27
BAB III IDENTIFIKASI DAN PERUMUSAN MASALAH 3.1
IDENTIFIKASI MASALAH
Permasalahan yang timbul akibat kerusakan, mungkin terjadi pada peralatan elektronika dan listrik di gedung ANZ Tower yang diakibatkan oleh LEMP (Lighting electro magnetik pulse). Sambaran ini menghasilkan kecuraman arus (I max/detik) 10
kA/detik sampai dengan 200 kA/detik yang langsung maupun tidak langsung, maka dapat di identifikasikan masalah-masalah yang timbul sebagai berikut: a. Apakah sambaran petir masih berbahaya untuk peralatan elektronika dan listrik di gedung ANZ Tower yang telah dilengkapi dengan sistem penangkal petir. b. Apakah sistem penangkal petir yang ada di gedung ANZ Tower sudah sepenuhnya mampu melindungi peralatan elektronika dan listrik terhadap bahaya sambaran listrik. c. Kalau belum, sistem penangkal petir yang bagaimana yang seharusnya di gedung ANZ Tower, sehingga dapat mengantisipasi pengaruh sambaran petir terhadap peralatan elektronika listrik. Bangunan tinggi merupakan suatu objek di bumi, karena ketinggiannya terhadap daerah sekitar mengakibatkan bangunan mudah terkena sambaran petir. Oleh karena itu untuk mencegah kerusakan-kerusakan yang timbul akibat sambaran petir. Maka pada gedung ANZ Tower yang mempunyai tinggi bangunan 102,5 meter terdiri atas 25 lantai dengan ukuran lantai dasar 38 x 32 meter dibutuhkan pelindung (proteksi) petir. Metode untuk menentukan perlindungan terhadap petir diberikan dalam Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir di Indonesia[7]. Untuk hal tersebut, digunakan 5 indeks yang didasarkan pada 5 kondisi yaitu: macam struktur bangunan, konstruksi bangunan, tinggi bangunan, pengaruh kilat dan situasi bangunan. Cara standar instalasi penangkal petir telah banyak diajukan, antara lain oleh British Standard Code Cp 326.1965, Standar VDE (Jerman) dan peraturan umum instalasi penangkal petir di Indonesia. Perlindungan bangunan terhadap petir sangat bergantung pada bentuk atap, bentuk bangunan secara keseluruhan, material dari atap dan komponen-komponen pada bangunan. 27
28
3.2
PERUMUSAN MASALAH
Pada bangunan gedung ANZ Tower dilengkapi dengan sistem penangkal petir luar, sistem penangkal petir yang ada adalah sistem penangkal petir Franklin. Dengan 1 (satu) buah penangkal petir utama dan 3 (tiga) buah penangkal petir pendek (finial) yang dihubungkan dengan konduktor penghantar dengan sistem pertahanan.
