Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000 - Bab 2 SNI 04-0225-2000
21
Bagian 2 Persyaratan dasar
2.1 Proteksi untuk keselamatan2.1.1 Umum
2.1.1.1 Persyaratan dalam pasal ini dimaksudkan untuk menjamin keselamatan manusia,dan ternak dan keamanan harta benda dari bahaya dan kerusakan yang bisa ditimbulkanoleh penggunaan instalasi listrik secara wajar.CATATAN Pada instalasi listrik terdapat dua jenis risiko utama, yaitu :a) arus kejut listrik;b) suhu berlebihan yang sangat mungkin mengakibatkan kebakaran, luka bakar atau efek cedera lain.2.1.2 Proteksi dari kejut listrik2.1.2.1 Proteksi dari sentuh langsungManusia dan ternak harus dihindarkan/diselamatkan dari bahaya yang bisa timbul karenasentuhan dengan bagian aktif instalasi (sentuh langsung) dengan salah satu cara di bawahini:a) mencegah mengalirnya arus melalui badan manusia atau ternak;b) membatasi arus yang dapat mengalir melalui badan sampai suatu nilai yang lebih kecildari arus kejut.2.1.2.2 Proteksi dari sentuh tak langsungManusia dan ternak harus dihindarkan/diselamatkan dari bahaya yang bisa timbul karenasentuhan dengan bagian konduktif terbuka dalam keadaan gangguan (sentuh tak langsung)dengan salah satu cara di bawah ini:a) mencegah mengalirnya arus gangguan melalui badan manusia atau ternak;b) membatasi arus gangguan yang dapat mengalir melalui badan sampai suatu nilai yanglebih kecil dari arus kejut listrik;c) pemutusan suplai secara otomatis dalam waktu yang ditentukan pada saat terjadigangguan yang sangat mungkin menyebabkan mengalirnya arus melalui badan yangbersentuhan dengan bagian konduktif terbuka, yang nilai arusnya sama dengan atau lebihbesar dari arus kejut listrik.CATATAN Untuk mencegah sentuh tak langsung, penerapan metode ikatan penyama potensialadalah salah satu prinsip penting untuk keselamatan.2.1.3 Proteksi dari efek termal2.1.3.1 Instalasi listrik harus disusun sedemikian rupa sehingga tidak ada risikotersulutnya bahan yang mudah terbakar karena tingginya suhu atau busur api listrik.Demikian pula tidak akan ada risiko luka bakar pada manusia maupun ternak selamaperlengkapan listrik beroperasi secara normal.SNI 04-0225-2000222.1.4 Proteksi dari arus lebih2.1.4.1 Manusia atau ternak harus dihindarkan/diselamatkan dari cedera, dan harta bendadiamankan dari kerusakan karena suhu yang berlebihan atau stres elektromekanis karenaarus lebih yang sangat mungkin timbul pada penghantar aktif.Proteksi ini dapat dicapai dengan salah satu cara di bawah ini:a) pemutusan secara otomatis pada saat terjadi arus lebih sebelum arus lebih itu mencapainilai yang membahayakan dengan memperhatikan lamanya arus lebih bertahan;b) pembatasan arus lebih maksimum, sehingga nilai dan lamanya yang aman tidakterlampaui.2.1.5 Proteksi dari arus gangguan2.1.5.1 Penghantar, selain penghantar aktif, dan bagian lain yang dimaksudkan untukmenyalurkan arus gangguan harus mampu menyalurkan arus tersebut tanpa menimbulkansuhu yang berlebihan.CATATAN :a) Perhatian khusus harus diberikan pada arus gangguan bumi dan arus bocoran;b) Untuk penghantar aktif yang memenuhi 2.1.4.1, terjamin proteksinya dari arus lebih yangdisebabkan oleh gangguan.2.1.6 Proteksi dari tegangan lebih2.1.6.1 Manusia atau ternak harus dicegah dari cedera dan harta benda harus dicegahdari setiap efek yang berbahaya akibat adanya gangguan antara bagian aktif sirkit yangdisuplai dengan tegangan yang berbeda.2.1.6.2 Manusia dan ternak harus dicegah dari cedera dan harta benda harus dicegah darikerusakan akibat adanya tegangan yang berlebihan yang mungkin timbul akibat sebab lain(misalnya, fenomena atmosfer atau tegangan lebih penyakelaran).2.2 Proteksi perlengkapan dan instalasi listrik2.2.1 Perlengkapan listrik2.2.1.1 Pada setiap perlengkapan listrik harus tercantum dengan jelas :a) nama pembuat dan atau merek dagang;b) daya, tegangan, dan/atau arus pengenal;c) data teknis lain seperti disyaratkan SNI.2.2.1.2 Perlengkapan listrik hanya boleh dipasang pada instalasi jika memenuhi ketentuandalam PUIL 2000 dan/atau standar yang berlaku.2.2.1.3 Setiap perlengkapan listrik tidak boleh dibebani melebihi kemampuannya.SNI 04-0225-2000232.2.2 Instalasi listrik2.2.2.1 Instalasi yang baru dipasang atau mengalami perubahan harus diperiksa dan diujidulu sesuai dengan ketentuan mengenai :a) resistans isolasi (3.20);b) pengujian sistem proteksi (3.21);c) pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik (9.5.6).2.2.2.2 Instalasi listrik yang sudah memenuhi semua ketentuan tersebut dalam 2.2.2.1dapat dioperasikan setelah mendapat izin atau pengesahan dari instansi yang berwenangdengan syarat tidak boleh dibebani melebihi kemampuannya.2.3 Perancangan2.3.1 Umum2.3.1.1 Dalam merancang instalasi listrik, faktor-faktor dalam 2.3.2 – 2.3.5 harusdiperhatikan untuk menjamin:a) keselamatan manusia dan ternak dan keamanan harta benda sesuai dengan 2.1;b) berfungsinya instalasi listrik dengan baik sesuai dengan maksud penggunaannya.Informasi yang disyaratkan sebagai dasar perancangan disebutkan dalam 2.3.2 - 2.3.5,sedangkan persyaratan yang harus dipenuhi oleh rancangan dinyatakan dalam 2.3.6 -2.3.13.2.3.2 Karakteristik suplai2.3.2.1 Macam arus: arus bolak-balik (a.b.) dan/atau arus searah (a.s.).2.3.2.2 Macam dan jumlah penghantar:a) untuk a.b. : penghantar fase, penghantar netral, dan penghantar proteksi;b) untuk a.s. : penghantar yang setara dengan penghantar untuk a.b.2.3.2.3 Nilai dan toleransi dari tegangan, frekuensi, arus maksimum yang dibolehkan, danarus hubung pendek prospektif.2.3.2.4 Tindakan proteksi yang melekat pada suplai, misalnya netral atau kawat tengahyang dibumikan;2.3.2.5 Persyaratan khusus dari perusahaan suplai listrik.2.3.3 Macam kebutuhan akan listrik2.3.3.1 Jumlah dan jenis sirkit yang diperlukan untuk penerangan, pemanasan, daya,kendali, sinyal, telekomunikasi dan lain-lain ditentukan oleh:a) lokasi titik kebutuhan akan listrik;SNI 04-0225-200024b) beban yang diharapkan pada semua sirkit;c) variasi harian dan tahunan dari kebutuhan akan listrik;d) kondisi khusus;e) persyaratan untuk kendali, sinyal, telekomunikasi dan lain-lain.2.3.4 Suplai daruratDalam hal dibutuhkan suplai darurat perlu memperhatikan :a) sumber suplai (karakteristik, macam)b) sirkit yang disuplai oleh sumber darurat.2.3.5 Kondisi lingkungan2.3.5.1 Dalam menetapkan kondisi lingkungan penggunaan perlengkapan instalasi, perludiperhitungkan beberapa faktor dan parameter lingkungan terkait, dan dipilih tingkatkeparahan akibat parameter lingkungan tersebut. Faktor dan parameter lingkungan tersebut,antara lain :a) kondisi iklim : dingin/panas, kelembaban, tekanan, gerakan media sekelilingpenguapan, radiasi dan air selain dari hujan.b) kondisi biologis : flora dan fauna seperti jamur dan rayap.c) bahan kimia aktif : garam, sulfur dioksida, hidrogen sulfit, nitrogen oksida, ozon,amonia, klor, hidrogen klorida, hidrogen flor dan hidrokarbonorganik.d) bahan mekanis aktif : pasir, debu, debu melayang, sedimen debu, lumpur dan jelaga.e) cairan pengotor : berbagai minyak, cairan pendingin, gemuk, bahan bakar dan airbaterai.f) kondisi mekanis : getaran, jatuh bebas, benturan, gerakan berputar, deviasi sudut,percepatan, beban statis dan roboh.g) gangguan listrik dan elektromagnet :medan magnet, medan listrik, harmonik, tegangan sinyal, variasitegangan dan frekuensi, dan tegangan induksi dan transien.CATATAN Lihat IEC 60364-3 : Electrical Installations Instrument of Buildings Part 3 : Assesmentof General Characteristics dan IEC 721 : Classification of Environmental Conditions.2.3.6 Luas penampang penghantar2.3.6.1 Ukuran penghantar dinyatakan dalam satuan metrik.2.3.6.2 Jika bahan penghantar tidak dijelaskan dalam PUIL 2000, yang dimaksudkanadalah penghantar tembaga.SNI 04-0225-2000252.3.6.3 Jika digunakan penghantar bukan tembaga, ukurannya harus disesuaikan dengankemampuan hantar arusnya.2.3.6.4 Luas penampang penghantar harus ditentukan sesuai dengan:a) suhu maksimum yang diizinkan;b) susut tegangan yang diizinkan;c) stres elektromagnetis yang mungkin terjadi karena hubung pendek;d) stres mekanis lainnya yang mungkin dialami penghantar;e) impedans maksimum berkenaan dengan berfungsinya proteksi hubung pendek.CATATAN Butir-butir di atas terutama menyangkut keamanan instalasi listrik. Luas penampangyang lebih besar dari yang diperlukan untuk keselamatan mungkin dikehendaki untuk pengoperasianyang ekonomis.2.3.7 Jenis pengawatan dan cara pemasangan2.3.7.1 Pemilihan jenis pengawatan dan cara pemasangan bergantung pada:a) sifat lokasi;b) sifat dinding atau bagian lain dari bangunan yang menyangga pengawatan;c) dapat terjangkaunya pengawatan oleh manusia atau ternak;d) tegangan;e) stres elektromekanis yang mungkin terjadi karena hubung-pendek;f) stres lain yang mungkin dialami oleh pengawatan itu selama pemasangan instalasi listrikatau waktu pengoperasian.2.3.8 Gawai proteksi2.3.8.1 Karakteristik gawai proteksi harus ditentukan berdasarkan fungsinya, yaitu proteksidari efek:a) arus lebih (beban lebih, hubung pendek);b) arus gangguan bumi;c) tegangan lebih;d) tegangan kurang atau tak bertegangan.Gawai proteksi harus beroperasi pada nilai arus, tegangan dan waktu yang sesuai berkaitandengan karakteristik sirkit dan kemungkinan terjadinya bahaya.SNI 04-0225-2000262.3.9 Kendali darurat2.3.9.2 Bila dalam keadaan bahaya, diperlukan pemutusan suplai dengan segera, gawaipemutus harus dipasang sehingga dengan mudah dapat dikenali dan dioperasikan denganefektif dan cepat.2.3.10 Gawai pemisah2.3.10.1 Gawai pemisah perlu disediakan untuk memungkinkan pemisahan instalasi listrik,sirkit atau setiap bagian radas, yang diperlukan untuk pemeliharaan, pengujian,pendeteksian gangguan atau perbaikan.2.3.11 Pencegahan pengaruh timbal-balik2.3.11.1 Instalasi listrik harus ditata sehingga tidak akan terjadi saling mempengaruhi yangmerugikan antara instalasi listrik dan bukan instalasi listrik dalam bangunan.2.3.12 Keterjangkauan perlengkapan listrik2.3.12.1 Perlengkapan listrik harus ditata sehingga terpenuhi keperluan:a) ruangan yang memadai untuk pemasangan awal dan penggantian setiap bagianperlengkapan listrik di hari kemudian;b) keterjangkauan dalam pengoperasian, pengujian, penginspeksian, pemeliharaan, danperbaikan.2.3.13 Ruang kerja di sekitar perlengkapan listrik2.3.13.1 Ruang kerja di sekitar perlengkapan listrik dan jalan masuk ke ruang tersebutharus cukup luas dan terpelihara agar pelayanan kepada dan pemeliharaan perlengkapanlistrik dapat dilakukan dengan mudah dan aman. Dalam hubungan ini, bagian yang perludiperhatikan adalah:a) ruang pelayanan depan;b) jalan dan pintu masuk ke ruang pelayanan;c) ruang kerja ;d) ruang bebas;e) penerangan;f) ruang di atas kepala.CATATAN Uraian lengkap butir a sampai dengan f tersebut di atas terdapat pada BAB 5, 6, 8,dan 9.2.3.13.2 Pada bagian yang berpotensi akan timbulnya bahaya atau kemungkinankesalahan kerja harus dipasang panduan pengoperasian atau petunjuk pelaksanaan ataupapan peringatan baik berupa lambang, gambar, huruf, angka atau sarana lain yang dapatmencegah timbulnya bahaya atau terjadinya kesalahan kerja.SNI 04-0225-2000272.4 Pemilihan perlengkapan listrik2.4.1 Umum2.4.1.1 Setiap bagian perlengkapan listrik yang digunakan dalam instalasi listrik harusmemenuhi PUIL 2000 dan/atau standar yang berlaku.2.4.2 Karakteristik2.4.2.1 