ELEKTRO INDONESIA Edisi Perdana, Maret 1996ENERGI
Tingkat perlindungan suatu sistem proteksi sambaran petir dikelompokkan dalam :
Tingkat perlindungan Biasa atau Normal, yaitu untuk bangunan- bangunan biasa yang bila terjadi kegagalan perlindungan tidak menyebabkan bahaya beruntun, seperti bangunan perumahan, gedung- gedung.
Tingkat Perlindungan Tinggi, yaitu untuk bangunan-bangunan atau instalasi yang lain jika terjadi kegagalan perlindungan dapat berbahaya bagi keselamatan jiwa, atau dapat menimbulkan bahaya ikutan yang lebih besar, seperti instalasi eksplosif mudah meledak, bangunan-bangunan dengan tingkat penggunaan tinggi dan banyak orang berada di dalamnya, instalasi komunikasi penting dan lain-lain.
Tingkat Perlindungan Sangat Tinggi, yaitu untuk bangunan atau instalasi yang jika terjadi kegagalan perlindungan dapat menyebabkan bahaya ikutan yang tidak terkendali seperti pusat instalasi nuklir.
Biaya investasi yang diperlukan untuk ketiga tingkat perlindungan di atas pada dasarnya terbagi dalam biaya investasi Penangkal Petir Eksternal dan biaya investasi Penangkal Petir Internal dan minimisasi biaya total dapat dilakukan dengan menerapkan konsepsi bahwa penangkal petir eksternal merupakan bagian tak terpisahkan dari penangkal petir internal.
Finial batang tegak biasa digunakan untuk bangunan atap runcing, menara telekomunikasi, dll. Satu hal yang perlu dipertimbangkan untuk bangunan tinggi seperti menara komunikasi adalah adanya kemungkinan kejadian sambaran samping, yang berarti harus dapat diantisipasi bahwa petir dapat menyambar mengenai antena-antena dari samping. Antena yang tersambar petir akan dialiri arus petir dan arus petir yang mengalir dapat diperkirakan besarnya berdasar sudut lindung finial terpasang, yang dengan demikian akan dapat diperkirakan pula resiko yang timbul.
Finial mendatar biasa digunakan pada bangunan atap datar dengan menggunakan penghantar yang dipasang mendatar, dengan menggunakan atap bangunan atau atap tanki suatu kilang minyak. Konsepsi yang diterapkan adalah konsepsi sangkar Faraday. Hal yang perlu diperhatikan jika atap tanki yang berisi bahan mudah meledak akan digunakan sebagai finial adalah ketentuan bahwa atap tanki tidak ada kemungkinan gas buang atau gas yang keluar dan pada atap tanki tidak ada kemungkinan ceceran bahan mudah meledak, atap tanki tidak memiliki lubang-lubang atau hubungan pelat-pelat, atap benar-benar dapat dijamin konduksinya yang baik, dan hal yang paling penting bahwa kenaikan temperatur pelat atap karena tersambar petir tidak mencapai temperatur nyala dari bahan bakar isi tangki.
Petir telah banyak membuat kerugian pada manusia dan kerusakan pada
peralatan sejak dulu. Semakin banyaknya pemakaian alat
elektronik dan peralatan tegangan rendah saat ini telah
meningkatkan jumlah statistik kerusakan yang ditimbulkan oleh
pengaruh sambaran petir baik langsung maupun tidak
langsung.
Indonesia memiliki hari guruh yang tinggi dengan
jumlah sambaran petirnya yang banyak, sehingga kerusakan dan
kerugian yang ditimbulkannya pun lebih besar. Upaya proteksi
manusia dan peralatan telah dilakukan, namun dengan semakin
luas, semakin banyak dan semakin canggihnya peralatan listrik
dan elektronik yang digunakan menyebabkan semakin rumitnya
sistem yang diperlukan.
Tempat-tempat dengan tingkat sambaran tinggi
(frekwensi maupun intensitasnya) mendapat prioritas pertama
untuk penanggulangannya, sedangkan tempat-tempat yang
relatif kurang bahaya petirnya mendapat prioritas ke dua dengan
pemasangan protektor yang lebih sederhana. Lokasi yang
mempunyai nilai bisnis tinggi (industri kimia, pemancar TV,
Telkom, gedung perkantoran dengan sistem perkantoran dan
industri strategis seperti : hankam, pelabuhan udara, dll.),
memerlukan proteksi yang dilakukan seoptimal mungkin,
sedangkan lokasi dengan nilai bisnis rendah mungkin makin
sederhana sistem protektor yang akan dipasang.
Pemakaian penangkal petir tradisional (eksternal) sudah sangat dikenal
sejak dulu untuk melindungi bangunan atau instalasi terhadap
sambaran petir. Bagaimanapun alat pelindung tradisional ini
hanya dapat digunakan sebagai perlindungan gedung itu sendiri
terhadap bahaya kebakaran atau kehancuran, sedangkan
induksi tegangan lebih atau arus lebih yang diakibatkan masih
belum terserap sepenuhnya oleh penangkal petir tradisional tadi.