3.3
PERATURAN PERLINDUNGAN BANGUNAN TERHADAP PETIR
Suatu sistem pelindung bangunan terhadap petir haruslah dapat melindungi semua bagian dari bangunan, termasuk manusia yang ada di dalamnya terhadap bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir. Sistem tersebut harus mempunyai keandalan yang baik yang melindungi bangunan dan isinya agar terlindung dari bahaya sambaran petir secara langsung. Halhal tersebut di atas mengingat bahwa petir yang menyambar suatu objek di bumi merupakan pengosongan muatan awan dalam orde mikro detik dan arus puncak yang tinggi. Oleh karena hal tersebut sambaran kilat dapat mengakibatkan: a. Beban termal (panas) pada bagian yang dialiri arus petir b. Beban mekanis karena timbulnya gaya elektrodinamis akibat tingginya arus puncak c. Korosi akibat proses elektrokimia dalam rangka pengosongan muatan awan d. Getaran akibat timbulnya suara guntur e. Beban tegangan lebih akibat adanya induksi tegangan dan pergeseran-pergeseran potensial di dalam bangunan Di samping gambaran terhadap objek-objek tertentu (bangunan), sambaran petir juga berbahaya bagi kehidupan manusia. Bila arus listrik akibat sambaran petir mengalir melalui tubuh manusia maka organ-organ tubuh manusia yang dilalui arus akan mengalami kejutan. Arus tersebut akan mempengaruhi kerja jantung dan dapat mengakibatkan terhentinya kerja jantung. Dapat ditekankan di sini bahwa bukan saja sambaran langsung yang dapat berakibat fatal akan tetapi sambaran tak langsung dapat juga mengakibatkan kematian. Karena di sekitar tempat (titik) yang terkena sambaran akan terdapat muatan, dan muatan tersebut akan meyebar di dalam tanah dengan arah radial. Hal ini menyebabkan adanya gradient tegangan dan menimbulkan
29 tegangan langkah pada manusia atau hewan yang ada di sekitar titik sambaran dan dapat membahayakan. Untuk mencegah hal tersebut, maka dibutuhkan dan dibuat suatu peraturan pelindung bangunan terhadap sambaran petir. Banyaknya bentuk dan konstruksi bangunan maka perlu suatu peraturan umum untuk aturan dalam merencanakan sistem pelindung terhadap sambaran petir. Banyak peraturan instalasi yang ada dan dipakai di antaranya standard Inggris (BS code of practice, cp 326,1965) dan standard Jerman VDE. Untuk Indonesia, telah ada suatu standarisasi yang diterbitkan atas prakarsa Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan (DPMB) dan LAPI ITB[7]. Faktor pertimbangan dalam merencanakan dan memasang sistem penangkal petir di antaranya: a. Keamanan teknis b. Penampang penghantar pertanahan c. Ketahanan mekanis d. Ketahanan terhadap korosi e. Bentuk dan ukuran bangunan yang dilindungi f. Faktor ekonomis
3.4
KEBUTUHAN PELINDUNG PADA BANGUNAN
Telah disebutkan pada bagian 3.3, sambaran petir berakibat timbulnya kerusakan pada bangunan dan isinya. Faktor pelindung petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerusakan dan bahaya bila bangunan tersebut disambar petir. Pengelompokan didasarkan pada kriteria-kriteria seperti dapat dilihat pada tabel 3.1 sampai dengan 3.5 untuk menentukan kebutuhan faktor perlindungan. Pada tabel-tabel tersebut, dihasilkan harga indeks yang ditentukan secara empiris. Sedangkan tabel 3.6 merupakan penjumlahan dari indeks yang dipilih dari tabel sebelumnya dan penjumlahannya (R) merupakan indeks perkiraan bahaya akibat sambaran petir. Semakin besar nilai R. Semakin besar pula bahaya dan kerusakan yang timbal akibat sambaran petir. Hal ini berarti semakin besar pula faktor perlindungan bangunan tersebut terhadap sambaran petir. Tabel 3.1 Penggunaan dan isi bangunan Penggunanan isi Bangunan biasa yang tak perlu diamankan baik
Indeks A -10