Setiap bagian perlengkapan listrik yang dipilih harus mempunyai karakteristik yangsesuai dengan nilai dan kondisi yang mendasari perancangan instalasi listrik (lihat 2.3), dankhususnya harus memenuhi persyaratan dalam butir 2.4.2.2 – 2.4.2.5 berikut.2.4.2.2 TeganganPerlengkapan listrik harus mampu terhadap tegangan kontinu maksimum (nilai efektif a.b.)yang mungkin diterapkan, dan tegangan lebih yang mungkin terjadi.CATATAN Untuk perlengkapan tertentu, perlu diperhatikan tegangan terendah yang mungkinterjadi.2.4.2.3 ArusSemua perlengkapan listrik harus dipilih dengan memperhatikan arus kontinu maksimum(nilai efektif a.b.) yang terjadi pada pelayanan normal, dan dengan mengingat pula arus yangmungkin terjadi pada kondisi tidak normal dan lamanya arus tersebut diperkirakan mengalir(misalnya waktu operasi dari gawai pengaman bila ada).2.4.2.4 FrekuensiApabila frekuensi berpengaruh pada karakteristik perlengkapan listrik, frekuensi pengenaldari perlengkapan itu harus sesuai dengan frekuensi yang mungkin terjadi dalam sirkit itu.2.4.2.5 DayaSemua perlengkapan listrik yang dipilih berdasarkan karakteristik dayanya, harus sesuaidengan tugas yang dibebankan kepada perlengkapan tersebut, dengan memperhitungkanfaktor beban dan kondisi pelayanan normal.2.4.3 Kondisi instalasi dan pencegahan pengaruh yang merusak2.4.3.1 Dalam memilih perlengkapan instalasi listrik, termasuk juga menentukan jenis,ukuran, tegangan dan kemampuannya, harus diperhatikan hal berikut :a) kesesuaian dengan maksud pemasangan dan penggunaannya;b) kekuatan dan keawetannya, termasuk bagian yang dimaksudkan untuk melindungiperlengkapan lain;c) keadaan dan resistans isolasinya;d) pengaruh suhu, baik pada keadaan normal maupun tidak normal;e) pengaruh api;SNI 04-0225-200028f) pengaruh kelembaban.2.4.3.2 Kondisi instalasiSemua perlengkapan listrik harus dipilih sehingga mampu dengan aman menahan stres dankondisi lingkungan yang mungkin dialaminya.Namun, apabila suatu bagian perlengkapan yang menurut rancangannya tidak memiliki sifatyang sesuai dengan lokasinya, perlengkapan itu mungkin masih bisa digunakan dengansyarat dilengkapi proteksi tambahan yang memadai sebagai bagian dari instalasi listrik yanglengkap.2.4.3.3 Pencegahan dari efek yang merusakSemua perlengkapan listrik harus dipilih sehingga tidak mempengaruhi dan tidakmenyebabkan efek merusak pada perlengkapan lain atau mengganggu suplai selamapelayanan normal, termasuk operasi penyakelaran.Dalam konteks ini, faktor-faktor yang mungkin berpengaruh, termasuk antara lain :a) faktor daya;b) arus kejut awal (inrush current);c) beban tak seimbang;d) harmonik.2.4.4 Gawai proteksi2.4.4.1 Pemutus sirkit harus mempunyai kapasitas pemutusan sekurang-kurangnya samadengan hasil perkalian tegangan nominal dan arus putus.2.4.4.2 Gawai proteksi arus-lebih dan karakteristik sirkit yang diamankan, harus dipilih dandikoordinasikan sehingga kerusakan komponen listrik sirkit dapat dicegah atau dikurangi.2.5 Pemasangan dan verifikasi awal instalasi listrik2.5.1 Umum2.5.1.1 Instalasi listrik harus dipasang sehingga menghasilkan kerja yang baik, dikerjakanoleh personel yang berkualitas sesuai dengan bidangnya, dan menggunakan bahan yangtepat.2.5.1.2 Pengawatan harus dilakukan sehingga bebas dari hubung pendek dan hubungbumi.2.5.1.3 Perlengkapan listrik yang dipasang harus bermutu laik pasang dan/atau memenuhipersyaratan standar (lihat 2.2.1.2).2.5.1.4 Karakteristik tertentu dari perlengkapan listrik seperti tersebut dalam 2.4.2, tidakboleh memburuk dalam proses pemasangannya.SNI 04-0225-2000292.5.1.5 Perlengkapan listrik harus dirawat dengan baik untuk mencegah kemungkinanmenurunnya mutu perlengkapan listrik akibat proses tertentu dalam masa penyimpanan,persiapan, pelaksanaan pekerjaan dan masa penggunaan.2.5.2 Penandaan dan polaritas2.5.2.1 Setiap sirkit suplai, rel atau sirkit cabang pada titik sumbernya harus ditandaidengan jelas maksud penggunaannya dengan tanda yang cukup awet terhadap pengaruhcuaca sekitarnya. Penandaan yang demikian itu diperlukan pula bagi setiap sarana pemutusuntuk motor dan peranti listrik. Penandaan tidak diperlukan apabila maksud penggunaannyasudah jelas dari penempatannya.2.5.2.2 Penghantar proteksi dan penghantar netral harus bisa diidentifikasi, paling tidakpada terminalnya, dengan warna atau cara lain. Penghantar-penghantar berbentuk kawatatau kabel yang fleksibel, harus bisa diidentifikasi dengan warna atau cara lain sepanjangpenghantarnya.2.5.2.3 Sakelar harus dipasang sehingga :a) bagian yang dapat bergerak, tidak bertegangan pada waktu sakelar dalam keadaanterbuka atau tidak menghubung;b) kedudukan kontak semua tuas sakelar dan tombol sakelar dalam satu instalasi harusseragam; misalnya akan menghubung jika tuasnya didorong ke atas atau tombolnyaditekan.2.5.2.4 Fiting lampu jenis Edison harus dipasang dengan cara menghubungkan kontakdasarnya pada penghantar fase, dan kontak luarnya pada penghantar netral (lihat jugaBAB 5).2.5.2.5 Pengaman lebur jenis D (Diazed) harus dipasang dengan kontak luarnyamenghubung pada penghantar yang menuju ke beban.2.5.2.6 Kotak-kontak fase tunggal, baik yang berkutub dua maupun tiga harus dipasangsehingga kutub netralnya ada di sebelah kanan atau di sebelah bawah kutub tegangan.2.5.3 Pemasangan dan penempatan perlengkapan listrik2.5.3.1 Jika tidak ada ketentuan lain, perlengkapan listrik tidak boleh ditempatkan di :a) daerah lembab atau basah;b) ruang yang mengandung gas, uap, debu, cairan, atau zat lain yang dapat merusakkanperlengkapan listrik;c) ruang yang suhunya melampaui batas normal (lihat BAB 8).2.5.3.2 Selama masa pembangunan, perlengkapan listrik yang hanya boleh dipasang diruang kering harus dilindungi terhadap cuaca untuk mencegah perlengkapan tersebutmengalami kerusakan yang permanen (lihat BAB 8).2.5.3.3 Perlengkapan listrik harus dipasang dengan rapi dan dengan cara yang baik dantepat.SNI 04-0225-2000302.5.3.4 Perlengkapan listrik harus dipasang kokoh pada tempatnya sehingga letaknyatidak berubah oleh gangguan mekanis.2.5.3.5 Semua peranti listrik yang dihubungkan pada instalasi harus dipasang danditempatkan secara aman dan, jika perlu, dilindungi agar tidak menimbulkan bahaya.2.5.4 Sambungan listrik2.5.4.1 Semua sambungan listrik harus baik dan bebas dari gaya tarik.2.5.4.2 Sambungan antarpenghantar dan antara penghantar dan perlengkapan listrik yanglain harus dibuat sedemikian sehingga terjamin kontak yang aman dan andal.2.5.4.3 Gawai penyambung seperti terminal tekan, penyambung puntir tekan, ataupenyambung dengan solder harus sesuai dengan bahan penghantar yang disambungnyadan harus dipasang dengan baik (lihat juga 2.5.4.4).2.5.4.4 Dua penghantar logam yang tidak sejenis (seperti tembaga dan aluminium atautembaga berlapis aluminium) tidak boleh disatukan dalam terminal atau penyambung puntirkecuali jika alat penyambung itu cocok untuk maksud dan keadaan penggunaannya.2.5.4.5 Sambungan penghantar pada terminal harus terjamin kebaikannya dan tidakmerusakkan penghantar. Menyambung kabel fleksibel harus menggunakan sambung tekan(termasuk jenis sekrup), sambung solder atau sambung puntir. Sepatu kabel harusdisambungkan dengan mur baut secara baik.2.5.4.6 Sambung puntir harus dilaksanakan dengan:a) menggunakan penyambung puntir; ataub) cara dilas atau disolder. Sebelum dilas atau disolder, sambungan itu harus dipuntir dahuluagar diperoleh sambungan yang baik secara mekanis dan listrik.2.5.4.7 Bahan yang digunakan seperti solder, fluks, dan pasta harus terbuat dari jenisyang tidak berakibat buruk terhadap instalasi dan perlengkapan listrik.2.5.5 Bagian aktif2.5.5.1 Jika tidak ditentukan lain, bagian aktif perlengkapan listrik yang bekerja padategangan di atas 50 V harus dilindungi dari sentuhan dengan selungkup yang sesuai, ataudengan salah satu cara di bawah ini :a) menempatkannya dalam ruang atau selungkup yang hanya boleh dimasuki oleh orangyang berwenang;b) menempatkannya di belakang pagar atau kisi yang hanya boleh dimasuki oleh orang yangberwenang;c) menempatkannya di balkon, serambi atau panggung yang hanya boleh dimasuki olehorang yang berwenang;d) menempatkannya pada ketinggian sekurang-kurangnya 2,5 m di atas lantai.SNI 04-0225-2000312.5.5.2 Perlengkapan listrik yang terdapat di tempat yang rawan kerusakan fisik harusdilengkapi dengan selungkup atau pelindung yang kuat, dan ditempatkan sehinggaperlengkapan listrik tercegah dari kerusakan.2.5.5.3 Pintu masuk ke ruang dan ke tempat terlindung yang tidak tercakup dalam 2.5.5.1dan 2.5.5.2 di atas, yang di dalamnya terdapat bagian aktif terbuka, harus diberi tandaperingatan yang jelas.2.5.6 Bagian yang menimbulkan percikan api2.5.6.1 Bagian perlengkapan listrik yang pada waktu kerja normal mengeluarkan ataumenimbulkan percikan api, busur api, atau logam leleh, harus diberi selungkup kecuali jikaterpisah atau terisolasi dari bahan yang mudah menyala atau terbakar.2.5.6.2 Semua perlengkapan listrik yang dapat menimbulkan suhu tinggi, percikan apiatau busur api listrik harus ditempatkan atau dilindungi sedemikian sehingga terhindar daririsiko kebakaran dari bahan yang mudah terbakar. Bila bagian perlengkapan listrik bersuhutinggi itu terbuka, sehingga mungkin mencederai manusia, maka bagian tersebut harusditempatkan atau dilindungi sehingga sentuhan yang tak disengaja dengan bagian tersebutdapat dicegah.2.5.7 Nilai resistans isolasi instalasi tegangan rendah2.5.7.1 Dalam keadaan normal, instalasi harus mempunyai resistans isolasi yangmemadai.2.5.7.2 Nilai resistans isolasi semua perlengkapan dalam keadaan tidak dibumikan, baikresistans isolasi antara penghantar yang satu dan penghantar yang lain, maupun antarapenghantar dan bumi, harus sekurang-kurangnya seperti dijelaskan dalam 3.20.2.5.8 Pemeriksaan dan pengujian (verifikasi)2.5.8.1 Instalasi listrik harus diuji dan diperiksa sebelum dioperasikan dan/atau setelahmengalami perubahan penting untuk membuktikan bahwa pekerjaan pemasangan telahdilaksanakan sebagaimana semestinya sesuai dengan PUIL 2000 dan/atau standar lainyang berlaku.2.5.8.2 Instalasi dalam pabrik atau bengkel, instalasi dengan 100 titik beban atau lebih,dan instalasi dengan daya lebih dari 5 kW, sebaiknya keadaan resistans isolasinya diperiksasecara berkala, dan jika resistans isolasinya tidak memenuhi ketentuan atau terlihat adanyagejala penurunan instalasi itu harus diperbaiki.2.5.8.3 Pengukuran resistans isolasi harus dilakukan dengan gawai khusus yang baik dantelah ditera.2.5.8.4 Resistans isolasi harus diuji dengan cara seperti dijelaskan dalam 3.20.2.5.8.5 Pada sistem IT harus ada sekurang-kurangnya satu gawai yang dipasangpermanen untuk memantau keadaan isolasi instalasi (gawai monitor isolasi, lihat 3.14.2.2).SNI 04-0225-2000322.6 Pemeliharaan2.6.1 Ruang lingkup2.6.1.1 Pemeliharaan instalasi listrik meliputi program pemeriksaan, perawatan, perbaikan,dan pengujian ulang berdasarkan petunjuk pemeliharaan yang telah ditentukan.2.6.1.2 Pemeliharaan tersebut pada 2.6.1.1 dimaksudkan agar instalasi selalu baik danbersih serta penggunaan dan perbaikannya dengan mudah dan aman sehingga instalasiberfungsi dengan baik sesuai dengan yang diharapkan.2.6.2 Ketentuan dasarUntuk memelihara dan memperoleh instalasi seperti tersebut pada 2.6.1.2 harus diikutipetunjuk pemeliharaan seperti tertuang dalam Bagian 9, 9.12.
