INSTALASI BANGUNAN

PENANGKAL PETIR

DISUSUN OLEH :BUDHI DHARMA,ST

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

DAFTAR ISI

BAB I : PENDAHULUAN

BAB II : PEMBAHASAN MASALAH

2.1. Bagian Instalasi

2.2. Faktor Pertimbangan

2.3. Tempat Sambaran Petir

2.4. Tempat yang terhindar Sambaran Petir

2.5. Analisa biaya manfaat sistematika atas Proteksi Sambaran Petir

2.6. Penangkal Petir External

2.6.1. Pengadaan Susunan Finial Penangkal Petir

2.6.2. Pengadaan Sistem Penyaluran Arus Petir

2.6.3. Pembuatan Sistem Pentanahan

2.7. Penangkal Petir Internal

2.8. Kerusakan yang diakibatkan oleh Petir

2.8.1. Kerusakan akibat sambaran langsung

2.8.2. Kerusakan akibat sambaran tidak langsung

2.9. Sistem Perlindungan Peralatan

2.10. Konsep daerah Proteksi dan Tingkat Proteksi

2.11. Sistem Perlindungan Petir

2.12. Sistem Perlindungan Petir pada Transmisi Tenaga Listrik

KESIMPULAN

BAB IPENDAHULUAN

Petir adalah suatu gejala listrik di atmosfer yang timbul bila terjadi banyak

kondensasi dari uap air dan ada udara naik yang kuat.

Instalasi penangkal petir adalah instalasi suatu sistem dengan komponen -

komponen dan peralatan-peralatan yang secara keseluruhan berfungsi untuk menangkap

petir dan menyalurkan ke tanah, sehingga semua bagian dari bangunan beserta isinya atau

benda-benda yang dilindunginya terhindar dari bahaya sambaran petir.

BAB IIPEMBAHASAN MASALAH

2.1. BAGIAN INSTALASI.

Instalasi ini terdiri bagian-bagian sebagai berikut;

1. Pengahantar di atas tanah, yaitu penghantar yang dipasang diatas atap sebagai

penangkap petir, biasanya berupa elektroda logam yang dipasang tegak dan

elektroda logam yang dipasang mendatar

2. Penghantar pada dinding atau di dalam bengunan sebagai penyalur arus petir ke

tanah, biasanya terbuat dari tembaga, baja galvanish atau alumunium.

3. Elektroda-elektroda tanah, antara lain;

a. Elektroda pita (strip), yang ditanam minimum 0,5-1 m dari permukaan tanah.

b. Elektroda batang , dari pipa atau besi baja profil yang dipancangkan tegak

lurus kedalam tanah 2 m

c. Elektroda pelat, ditanam minimum 50 cm dari permukaan tanah.

2.2. FAKTOR PERTIMBANGAN

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam merencanakan dan memasang

sistem penangkal petir yaitu:

1. Keamanan secara teknis, tanpa mengabaikan factor keserasian Arsitektur,

perhatian utama harus ditunjukkan kepada diperolehnya nilai perlindungan

terhadap sambaran petir yang efektif.

2. Penampang hantaran-hantaran pentanahan yang digunakan.

3. Ketahanan mekanis

4. Ketehanan terhadap korosi

5. Bentuk dan ukuran bangunan yang dilindungi

6. Faktor ekonomis.

2.3. TEMPAT SAMBARAN PETIR

Tempat-tempat yang tidak terhindarkan dari sambaran petir:

1. Tempat yang basah dan berair

2. Tempat terbuka (seperti lapangan)

3. Pohon-pohon yang tinggi

4. Daerah pinggiran hutan

5. Bangunan yang tinggi yang tidak dilengkapi dengan instalasi penangkal petir

6. Transformator pada gardu induk listrik.

2.4. TEMPAT YANG TERHIDAR SAMBARAN PETIR

Tempat-tempat yang memungkinkan untuk terhindarkan dari sambaran petir:

1. Bangunan yang dilengkapi dengan instalasi penangkal petir

2. Kendaraan yang mempunyai karoseri baja

3. Dalam hutan yang pohon-pohonnya hampir sama tinggi

Tabel tentang pengaruh arus listrik pada badan manusia

Kuat arus yang

mengalir melalui

badan

Pengaruh pada organ

badan manusia

Waktu tahan

Tegangan pada

bagian-bagian yang

ditanahkan, jika R

pentahanan

=5000

0.5 mA

1 mA

2 mA

5 mA

10 mA

15 mA

20 mA

30 mA

40mA

Terasa mulai kaget

Terasa jelas

Mulai kejang

Kejang keras

Sulit untuk melepaskan

pegangan

Kejang dengan terasa

nyeri, tidak mungkin

melepaskan pegangan

Nyeri berat

Nyeri tak tertahankan

Mulai tak sadar, bahaya

maut

Tidak tentu

Tidak tentu

Tidak tentu

Tidak tentu

Tidak tentu

15 sekon

5 sekon

1 sekon

0.2 sekon

2.5 V

5 V

10 V

25 V

50 V

75 V

100 V

150 V

200 V

Arus listrik antara 15-30 mA dapat mengakibatkan kematian, karena sudah sulit

untuk melepaskan pegangan.

Tahanan kulit manusia :

Untuk kulit kering : ±100-500 K

Untuk kulit basah (missal karena keringat) : 1 K

Tegangan arus bolak-balik yang dianggap aman adalah 50 Volt nominal bawah.

Jenis bahan ukuran terkecil dari instalasi penangkal petir

No Nama komponen Jenis Bahan Bentuk Ukuran terkecil

11.1

Penangkap petirPenangkap tegak Tembaga

Baja GalvanisSilinder PejalPita PejalPipa silinder pejalPipa pejal

10 mm25 mm x 3 mm 1``25mm x 3mm

1.2 Batang tegak Tembaga

Baja galvanis

Silinder pejalPita PejalSilinder PejalPita Pejal

8 mm25 mm x 3 mm 8mm25 mm x 3 mm

1.3 Penangkap datar Tembaga

Baja galvanis

Silinder pejalPita pejalPilinSilinder pejalPita pejal

8 mm 25 mm x 3 mm50 mm2 ½ ``25 mm x 4 mm

2. Penghantar Tembaga

Baja galvanis

Silinder pejalPita pejalPilinSilinder pejalPita pejal

8 mm 25 mm x 3 mm 8 mm225 mm x 3 mm

3. Elektroda pentanahan Tembaga

Baja galvanis

Silinder pejalPita pejalSilinder pejalPita pejal

½ ``25 mm x 4 mm ½`25 mm x 4 mm

2.5. ANALISA BIAYA MANFAAT SISTEMATIK ATAS PROTEKSI

SAMBARAN PETIR

Hal-hal yang berkaitan dengan sistem proteksi, teknologi dan biaya investasi

yang diperlukan ditentukan oleh tingkat perlindungan penangkal petir yang

diinginkan. Sedang tingkat perlindungan yang diinginkan ditentukan oleh jenis,

type dan fungsi bangunan dan peralatan yang akan dilindungi serta resiko yang

timbul jika terjadi kegagalan perlindungannya.

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 minimalissasi biaya total dapat dilakukan

dengan menerapkan konsepsi bahwa penangkal petir eksternal merupakan bagian

tak terpisahkan dari penangkal petir internal.