30 bangunan maupun isinya. Bangunan dan isi jarang digunakan seperti dangau ditengah sawah, gudang, menara atau tiang metal. Bangunan yang berisi peralatan sehari-hari atau tempat tinggal orang, seperti tempat tinggal rumah tangga, toko, pabrik kecil, tenda atau stasiun kereta api. Bangunan yang berisi banyak sekali orang seperti bioskop, mesjid, gereja, sekolah, monument bersejarah yang sangat penting Bangunan yang berisi banyak orang atau isinya cukup penting, seperti kantor, pabrik, gedung/instansi pemerintah, menara air, hotel, apartemen atau menara bukan dari logam Instalasi gas, minyak atau bensin, rumah sakit Bangunan yang mudah meledak 15
0 1 2 3
5 15
Tabel 3.2 Konstruksi bangunan Konstruksi bangunan
Indeks B
Seluruh bangunan terbuat dari logam (mudah menyalurkan listrik) Bangunan dengan konstruksi betob\n berulang, atau rangka besi dengan atap logam Bangunan dengan konstruksi beton berulang, atau rangka besi dengan atap bukan logam Bangunan kayu dengan atap bukan logam
0 1 2 3
Tabel 3.3 Tinggi bangunan Tinggi bangunan
(m)
Indeks C
Sampai dengan
25 50 75 100 125
1 2 3 4 5
Tabel 3.4 Situasi bangunan Situasi bangunan
Indeks D
Di tanah datar pada semua kegiatan Di kaki bukit sampai ¾ tinggi bukit di pegunungan sampai 1000 m Di puncak gunung atau pegunungan lebih dari 1000 m
0 1 2
Tabel 3.5 Pengaruh kilat Hari guruh per tahun
Indeks E
31 2 4 8 16 32 64 128 256
0 1 2 3 4 5 6 7 Tabel 3.6 Perkiraan bahaya (R)
R=A+B+C+D+E
Dibawah (<) 11 Sama dengan (=) 11 12 13 14 Lebih dari (>) 14 Sangat besar sangat perlu
Perkiraan bahaya
Pengamanan
Diabaikan Kecil Sedang Agak besar Besar Sangat besar
Tidak perlu Tidak perlu Agak dianjurkan Dianjurkan Sangat dianjurkan Sangat perlu
Pada bangunan yang akan diberi pengaman petir, perlu memperhatikan juga jenis atap yang digunakan apakah menggunakan atap dasar atau atap runcing. Dengan demikian teknik penangkal petir dan susunan penghantar di atas atap dapat ditentukan. Pada dasarnya instalasi penangkal petir tidak menambah atau mengurangi kemungkinan terkena sambaran petir. Akan tetapi kalau terjadi sambaran petir, arus petir akan disalurkan ke tanah lewat instalasi penyalur, sehingga bangunan dan isinya terlindung dari sambaran petir. Besarnya kebutuhan tersebut dapat ditentukan secara empiris berdasarkan pada indeks-indeks tersebut. Jelas bahwa semakin besar nilai R, semakin besar pula bahaya serta kerusakan yang ditimbulkan oleh sambaran petir, berarti semakin besar pula kebutuhan bangunan tersebut akan adanya suatu sistem penangkal petir. Berdasarkan pada indeks-indeks tersebut, pada gedung ANZ Tower dapat dihitung perkiraan bahaya akibat sambaran petir.
3.4.1 Gedung ANZ Tower Macam penggunaan bangunan ini dapat digolongkan pada indkes A dengan nilai 3 yaitu bangunan yang berisi banyak orang atau isinya cukup penting seperti kantor, pabrik, gedung/instansi pemerintah, menara air, hotel, apartemen atau menara bukan dari logam.
32 Konstruksi pada bangunan ini dapat dogolongkan pada indeks B dengan nilai 2 yaitu bangunan dengan konstruksi beton bertulang, atau rangka besi dan atap bukan logam. Sedangkan tinggi bangunan/gedung ini adalah 102,5 meter. Jadi dapat di golongkan pada indeks C dengan nilai 4. Situasi bangunan pada tanah datar sehingga dapat digolongkan pada indeks D dengan nilai 0. Hari guruh Indonesia pertahun menurut Badan Meterologi Indonesia untuk daerah Jakarta adalah 53.81º, sehingga dapat digolongkan pada indeks E dengan nilai 5. Berdasarkan pada indeks-indeks di atas, maka perkiraan bahaya akibat sambaran petir dapat dihitung dengan menjumlahkan indeks tersebut seperti yang diberikan pada rumus berikut. R=A+B+C+D+E
(3.1)
= 3 + 2 + 4+ 0 + 5 = 14 Berdasarkan pada table 3.6, nilai R (perkiraan bahaya) besar sehingga pengamanan gedung ini akan adanya instalasi penangkal petir dianjurkan Suatu instalasi penangkal petir harus dapat melindungi semua bagian dari bangunan, termasuk juga manusia yang ada di dalamnya terhadap bahaya kerusakan akibat sambaran petir.