(Thanks to Pak Deni)
Selasa, 07 Oktober 2008
Sistem Proteksi Petir Internal Pada Bangunan
SISTEM PROTEKSI PETIR SISTEM PROTEKSI PETIR INTERNAL PADA BANGUNAN - MODUL II
TUJUAN1. Memahami parameter-parameter system proteksi petir pada bangunan dengan melakukan eksperimen di lapangan2. Memahami konsep zone proteksi3. Menghitung tegangan lebih petir yang mungkin terjadi akibat sambaran tidak langsungPERALATAN1. Earth Resistance Tester2. Meteran3. Booklet Data Petir
PENDAHULUAN Konsep Zona Proteksi
Lightning Zone Protection Concept According to IEC 61024
Berdasarkan standar petir dari IE, daerah system proteksi dibagi atas beberapa daerah atau zona sebagai berikut :Zone OA : An area having a possibility to be stricken directly by the lightningZone OB : An area protected from a direct strike, but having an electromagnetic impulse effect as the direct lightning strike.Zone 1 : An Area protected from a direct lightning strike, but having an electromagnetic impulse effect damped by the building structure.Zone 2 : A zone area in zone 1 having an additional protection such as cabinetZone 3 : A zone in zone 2 having an additional protection such as a casing or other shielding
Konsep umum dari LPS mengacu pada standar IEC tersebut diklasifikasikan menjadi dua komponen berikut :1. Proteksi eksternal untuk menghindari sambaran langsung yang membahayakan manusia, struktur dan peralatan. Sistem ini menyebabkan zona 0B diletakkan pada zona 0A. LPS eksternal dilakukan dengan memasang finial udara, down conductor dan system grounding.2. Proteksi internal adalah untuk menghindari dan mereduksi impuls elektromagnetik yang dibangkitkan oleh sambaran petir pada zona 1, 2. Proteksinya dilakukan dengan melakukan kombinasi berikut :· Shielding dan manajemen rute kabel· Bonding seluruh komponen metal didalam zona proteksi, yang mungkin akan berbeda tegangan.· Memasang arrester pada saluran listrik, telekomunikasi, data dan lainnya yang dating dari zona proteksi yang berbeda atau zona proteksi yang lebih.
Contoh Proteksi Bertingkat pada Listrik
Tegangan Lebih Tidak Langsung
Faktor-faktor yang dapat menyebabkan terjadinya tegangan lebih petir pada peralatan elektronik dan jaringan listrik dapat melalui mekanisme :· Induksi elektromagnetik· Konduksi· Elevasi tegangan
Bila ada suatu sambaran yang menyambar jaringan kabel, maka akan menimbulkan tegangan yang tinggi di kabel maupun disisi suatu peralatan. Tegangan yang timbul sebesar :V=I.RBesarnya tegangan induksi yang dihasilkan dapat dinyatakan sebagai berikut :
U induksi = M .di/dt dan M= 0,2.b.ln c/a
Dengan
B adalah lebar gelung (m)C adalah panjanga gelung ke tiang penghantar (m)A adalah jarak gelung ke tiang penghantar (m)
Tegangan lebih pada loop induktif
Sambaran tidak langsung dapat menyebabkan terjadinya elevasi tegangan dan menimbulkan tegangan lebih pada peralatan :
U=?.I/4?.L.M[G(z+L,y,z)-G(z,y,z)+G(z-2D,y,z)-G(z-2D-L,y,x)]DenganI adalah arus puncak petir? adalah konstantan spesifikasi tanahL adalah panjang elektroda M adalah panjang elektroda pentanahanD adalah kedalaman ujung atas elektroda dari permukaan tanahX adalah jarak antar konduktor
TUJUAN1. Memahami parameter-parameter system proteksi petir pada bangunan dengan melakukan eksperimen di lapangan2. Memahami konsep zone proteksi3. Menghitung tegangan lebih petir yang mungkin terjadi akibat sambaran tidak langsungPERALATAN1. Earth Resistance Tester2. Meteran3. Booklet Data Petir
PENDAHULUAN Konsep Zona Proteksi
Lightning Zone Protection Concept According to IEC 61024
Berdasarkan standar petir dari IE, daerah system proteksi dibagi atas beberapa daerah atau zona sebagai berikut :Zone OA : An area having a possibility to be stricken directly by the lightningZone OB : An area protected from a direct strike, but having an electromagnetic impulse effect as the direct lightning strike.Zone 1 : An Area protected from a direct lightning strike, but having an electromagnetic impulse effect damped by the building structure.Zone 2 : A zone area in zone 1 having an additional protection such as cabinetZone 3 : A zone in zone 2 having an additional protection such as a casing or other shielding
Konsep umum dari LPS mengacu pada standar IEC tersebut diklasifikasikan menjadi dua komponen berikut :1. Proteksi eksternal untuk menghindari sambaran langsung yang membahayakan manusia, struktur dan peralatan. Sistem ini menyebabkan zona 0B diletakkan pada zona 0A. LPS eksternal dilakukan dengan memasang finial udara, down conductor dan system grounding.2. Proteksi internal adalah untuk menghindari dan mereduksi impuls elektromagnetik yang dibangkitkan oleh sambaran petir pada zona 1, 2. Proteksinya dilakukan dengan melakukan kombinasi berikut :· Shielding dan manajemen rute kabel· Bonding seluruh komponen metal didalam zona proteksi, yang mungkin akan berbeda tegangan.· Memasang arrester pada saluran listrik, telekomunikasi, data dan lainnya yang dating dari zona proteksi yang berbeda atau zona proteksi yang lebih.
Contoh Proteksi Bertingkat pada Listrik
Tegangan Lebih Tidak Langsung
Faktor-faktor yang dapat menyebabkan terjadinya tegangan lebih petir pada peralatan elektronik dan jaringan listrik dapat melalui mekanisme :· Induksi elektromagnetik· Konduksi· Elevasi tegangan
Bila ada suatu sambaran yang menyambar jaringan kabel, maka akan menimbulkan tegangan yang tinggi di kabel maupun disisi suatu peralatan. Tegangan yang timbul sebesar :V=I.RBesarnya tegangan induksi yang dihasilkan dapat dinyatakan sebagai berikut :
U induksi = M .di/dt dan M= 0,2.b.ln c/a
Dengan
B adalah lebar gelung (m)C adalah panjanga gelung ke tiang penghantar (m)A adalah jarak gelung ke tiang penghantar (m)
Tegangan lebih pada loop induktifSambaran tidak langsung dapat menyebabkan terjadinya elevasi tegangan dan menimbulkan tegangan lebih pada peralatan :
U=?.I/4?.L.M[G(z+L,y,z)-G(z,y,z)+G(z-2D,y,z)-G(z-2D-L,y,x)]DenganI adalah arus puncak petir? adalah konstantan spesifikasi tanahL adalah panjang elektroda M adalah panjang elektroda pentanahanD adalah kedalaman ujung atas elektroda dari permukaan tanahX adalah jarak antar konduktor
Tegangan lebih pada kabel, akibat sambaran tidak langsung
Sistem Proteksi Petir Eksternal Pada Bangunan
SISTEM PROTEKSI PETIR EKSTERNAL PADA BANGUNAN - MODUL I
Tujuan1. Memahami parameter-parameter system proteksi petir pada bangunan dengan melakukan eksperimen di lapangan2. Menghitung sudut lindung dari batang finial3. Menghitung tegangan lebih yang mungkin terjadi akibat sambaran tidak langsung4. Melakukan pemasangan grounding dengan CALDWELL
Peralatan1. Paper Board2. Earth Resistance Tester3. Meteran4. Booklet Data Petir
PendahuluanKonsep ElektrogeometriKonsep ini dikenal sebagai bola gelinding petir. Konsep ini digunakan untuk menentukan sudut lindung dari system proteksi eksternal.
Untuk menentukan sudut lindung yang diberikan oleh batang finial udara dapat dihitung dengan menggunakan rumus empiris dari Hasse dan Wiesinger.
Impendansi TowerImpendansi surja tower dapat dip
eroleh dengan melakukan perhitungan sebagai berikut : Induktansi tower dapat diturunkan bila impendansi surja dan tahanan kaki tower diketahui dengan menggunakan kurva berikut ini
Effective Tower per Meter Of Length as Function of Tower Surge Impedance and Tower Footing ResistanceAnderson, JG, Transmission Line Reference Book, 245 kV and Above, 2nd ed,Palo Alto, California : Electric Power Research Institute, 1982
Tegangan Jatuh pada TowerBila Tower disambar maka terjadi tegangan yang dirumuskan sebagai berikut, U =R.i+L.di/dt, dimana U adalah tegangan lebih yang terjadi pada tower (kV), R adalah tahanan kaki tower, I adalah arus puncak petir (kA), L adalah induktansi (down conductor : tower, kabel, bc, plat dll) (H) dan di/dt adalah kecuraman arus petir (kA/µs)
Metoda Collection Volume An Alternative design procedure to the conventional protection as the franklin rod, faraday cage and the rolling sphere approaches is known the “Collection Volume” method. This design method is based on the work of DR. A.J. Eriksson. Design parameters using the Collection Volume method include structure height, field intensification of structural projection, leader charge, site height and relative propagation velocities of the intercepting leaders. The model can be developed for three dimension structures and offers a more rigorous approach to lightning protection design. Berikut ini perbandingan Metode Collection Volume Terminal Early Streamer dengan Terminal Konvensional (Franklin)
(Disarikan dari Training - ITB On Comprehensived Course - Sistem Proteksi Petir dan OverVoltage Pada Jaringan Listrik, Komputer, Data, Telekomunikasi, Instrumentasi, Sistem Control, Tower dan Peralatan, Tanki dan Kilang Minyak - PT Zeus Prima Garda 26-29 November 2007))
Peralatan1. Paper Board2. Earth Resistance Tester3. Meteran4. Booklet Data Petir
PendahuluanKonsep ElektrogeometriKonsep ini dikenal sebagai bola gelinding petir. Konsep ini digunakan untuk menentukan sudut lindung dari system proteksi eksternal.
Untuk menentukan sudut lindung yang diberikan oleh batang finial udara dapat dihitung dengan menggunakan rumus empiris dari Hasse dan Wiesinger.
Impendansi TowerImpendansi surja tower dapat dip
eroleh dengan melakukan perhitungan sebagai berikut : Induktansi tower dapat diturunkan bila impendansi surja dan tahanan kaki tower diketahui dengan menggunakan kurva berikut ini
Effective Tower per Meter Of Length as Function of Tower Surge Impedance and Tower Footing ResistanceAnderson, JG, Transmission Line Reference Book, 245 kV and Above, 2nd ed,Palo Alto, California : Electric Power Research Institute, 1982
Tegangan Jatuh pada TowerBila Tower disambar maka terjadi tegangan yang dirumuskan sebagai berikut, U =R.i+L.di/dt, dimana U adalah tegangan lebih yang terjadi pada tower (kV), R adalah tahanan kaki tower, I adalah arus puncak petir (kA), L adalah induktansi (down conductor : tower, kabel, bc, plat dll) (H) dan di/dt adalah kecuraman arus petir (kA/µs)
Metoda Collection Volume An Alternative design procedure to the conventional protection as the franklin rod, faraday cage and the rolling sphere approaches is known the “Collection Volume” method. This design method is based on the work of DR. A.J. Eriksson. Design parameters using the Collection Volume method include structure height, field intensification of structural projection, leader charge, site height and relative propagation velocities of the intercepting leaders. The model can be developed for three dimension structures and offers a more rigorous approach to lightning protection design. Berikut ini perbandingan Metode Collection Volume Terminal Early Streamer dengan Terminal Konvensional (Franklin)
(Disarikan dari Training - ITB On Comprehensived Course - Sistem Proteksi Petir dan OverVoltage Pada Jaringan Listrik, Komputer, Data, Telekomunikasi, Instrumentasi, Sistem Control, Tower dan Peralatan, Tanki dan Kilang Minyak - PT Zeus Prima Garda 26-29 November 2007))Teori Penunjang Proteksi Petir
TEORI PENUNJANG Sumber-sumber Tegangan LebihTegangan lebih yang sering menimbulkan gangguan dalam system tenaga listrik berasal dari dua sumber utama yaitu tegangan lebih internal dan tegangan lebih eksternal. Sumber tegangan lebih internal meliputi operasi on/ off switching dan gangguan tidak simetris terutama system yang netralnya tidak ditanahkan.Tegangan lebih eksternal berasal dari gangguan yang terjadi di atmosfer. Penyebab utama tegangan lebih eksternal adalah sambaran petir. Sambaran petir ini dapat menimbulkan gangguan pada system tenaga listrik seperti yang akan dijelaskan dalam pembahasan selanjutnya.
Proses Terjadinya PetirDialam sekitar kita petir terjadi pada awan yang mulai membesar menuju awan badai. Petir terlihat sebagai lompatan bunga api raksasa yang karena begitu besarnya maka ketika melesat menyebabkan badan awan menjadi terang benderang. Suara guruh yang terdengar ketika terjadi petir disebabkan oleh gesekan antara muatan dari awan yang berkecepatan dan berenergi tinggi dengan udara disekitarnya. Gesekan menyebabkan temperatur udara pada lintasan yang dilalui menjadi tinggi dalam waktu yang sangat cepat, sehingga udara mengembang dengan cepat dan molekulnya saling bertabrakan menyebabkan bunyi keras.
Pengertian Petir.Petir terjadi apabila muatan di beberapa bagian atmosfer kuat medan listriknya mencapai nilai yang cukup tinggi menyebabkan kegagalan listrik di udara sehingga timbul peralihan muatan listrik yang besar. Peralihan muatan ini dapat terjadi didalam awan, antara awan dan dari awan ke permukaan bumi.