2.6. PENANGKAL PETIR EKSTERNAL

Instalasi penangkal petir eksternal meliputi :

1. Pengadaan susunan finial penangkal petir

2. Pengadaan sistem penyaluran arus petir

3. Pembuatan sistem pentanahan

2.6.1. Pengadaan Susunan Finial Penangkal Petir

Susunan finial penangkal petir dapat berupa finial batang tegak; susunan finial

mendatar dan finial-finial lain dengan memanfaatkan benda logam yang terpasang

di atas bangunan seperti atap bangunan, menara logam, dll. Tingkat perlindungan

yang diinginkan menentukan jumlah finial, dimensi dan jenis bahan finial serta

konstruksinya dan semua ini secara besaran arus petir ditentukan oleh tingginya

Arus Puncak Petir (I) dan Muatan Arus Petir (Q).

a. Finial batang tegak biasanya digunakan untuk bangunan atap runcing, menara

telekomunikasi, dll. Satu hal yang perlu dipertimbangkan untuk bangunan tinggi

seperti menara komunikasi adalah kemungkinan kejadian sambaran samping,

yang berarti harus dapat diantisipasi bahwa petir dapat menyambar mengenai

antenna-antena dari samping. Antena yang tersambar 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.

b. Finial mendatar biasa digunakan pada bangunan atap datar dengan menggunakan

penghantar yang dipasang mendatar, dengan menggunakan atap bangunan atau

atap tangki suatu kilang minyak. Konsepsi yang diterapkan adalah konsepsi

sangkar Faraday. Hal yang perlu diperhatikan jika atap tangki yang berisi bahan

mudah meledak akan digunakan sebagai finial adalah ketentuan bahwa atap

tangki tidak ada kemungkinan gas buang atau gas yang keluar dan pada atap

tangki tidak ada kemungkinan ceceran bahan mudah meledak, atap tangki 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.

2.6.2. Pengadaan Sistem Penyaluran Arus Petir

Arus sambaran petir yang mengenai finial harus secara cepat dialirkan ke tanah

dengan pengadaan sistem penyaluran arus petir melalui jalan terpendek.Dimensi

atau luas penampang, jumlah dan rute penghantar ditentukan oleh kuadrat arus

impuls sesuai dengan tingkat perlindungan serta tingginya arus puncak petir. Resiko

bahaya yang dapat ditimbulkan dari penyaluran arus petir ini terutama adalah

adanya arus induksi elektromagnetik pada peralatan elektronik di dalam bangunan.

2.6.3. Pembuatan Sistem Pentanahan

Sistem pentanahan berfungsi sebagai sarana mengalirkan arus petir yang

menyebar ke segala arah ke dalam tanah. Hal yang perlu diperhatikan dalam

perancangan sistem pentanahan adalah tidak timbulnya bahaya tegangan langkah

dan tegangan sentuh. Kriteria yang dituju dalam pembuatan sistem pentanhan

adalah bukannya rendahnya harga tahanan tanah akan tetapi dapat dihindarinya

bahaya seperti tersebut di depan. Selain itu sistem pentanahan sangat menentukan

rancangan sistem penangkal petir internal, semakin tinggi harga tahanan pentanahan

akan semakin tinggi pula tegangan pada penyama potensial (potential equalizing

bonding) sehingga upaya perlindungan internalnya akan lebih berat.

2.7. PENANGKAL PETIR INTERNAL

Implementasi konsepsi penangkal petir internal pada dasarnya adalah upaya

menghindari terjadinya beda potensial pada semua titik di instalasi atau peralatan

yang diproteksi di dalam bangunan. Langkah-langkah yang dapat dilakukan

merupakan integrasi dari sarana penyama potensial, pemasangan arrestor tegangan

dan arus, perisaian dan filter. Biaya investasi yang diperlukan untuk pengadaan

penangkal petir internal adalah sangat besar karena berbagai mekanisme dapat

menyebabkan terjadinya beda potensial di dalam peralatan yang diproteksi yang

dapat berupa propagasi tegangan lebih melalui saluran telepon, antene, supply daya

listrik, pentanahan dan berbagai induksi elektromagnetik. Upaya minimisasi biaya

dapat dilakukan dengan lengkah pendefinisian Zoning Area proteksi dan terutama

dengan upaya mengurangi menjadi sekecil mungkin semua arus atau tegangan

impuls petir yang menjalar ke dalam bangunan dan instalasi. Pengalaman

menunjukkan bahwa dengan upaya maksimal dalam penyempurnaan penangkal

petir eksternal dan penerapan perisaian akan dapat memperkecil biaya penangkal

petir internal.