Induksi inilah yang bahayanya cukup besar terhadap peralatan
elektronik yang cukup sensitif dan MAHAL HARGANYA.
Dengan berkembangnya teknologi yang sangat pesat hingga kini, maka
pelepasan muatan petir dapat merusak jaringan listrik dan
peralatan elektronik yang lebih sensitif. Sambaran petir pada
tempat yang jauh sudah mampu merusak sistem elektronika dan
peralatannya, seperti instalasi komputer, perangkat
telekomunikasi seperti PABX, sistem kontrol, alat-alat pemancar
dan instrument serta peralatan elektronik sensitif lainnya. Untuk
mengatasi masalah ini maka perlindungan yang sesuai harus
diberikan dan dipasang pada peralatan atau instalasi terhadap
bahaya sambaran petir langsung maupun induksinya.
Salah satu penyebab semakin tingginya kerusakan peralatan elektronika
karena induksi sambaran petir tersebut adalah karena sangat
sedikitnya informasi mengenai petir dan masalah yang dapat
ditimbulkannya.
Contoh : Petir menyambar tiang PLN lokasi A sehingga
tegangan/arusnya mencapai dan merusak peralatan rumah sakit
dan peralatan telekomunikasi di lokasi B karena jarak tiang PLN
(A) ke rumah sakit dan peralatan telekomunikasi tersebut (B)
adalah kurang atau sama dengan 1 km.
Di samping itu pemahaman tentang masalah atau pengaruh
yang ditimbulkan perlu ditingkatkan sehingga usaha
perlindungan yang dilakukan dapat maksimal. Sistem
perlindungan yang diaplikasikan pada instalasi yang sudah
dibangun akan menjadi lebih mahal daripada jika dilakukan
perlindungan pada saat instalasi baru pada tahap
perencanaan.
Proses terjadinya awan bermuatan ini akan
semakin sering jika semakin dekat ke katulistiwa yang berudara
lembab. Semakin banyak terbentuknya awan bermuatan akan
semakin tinggi jumlah sambaran petir yang terjadi. Jumlah
sambaran ini sering disebut juga sebagai jumlah HARI-GURUH
PER TAHUN (thunderstormdays).
Dari pengalaman bertahun-tahun para peneliti petir telah menunjukkan
bahwa sistem proteksi
petir yang didasarkan pada sistem proteksi eksternal dan internal
yang klasik, misalnya seperti yang diberikan pada standard DIN
VDE 0185, sudah tidak memadai lagi untuk sitem yang rumit dan
menggunakan banyak fasilitas jaringan telekomunikasi yang
padat seperti pabrik, pusat komputer dan pembangkit listrik.
Standar yang konvensional hanya menentukan komponen
secara sendiri-sendiri (individual), seperti finial, down conductor,
sistem pentanahan, sistem penyama tegangan (Equipotential
Bonding - EB), pembatasan medan, atau pembatasan
gelombang berjalan pada hantaran.
Ada satu referensi umum
untuk semua peraturan yang berlaku pada bidang teknik
telekomunikasi, misalnya pada standar Jerman DIN VDE 0800
dan DIN VDE 0845. Standar ini pun belum tentu sesuai dengan
standar lainnya, karena itu suatu metode telah dikembangkan
untuk memungkinkan perencanaan suatu sistem proteksi yang
bisa mengintegrasikan seluruh individual sistem
tersebut.
Proteksi petir untuk instalasi telekomunikasi pada
dasarnya adalah masalah Electromagnetic Compatibility - EMC.
Peralatan elektronik harus tahan terhadap gangguan dari induksi
dan konduksi petir pada akibat sambaran langsung atau
sambaran dekat dan bahkan tidak boleh "upset" atau
terputusnya komunikasi.
Untuk mengintegrasikan seluruh sistem
proteksi tersebut, dikenal istilah Lighting Protection Zones (LPZ)
yang telah digunakan sebagai standar di Hankam milik Jerman.
Prinsipnya adalah sistem proteksi dibagi menjadi beberapa
bagian dengan intersection yang jelas antara masing-masing
zone. Untuk daerah proteksi, kondisi elektromagnetik dapat
didefinisikan, misalnya besarnya medan listrik dan medan
magnet akibat pengaruh petir atau besarnya tegangan lebih yang
berjalan pada hantaran yang memasuki daerah tersebut. Dari
besaran dapat ditentukan ukuran hantaran dan karakteristik alat
proteksi yang dibutuhkan.
Metode ini telah dibahas untuk
dijadikan sebagai standar pada International Electrotechnical
Commission (IEC) TC 81. LPZ ini dimulai dari Zone 0, daerah
yang memungkinkan terjadinya sambaran petir (LEMP)
langsung, yaitu:
Untuk sistem yang rumit
umumnya digunakan Metode Bola Petir (Rolling Sphere Method)
untuk menentukan letak finial. Dengan demikian ada daerah
yang kemungkinan mendapatkan sambaran petir langsung (LPZ
O), juga ada daerah yang tidak akan mendapat sambaran
langsung karena terproteksi oleh finial (LPZ O/E).