3.5
TUJUAN PERLINDUNGAN TERHADAP MANUSIA
Bila arus listrik akibat sambaran petir mengalir melalui tubuh manusia, maka organorgan tubuh yang dialiri arus itu akan mengalami kejutan, sama halnya seperti tubuh manusia menyentuh peralatan listrik yang bertegangan. Arus tersebut mempengaruhi kerja jantung dan dapat mengakibatkan terhentinya kerja jantung. Disamping itu efek rangsangan dan panas yang timbul akibat arus petir dan organ-organ tubuh dapat juga melumpuhkan jaringan-jaringan atau otot-otot, terutama otot-otot yang mempengaruhi kerja sistem pernafasan. Bila sambaran petir tidak mengakibatkan kematian pada orang yang terkena sambaran petir baik langsung atau tidak langsung maka biasanya setelah beberapa jam atau setelah beberapa hari sistem saraf dan jaringan atau otot-otot yang mengalami kelumpuhan tadi akan normal kembali. Bahaya kematian yang dialami oleh manusia yang terkena sambaran petir adalah tidak hanya akibat sambaran langsung tetapi juga dapat diakibatkan oleh sambaran tidak langsung, sebab di sekitar titik atau tempat
33 terkena sambaran akan terdapat muatan listrik dengan kerapatan muatan yang cukup besar, dimana muatan tersebut akan menyebar di dalam tanah dengan arah radial. Penyebab muatan ini akan menimbulkan adanya tegangan langsung pada manusia atau makhluk hidup lainnya yang berada di sekitar titik sambaran yang dapat membahayakan, seperti tempat-tempat yang berbahaya, tempat yang berbahaya, tempat yang basah dan berair, tempat terbuka, pohon-pohon yang tinggi, dekat pentanahan penangkal petir (hantaran pentanahan) dan transformer pada gardu induk dan lain-lain. Oleh karena itu dianjurkan agar manusia tidak berada dekat tempattempat tersebut pada saat terjadi sambaran petir.
3.6
DAERAH PERLINDUNGAN
Daerah perlindungan suatu alat penangkal petir merupakan daerah yang terlindung terhadap sambaran petir langsung pada jarak dan radius tertentu, atau dengan kata lain adalah daerah yang berada di sekitar alat penangkal petir, di mana jika pelopor datang pada daerah tersebut maka petir akan ditangkap. Jadi secara teoritis daerah tersebut tidak akan tersambar oleh petir.
3.6.1 Daerah Perlindungan Penangkal Petir Franklin Penangkal petir ini pertama kali ditemukan oleh Benyamin Franklin[3]. Pengaman bangunan terhadap sambaran petir dengan sistem penangkal petir Franklin merupakan cara
tertua, namun masih sering digunakan karena hasilnya dianggap cukup
memuaskan, terutama untuk bangunan dengan bentuk tertentu, misalnya menara, gereja dan bangunan yang beratap runcing seperti dapat dilihat pada gambar 3.1. Franklin menempatkan sebuah batang penangkal petir dengan ujungnya dibuat runcing di bagian dari bangunan yang akan dilindungi, tujuannya adalah bila pada awan terjadi aktivitas pembentukan atau pengumpulan muatan, maka pada permukaan bumi di bawah awan tersebut terinduksi muatan dengan polaritas yang berlawanan sehingga menimbulkan medan listrik yang kuat di antara awan dan bumi. Medan listrik yang amat kuat ini menyebabkan objek-objek di permukaan bumi yang letaknya relatif tinggi seperti puncak pohon, ujung atau rumah dan bangunan yang mempunyai bentuk relatif runcing merupakan sasaran untuk melepaskan muatan yang berasal dari bumi berupa ion-ion positif. Ion-ion ini membentuk saluran seperti pita di udara yang bergerak ke arah pita yang dibentuk oleh ion-ion yang berasal dari awan yang bermuatan negatif. Bila kedua pita tersebut bertemu di suatu titik udara, maka terjadilah sambaran kembali