Khusus pengadaan sistem proteksi petir untuk instalasi eksplosif, mudah meledak,

terdapat tiga utama yang harus diperhatikan sebagai berikut :

1. Aspek pengaruh luar, yang dalam hal ini adalah aspek kejadian sambaran petir.

Upaya pengamanan yang harus dilakukan adalah mencegah terjadinya percikan

busur listrik, didekat atap bangunan, didalam bangunan yang dilindungi dan

pada sistem pentanahannya. Cara yang dapat diterapkan adalah

pembenaransusunan finial, penyaluran arus petir pentanahan dan

penghubungnya serta mencegah terjadinya mekanisme “Faraday Hole”.

2. Aspek operasional, yang dalam hal ini menyangkut masalah mixture bahan gas

yang sangat menentukan temperatur, tegangan dan energi penyalaannya.

3. Aspek kemampuan Internal, yang dalam hal ini upaya meningkatkan kemampuan

internal instalasi, misalnya tangki, yang memiliki ketahanan lebih tinggi dan

mampu mengeliminasi akibat yang akan terjadi jika ternyata ada kegagalan dari

upaya dua aspek diatas.

2.8. KERUSAKAN YANG DIAKIBATKAN OLEH PETIR

2.8.1. Kerusakan akibat sambaran langsung.

Kerusakan ini biasanya langsung mudah diketahui penyebabnya, karena jelas

petir menyambar sebuah gedung dan sekaligus peralatan listrik / elektronik yang

ada di dalamnya rusak, kemungkinan mengakibatkan :

- Kebakaran gedung

- PABX, Kontrol AC, Komputer, Alat pemancar, dll. Rusak/hancur.

2.8.2. Kerusakan akibat sambaran tidak langsung.

Kerusakan ini sulit di identifikasi dengan jelas, karena petir yang menyambar

pada satu titik lokasi sehingga hantaran induksi melalui aliran listrik/kabel PLN,

telekomunikasi, pipa dan peralatan besi lainnya dapat mencapai 1 km dari tempat

petir menyambar. Sehingga tanpa disadari dengan tiba-tiba peralatan elektronika

terbakar tanpa sebab yang jelas.

2.9. 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.

Di samping pemahaman tentang masalah atau pengaruh yang ditimbulkan perlu

ditingkatkan sehingga usaha perlindungan yang dilakukan dapat maksimal. Sistem

perlindungan yang diaplikasikan pada instalasi yang mudah dibangun akan menjadi lebih

mahal daripada dilakukan perlindungan pada saat instalasi baru pada tahap perencanaan.

Proses terjadinya awan bermuatan ini akan semakin sering jika semakin dekat ke

khatulistiwa yang berudara lembab.

Semakin banyak terbentuknya awan bermuatan akan semakin tinggi jumlah sambaran

petir yang terjadi. Jumlah sambaran ini sering juga disebut 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 sistem yang rumit dan menggunakan banyak fasilitas jaringan

telekomunikasi yang padat seperti pabrik, pusat komputer dan pembangkit listrik.

Standar yang konvensional hanya menentukan komponen secara 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 standar Jerman SIN 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

mengintregasikan seluruh individual sistem tersebut.