Dapat ditentukan klasifikasi dari daerah proteksi dan tingkat
proteksi, misalnya untuk pusat komputer. Hantaran yang datang
dari LPZ O masuk ke LPZ 1 harus dihubungkan dengan alat
proteksi yang sesuai yang dilengkapi dengan Equipotential
Bonding (EB).
Pada sambaran petir diberikan besaran arus petir yang
mengalir pada sistem listrik akibat sambaran petir langsung pada
instalasi.
Proteksi Internal terdiri atas:
Perlindungan Peralatan Elektronika dari Bahaya Induksi Akibat
Sambaran Petir
Intisari
Petir merupakan kejadian alam yang
selalu melepaskan muatan listriknya ke bumi tanpa dapat
dikendalikan dan menyebabkan kerugian harta benda dan
manusia. Tak ada yang dapat mengubah situasi ini.Kerusakan yang diakibatkan oleh petir
Keadaan alam iklim tropis Indonesia pada umumnya
termasuk daerah dengan hari petir yang tinggi setiap tahun.
Karena keterbatasan data besarnya hari petir untuk setiap lokasi
di Indonesia, pada saat ini diasumsikan bahwa lokasi-lokasi yang
tinggi di atas gunung atau menara yang menonjol ditengah-
tengah area yang bebas (sawah, ladang, dll.) mempunyai
kemungkinan sambaran lebih tinggi daripada tempat-tempat di
tengah-tengah kota yang dikelilingi bangunan-bangunan tinggi
lainnya.
Kerusakan ini biasanya langsung mudah diketahui
sebabnya, karena jelas petir menyambar sebuah gedung dan
sekaligus peralatan listrik/elektronik yang ada di dalamnya ikut
rusak (kemungkinan mengakibatkan kebakaran gedung, PABX,
kontrol AC, komputer, alat pemancar, dll. hancur total).
Kerusakan ini sulit
diidentifikasi dengan jelas karena petir yang menyambar pada
satu titik lokasi sehingga hantaran induksi melalui aliran
listrik/kabel PLN, telekomunikasi, pipa pam dan peralatan besi
lainnya dapat mencapai 1 km dari tempat petir tadi terjadi.
Sehingga tanpa disadari dengan tiba-tiba peralatan komputer,
pemancar TV, radio, PABX terbakar tanpa sebab yang
jelas.Sistem Perlindungan Peralatan (Penangkal Petir)
Sistem proteksi yang dibutuhkan
berkaitan erat dengan konsep zone atau induksi yang mungkin
timbul diakibatkan dari petir itu sendiri dan keinginan untuk
memperoleh data petir akan terpenuhi dengan semakin
banyaknya dana dan daya yang diarahkan ke permasalahan
petir.
Model ini dapat dikembangkan untuk
proteksi akibat tegangan lebih, akibat proses switching (SEMP)
di dalam industri, sehingga proteksi yang lengkap bisa
diperoleh.
Sesuai dengan ketentuan International Electrotechnical
Commission TC 81 yang disahkan bulan Agustus 1989 maka
sistem penangkal petir yang sempurna harus terdiri atas 3
bagian:
Yang disebut Proteksi External adalah
instalasi dan alat-alat di luar sebuah struktur untuk menangkap
dan menghantar arus petir ke sistem pembumian atau berfungsi
sebagai ujung tombak penangkap muatan listrik/arus petir di
tempat tertinggi.Proteksi External yang baik terdiri atas:
- Air Terminal atau Interseptor.
- Down Conductor.
- Equipotensialisasi.
Bagian terpenting dalam instalasi sistem penangkal petir adalah sistem
pembumiannya. Kesulitan pada sistem pembumian biasanya
karena berbagai macam jenis tanah. Hal ini dapat diatasi dengan
menghubungkan semua metal (Equipotensialisasi) dengan
elektrode tunggal yang ke bumi. Hal ini sesuai dengan IEC TC 81 Bab 2.3.
Proteksi Internal berarti proteksi
peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir. Terutama efek
medan magnet dan medan listrik pada instalasi metal atau
sistem listrik. Sesuai dengan standar DIV VDE 0185, IEC 1024-1.
- Pencegahan sambaran langsung.
- Pencegahan sambaran tidak langsung.
- Equipotesialisasi.
Untuk dapat mengantisipasi perkembangan peralatan listrik dan elektronika,
maka peralatan proteksi dalam Konsep Daerah Proteksi yang
berorientasi pada EMC juga mempunyai tugas yang disesuaikan
dengan kebutuhan tersebut.Kesimpulan
Perlunya dilakukan
penyampaian informasi yang cepat dan tepat kepada
perencanaan, pemeliharaan dan penyedia komponen peralatan
proteksi tentang teknologi dan metode-metode baru yang
berkembang pesat seirama dengan perkembangan teknologi
elektronika dan mikroprosesor.Tingkat proteksi yang ada pada
sentral telepon Telkom pada umumnya belum mengacu pada
proteksi Eksternal dan Internal, apalagi konsep LPZ yang masih
sangat baru untuk instalasi di Indonesia.
Please send
comments, suggestions, and criticisms about ELEKTRO INDONESIA.
Click here to
send me email.
All Rights Reserved.