Sumber terjadinya petir adalah awan commulonimbus atau awan guruh yang berbentuk gumpalan dengan ukuran vertical lebih besar dari ukuran horizontal. Ukuran vertical dapat mencapai 14 km dan ukuran horizontal berkisar 1,5 sampai 7,5 km. Karena ukuran vertikalnya yang cukup besar terjadi perbedaan temperatur antara bagian bawah dengan bagian atas. Bagian bawah bisa mencapai 5oC sedangkan bagian atas –60oC.
Loncatan diawali dengan berkumpulnya uap air didalam awan. Karena perbedaan temperatur yang sangat besar antara bagian bawah dengan bagian yang lebih di atas, butiran air bagian bawah yang temperaturnya lebih hangat berusaha berpindah ke bagian atas sehingga mengalami pendinginan dan membentuk kristal es. Kristal es yang lebih berat daripada butiran air yang naik saling mendesak sehingga timbul gesekan yang menimbulkan pemisahan muatan. Butir air yang bergerak naik membawa muatan positip sedangkan kristal es membawa muatan negatip sehingga terbentuk awan yang mirip dengan dipole listrik. Pada saat tegangan antara ujung awan sudah cukup besar terjadilah pelepasan muatan listrik.
Struktur listrik awan guruh dinyatakan dalam gambar 2.1 berikut ini
Gambar 2.1 Struktur Muatan Listrik Awan Guruh.Sumber : Gallanger TJ and Pearmain AJ High Voltage Measurement Testing and Design. Hal. 30 Mekanisme Petir
Mekanisme terjadinya sambaran petir dibagi menjadi sambaran perintis dan sambaran balik.Sambaran Perintis (Initial Leader)Peralihan muatan ke tanah dimulai dengan sambaran yang menjalar ke dekat dasar daerah bermuatan negatif dengan sambaran yang menjalar ke dekat dasar daerah bermuatan negatip dalam awan melalui beberapa tahapan.Tiap tahapan akan kelihatan sebagai kilatan yang bertambah. Hal ini disebabkan oleh udara yang terionisasi di ujung sambaran. Sambaran perintis menuju ke tanah dengan kecepatan rata-rata 10^8 cm/detik melalui zig-zag. Sambaran ini mengangkut muatan negatip sepanjang lintasannya sehingga menciptakan medan listrik dalam ruang antara ujung sambaran perintis dengan tanah.
Sambaran Balik (Return Stroke)Pada saat sambaran perintis mencapai ketinggian tertentu dari permukaan bumi maka dimulailah sambaran positip ke atas untuk menemui ujung sambaran perintis yang bermuatan negatip. Kilasan cahaya dari sambaran balik ini jauh lebih besar dari sambaran perintis. Sambaran balik menjalar melalui lintasan perintis yang terionisasi dengan kecepatan 3.10^9 cm/detik. Arus dari sambaran balik inilah yang menjadi arus utama petir yang berkisar 5kA sampai 200kA dengan nilai rata-rata arus puncak 20kA
Sambaran Balik (Return Stroke)Pada saat sambaran perintis mencapai ketinggian tertentu dari permukaan bumi maka dimulailah sambaran positip ke atas untuk menemui ujung sambaran perintis yang bermuatan negatip. Kilasan cahaya dari sambaran balik ini jauh lebih besar dari sambaran perintis. Sambaran balik menjalar melalui lintasan perintis yang terionisasi dengan kecepatan 3.10^9 cm/detik. Arus dari sambaran balik inilah yang menjadi arus utama petir yang berkisar 5kA sampai 200kA dengan nilai rata-rata arus puncak 20kA
Gambar 2.2 Sambaran Perintis dan Sambaran BalikSumber : Khalifa M High Voltage Engineering and Practice . Hal 359 
Hari Guruh
Hari Guruh adalah banyaknya hari dimana terdengar guntur paling sedikit satu kali dalam jarak kira-kira 15 km dari stasiun pengamatan. Hari guruh biasa juga disebut hari badai guntur (thunderstormdays), Isokeraunic Level adalah jumlah hari guruh dalam satu tahun di suatu wilayah yaitu garis pada peta yang menghubungkan daerah-daerah dengan rata-rata jumlah hari guruh yang sama.
Wilayah Indonesia yang berada di daerah khatulistiwa mempunyai keadaan iklim yang lembab dan wilayah perairan yang luas sehingga banyak terjadi pembentukan awan bermuatan yang tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya banyak sambaran petir setiap tahunnya.
Parameter dan Karakteristik Gelombang Surja PetirParameter da karakteristiksurja petir terdiri atas besar arus dan tegangan petir, kecepatan pembangkitan serta bentuk gelombang petir tersebut.
Arus PetirBentuk-bentuk oscilogram gelombang arus surja petir dapat dilihat pada gambar 2.3 Oscilogram dari arus petir menunjukkan bahwa bagian muka gelombang dari arus petir dicapai dalam waktu +- 10 lvs. Arus puncak mungkin dicapai dalam waktu +- 10 JJS kemudian bagian gelombang arus berikutnya mengalamipenurunan dalam durasi beberapa mikrodetik.
Arus petir diukur dengan menggunakan magnetic link yaitu batang berbentuk silinder terbuat dari baja berlapis plastik yang mempunyai tingkat kekerasan (coercive) yang cukup besar. Hal ini dimaksudkan supaya ketika magnetic link berada dalam medan magnet meskipun beberapa saat kemudian medan magnetnya hilang, magnet link tetap dapat menyimpan sisa magnet yang proporsional dengan intensitas medan magnet di tempat tersebut. Magnetik link umumnya dipasang pada menara htelekomunikasi, bangunan tinggi atau menara transmisi.
(a) Arus surja petir dengan polaritas positif(b) Arus surja petir dengan polaritas negatif
Wilayah Indonesia yang berada di daerah khatulistiwa mempunyai keadaan iklim yang lembab dan wilayah perairan yang luas sehingga banyak terjadi pembentukan awan bermuatan yang tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya banyak sambaran petir setiap tahunnya.
Parameter dan Karakteristik Gelombang Surja PetirParameter da karakteristiksurja petir terdiri atas besar arus dan tegangan petir, kecepatan pembangkitan serta bentuk gelombang petir tersebut.
Arus PetirBentuk-bentuk oscilogram gelombang arus surja petir dapat dilihat pada gambar 2.3 Oscilogram dari arus petir menunjukkan bahwa bagian muka gelombang dari arus petir dicapai dalam waktu +- 10 lvs. Arus puncak mungkin dicapai dalam waktu +- 10 JJS kemudian bagian gelombang arus berikutnya mengalamipenurunan dalam durasi beberapa mikrodetik.
Arus petir diukur dengan menggunakan magnetic link yaitu batang berbentuk silinder terbuat dari baja berlapis plastik yang mempunyai tingkat kekerasan (coercive) yang cukup besar. Hal ini dimaksudkan supaya ketika magnetic link berada dalam medan magnet meskipun beberapa saat kemudian medan magnetnya hilang, magnet link tetap dapat menyimpan sisa magnet yang proporsional dengan intensitas medan magnet di tempat tersebut. Magnetik link umumnya dipasang pada menara htelekomunikasi, bangunan tinggi atau menara transmisi.
(a) Arus surja petir dengan polaritas positif(b) Arus surja petir dengan polaritas negatif
Gambar 2.3 Bentuk Oscilogram Gelombang Arus Surja PetirSumber : Naidu MS & Kamaraju V High Voltage Engineering Hal 234 Sambaran petir pada suatu obyek di bumi yang diikuti oleh aliran arus petir yang tinggi dalam waktu yang sangat singkat disebut arus impuls petir. Kerusakan yang dapat ditimbulkannya ditentukan oleh parameter tertentu yaitu :
(a) Arus puncak impuls petir (I) yaitu harga maksimum dari arus impuls petir yang dapat menyebabkan tegangan lebih pada tempat sambaran.(b) Kecuraman Arus Petir (di/dt) yaitu laju kenaikan terhadap waktu yang dapat menyebabkan tegangan induksi elektromagnetik pada benda logam di dekat instalasi petir.(c) Muatan listrik arus petir (Q – J/dt) yaitu jumlah muatan arus petir yang dapat menyebabkan peleburan pada ujung obyek sambaran.(d) Integral kuadrat Arus Impuls (J/2 dt) : Efek thermis yang timbul sebesar W – R jr dt yang menyebabkan panas yang berlebihan pada penghantar.
(a) Arus puncak impuls petir (I) yaitu harga maksimum dari arus impuls petir yang dapat menyebabkan tegangan lebih pada tempat sambaran.(b) Kecuraman Arus Petir (di/dt) yaitu laju kenaikan terhadap waktu yang dapat menyebabkan tegangan induksi elektromagnetik pada benda logam di dekat instalasi petir.(c) Muatan listrik arus petir (Q – J/dt) yaitu jumlah muatan arus petir yang dapat menyebabkan peleburan pada ujung obyek sambaran.(d) Integral kuadrat Arus Impuls (J/2 dt) : Efek thermis yang timbul sebesar W – R jr dt yang menyebabkan panas yang berlebihan pada penghantar.
Tabel 2.1 Parameter Petir di IndonesiaSumber : Makalah Sistem Proteksi Petir LAPI-ITB 19 Januari 1995Kecepatan PembangkitanKarakteristik petir lainnya adalah waktu untuk mencapai harga puncak dan kecepatan pembangkitannya. Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan hubungan amplitudo arus petir. Waktu pencapaian harga puncak dan kemungkinsan terjadinya.
Tabel 2.2 Amplitudo Arus Petir dan Kemungkinan TerjadinyaSumber : Transmission Line Reference Book 345 kVandAbove Hal 377. 
Tabel 2.3 Waktu Pencapaian Harga Puncak dan Kemungkina TerjadinyaSumber : Transmission Ljne Reference Book kVandAbove Hal 378Tegangan PetirTransient Overvoltages yang disebabkan oleh petir dapat digolongkan sebagai suatu gelombang berjalan yang secara matematis mempunyai persamaan :Diaman : E, a, b adalah konstantaDengan mengganti nilai a dan b dapat diperoleh berbagai bentuk gelombang yang dapat dipakai sebagai pendekatan dari gelombang berjalan antara lain :Gelombang persegi yang sangat panjangSumber : Hutauruk TS. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Penerbit Erlangga Hal 5Ibid Hal 6Gelomabng eksponensialGelombang sinusoidal terpotong
Bentuk GelombangAdapun bentuk gelombang berjalan yang memenuhi dan merupakan bentuk gelombang kilat tipikal seperti terlihat pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Gelomabang Kilat TipikalSumber : Hutauruk TS. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Penerbit Erlangga Hal 4Spesifikasi dari gelombang tersebut adalah :Puncak gelomabng (erest) E (kV) yaitu amplitudo maksimum dari gelombangMuka gelombang, yaitu waktu dari pemulaan sampai puncak, biasanya diambil 10% E sampai 90% EEkor gelombang yaitu bagian di belakang puncak. Panjang gelombangnya adalah t2 (jjs) yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50% E pada ekor gelombangPolaritas, yaitu polaritas dari gelombang apakah negatif atau positif.
Gelomabng dengan suatu polaritas positif, puncak 1000 kV muka gelomabang 3 JJS panjang 21 ps sering dituliskan sebagai +1000. 3 X 21. Gelombang kilat tipikal merupakan bentuk gelombang yang mirip dengan bentuk gelombang surja petir (lightning surge). Bentuk gelombang ini tergantung dari harga a dan b. Bila spesifikasi gelombang diberikan maka harga-harga a, b dan E dapat dicari sedangkan jika a, b dan E sudah diketahui dapat dicari spesifikasi gelombang tersebut yaitu puncak gelombang, muka gelombang dan panjangnya.
Puncak dan Muka GelombangPuncak gelombang terjadi pada saat E-t1, yaitu waktu untuk mencapai tegangan puncak. Sehingga t-t1
Panjang GelombangWaktu untuk mencapai ½ puncak –t2, sehinggaSumber : Hutauruk TS. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Penerbit Erlangga Hal 7
Persamaan ini menyatakan hubungan antara t2/ti untuk berbagai harga tertentu dari a/b. Namun karena persamaan ini cukup rumit maka untuk memperoleh [s/j] harus dengan jalan mengisi dengan harga-harga tertentu. Untuk memudahkan dengan menggunakan grafik seperti gambar 2.5
Grafik ini menunjukkan hubungan-hubungan antara :Gambar 2.5 Grafik Spesifikasi Gelombang Tipe KilatSumber : Hutauruk TS. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja Hal 7
Cara menggunakan grafik tersebut adalah sebagai berikut :Untuk harga-harga t1 dan t2 yang diketahui. Dicari harga h/a, atn dan Ej/E, dari lengkung t/ti. Kemudian dicari harga a dari at dan b dari b/a
Akibat yang ditimbulkan oleh Sambaran PetirPetir bisa menimbulkan bermacam-macam gangguan yang tidak hanya membahayakan peralatan namun juga bisa mengancam keselamatan jiwa manusia baik secara langsung maupun tidak langsung.