Proteksi petir untuk instalasi telekomunikasi pada dasarnya adalah masalah

Electromagnetic Compartibility – EMC. Peralatan elektronik harus tahan terhadap

gangguan dari induksi 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 electromagnetic

dapat diidentifikasikan, 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 Comiddion (IEC) TC 81. LPZ ini dimulai dari Zone O, daerah yang

memungkinkan terjadinya sambaran petir (LEMP) langsung yaitu :

1. Arus transient akibat sambaran petir langsung

2. Arus transient yang mengalir melalui hantaran (konduksi)

3. Medan elektromagnetik akibat sambaran langsung atau sambaran dekat.

Model ini dapat dikembangkan untuk proteksi akibat tegangan lebih, akibat proses

switching (SEMP) di dalam industri, sehingga proteksi yang lengkap bisa diperoleh.

2.10. KONSEP DAERAH PROTEKSI (LPZ) DAN TINGKAT PROTEKSI (PL).

Untuk sistem yang rumit umumnya digunakan Metode Bola Petir (Rolling Sphere

Methode) untuk menentukan letak finial. Dengan demikian ada daerah yang

kemungkinan mendapatkan sambaran petir langsung ( LPZ O ), juga ada daerah yang

tidak akan mendapat sambaran petir langsung karena terproteksi oleh finial ) LPZ O/E ).

Dapat ditentukan klasifikasi dari daerah proteksi dan tingkat proteksi, misalnya

untuk pusat komputer. Hantaran yang dating dari LPZ O masuk ke LPZ 1 harus

dihubungkan dengan alat proteksi yang sesuai dan dilengkapi dengan Equipotential

Bonding (EB). Pada sambaran petir diberikan besaran arus petir yang mengalis pada

sistem listrik akibat sambaran petir langsung pada instalasi.

Sesuai dengan ketentuan International Electrotechnical Comission TC 81 yang disyahkan

bulan Agustus 1989 maka sistem penangkal petir yang sempurna harus terdiri atas 3

bagian :

1. Proteksi Eksternal.

Yang disebut Proteksi Eksternal 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 eksternal yang baik terdiri atas :

Air terminal atau Interseptor

Down Conductor

Equipotensialisasi

2. Proteksi pembumian / pentanahan

Bagian terpentung 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

(Equipotentialisasi) dengan electrode tunggal yang kebumi.

Hal ini sesuai dengan IEC TC 81 bab 2.3

3. Proteksi Internal.

Proteksi internal berarti proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir.

Terutama efek magnet dan medan magnet listrik pada instalasi metal atau sistem

listrik. Sesuai dengan standar DIV VDE 0185, IEC 1024-1.

Proteksi Internal terdiri atas :

Pencegahan sambaran langsung

Pencegahan sambaran tidak langsung

Equipotentialisasi

4. Peralatan Proteksi petir

Untuk dapat mengantisipasi perkembangan peralatan listrik dan elektronika, maka

peralatan proteksi salam konsep daerah proteksi yang berorientasi pada EMC juga

mempunyai tugas yang disesuaikan dengan kebutuhan tersebut.

2.11. SISTEM PERLINDUNGAN PETIR

Mengingat kerusakan akibat sambaran petir yang cukup berbahaya, maka muncul

usaha untuk mengatasi sambaran petir. Teknik penangkal petir pertama kali ditemukan

oleh Benyamin Franklin dengan menggunakan interseptor (terminal udara) yang

dihubungkan dengan konduktor metal ke tanah. Teknik ini selanjutnya terus

dikembangkan untuk mendapatkan hasil yang efektip.

Sekilas mengenai penangkal petir, dikenal 2 macam sistem yaitu :

1. Sistem penangkal Petir.

Sistem ini menggunakan ujung metal yang runcing sebagai pengumpul muatan

dan diletakkan pada tempat yang tinggi sehingga petir diharapkan menyambar

ujung metal tersebut terlebih dahulu. Sistem ini memiliki kelemahan dimana

apabila sistem penyaluran arus petir ke tanah tidak berfungsi baik, maka ada

kemungkinan timbul kerusakan pada peralatan elektronik yang sangat peka

terhadap transien.