34 yaitu peristiwa mengalirnya arus petir ke bumi melalui saluran yang dibentuk oleh kedua pita tadi. Oleh karena itu maka ujung batang penangkal petir dibuat runcing dengan tujuan agar keadaan dimana terjadi aktivitas penumpukan muatan awan, maka di ujung itulah akan terinduksi muatan dengan rapat muatan yang relatif besar dibandingkan dengan rapat dari muatan-muatan yang terdapat pada bagian-bagian lain dari bangunan, dengan demikian diharapkan bahwa petir akan menyambar ujung dari batang penangkal petir itu terlebih dahulu. Batang penangkal petir ini kemudian dibumikan melalui hantaran penyalur ke elektroda pembumian. Tujuan dari hantaran penyalur dan elektroda pentanahan adalah sebagai jalan bagi muatan bumi dan juga arus petir untuk keluar atau memasuki bumi dari bangunan yang bersangkutan. Pada sistem penangkal petir Franklin digunakan batang vertikal dan daerah perlindungan dari penangkal petir ini dinyatakan sebagai suatu kerucut dari puncak dengan membentuk suatu sudut yang disebut sudut perlindungan (protective angle). Untuk bangunan-bangunan dengan permukaan atap yang tidak luas dan bentuk atap yang runcing seperti menara, gereja dan atap berbentuk joglo, dapat digunakan sebuah batang penangkal petir dengan ketinggian dan posisi yang dipilih sedemikian rupa sehingga seluruh bangunan tersebut berada di dalam daerah perlindungan. Untuk bangunan-bangunan yang mempunyai atap yang luas dapat digunakan beberapa batang penangkal petir yang terhubung secara listrik satu dengan lainnya.
Gambar 3.1. Daerah perlindungan dari batang penangkal petir Franklin Sebagai contoh penggunaan penangkal petir Franklin pada sebuah bangunan dapat dilihat pada gambar 3.2.
35
Gambar 3.2. Contoh penggunan sistem penangkal petir Franklin pada bangunan
3.6.2
Daerah Perlindungan Penangkal Petir Sangkar Faraday
Sistem pengamanan bangunan terhadap sambaran petir dengan menggunakan sistem Sangkar Faraday merupakan pengembangan dari sistem penangkal petir Franklin, sehingga dalam banyak segi, prinsip kerja dari sistem Sangkar Faraday dapat dikatakan sama dengan sistem penangkal petir Franklin. Perbedaannya hanyalah terletak dalam segi penggunaan kepala penangkal petirnya. Bila pada sistem penangkal petir Franklin digunakan batang-batang penangkal petir vertikal maka pada sistem penangkan Sangkar Faraday digunakan penghantar-penghantar horizontal. Penghantar horizonal digunakan karena sambaran petir yang biasanya mengenai bagian-bagian yang runcing atau ujung-ujung dari atap bangunan dapat menghasilkan rapat muatan yang relatif lebih besar bila dibandingkan dengan rapat muatan dari bagian-bagian atap bangunan yang lain. Oleh karena itu, maka pada bagian-bagian yang berbahaya tersebut perlu dipasang penghantar-penghantar horizontal yang berfungsi sebagai objek sambaran petir sehingga bagian-bagian lain dari atap bangunan tersebut terlindungi. Untuk bangunan yang beratap luas perlu ditambahkan beberapa penghantar horizontal. Penghantar horizontal itu harus terhubung secara listrik satu dengan yang lain. Ini merupakan prinsip dari sangkar Faraday dimana penghantar-penghantar horizontal yang dipasang pada bagian teratas dari bangunan seolah-olah membentuk sangkar
