50
BAB IV ANALISA DAN EVALUASI DATA
4.1 Lokasi Pengambilan Data Instalasi Pengolahan Air Cikokol adalah tempat pengolahan air baku yang berasal dari sungai Cisadane yang diproses menjadi air minum berdasarkan standar peraturan menteri kesehatan republik Indonesia. Kapasitas hasil produksi instalasi pengolahan air ini adalah 1.275 liter per detik atau 110.160 m3/hari. Dengan kapasitas tersebut, instalasi ini melayani konsumen rumah tangga di wilayah kota dan kabupaten Tangerang, beberapa industri, bandara internasional Soekarno-Hatta, dan sebagian wilayah di Jakarta Barat. Instalasi pengolahan air ini mempunyai luas lahan total ± 9,3 ha yang terbagi menjadi 2 lokasi sebagai berikut: 4.1.1 Lokasi Intake Lokasi intake adalah lokasi tempat proses pengambilan air baku, dimana pada lokasi ini adalah berupa area terbuka yang berbatasan langsung dengan sungai Cisadane, dengan ukuran lahan dan bangunan: Panjang
: 230 m
Lebar
: 75 m
Luas lahan
: 17.250 m2
Tinggi bangunan maksimum
: 9,5 m
Gambar 4.1 Photo Google Earth denah lokasi Intake
51
Tabel 4.1 Data daftar bangunan pada lokasi Intake Pengolahan Air Cikokol Ukuran (m) No.
Nama Bangunan / Peralatan Penting
Tinggi
Tipe Bangunan
P
L
Luas (m2)
(dari permukaan tanah)
Keterangan
1.
Gardu PLN
Beton
6
6
36
3,8
2.
Bangunan Trafo
Beton
7,5
6,5
48,75
4,5
3.
Gedung genset, panel, ruang operator & gudang kimia
Beton
18,5
11
203,5
5
4.
Bak tangki solar (tertutup plat besi)
Beton
4
3
12
1
5.
Crane hoist & set tiang H-beam rangkanya Automatic fine screen Kanal air intake (terbuka)
Baja
18
8,5
153
9,5
Baja
6
1
6
3
Beton
80
6
480
-8
Masuk permukaan tanah
6. 7.
*
8.
Bak flowmeter 1 (tertutup plat besi)
Beton
2,5
2,5
6,25
-3
Masuk permukaan tanah
9.
Bak flowmeter 2 (tertutup plat besi)
Beton
2,5
2,5
6,25
-3
Masuk permukaan tanah
10.
Pos jaga scurity
Plat Besi
2
2
4
3
* = Bangunan tempat proteksi petir berada 4.1.2 Lokasi Area Kantor, Gudang Perawatan, Bangunan Proses, dan Bangunan Panel Kelistrikan Serta Area Perpompaan Distribusi Lokasi area kantor, gudang perawatan, bangunan proses, dan bangunan panel kelistrikan serta area perpompaan distribusi adalah lokasi utama operasional 24 jam proses pengolahan dan pendistribusian air hasil olahan (air minum). Pada lokasi ini berupa cakupan area terbuka yang cukup luas, dengan ukuran lahan dan bangunan: Panjang
: 440 m
Lebar
: 172 m
Luas lahan
: 75.680 m2
52
Gambar 4.2 Photo Google Earth denah lokasi area proses pengolahan air
Tinggi bangunan maksimum pada Zona 1
:8m
Tinggi bangunan maksimum pada Zona 2
:9m
Tinggi bangunan maksimum pada Zona 3
:5m
Tabel 4.2 Data daftar bangunan pada lokasi Proses Pengolahan Air Cikokol Ukuran (m) No.
Nama Bangunan / Peralatan Penting
Tinggi
Tipe Bangunan
P
L
Luas (m2)
(dari permukaan tanah)
Keterangan
1.
Pos security
Beton
5,5
5,5
30,25
3,7
Zona 1
2.
Gedung kantor, ruang scada, laboratorium, & gudang kimia
Beton
35
17
595
5
Zona 1
3.
Bak stok kimia
Beton
8
7
56
1,5
Zona 1
4.
Mesin scrubber
Beton & fiber
2,5
2,5
4
6,25
Zona 1
5.
Gedung maintenance & gudang sparepart
Beton & asbes
20
20
400
6
Zona 1
6.
Gudang kimia
Beton & asbes
12
10
120
5,3
Zona 1
7.