2. Dissipation Array System (DAS).

Sistem ini menggunakan banyak ujung runcing (point discharge) dimana tiap

bagian benda yang runcing akan memindahkan muatan listrik dari benda itu

sendiri ke molekul udara di sekitarnya. Sistem ini mengakibatkan turunnya beda

potensial antara awan dengan bumi sehingga mengurangi kemampuan awan untuk

melepaskan muatan listrik.

2.12. SISTEM PERLINDUNGAN PETIR PADA TRANSMISI TENAGA LISTRIK.

Petir akan menyambar semua benda yang dekat dengan awan. Atau dengan kata

lain benda yang tinggi akan mempunyai peluang yang besar tersambar petir. Transmisi

tenaga listrik didarat dianggap lebih efektif menggunakan saluran udara dengan

mempertimbangkan factor teknis dan ekonomisnya. Tentu saja saluran udara ini akan

menjadi sasaran sambaran petir langsung. Apabila saluran udara yang melewati

perbukitan sehingga memiliki jarak yang lebih dekat dengan awan dan mempunyai

peluang lebih besar untuk disambar petir.

Selama terjadinya pelepasan petir, muatan positif awan akan menginduksi muatan

negatif pada saluran tenaga listrik. Muatan negatif tambahan ini akan mengalir dalam 2

arah yang berlawanan sepanjang saluran.

Desain isolasi untuk tegangan tinggi (HV) dan tegangan ekstra tinggi (EHV)

cenderung untuk melindungi saluran dari adanya tegangan lebih akibat surya hubung dan

surya petir. Untuk tegangan ultra tinggi (UHV), desain isolasi lebih cenderung kepada

proteksi terhadap durya hubung. Adanya tegangan lebih ini akan mengakibatkan naiknya

operasi yang tentunya dapat merusak peralatan listrik.

Dalam melindungi saluran tenaga listrik tersebut, ada beberapa cara yang dapat

diterapkan. Salah satu cara yang paling mudah adalah dengan menggunakan kawat tanah

(overhead groundwire) pada saluran. Prinsip dari pemakaian kawat tanah ini adalah

bahwa kawat tanah akan menjadi sasaran petir sehingga melindungi kawat phasa dengan

daerah/zona tertentu. Overhead groundwire yang digunakan untuk melindungi saluran

tenaga listrik, diletakkan pada ujung teratas saluran dan terbentang sejajar dengan kawat

phasa. Groundwire ini dapat ditanahkan secara langsung atau secara tidak langsung

dengan menggunakan sela yang pendek.

Dalam melindungi kawat phasa tersebut daerah proteksi groundwire dapat digambarkan

pada gambar 1.

Gambar 1.

Daerah proteksi dengan menggunakan 1 buah groundwire

Groundwire

Dari gambar diatas, misalkan groundwire diletakkan setinggi h meter dari tanah.

Dengan menggunakan nilai-nilai yang terdapat pada gambar tersebut, titik b dapat

ditentukan sebesar 2/3 h. Sedangkan zona proteksi groundwire terletak didalam daerah

yang diarsir. Didalam zona tersebut diharapkan tidak terjadi sambaran petir langsung

sehingga di daerah tersebut pula kawat phasa dibentangkan.

Apabila h, merupakan tingi kawat phasa yang harus dilindungi, maka lebar b, dapat

ditentukan dalam 2 kondisi, yaitu :

untuk hx > 2/3 h, bx = 0,6 h ( 1 – hx / h )

untuk hx < 2/3 h, bx = 1,2 h ( 1 – hx / 0,8h )

Dalam beberapa kasus, sebuah groundwire dirasa belum cukup untuk memproteksi kawat

phasa sepenuhnya. Untuk meningkatkan performa dalam perlindungan terhadap

sambaran petir langsung, lebih dari satu groundwire digunakan.

0,2h

bx

hx

h

1,2 h0,6 h

Bila digunakan 2 buah groundwire dengan tinggi h, dari tanah dan terpisah sejauh s,

perhitungan untuk menetapkan zona proteksi petir dilakukan seperti halnya menggunakan

1 buah groundwire. Gambar 2 menunjukkan zona perlindungan dari penggunaan 2 buah

groundwire.