Gangguan pada jaringan dan Instalasi ListrikGangguan jenis ini dikelompokkan menjadi 2 bagian yaitu sambaran petir yang mengenai kawat tanah dan petir mengenai kawat fasa.Sambaran petir langsung mengenai kawat tanah dapat mengakibatkan hal-hal sebagai berikut :Terputusnya kawat tanahArus yang besar menyebabkan panas yang tinggi pada kawat tanah yang dapat melampaui kekeuatan kawat untuk menahannya.Naiknya potensial kawat tanah yang diikuti oleh Backflashover ke kawat fasa.Pada saat terjadi sambaran pada kawat tanah dengan cepat potensialnya naik mencapai nilai yang cukup tinggi sehingga dapat mengakibatkan lompatan muatan listrik ke kawat fasa di dekatnya.Naiknya potensialpentanahan menara transmisi yang menyebabkan bahwa tegangan langkah.Pada saat petir menyambar permukaan tanah, sejumlah arus petir dilepaskan ke bumi. Jika seseorang berdiri di dekat titik dimana terjadi sambaran, timbul beda potensial antara kakinya. Beda potensial ini akan mengakibatkan arus mengalir melewati kaki dan mengalir ke badan. meskipun kecil, tetapi arus ini jika mengenai organ vital seperti otak, jantung, dan paru-paru akan mengakibatkan kematian.Jika dikenal ada tegangan langkah, ada juga tegangan yang disebut tegangan sentuh yang terjadi ketika sesorang menyentuh benda yang dialiri arus. Pada peralatan yang tidak ditanahkan arus tersebut akan mngalir lewat tubuh orang itu. sambaran langsung mengenai kawat fasa mengakibatkan kenaikan tegangan tinggi pada kawat fasa. kenaikan tegangan yang cukup tinggi ini dapat menyebabkan pecahnya isolator, kerusakan trafo tenaga, dan pecahnya arrester.
Gangguan Petir pada Peralatan elektronik dan listrikSambaran petir pada suatu struktur bangunan maupun saluran transmisi dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan elektronik, peralatan kontrol komputer, telekomunikasi dan peralatan lainnya dalam suatu bangunan. gangguan dan kerusakan pada peralatan elektronik, kontrol dan telekomunikasi berdasarkan jenis sambarannya dibedakan menjadi kerusakan akibat sambaran langsung dan kerusakan akibat sambaran tidak langsung.
Kerusakan akibat sambaran langsungKerusakan ini terjadi karena petir mengenai suatu struktur bangunan dan merusak bangunan tersebut sekaligus peralatan elektronik yang ada didalamnya. Kerusakan yang diakibatkan dapat berupa kebakaran gedung, keretakan pada dinding bangunan, kebakaran pada peralatan elektronik, kontrol, telekomunikasi jaringan data dan sebagainya.
Kerusakan akibat sambaran tidak langsungKerusakan jenis ini terjadi karena petir menyambar suatu titik lokasi misalnya pada suatu menara transmisi atau menara telekomunikasi kemudian terjadi hantaran secara induksi melalui kabel aliran listrik, kabel telekomunikasi atau peralatan lain yang bersifat konduktif sampai jarak tertentu yang tanpa disadari telah merusak peralatan elektronik yang jaraknya jauh dari lokasi sambaran semula.
Mekanisme induksi karena secara tidak langsung sambaran petir menyebabkan kenaikan potensial pada peralatan elektronika dijelaskan sebagai berikut :
Kopling ResistifKetika permukaan bangunan terkena sambaran petir, arus yang mengalir ke dalam tanah membangkitkan tegangan yang bisa mencapai ribuan volt diantara tegangan suplai 220V, jaringan data dan pentanahan. Hal ini menyebabkan sebagian arus mengalir pada bagian penghantar luar misalnya kabel yang terhubung dengan bangunan dan terus menuju ke pembumian.
Gambar 2.6 Kopling ResistifSumber : Hasse, Peter. Overvoltage Protection o/ Low Voltage System. Hal 36Kopling Induktif Arus petir mengalir dalam suatu penghantar akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet akan berhubungan dengan penghantar lainnya sehingga menyebabkan terjadinya loop tegangan dengan nilai tegangan yang cukup tinggi.
Gambar 2.7 Kopling InduktifSumber : Hasse, Peter. Overvoltage Protection o/ Low Voltage System. Hal 38Kopling KapasitifSaluran Petir dekat sambaran petir dapat menyebabkan medan kapasitif yang tinggi pada peralatan penghantar seperti suatu kapasitor yang sangat besar dengan udara sebagai dielektriknya. Melalui cara ini terjadi kenaikan tegangan tinggi pada kabel meskipun bangunan tidak terkena sambaran langsung.
Gambar 2.8 Kopling KapasitifSumber : Hasse, Peter. Overvoltage Protection o/ Low Voltage System. Hal 39Kebutuhan Bangunan akan Perlindungan terhadap Sambaran PetirSuatu Instalasi proteksi petir harus dapat melindungi semua bagian dari suatu bangunan termasuk manusia dan peralatan yang ada di dalamnya terhadap bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir. Berikut ini akan dibahas cara penentuan besarnya kebutuhan bangunan akan proteksi petir menggunakan beberapa standar yaitu Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir. National Fire Protection Association 780. International Electrotechnical Commision 1024-1-1
Kebutuhan Bangunan akan Perlindungan terhadap Sambaran Petir Berdasarkan Peraturan Umum Instalasi PetirJenis bangunan yang perlu diberi penangkal petir dikelompokkan menjadi:Bangunan-bangunan tinggi seperti gedung bertingkat, menara dan cerobong pabrik.Bangunan-bangunan penyimpanan bahan yang mudah terbakar atau meledak misalnya pabrik amunisi, gudang bahan peledak, gudang penyimpanan cairan atau gas yang mudah terbakar.Bangunan-bangunan untuk kepentingan umum misalnya gedung pertunjukan, gedung sekolah, stasiun dan sebagainya.Bangunan-bangunan yang mempunyai fungsi khusus dan nilai estetika yang perlu dilindungi misalnya museum, gedung yang menyimpan arsip-arsip negara dan sebagainya.
Besarnya kebutuhan suatu bangunan akan suatu instalasi proteksi petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerusakan serta bahaya yang terjadi jika bangunan tersebut tersambar petir. Berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir besarnya kebuthan tersebut ditentukan berdasarkan penjumlahan indeks-indeks tertentu yang mewakili keadaan bangunan di suatu lokasi dan dituliskan sebagai :R=A+B+C+D+E
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa semakin besar nilai indeks semakin besar pula resiko (R) yang ditanggung suatu bangunan sehingga semakin besar kebutuhan bangunan akan sistem proteksi petir.
Indeks-indeks perkiraan bahaya petir ditunjukkan dalam tabel-tabel berikut ini :
Tabel 2.4 Indeks A : Bahaya Berdasarkan Jenis BangunanSumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di indonesia. Hal 17.
Tabel 2.5 Indeks B : Bahaya Berdasarkan Konstruksi BangunanSumber: Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di indonesia. Hal 18.
Tabel 2.6 Indeks C: Bahaya Berdasarkan Tinggi BangunanSumber: Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di indonesia. Hal 18.
Tabel 2.7 Indeks D: Bahaya Berdasarkan Situasi BangunanSumber: Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di indonesia. Hal 19.
Tabel 2.8 Indeks E: Bahaya Berdasarkan Hari GuruhSumber: Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di indonesia. Hal 19.Dengan memperhatikan keadaan di tempat yang hendak dicari resikonya dan kemudian menjumlahkan indeks-indeks tersebut diperoleh suatu perkiraan bahaya yang ditanggung bangunan dan tingkat pengamanan yang harus diterapkan.
Tabel 2.9 Perkiraan Bahaya Sambaran Petir Berdasarkan PUPPSumber: Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di indonesia. Hal 19.Kebutuhan Bangunan akan Perlindungan terhadap sambaran Petir Berdasarkan National Fire Protection Association (NFPA) 780.Cara penentuan yang digunakan pada standar NFPA 780 hampir sama dengan cara yang digunakan pada PUPP yaitu dengan menjumlahkan sejumlh indeks yang mewakili keadaan lokasi struktur berada kemudian hasil penjumlahan dibagi dengan indeks yang mewakili isokeraunic level di daerah tersebut. Secara matematik dituliskan sebagai :R=(A+B+C+D+E)/FIndeks-indeksnya dinyatakan dalam tabel-tabel berikut ini.
Tabel 2.10 Indeks A: Jenis strukturSumber: National Fire Protection Association 780 Hal 35.
Tabel 2.11 indeks B : Jenis KonstruksiSumber : National Fire Protection Association 780 Hal 35.
Tabel 2.12 indeks C : Lokasi BangunanSumber : National Fire Protection Association 780 Hal 35.
Tabel 2.13 indeks D : TopografiSumber : National Fire Protection Association 780 Hal 35.
Tabel 2.14 indeks E : Penggunaan dan Isi BangunanSumber : National Fire Protection Association 780 Hal 35.
Tabel 2.15 indeks F : Isokeraunic LevelSumber : National Fire Protection Association 780 Hal 35.
Tabel 2.16 Perkiraan Bahaya Sambaran Petir berdasarkan NFPA 780Sumber : National Fire protection Association 780 Hal 34Kebutuhan Bangunan akan perlindungan terhadap Sambaran Petir Berdasaran International Electrotechnical Commision (IEC) 1024-1-1
Untuk keperluan perhitungan yang lebih terperinci digunakan standar IEC 1024-1-1. Berdasarkan standar ini pemilihan tingkat proteksi yang memadai untuk suatu sistem proteksi petir didasarkan pada frekwensi sambaran petir langsung stempat (Nd) yang diperkirakan ke struktur yang diproteksi dan frekwensi sambaran petir tahunan setempat (Nc) yang diperbolehkan.Kerapatan kilat petir ke tanah atau kerapatan sambaran petir ke tanah rata-rata tahunan di daerah tempat suatu struktur berada dinyatakan sebagai :dimana IKL adalah isokraunic level di daerah tempat struktur yang akan diproteksi.Nd-Ng.Ae.10^/tahundimana Ae adalah area cakupan dari struktur (m2) yaitu daerah permukaan tanah yang dianggap sebagai struktur yang mempunyai frekwensi sambaran langsung tahunan. Daerah yang diproteksi adalah daerah di sekitar struktur 3h dimana h adalah tinggi struktur yang diproteksi.Contoh penentuan Ae ditunjukkan sebagai berikut :(a) Proyeksi ke bidang vertikal(b) Proyeksi ke bidang horisontal
Gambar 2.9 Penentuan Area Cakupan Struktur (Ae)Pengambilan keputusan perlu atau tidaknya memasang sistem proteksi petir pada bangunan berdasarkan perhitungan Nd dan Nc dilakukan sebagai berikut :Jika Nd
Tabel 2.17 Efisiensi Sistem Proteksi petirSumber : Standar Engineering Pertamina 1999 Hal 20Sistem Proteksi terhadap Sambaran PetirBerdasarkan International Electrotechnical Commision TC 81 sistem proteksi petir yang sempurna harus terdiri dari 3 bagian yaitu proteksi eksternal, proteksi internal dan sistem pembumian.
Proteksi EksternalYang disebut proteksi eksternal adalah instalasi dan alat-alat di luar suatu struktur untuk menangkap dan menghantarkan arus petir ke sistem pembumian. Dengan kata lain, proteksi eksternal berfungsi sebagai ujung tombak penangkap muatan listrik dan arus petir di tempat tertinggi.
Terminasi Udara (Air Termination)Terminasi Udara adalah bagian sistem proteksi petir eksternal yang dikhususkan untuk menangkap sambaran petir, berupa elektroda logam yang dipasang secara tegak maupun mendatar. Penangkap petir ditempatkan dengan sedemikian rupa sehingga mampu menangkap semua petir yang mengenainya tanpa mengenai bagian yang dilindunginya.Finial adalah penangkap petir berupa batang pendek yang dipasang pada bangunan atap datar khususnya yang menggunakan Instalasi Penangkal Petir Sangkar Faraday (Faraday Cage) Finial yang dipasang pada penghantar mendatar harus mempunyai jarak maksimum antara 2 Finial yang berdekatan sebesar 5 meter dengan tinggi finial minimum 0.2 meter. Penghantar-penghantar mendatar harus dipasang sepanjang tepi, sudut-sudut dan bagian runcing dari tepi atap. Bila pada atap terdapat bagian yang menonjol bagian yang menonjol tersebut harus dilindungi dengan penghantar mendatar atau dilengkapi dengan penangkap petir batang pendek.
Pada perancangan sistem terminasi udara ada 3 metode yang digunakan untuk menentukan penempatan terminasi udara sekaligus untuk mengetahui daerah proteksi.
Metode tersebut adalah :
Metode Jala (Mesh Size Methode)Metode ini digunakan untuk keperluan perlindungan permukaan yang datar karena bisa melindungi sebuah permukaan bangunan. Daerah yang diproteksi adalah keseluruhan daerah yang ada didalam jala-jala. Permukaan samping pada strktu yang tingginya lebih dari radius bola begulir, yang sesuai dengan tingkat proteksi yang dipilih harus dilengkapi sistem terminasi udara.
Dimensi jala pada sistem terminasi udara tidak boleh lebih dari harga yang sesuia dengan tingkat proteksi yang dipilih pada tabel 2.18. Pada umumnya digunakan ketentuan bahwa ukuran jala (mesh) adalah 5 sampai 20 meter. Penghantar terminasi udara harus dipasang khususnya pada tepi atap, garis bubungan atap atau pada menara di atap. Penghantar terminasi udara harus menggunakan lintasan sependek mungkin dan langsung menuju ke sistem terminasi pembumian supaya induktansinya bisa sekecil mungkin. Tinggi batang penangkap petir (rods) yang digunakan antara 2-3 meter. Selain batang terminasi udara yang mendatar, juga digunakan finial dengan tinggi minimum 0,2 meter dan jarak finial tidak lebih dari 5 meter.