36 pelindung yang melindungi bagunan tersebut terhadap induksi atau masuknya muatan dari luar yang dapat membahayakan bangunan tersebut. Untuk memperbaiki sistem Sangkar Faraday ini perlu ditambahkan beberapa batang penangkal petir yang pendek (finial) pada bagian-bagian ujung, sisi, bagian dari atap bagunan yang diperkirakan mudah tersambar petir. Batang pendek ini dihubungkan secara listrik dengan penghantar horizontal yang terdekat. Tujuan dari pemasangan (finial) adalah untuk memperlancar mengalirnya arus muatan dari bumi ke awan dan sebaliknya dari awan ke bumi. Daerah perlindungan dari penghantar horizontal dapat dilihat pada gambar 3.3 sedangkan contoh penggunaan sistem penagkal petir jenis sangkar Faraday dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Daerah perlindungan dari penangkal petir sangkar faraday
37 Gambar 3.4 Contoh penggunaan sistem penangkal petir sangkar faraday pada bangunan 3.7
DAERAH PELINDUNG PENANGKAL PETIR
Daerah lindung penangkal petir adalah daerah yang dilindungi “ finial penangkal petir” , finial terbuat dari logam. Finial merupakan titik sambaran petir, yang kemudian mengalir arus petir ke tanah dan mencegah terjadinya sambaran petir di tempat lain di daerah yang dilindunginya. Daerah lindung suatu penangkal petir ditentukan oleh jarak sambar, dan panjang sambaran petir ditentukan oleh tingginya arus petir. Arus petir maksimum yang dapat menyambar finial diasumsikan sebesar 10-20 kA. Daerah lindung pada suatu penangkal petir dapat dilihat pada gambar 3.5. Persamaan jarak sambar petir berdasarkan pada rumus Wagner, dan energi yang tergabung pada saat sambaran petir diturunkan oleh R.H Golde [4] yaitu: H = 20.I 0,65 (m)
(3.2)
dimana: I
= arus puncak petir (kA) Rancangan penangkal petir dapat dibuat dengan tingkat perlindungan seperti
yang ditentukan pada table 3.7. Table 3.7 Jarak sambar petir h untuk beberapa tingkat perlindungan penangkal petir
Jarak sambar petir h dalam meter
Normal
140
Tingkat perlindungan penagkal petir Tinggi Sangat tinggi
120
110
38
Gambar 3.5 Daerah lindung penangkal petir 3.7.1
Sudut Penagkal Petir
Sudut lindung suatu penangkal petir diperlihatkan pada gambar 3.6 dengan besar sudut lindung[3].
ϕ = Arc sin 1 −
h hΒ
(3.3)
dimana:
ϕ
= sudut lindung (°)
h
= tinggi penangkal petir + tinggi bangunan (m)
h
= jarak sambaran petir (m) Sedangkan jari-jari daerah perlindungan didapat dengan menggunakan
persamaan Berikut: r = hf . tan ϕ dimana: hf
= tinggi total bangunan
(3.4)
39
Gambar 3.6. Sudut lindung
penangkal petir
Sudut lindung merupakan dasar yang digunakan untuk mengetahui tinggi penangkal petir yang sesuai dengan tingkat perlindungan. Pada tabel 3.8 dapat dilihat sudut lindung penangkal petir untuk beberapa tingkat perlindungan yang ditentukan oleh ketinggian penangakal petir[7]. Tabel 3.8. Sudut lindung Tinggi h (dalam meter) Suatu penangkal petir 5 10 15 20
suatu penagkal petir dengan tinggi h (dalam º )
Tingkat perlindungan
Normal
Tinggi
Sangat tinggi
61 49 39 30
49 30 14 0
30 0 -
Sudut lindung
3.7.2 Kecuraman Maksimum Arus Petir Akibat yang ditimbulkan kecuraman arus petir, adalah terjadinya tegangan induksi elektromagnetis pada benda logam di dekat instalasi penangkal petir atau di dekat konduktor yang dilalui arus petir. Besar tegangan induksi yang didapat adalah:
40
Umaks = L
di dt
maks
(3.5)
dimana:
L
= induktansi diri (henry) Sedangkan kecuraman maksimum untuk daerah Jakarta adalah 27,456893
dengan probabilitas 50%. Untuk perlindungan pada bangunan tinggi harus diperhatikan arus yang mengalir pada panjang konduktor ke tanah, dimana secara konstan akan menimbulkan tegangan osilasi dengan frekuensi yang ditentukan oleh induktansi dan kapasitansi sepanjang konduktor tersebut. Sedangkan tegangan dan osilasi ini ditentukan oleh basarnya tahanan.