Gambar 2Zona perlindungan dari penggunaan 2 buah groundwire

Dari gambar tersebut, apabila h, menyatakan tinggi titik dari tanah di tengah-tengah 2

groundwire yang terlindungi dari sambaran petir, maka h, dapat ditentukan : ho = h – s/4

Sedangkan daerah antara 2 groundwire dibatasi oleh busur lingkaran dengan jari-jari

5/4 s dengan titik pusat terletak pada sumbu di tengah-tengah 2 groundwire.

Seperti disebutkan sebelumnya bahwa hadirnya groundwire dimaksudkan sebagai tempat

sambaran petir langsung dan dapat melindungti kawat phasa. Zona perlindungan

groundwire dapat dinyatakan dengan parameter sudut perlindungan, yaitu : sudut antara

garis vertical groundwire dengan garis hubung antara groundwire dan kawat phasa. Jika

5/4 s

0,2 h

s

ho=h-s/4

0,6h

1,2h

hx

bx

h

sudut perlindungan tersebut dinyatakan dalam a dan tinggi groundwire adalah h, maka

probabilitas sambaran petir pada groundwire (p) dapat ditentukan sebagai berikut :

a √ h

Log p = - 4

90

Dari persamaan tersebut, terlihat bahwa makin tinggi groundwire dan sudut perlindungan

yang besar, akan mengakibatkan probabilitas tersebut meningkat.

Untuk itu diperlukan pemilihan tinggi groundwire dan sudut perlindungan yang tepat

untuk mendapatkan performa perlindungan yang baik dari sambaran petir.

Usaha untuk meningkatkan performa perlindungan.

Usaha yang paling mudah untuk menigkatkan performa perlindungan adalah dengan

menggunakan lebih dari satu groundwire. Dengan cara ini diharapkan petir akan selalu

menyambar pada groundwire, sehingga memperkacil probabilitas kegagalan

perlindungan. Cara ini dapat disertai dengan menggunakan couterpoise, yaitu konduktor

yang ditempatkan di bawahsaluran (lebih sering dibenamkan dalam tanah) dan

dihubungkan dengan sistem pentanahan dari menara listrik.

Hasilnya, implementasi surya akan lebih kecil.

Usaha-usaha lain diantaranya :

Memasang couplingwire di bawah phasa (konduktor yang disertakan di bawah

saluran transmisi dan dihubungkan dengan sistem pentanahan menara listrik).

Mengurangi resistansi pentanahan menara listrik dengan menggunakan

elektroda pentanahan yang sesuai.

Menggunakan arrester.

Cara yang terakhir ini boleh dikatakan sebagai alat pelindung yang paling baik terhadap

gelombang surja. Arester inilah yamg terus dikembangkan oleh para ahli untuk

mendapatkan performa perlindungan yang makin baik.

KESIMPULAN.

Pemakaian overhead groundwire dalam saluran transmisi tenaga listrik mempunyai

harapan agar sambaran petir tidak mengenai kawat phasa. Luas zona/daerah perlindungan

groundwire tergantung dari ketinggian groundwire itu sendiri.

Probabilitas kegagalan dalam perlindungan akan naik dengan makin tingginya

groundwire dan besarnya sudut perlindungan. Untuk itu diperlukan pemilihan ketinggian

serta sudut perlindungan yang sesuai untuk mendapatkan perlindungan yang baik.

Peningkatan performa perlindungan transmisi tenaga listrik dari sambaran petir yang

paling mudah dilakukan dengan jumlah groundwire. Kombinasi pemakaian groundwire

dengan peralatan lainnya sangat diharapkan untuk memperoleh performa perlindungan

yang ;ebih tinggi di antaranya dengan pemakaian arester yang merupakan alat pelindung

modern.