Atap dengan lembaran logam yang dilapisi pelindung atau atap berupa lembaran logam dengan lapisan tipis isolasi untuk isolaaaasi thermal harus diberi terminasi udara seperti jika atap tidak terbuat dari logam. Atap yang terbuat dari bahan yang mudah terbakar harus dilindungi dari pengaruh bahaya pemanasan oleh arus petir yang mengalir melalui penghantar terminasi udara.
Usaha yng dapat dilakukan untuk mengurangi pemanasan adalah :
Tabel 2.18Sumber : Standar Engineering Pertamina 1999 Hal 42.
KOnduktor ke bawah (Down Conductor)Konduktor kebawah adalah bagian sistem proteksi eksternal yang dimaksudkanuntuk melewatkan arus petir dari sistem terminasi udara ke sistem pembumian. Konduktor Penyalur Pembantu.
Konduktor penyalur uatama adalah jenis logam yang disiapkansecara khusus untuk menyalurkan arus petir ke tanah.Konduktor penyalur pembantu adalah semua penghantar lain berupa pipa gas air hujan dari logam atau bahan konstruksi bangunan dari logam yang dimanfaatkan untuk penyalur arus petir ke tanah.Konduktor penyalur diletakkan pada penyangga dengan konstruksi yang cukup kuat untuk menahan penghantar. Klem dan sekrup yang digunakan pada penyangga diusahakan sama bahannya dengan konduktor penyalur.. A pabila tidak sama harus dilakukan tindakan pencegahan korosi.
Penyamaan Potensial (equipotensialisasi)Penyamaan potensial adalah penyambungan metal dan bagian konduktif lainnya untuk menyamakan tegangan di bagian-bagian bangunan dan peralatan yang diproteksi. Tindakan penyaam potensial sangat penting untuk mengurangi bahaya kebakaran dan ledakan di ruangan yang diproteksi. Penyaam potensial dilakukan dengan memasang konduktor pengikat (bonding conductor) antara kerangka logam pada struktur, instalasi logam, instalasi listrik dan instalasi telekomunikasi di dalam ruang yang dilindungi.Pengikat penyama potensial (equipotensial bonding) dipasang pada lokasi:Di dalam ruang bawah tanah atau mendekati permukaan tanah Batang pengikat (bonding bar) harus dihubungkan ke sistem terminasi pembumian.Pada struktur yang tingginya lebih dari 20 meter, batang pengikat di atas tanah pada interval vertikal yang tidak lebih dari 20 meter harus dihubungkan ke konduktor cincin horiontal yang terikat dengan konduktor ke bawah.Dimensi minimum untuk konduktor pengikat yang menyalurkan bagian arus petir dinyatakan dalam tabel 2.19 berikut ini.
Tabel 2.19 Dimensi minimum konduktor pengikatSumber: Standar engineering Pertamina 1999 Hal.62
Proteksi InternalProteksi internal adalah proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir terutama efek dari medan magnet dan medan listrik terhadap instalasi listrik atau instalasi yang terdiri dari metal.Langkah proteksi yang dilakukan merupakan integrasi dari sarana tindakan perlindungan dengan pencadaran (screening). Penyamaan potensial dilakukan dengan menghubungkan konduktor bonding yang terbuat dari logam, instalasi dari logam, instalasi listrik dan instalasi telakomunikasi dalam bangunan yang diproteksi. Di dalam proteksi petir dengan sistem penyamaan potensil, arrester tegangan rendah dipasang pada titik dimana kabel tenaga masuk ke dalam bangunan.
Surge Arrester atau yang biaa juga disebut surge diverter berfungsi untuk melindungi peralatan sistem tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Berdasarkan fungsi tersebut arrester harus dapat menahan tegangan untuk waktu yang tak terbatas dan harus dapat pula melewatkan arus surja ke tanah tanpa mengalami kerusakan.
Besaran-besaran kerja arrester :Rating tegangan (Un) : adalah tegangan yang ditetapkan untuk pengoperasian arrester.Tegangan maksimum yang boleh melewati arrester (Vbn) adalah tegangan maksimum yang harus bisa ditahan oleh arrester secara terus menerus.Tegangan percik (Vag) tegangan yang apabiola nilainya naik melampaui tegangan yang seharusnya dikenakan pada arrester akan mengakibatkan peralatan langsung bekerja.Tegangan impuls Percikan (Vas) adalah harga tertinggi tegangan Impuls yang melewati arrester selama terjadinya percikan.Waktu percikan (Tas) adalah selang waktu dari titik awal terjadinya gelombang tegangan impuls sampai saat terjadinya percikan.Arus pelepasan (is) adalah harga puncak arus impuls yang mengalir melalui arrester.Periode Operasi (Td) adalah waktu antara mulainya percikan sampai arus berhenti mengalir.
Tingkat proteksi yang diperlukan tidak ditentukan tidak ditentukan secara langsung dengan mencocokkan nilai Basic Insulation Level (BIL) dengan nilai pelepasan arrester melainkan masih harus memperhitungkan efek voltage-doubling. Fenomena ini terjadi jika gelombang berjalan pada suatu saluran direfleksikan sehingga tegangannya menjadi 2 kali tegangan semula.
Pada penggunaan arrester dikenal ratio proteksi atau protective margin (PM) ratio proteksi adalah ukuran kemampuan arrester untuk arrester untuk melindungi peralatan atau sistem. Perhitungannya menggunakan perbandingan rating BIL dari peralatan yang akan diproteksi dengan harga pelepasan arrester.
Contoh :Dimisalkan suatu kabel dengan rating BIL 125 kV dipaang pada sistem 24,9 kV Jenis Arrester Silicon Carbide (SiC) yang akan digunakan mempunyai harga pelepasan 67 kV. Apakah Arrester ini sesuai?Jika dilihat secara sepintas, arrester tampaknya telah sesuai karena tegangan pelepasannya sudh lebih besar dari BIL kabel. Akan tetapi dengan memperhitungkan efek dari Voltage-Doubling maka tegangan Surja akan menjadi 2 kalinya yaitu sebesar 134 kV. Nilainya ini ternyata lebih besar 9 kV dari BIL kabel.
PM diperoleh -9kV/125 kV - 0,072 -7,2%Nilai ini dituliskan sebagai -7,2% karena nilai ratio proteksinya negatif berarti arrester tidak sesuai.Untuk mendapatkan tingkat ekonomis yang lebih baik pada penerapan sistem proteksi internal, tidak semua peralatan listrik diberi peralatan proteksi dalam hal ini arrester. Peletakan arrester diupayakan seefektif mungkin dengan menerapkan Zoning Area Proreksi yaitu membagi cakupan yang akan diproteksi dalam bagian tertentu yang dibentuk oleh didnding bangunan, ruangan-ruangan peralatan-peralatan dan permukaan dari logam.
Zone Proteksi Petir atau Lightning Protection Zone (LPZ) dimulai dari Zone 0 yaitu daerha yang memungkinkan terjadi sambaran petir langsung. Zone Proteksi yang berikutnya sesuai dengan penurunan level resiko gangguan akibat petir.
LPZ OA,terjadi sambaran petir langsung dan medan elektromagnetik tinggi.LPZ OB, tidak ada sambaran langsung dan ada medan elektromagnetik tinggi.LPZ 1, tidak ada sambaran langsung medan elektromagnetik lemah.LPZ 2, daerah dengan medan elektromagnetik sangat lemahLPZ 3, daerah proteksi dalam peralatan itu sendiri. Usaha lain yang dilakukan pada proteksi internal adalah tindakan pencadaran (screening) Perlindungan jenis ini dilakukan dengan meletakkan perlengkapan yang bisa terpengaruh oleh medan elektromagnetik dalam suatu lapisan yang membatasi peralatan tersebut. Misalnya perangkat komputer diberi pelindung berlapis berupa kerangka logam da pelindung pada kabel umumnya berbentuk pipa.
Pada peralatan yang sensitif, usaha untuk mengurangi pengaruh gelombang transientdilakukan dengan memasang instalasi TVSS (Transient Volatge Surge Supressor). Proektor surja dipasang di dekat peralatan yang sensitif untuk melindunginya terhadap residu tegangan surja yang melewati sistem ketika beroperasinya arrester.
Jenis TVSS adalahCrowbar Devices yang antara lain terdiri dari air gap (arrester yang berisi sela udara), gas discharge tube dan switching Devices.
Peralatan-peralatan tersebut tidak aktif samapai tegangan melewati suatu nilai tertentu. pada titik tersebut, peralatan mulai menghantarkan dan membentuk jalur short circuit ke pentanahan.
Gap Type DevicesPada peralatan ini diperlukan 300 sampai 700 V untuk mengawali terjadinya percikan melewati sela (gap). Selama proses penghantarannya perlatan tidak hanya membawa energi dari gelombang transient melainkan juga arus short circuit dari sistem yang dialirkan ke tanah dengan durasi 8ms atau lebih. Pada saat tidak ada arus yang mengalir lagi, energi transient dalam durasi yang cukup singkat tersebut didispersikan dan tegangan sistem tidak cukup besar lagi untuk menimbulkan percikan Sela akan kembali ke keadaan semula.
Gas Discharge Tubes (GDTs)GDTs merupakan peralatan sela yang umum digunakan pada sistem komputer da peralatan elektrik sensitif lainnya. GDTs terdiri dari 2 atau 3 elektroda yang ditutup dalam tabung gelas berisi campuran gas bertekanan rendah. Elektrodanya membentuk 1 atau 2 sela metalik GDTs mempunyai umur yang relatif lama dan kemampuan membawa arus yang bernilai besar.
Carbon Block Spark GapAlat ini digunakan pada peralatan tegangan rendah berupa telepon dan sistem data. peralatan ini terdiri dari 2 carbon block elektroda yang dipisahkan oleh sela udara. Peralatan jenis ini terbilang rrrrmurah harganya tetapi kemapuannya dalam menahan arus tidak besar dan umumnya singkat. Tegangan percik yang ditimbulkan oleh satu unitnya tidak konstan rangenya antara 300-1000V
Crowbar Devices operasinya agak lambat, memerlukan beberapa mikrosekon untuk beroperasi sedangkan sistem membutuhkan proteksi terhadap kenaikan tegangan yang sangat cepat. Untuk mengatasi hal ini diperlukan proteksi surja tambanahan yaitu jenis Voltage-Clamping Devices.
Gambar 2.12 CrowBar DevicesA. AirGap Carbon BlockB. Two Electrode Gas Discharge TubeC. Three Electrode Gas Discharge TubeD. Thrystor Swicthing CircuitSumber : Guide's Book to Quality Power for Sensitive Electronic Equipment.
Voltage-Clamping DevicesAntara lain terdiri dari varistor (Non Linear Resistor) metal Oxide Varistor (MOV), Zener (Avalanche) Diode dan Selenium Rectifier.Peralatan bertindak sebagai penghantar searah sampai tegangan Breakdown dimana pada saat itu peralatan menghantarkan dalam arah sebaliknya.
Pada tegangan clamping Impendansi berkurang membentuk Shunt dengan transient dari beban.Impendansi Clamping Devices dalam keadaan seri dengan Impendansi sumber bertindak sebagai pembagi tegangan dan menjaga sistem tetap pada tegangan clamping. Clamping Devices beroperasi pada range nanosekon, ribuan kali lebih cepat daripada CrowBar Devices tetapi mempunyai kemapuan mendispersikan energi transient yang bernilai kecil.
Jenis-jenisnya adalahMetal Oxide Varistor (MOV)Peralatan ini sesuai untuk range arus dan tegangan yang lebar mulai dari tegangan diatas 4V sampai tegangan sistem tenaga ribuan Volt, atau untuk arus puncak yang hanya beberapa ampere sampai yang bernilai puluhan ribu ampere. MOV harganya relatif murah, ukurannya mudah disesuaikan dan mudah dipasang.Zener Diode.Zener Diode digunakan juga untuk menghasilkan tegangan clamping. Peralatan ini adalah Avalanche Devices yang menjaga Impendansi tinggi sampai tegangan Breakdown kenaikan dengan cepat impendansinya berkurang untuk menyiapkan tindakan Clamping.
Diabawah kondisi Avalanche pada saatdiode membersihkan tegangan lebih. arus utama harus mengalir melewati sambungan tipis semikonduktor. Kemampuan untuk mendispersikan panas yang dihasilkan pada sambungan membatasi energi maksimum yang bisa ditangani zener diode.
Zener Dioxide lebih cepat reaksinya dari MOV dan memberikan clamping yang baik untuk tegangan yang hampir konstan tetapi dengan energi terbatas.
Sistem PembumianBagian yang juga sangat penting dari sistem proteksi petir adalah sistem pembumian. pembumian dilakukan dengan menghubungkan semua elektroda tunggal ke bumi untuk menyearkan arus petir ke dalam tanah. Tujuannya adalah membatasi tegangan antara bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian ini dengan tanah sampai harga yang aman untuk kondisi operasi.Tugas sistem pembumian adalah :menyalurkan arus petir ke bumimenjadi pengikat ekipotensial antara konduktor ke bawahsebagai kontrol potensial di sekitar dinding bangunanmenangkap arus petir yang menyebar di permukaan bumi.
Pembumian dapat menggunakan elektroda pita, elektroda batang dan elektroda pembumian pondasi.Elektroda pita adalah elektroda berbentuk pita atau kawat dengan tanpa memperhitungkan luas penampangnya di dalam tanah, kedalamannya sekurang-kurangnya 50 cm dari permukaan tanah.Elektroda batang adalah elektroda berbentuk batang dapat berupa pipa logam, batang logam bulat pejal atau pelat sirip yang ditanam secara tegak ke dalam tanah.Elektroda pembumian pondasi adalah pembumian yang memanfaatkan tulang beton pondasi untuk menyalurkan arus petir. Apabila pembumian menggunakan elektroda ini maka diperlukan penyambungan antara elektroda pembumian dengan konduktor penyalur utama dan konduktor penyalur pembantu.
