenis sistem proteksi yang akan dijadikan dasar untuk membuat konsep/usulan penyempurnaan Sistem Proteksi Eksternal dan Internal dari seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiaran. 3.5. Perancangan Proteksi Petir Melaksanakan perancangan Sistem Proteksi Eksternal terhadap bahaya sambaran petir langsung pada seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiar lengkap dengan gambar detail desain. Melaksanakan perancangan Sistem Proteksi Internal terhadap bahaya sambaran petir tidak langsung pada seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiar radio lengkap dengan gambar detail desain. Didalam melakukan perancangan Sistem Proteksi Petir tersebut di atas, diinginkan bahwa : Sistem Proteksi Petir (SPP) tersebut harus berfungsi sedemikian sehingga didapat sambaran langsung yang minimum. Jika terjadi sambaran petir, SPP harus berfungsi sedemikian rupa sehingga : dapat mengendalikan arus petir, tidak terdapat tegangan induksi yang menyebabkan spark dan merusak peralatan, atau menyebabkan ledakan/kebakaran, tidak terdapat elevasi tegangan yang dapat merusak peralatan, tidak membahayakan manusia. SPP harus dirancangn sedemikian rupa sehingga tidak menggangu operasi radio dan dapat dipasang tanpa mengganggu operasi radio. Konsultan harus dapat memberi garansi/warrantly dalam 1 siklus musim. Melaksanakan penyusunan engineering package yang dilengkapi dengan gambar detail desain, spesifikasi teknis peralatan, jumlah kebutuhan material (Bill of Quantity), lingkup pekerjaan (scope of work) dan estimasi biaya pembangunan Sistem Proteksi Eksternal dan Internal pada seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiar. 3.6. Laporan Akhir Membuat laporan akhir Study dan Perancanaan Sistem Proteksi Petir dari seluruh tower antena, bangunan control room, instalasi listrik, sistem telekomunikasi, komunikasi data dan ruang penyiar radio. Laporan akhir berupa engineering package, estimasi biaya dan data petir. Menyampaikan laporan akhir kepada pengawas Radio untuk mendapatkan persetujuan. Melaksanakan penyempurnaan laporan akhir sesuai komentar dan permintaan pengawas Radio. IV. Program Pelaksanaan Pekerjaan4.1. UmumDalam melaksanakan pekerjaan akan dibagi atas tahapan sebagai berikut :Tahap pelaksanaan survey untuk mereview data tower antena, sistem kontrol, sensor dan instrumen, DCS, gedung, telekomunikasi, peralatan elektronika, komputer dan jaringan, komunikasi data dan catu daya, data sistem proteksi petir terpasang, dan jaringan instalasi listrik yang terkait, serta evaluasi. Tahap evaluasi dan analisa dilakukan penilaian tentang rancangan sistem proteksi yang ada dan perhitungan-perhitungan untuk penyusunan dasar-dasar perancangan. Tahap penyempurnaan dan perancangan akan dilakukan penyempurnaan terhadap rancangan sistem proteksi yang ada dengan menggunakan hasil-hasil perhitungan, dan analisa di atas sehingga dapat diselesaikan final design dan dapat dibuatkan engineering package. 4.2. Rencana Kegiatan Dalam tahap survey, analisa dan pembuatan rancangan dasar dilaksanakan antara lain pekerjaan-pekerjaan berikut : Survey tower antena, sistem kontrol, sensor dan instrumen, peralatan DCS, telekomunikasi, peralatan elektronika, komunikasi data dan catu daya beserta jaringannya serta sistem penangkal petir, sistem penyalur arus petir, dan sistem grounding yang terpasang. Survey sistem pentanahan dan penangkal petir terpasang. Survey kabel penghubung jaringan-jaringan sistem tenaga listrik. Survey catu daya untuk beban lampu di menara dan peralatan lain yang terpasang di luar bangunan. Survey peralatan komunikasi data, jaringan dan proteksinya serta sistem pentanahan yang terpasang. Survey instalasi lain yang terhubung secara galvanis dan elektris dengan peralatan di tower antena, sistem kontrol, sensor dan instrumen, peralatan DCS, gedung, telekomunikasi, komunikasi data dan catu daya beserta jaringannya. Perhitungan dan analisis sambaran langsung pada struktur/tower dan perhitungan tegangan lebih yang terjadi pada instalasi dan peralatan. Melakukan evaluasi terhadap rancangan sistem proteksi yang ada dan usulan penyempurnaannya. Dalam tahap perancangan maka pekerjaan akan meliputi : Penentuan kriteria design. Pembuatan konsep design. Pembuatan preliminary design atas dasar kriteria dan konsep design yang ditentukan. Pembuatan detail design. Pembuatan spesifikasi teknik dan daftar material. Penyusunan anggaran biaya dan jadwal pekerjaan. 4.3. Metoda dan Standar Perhitungan Perhitungan instalasi terhadap sambaran petir langsung dihitung dengan metoda electromagnetic concept dan collecting volume concept untuk mendapatkan daerah perlindungan maksimum dengan menggunakan karakteristik petir di daerah Bandung.Sistem pentanahan dari sistem proteksi petir dan instalasi yang akan dirpoteksi menggunakan konsep penyamaan tegangan atau equipotential yang menggunakan rel pentanahan (PEB) yang akan ditanahkan secara terpadu, sehingga tidak terjadi perbedaan potensial pada bagian-bagian instalasi, komponen dan metal perlindungan, sesuai dengan standar internasional yang berlaku, yakni IEC 61024-1/1993.Perhitungan tegangan lebih yang terjadi pada seluruh tower antena, ruang kontrol dan sensor serta instrumentasi, bangunan kantor, gedung, peralatan elektronik, telekomunikasi, komunikasi data dan jaringan, dan catu daya dilakukan dengan prinsip Lightning Protection Zone (LPZ) Concept (IEC 61024-1/1993). Dilakukan evaluasi tentang pengaruh tegangan lebih internal pada peralatan dari sisi kesesuaian elektromagnetik atau EMC - Electromagnetic Compatibility sesuai dengan standar IEC 61312/1997.
http://my-blog-its-me.blogspot.com/2008/08/gelombang-elektromagnetik.html(Ratna Febriani)