3.7.3 Muatan Arus Petir Muatan arus petir ( ) adalah muatan yang menentukan jumlah energi (W) yang terwujud pada titik sambaran petir disetiap tempat, dimana arus petir dalam bentuk busur listrik menembus sela isolasi. Muatan ini menyebabkan pelelehan finial penangkal petir atau melelehnya atap logam yang digunakan sebagai titik sambar petir.
3.7.4 Kuadrat Arus Implus Kuadrat arus implus digunakan untuk penentuan tingginya pemanasan elektrodinamis pada hantaran yang dialiri arus. Gambar 3.7 menunjukan pemanasan dan gaya tarik pada hantaran.
41 #$ %
(% &
! #$ &' ' ! !
"
Gambar 3.7 Pemanasan dan gaya tarik menarik pada hantaran disebabkan oleh kuadrat arus (arus implus). Untuk menetukan dimensi penangkal petir, maka data-data kuadrat arus implusyang diperoleh dapat dilihat pada table 3.9. Table 3.9 Nilai batas kuadrat arus implus (Berger 1973) Tingkat perlindungan penangkal petir
Nilai batas kuadrat arus impuls i 2 dt ( A² . S j/ )
Normal Tinggi Sangat tinggi
10 6 10.10 6 100.10 6
Dalam menentukan perhitungan pemanasan pada penghantar atau bagianbagian yang mengaliri arus petir, maka efek kulit (skin effect) dapat diabaikan, yang berarti bahwa arus petir terbagi rata pada seluruh konduktor yang dapat dihitung temperaturnya pada penghantar terhadap media sekitar. Harga besaran-besaran tersebut dapat dilihat pada table 3.10.
Table 3.10 Besaran resistivitas dan koefisien temperatur. Besaran γ dalam (kg/m³) j Lw dalam kg.k
Alumunium 2700
Besi 7700
Tembaga 8920
908
469
385
42
ρ dalam (Ω.m )
α dalam (1/°k)
3.8
29.10 −9
120.10 −9
17,8.10 −9
4,0.10 −3
6,5.10 −3
3,92.10 −3
HARGA RATA-RATA SAMBARAN PETIR TERHADAP BANGUNAN
Harga rata-rata sambaran petir langsung ke bangunan di dalam IEC publicatio[6], dituliskan yaitu: Nd = Ng . Ad .10 −6
(3.6)
dimana: Ng
= kerapatan sambaran petir ke tanah (sambaran/km² tahun)
Ad
= luas daerah yang masih memiliki angka sambaran petir (m²) Harga rata-rata sambaran petir ke tanah dipengaruhi oleh hari guruh rata-rata
pertahun di daerah tersebut, dan diekspresikan sebagai berikut: Ng = 4.10 −2.T 1, 25
(3.7)
dimana: T
= hari guruh pertahun sebesar 53,81 Menurut IEC, besar Ad diperoleh secara empiris sebagai fungsi dari dimensi
bangunan di tanah datar, yaitu: Ad = A + 6 P.H + 9πh 2 dimana: A
= luas atap bangunan (m²)
P
= keliling atap bangunan (m)
H
= tinggi bangunan (m)
(3.8)