Sayarat-syarat kondutor sistem pembumianmemiliki daya hantar jenis (konduktivitas) yang cukup besar sehingga tidak akan memperbesar beda potensial.Memiliki kekuatan mekanis tinggiTahan terhadap peleburan karena sambungan yang buruk walaupun konduktor tersebut akan terkena arus gangguan dalam waktu yang lama.Tahan terhadap korosi
Tindakan korosi pada sistem pembumian :Juka pipa logam diletakkan didalam tanah dan disambung ke sistem pengikat ekipotensial dan ke sistem terminal pembumian, material pipa yang tidak terisolasi dan material konduktor pembumian sebaiknya sama dalam hal ini sifat elektrokimia dan galvanisnya. Pipa yang menggunakan pelindung cat atau asphalt dianggap tidak terisolasi.Konduktor dengan lapisan timbal sebaiknya tidak secara langsung dipasang ke beton melainkan terlebih dahulu dilindungi terhadap korosi dengan menyediakan ikatan anti korosi atau dengan menggunakan pelindung dari PVC KOnduktor terminasi pembumian pada titik masuk ke tanah sebaiknya dilindungi terhadap korosi yaitu 0,3 meter diatas tanah dan dibawah permukaan tanah dengan cara dibalut dengan lapisan anti korosi.
Ketentuan pemasangan sistem pembumian :Semua elektroda pembumian pita sedapat mungkin memiliki jarak 1 meter dari pondasi bangunan dan ditanam sekurang-kurangnya pada kedalaman 0,5 meter.
Menghindari penanaman elektroda pembumian pada daerah yang dilalui sumber panas karena kondisi tanah akan mejadi kering akibat pemanasan Tempertaur tanah harus tetap dibawah 100oC untuk menjaga jangan sampai terjadi penguapan kandungan air di dalam tanah Penguapan akan mengurangi air di dalam tanah dan akan mempengaruhi tahanan tanah.
Hubungan kerapatan arus, diameter batang pembumian, panas spesifik tanah, kenaikan suhu, tahanan jenis tanah dan lama arus gangguan dinyatakan sebagai :
dimana :1 kerapatan arus yang diizinkan (A/cm)d diameter batang pembumian (mm)g panas spesifik rata-rata tanah (1,75 x 109 Watt detik/m2/oC)O kenaikan suhu tanah yng diizinkan (oC)p tahanan jenis tanah (Qm)t lamanya arus gangguan (detik)
Tahanan jenis tanah berdasarkan pasal 320-1 PUIL 2000 dinyatakan dalam tabel 2.20
Tabel 2.20 Tahanan Jenis TanahSumber PUIL 2000 Pasal 320-1
Penentuan jumlah batang Pembumian Panjang batang pembumian yang diperlukan dihitung dari pembagian arus gangguan ke tanah dengan kerapatan arus yang diizinkan. Jumlah minimum batang pembumian yang diperlukan diperoleh dari pembagian panjang total dengan panjang satu batang dituliskan sebagai =Nmin - lg/L.1
Tabel 2.21 Jenis Bahan untuk Proteksi dan Ukuran TerkecilSumber Direktorat Penyelidikan masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir di Indonesia (Hal. 25) 
Pemeriksaan dan Pemeliharaan Sistem Proteksi PetirPemeriksaan secara berkala harus dilakukan pada semua elemen sistem penangkal petir. Jangka waktu pemeriksaan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :Klasifikasi struktur dan daerah yang dilindungi. Semakin besar tingkat bahaya yang ditanggung suatu bangunan maka pemeriksaan harus semakin rutin dilakukan yaitu minimal 2 tahun sekali.
Kondisi lingkungan terutama yang mempengaruhi sifat korosif bahan, misalnya pada daerah yang berkelebaban tinggi. Instalasi penangkal petir harus diperiksa 2 tahun sekali karena bahan akan semakin cepat mengalami korosi di tempat lembab apalagi jika ada sambungan antara bahan yang tidak sama jenisnya.
jenis material komponen sistem, setiap jenis material mempunyai umur dan kekuatan yang berbeda sehingga harus diperiksa secara rutin untuk memastikan jika ada bahan yang sudah rusak dan harus segera diganti.
Sebagai tambahan, sistem penangkal petir harus
diperiksan jika dilakukan penggantian atau perbaikan pada sistem penangkal petir.
Kegiatan pemeriksaan dilakukan untuk mengetahui :
1. Menguarangi temperatur konduktor dengan cara memperbesar luas penampang konduktor.2. Menambah jarak antar konduktor dengan konduktor yang dilindungi.3. Menyelipkan lapisan pelindung panas antara konduktor dengan material atap yang mudah terbakar.
Kondukor dipuncak atap harus dipasang dengan penopang konduktor agar kuat. Adapun jika ada tiang antenna diatas atap struktur, maka tiang tersebut perlu diikat ke sistem terminasi udara dengan menggunaka kabel antenna koaksial. kabel antenna sebaiknya masuk struktur atau dekat dengan bidang pengikat utama. 
Metode Sudut Proteksi (Protective Angle Method)Metode sudut proteksi tidak digunakan untuk perlindungan struktur yang lebih tinggi dari radius bola bergulir sesuai tabel 2.18 karena secara geometris akan ada bagian dari struktur yang tidak diproteksi. Dalam hal ini bagian tersebut tidak terlindungi terhadap sambaran petir.
Metode Bola Bergulir (Rolling Sphere Methode)Metode Bola bergulir baik digunakan pada bangunan yang bentuknya rumit . Dengan metode ini seolah-olah ada suatu bola dengan radius R yang bergulir diatas tanah, sekeliling struktur dan diatas struktur kesegala arah hingga bertemu dengan tanah atau struktur yang berhubungan dengan permukaan bumi yang mampu bekerja sebagai penghantar. Titik sentuh bola bergulir pada struktur adalah titik yang dapat disambar petir dan pada titik tersebut harus diproteksi oleh konduktor terminasi udara.
Semua petir yang berjarak R dari ujung penangkap petir akan mempunyai kesempatan yang sama untuk menyambar bangunan. Besarnya R berhubungan dengan besar arus petir dan dinyatakan sebagai :
2.13 Lightning Volume I
Bila ada arus petir yang lebih kecil dari I tersebut mengenai bangunan-bangunan masih bisa tahan. Bila arus petir lebih besar dari I tersebut akan ditangkap oleh penangkap petir.
Metode Sudut Proteksi (Protective Angle Method)Metode sudut proteksi tidak digunakan untuk perlindungan struktur yang lebih tinggi dari radius bola bergulir sesuai tabel 2.18 karena secara geometris akan ada bagian dari struktur yang tidak diproteksi. Dalam hal ini bagian tersebut tidak terlindungi terhadap sambaran petir.
Metode Bola Bergulir (Rolling Sphere Methode)Metode Bola bergulir baik digunakan pada bangunan yang bentuknya rumit . Dengan metode ini seolah-olah ada suatu bola dengan radius R yang bergulir diatas tanah, sekeliling struktur dan diatas struktur kesegala arah hingga bertemu dengan tanah atau struktur yang berhubungan dengan permukaan bumi yang mampu bekerja sebagai penghantar. Titik sentuh bola bergulir pada struktur adalah titik yang dapat disambar petir dan pada titik tersebut harus diproteksi oleh konduktor terminasi udara.
Semua petir yang berjarak R dari ujung penangkap petir akan mempunyai kesempatan yang sama untuk menyambar bangunan. Besarnya R berhubungan dengan besar arus petir dan dinyatakan sebagai :
2.13 Lightning Volume I
Bila ada arus petir yang lebih kecil dari I tersebut mengenai bangunan-bangunan masih bisa tahan. Bila arus petir lebih besar dari I tersebut akan ditangkap oleh penangkap petir.
Tabel 2.18Sumber : Standar Engineering Pertamina 1999 Hal 42.KOnduktor ke bawah (Down Conductor)Konduktor kebawah adalah bagian sistem proteksi eksternal yang dimaksudkanuntuk melewatkan arus petir dari sistem terminasi udara ke sistem pembumian. Konduktor Penyalur Pembantu.
Konduktor penyalur uatama adalah jenis logam yang disiapkansecara khusus untuk menyalurkan arus petir ke tanah.Konduktor penyalur pembantu adalah semua penghantar lain berupa pipa gas air hujan dari logam atau bahan konstruksi bangunan dari logam yang dimanfaatkan untuk penyalur arus petir ke tanah.Konduktor penyalur diletakkan pada penyangga dengan konstruksi yang cukup kuat untuk menahan penghantar. Klem dan sekrup yang digunakan pada penyangga diusahakan sama bahannya dengan konduktor penyalur.. A pabila tidak sama harus dilakukan tindakan pencegahan korosi.
Penyamaan Potensial (equipotensialisasi)Penyamaan potensial adalah penyambungan metal dan bagian konduktif lainnya untuk menyamakan tegangan di bagian-bagian bangunan dan peralatan yang diproteksi. Tindakan penyaam potensial sangat penting untuk mengurangi bahaya kebakaran dan ledakan di ruangan yang diproteksi. Penyaam potensial dilakukan dengan memasang konduktor pengikat (bonding conductor) antara kerangka logam pada struktur, instalasi logam, instalasi listrik dan instalasi telekomunikasi di dalam ruang yang dilindungi.Pengikat penyama potensial (equipotensial bonding) dipasang pada lokasi:Di dalam ruang bawah tanah atau mendekati permukaan tanah Batang pengikat (bonding bar) harus dihubungkan ke sistem terminasi pembumian.Pada struktur yang tingginya lebih dari 20 meter, batang pengikat di atas tanah pada interval vertikal yang tidak lebih dari 20 meter harus dihubungkan ke konduktor cincin horiontal yang terikat dengan konduktor ke bawah.Dimensi minimum untuk konduktor pengikat yang menyalurkan bagian arus petir dinyatakan dalam tabel 2.19 berikut ini.
Tabel 2.19 Dimensi minimum konduktor pengikatSumber: Standar engineering Pertamina 1999 Hal.62Proteksi InternalProteksi internal adalah proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir terutama efek dari medan magnet dan medan listrik terhadap instalasi listrik atau instalasi yang terdiri dari metal.Langkah proteksi yang dilakukan merupakan integrasi dari sarana tindakan perlindungan dengan pencadaran (screening). Penyamaan potensial dilakukan dengan menghubungkan konduktor bonding yang terbuat dari logam, instalasi dari logam, instalasi listrik dan instalasi telakomunikasi dalam bangunan yang diproteksi. Di dalam proteksi petir dengan sistem penyamaan potensil, arrester tegangan rendah dipasang pada titik dimana kabel tenaga masuk ke dalam bangunan.
Surge Arrester atau yang biaa juga disebut surge diverter berfungsi untuk melindungi peralatan sistem tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Berdasarkan fungsi tersebut arrester harus dapat menahan tegangan untuk waktu yang tak terbatas dan harus dapat pula melewatkan arus surja ke tanah tanpa mengalami kerusakan.
Besaran-besaran kerja arrester :Rating tegangan (Un) : adalah tegangan yang ditetapkan untuk pengoperasian arrester.Tegangan maksimum yang boleh melewati arrester (Vbn) adalah tegangan maksimum yang harus bisa ditahan oleh arrester secara terus menerus.Tegangan percik (Vag) tegangan yang apabiola nilainya naik melampaui tegangan yang seharusnya dikenakan pada arrester akan mengakibatkan peralatan langsung bekerja.Tegangan impuls Percikan (Vas) adalah harga tertinggi tegangan Impuls yang melewati arrester selama terjadinya percikan.Waktu percikan (Tas) adalah selang waktu dari titik awal terjadinya gelombang tegangan impuls sampai saat terjadinya percikan.Arus pelepasan (is) adalah harga puncak arus impuls yang mengalir melalui arrester.Periode Operasi (Td) adalah waktu antara mulainya percikan sampai arus berhenti mengalir.
Tingkat proteksi yang diperlukan tidak ditentukan tidak ditentukan secara langsung dengan mencocokkan nilai Basic Insulation Level (BIL) dengan nilai pelepasan arrester melainkan masih harus memperhitungkan efek voltage-doubling. Fenomena ini terjadi jika gelombang berjalan pada suatu saluran direfleksikan sehingga tegangannya menjadi 2 kali tegangan semula.
Pada penggunaan arrester dikenal ratio proteksi atau protective margin (PM) ratio proteksi adalah ukuran kemampuan arrester untuk arrester untuk melindungi peralatan atau sistem. Perhitungannya menggunakan perbandingan rating BIL dari peralatan yang akan diproteksi dengan harga pelepasan arrester.
Contoh :Dimisalkan suatu kabel dengan rating BIL 125 kV dipaang pada sistem 24,9 kV Jenis Arrester Silicon Carbide (SiC) yang akan digunakan mempunyai harga pelepasan 67 kV. Apakah Arrester ini sesuai?Jika dilihat secara sepintas, arrester tampaknya telah sesuai karena tegangan pelepasannya sudh lebih besar dari BIL kabel. Akan tetapi dengan memperhitungkan efek dari Voltage-Doubling maka tegangan Surja akan menjadi 2 kalinya yaitu sebesar 134 kV. Nilainya ini ternyata lebih besar 9 kV dari BIL kabel.
PM diperoleh -9kV/125 kV - 0,072 -7,2%Nilai ini dituliskan sebagai -7,2% karena nilai ratio proteksinya negatif berarti arrester tidak sesuai.Untuk mendapatkan tingkat ekonomis yang lebih baik pada penerapan sistem proteksi internal, tidak semua peralatan listrik diberi peralatan proteksi dalam hal ini arrester. Peletakan arrester diupayakan seefektif mungkin dengan menerapkan Zoning Area Proreksi yaitu membagi cakupan yang akan diproteksi dalam bagian tertentu yang dibentuk oleh didnding bangunan, ruangan-ruangan peralatan-peralatan dan permukaan dari logam.
Zone Proteksi Petir atau Lightning Protection Zone (LPZ) dimulai dari Zone 0 yaitu daerha yang memungkinkan terjadi sambaran petir langsung. Zone Proteksi yang berikutnya sesuai dengan penurunan level resiko gangguan akibat petir.
LPZ OA,terjadi sambaran petir langsung dan medan elektromagnetik tinggi.LPZ OB, tidak ada sambaran langsung dan ada medan elektromagnetik tinggi.LPZ 1, tidak ada sambaran langsung medan elektromagnetik lemah.LPZ 2, daerah dengan medan elektromagnetik sangat lemahLPZ 3, daerah proteksi dalam peralatan itu sendiri. Usaha lain yang dilakukan pada proteksi internal adalah tindakan pencadaran (screening) Perlindungan jenis ini dilakukan dengan meletakkan perlengkapan yang bisa terpengaruh oleh medan elektromagnetik dalam suatu lapisan yang membatasi peralatan tersebut. Misalnya perangkat komputer diberi pelindung berlapis berupa kerangka logam da pelindung pada kabel umumnya berbentuk pipa.
Pada peralatan yang sensitif, usaha untuk mengurangi pengaruh gelombang transientdilakukan dengan memasang instalasi TVSS (Transient Volatge Surge Supressor). Proektor surja dipasang di dekat peralatan yang sensitif untuk melindunginya terhadap residu tegangan surja yang melewati sistem ketika beroperasinya arrester.
Jenis TVSS adalahCrowbar Devices yang antara lain terdiri dari air gap (arrester yang berisi sela udara), gas discharge tube dan switching Devices.
Peralatan-peralatan tersebut tidak aktif samapai tegangan melewati suatu nilai tertentu. pada titik tersebut, peralatan mulai menghantarkan dan membentuk jalur short circuit ke pentanahan.
Gap Type DevicesPada peralatan ini diperlukan 300 sampai 700 V untuk mengawali terjadinya percikan melewati sela (gap). Selama proses penghantarannya perlatan tidak hanya membawa energi dari gelombang transient melainkan juga arus short circuit dari sistem yang dialirkan ke tanah dengan durasi 8ms atau lebih. Pada saat tidak ada arus yang mengalir lagi, energi transient dalam durasi yang cukup singkat tersebut didispersikan dan tegangan sistem tidak cukup besar lagi untuk menimbulkan percikan Sela akan kembali ke keadaan semula.
Gas Discharge Tubes (GDTs)GDTs merupakan peralatan sela yang umum digunakan pada sistem komputer da peralatan elektrik sensitif lainnya. GDTs terdiri dari 2 atau 3 elektroda yang ditutup dalam tabung gelas berisi campuran gas bertekanan rendah. Elektrodanya membentuk 1 atau 2 sela metalik GDTs mempunyai umur yang relatif lama dan kemampuan membawa arus yang bernilai besar.
Carbon Block Spark GapAlat ini digunakan pada peralatan tegangan rendah berupa telepon dan sistem data. peralatan ini terdiri dari 2 carbon block elektroda yang dipisahkan oleh sela udara. Peralatan jenis ini terbilang rrrrmurah harganya tetapi kemapuannya dalam menahan arus tidak besar dan umumnya singkat. Tegangan percik yang ditimbulkan oleh satu unitnya tidak konstan rangenya antara 300-1000V
Crowbar Devices operasinya agak lambat, memerlukan beberapa mikrosekon untuk beroperasi sedangkan sistem membutuhkan proteksi terhadap kenaikan tegangan yang sangat cepat. Untuk mengatasi hal ini diperlukan proteksi surja tambanahan yaitu jenis Voltage-Clamping Devices.
Gambar 2.12 CrowBar DevicesA. AirGap Carbon BlockB. Two Electrode Gas Discharge TubeC. Three Electrode Gas Discharge TubeD. Thrystor Swicthing CircuitSumber : Guide's Book to Quality Power for Sensitive Electronic Equipment.Voltage-Clamping DevicesAntara lain terdiri dari varistor (Non Linear Resistor) metal Oxide Varistor (MOV), Zener (Avalanche) Diode dan Selenium Rectifier.Peralatan bertindak sebagai penghantar searah sampai tegangan Breakdown dimana pada saat itu peralatan menghantarkan dalam arah sebaliknya.
Pada tegangan clamping Impendansi berkurang membentuk Shunt dengan transient dari beban.Impendansi Clamping Devices dalam keadaan seri dengan Impendansi sumber bertindak sebagai pembagi tegangan dan menjaga sistem tetap pada tegangan clamping. Clamping Devices beroperasi pada range nanosekon, ribuan kali lebih cepat daripada CrowBar Devices tetapi mempunyai kemapuan mendispersikan energi transient yang bernilai kecil.
Jenis-jenisnya adalahMetal Oxide Varistor (MOV)Peralatan ini sesuai untuk range arus dan tegangan yang lebar mulai dari tegangan diatas 4V sampai tegangan sistem tenaga ribuan Volt, atau untuk arus puncak yang hanya beberapa ampere sampai yang bernilai puluhan ribu ampere. MOV harganya relatif murah, ukurannya mudah disesuaikan dan mudah dipasang.Zener Diode.Zener Diode digunakan juga untuk menghasilkan tegangan clamping. Peralatan ini adalah Avalanche Devices yang menjaga Impendansi tinggi sampai tegangan Breakdown kenaikan dengan cepat impendansinya berkurang untuk menyiapkan tindakan Clamping.
Diabawah kondisi Avalanche pada saatdiode membersihkan tegangan lebih. arus utama harus mengalir melewati sambungan tipis semikonduktor. Kemampuan untuk mendispersikan panas yang dihasilkan pada sambungan membatasi energi maksimum yang bisa ditangani zener diode.
Zener Dioxide lebih cepat reaksinya dari MOV dan memberikan clamping yang baik untuk tegangan yang hampir konstan tetapi dengan energi terbatas.
Sistem PembumianBagian yang juga sangat penting dari sistem proteksi petir adalah sistem pembumian. pembumian dilakukan dengan menghubungkan semua elektroda tunggal ke bumi untuk menyearkan arus petir ke dalam tanah. Tujuannya adalah membatasi tegangan antara bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian ini dengan tanah sampai harga yang aman untuk kondisi operasi.Tugas sistem pembumian adalah :menyalurkan arus petir ke bumimenjadi pengikat ekipotensial antara konduktor ke bawahsebagai kontrol potensial di sekitar dinding bangunanmenangkap arus petir yang menyebar di permukaan bumi.
Pembumian dapat menggunakan elektroda pita, elektroda batang dan elektroda pembumian pondasi.Elektroda pita adalah elektroda berbentuk pita atau kawat dengan tanpa memperhitungkan luas penampangnya di dalam tanah, kedalamannya sekurang-kurangnya 50 cm dari permukaan tanah.Elektroda batang adalah elektroda berbentuk batang dapat berupa pipa logam, batang logam bulat pejal atau pelat sirip yang ditanam secara tegak ke dalam tanah.Elektroda pembumian pondasi adalah pembumian yang memanfaatkan tulang beton pondasi untuk menyalurkan arus petir. Apabila pembumian menggunakan elektroda ini maka diperlukan penyambungan antara elektroda pembumian dengan konduktor penyalur utama dan konduktor penyalur pembantu.
Sayarat-syarat kondutor sistem pembumianmemiliki daya hantar jenis (konduktivitas) yang cukup besar sehingga tidak akan memperbesar beda potensial.Memiliki kekuatan mekanis tinggiTahan terhadap peleburan karena sambungan yang buruk walaupun konduktor tersebut akan terkena arus gangguan dalam waktu yang lama.Tahan terhadap korosi
Tindakan korosi pada sistem pembumian :Juka pipa logam diletakkan didalam tanah dan disambung ke sistem pengikat ekipotensial dan ke sistem terminal pembumian, material pipa yang tidak terisolasi dan material konduktor pembumian sebaiknya sama dalam hal ini sifat elektrokimia dan galvanisnya. Pipa yang menggunakan pelindung cat atau asphalt dianggap tidak terisolasi.Konduktor dengan lapisan timbal sebaiknya tidak secara langsung dipasang ke beton melainkan terlebih dahulu dilindungi terhadap korosi dengan menyediakan ikatan anti korosi atau dengan menggunakan pelindung dari PVC KOnduktor terminasi pembumian pada titik masuk ke tanah sebaiknya dilindungi terhadap korosi yaitu 0,3 meter diatas tanah dan dibawah permukaan tanah dengan cara dibalut dengan lapisan anti korosi.
Ketentuan pemasangan sistem pembumian :Semua elektroda pembumian pita sedapat mungkin memiliki jarak 1 meter dari pondasi bangunan dan ditanam sekurang-kurangnya pada kedalaman 0,5 meter.
Menghindari penanaman elektroda pembumian pada daerah yang dilalui sumber panas karena kondisi tanah akan mejadi kering akibat pemanasan Tempertaur tanah harus tetap dibawah 100oC untuk menjaga jangan sampai terjadi penguapan kandungan air di dalam tanah Penguapan akan mengurangi air di dalam tanah dan akan mempengaruhi tahanan tanah.
Hubungan kerapatan arus, diameter batang pembumian, panas spesifik tanah, kenaikan suhu, tahanan jenis tanah dan lama arus gangguan dinyatakan sebagai :
dimana :1 kerapatan arus yang diizinkan (A/cm)d diameter batang pembumian (mm)g panas spesifik rata-rata tanah (1,75 x 109 Watt detik/m2/oC)O kenaikan suhu tanah yng diizinkan (oC)p tahanan jenis tanah (Qm)t lamanya arus gangguan (detik)
Tahanan jenis tanah berdasarkan pasal 320-1 PUIL 2000 dinyatakan dalam tabel 2.20
Tabel 2.20 Tahanan Jenis TanahSumber PUIL 2000 Pasal 320-1Penentuan jumlah batang Pembumian Panjang batang pembumian yang diperlukan dihitung dari pembagian arus gangguan ke tanah dengan kerapatan arus yang diizinkan. Jumlah minimum batang pembumian yang diperlukan diperoleh dari pembagian panjang total dengan panjang satu batang dituliskan sebagai =Nmin - lg/L.1
Tabel 2.21 Jenis Bahan untuk Proteksi dan Ukuran TerkecilSumber Direktorat Penyelidikan masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir di Indonesia (Hal. 25) 
Pemeriksaan dan Pemeliharaan Sistem Proteksi PetirPemeriksaan secara berkala harus dilakukan pada semua elemen sistem penangkal petir. Jangka waktu pemeriksaan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :Klasifikasi struktur dan daerah yang dilindungi. Semakin besar tingkat bahaya yang ditanggung suatu bangunan maka pemeriksaan harus semakin rutin dilakukan yaitu minimal 2 tahun sekali.
Kondisi lingkungan terutama yang mempengaruhi sifat korosif bahan, misalnya pada daerah yang berkelebaban tinggi. Instalasi penangkal petir harus diperiksa 2 tahun sekali karena bahan akan semakin cepat mengalami korosi di tempat lembab apalagi jika ada sambungan antara bahan yang tidak sama jenisnya.
jenis material komponen sistem, setiap jenis material mempunyai umur dan kekuatan yang berbeda sehingga harus diperiksa secara rutin untuk memastikan jika ada bahan yang sudah rusak dan harus segera diganti.
Sebagai tambahan, sistem penangkal petir harus
diperiksan jika dilakukan penggantian atau perbaikan pada sistem penangkal petir.Kegiatan pemeriksaan dilakukan untuk mengetahui :
1.Sistem berada dalam kondisi yang baik.2.Tidak ada kerusakan sambungan atau ikatan (bonding) yang dapat menimbulkan tahanan kontak yang tinggi.3.Tidak ada bagian sistem yang melemah karena korosi atau getaran.4.Semua konduktor penyalur dan konduktor pentanahan berada dalam keadaan utuh/ tidak terputus.
Program pemeliharaan secara periodik sebaiknya dilakukan untuk semua sistem proteksi petir dengan program pemeliharaan berisi kegiatan :1.Pengecangan semua konduktor sistem proteksi petir.2.Pengecekan semua klem dan sekrup3.Pemeriksaan kontinuitas listrik pada instalasi sistem penangkal petir4.Pengukuran tahanan bumi dan pemeriksaan terminal pembumian.5.Pemeriksaan terhadap perubahan konstruksi struktur dan instalasinya serta pengaruh yang ditimbulkan oleh perubahan tersebut terhadap sistem proteksi petir.
(Diambil dari berbagai Sumber di Internet)
Program pemeliharaan secara periodik sebaiknya dilakukan untuk semua sistem proteksi petir dengan program pemeliharaan berisi kegiatan :1.Pengecangan semua konduktor sistem proteksi petir.2.Pengecekan semua klem dan sekrup3.Pemeriksaan kontinuitas listrik pada instalasi sistem penangkal petir4.Pengukuran tahanan bumi dan pemeriksaan terminal pembumian.5.Pemeriksaan terhadap perubahan konstruksi struktur dan instalasinya serta pengaruh yang ditimbulkan oleh perubahan tersebut terhadap sistem proteksi petir.
(Diambil dari berbagai Sumber di Internet)
Langganan:
Postingan (Atom)