Bangunan IPA Paket
Baja
16
15
240
6
Zona 1
8.
Gudang kimia IPA Paket
Beton & asbes
12
7,5
90
6
Zona 1
9.
Mushola
Beton & asbes
7
7
49
6
Zona 1
10.
Gudang pipa PDAM 1
Beton & asbes
24
10
240
5
Zona 1
53
Ukuran (m) No.
Nama Bangunan / Peralatan Penting
Tipe Bangunan
Tinggi
L
Luas (m2)
(dari permukaan tanah)
Keterangan
P
11.
Kantor gudang PDAM
Beton & asbes
10
8
80
5
Zona 1
12.
Gudang pipa PDAM 2
Beton & asbes
12
10
120
5
Zona 1
13.
Bangunan prelime 1
Beton
5
5
25
8
Zona 1
14.
Bangunan prelime 2
Beton
5
5
25
8
Zona 1
15.
Bak kanal koagulasi & bak flokulasi
Beton
50
10
500
3
16.
Bak sedimentasi
Baja
50
40
2000
3
Zona 2
17.
Galeri filter
Beton
71
5,5
390,5
6
Zona 2
18.
Bak filter
Beton
71
11
781
3
Zona 2
19.
Tangki backwash
Beton
11
9
99
9
20.
Bangunan Effluen Control 1 & 2
Beton & asbes
20
8
160
4,5
Zona 2
21.
Bangunan Effluen Control 3
Beton & asbes
10
8
80
4,5
Zona 2
22.
Gudang kimia soda ash 1
Beton
8,5
6
51
6
Zona 2
23.
Gudang kimia soda ash 2
Beton
8,5
6
51
6
Zona 2
24.
Ruang cleaning service
Plat besi
9
2,5
22,5
3
Zona 2
25.
Rumah kompressor
Gipsum & asbes
7,5
5,5
41,25
4
Zona 2
26.
Bak reservoir 1 (tertutup beton)
Beton
36
36
1.296
-6,5
Zona 2
27.
Bak reservoir 2 (tertutup beton)
Beton
36
36
1.296
-6,5
Zona 3
28.
Ruang motor pompa (terbuka)
Beton
14
6,5
91
-3
Zona 3
29.
Bak flowmeter 1 & pipa (terbuka)
Beton
9,5
3
28,5
-3
Zona 3
30.
Bak flowmeter 2 & pipa (terbuka)
Beton
3
1,5
4,5
-3
Zona 3
31.
Gedung genset, panel, & ruang trafo
Beton
20
10
200
5
32.
Gardu PLN
Beton
9
5
45
3,5
Zona 3
33.
Pos security
Triplek & asbes
5
4
20
3,5
Zona 3
34.
Tangki solar (tangki dalam tanah)
Plat besi
10
2
20
2,5
Zona 3
Zona 1
**
Zona 2
Zona 3
*
*
54
* **
= Bangunan tempat proteksi petir berada = Lokasi bangunan paling dekat dengan proteksi petir terpasang
4.2 Instalasi Proteksi Petir Eksternal Proteksi petir yang digunakan di Instalasi Pengolahan Air Cikokol Tangerang adalah penyalur petir non konvensional model ionisasi corona dengan type LPI Guardian Cat III Gold, negara produksi Australia. Jumlah total penyalur petir yang ada di pengolahan air ini ada 4 set, dengan data-data sebagai berikut: Tabel 4.3 Data pengecekan lapangan sistem proteksi petir di Instalasi Pengolahan Air Cikokol Lokasi
Terminal Udara Tipe
Tahun
Tinggi (m)
Rp (m)
Intake
Cat III Gold
2006
10
79
Konduktor Penyalur Tipe Penampang (m2) HVSC 70
Zona 1
Cat III Gold
2005
15
80
HVSC
70
Zona 2
Cat III Gold
2007
18
80
HVSC
70
Zona 3
Cat III Gold
2006
10
79
HVSC
70
Pentanahan Elektroda Tembaga 3 pcs (@6 m) Tembaga 3 pcs (@6 m) Tembaga 3 pcs (@6 m) Tembaga 3 pcs (@6 m)
Penampang (m2) 285
Tahanan (Ω) 1,69
285
1,06
285
0,52
285
1,23
4 set sistem proteksi penyalur petir diatas masing-masing dilengkapi dengan counter sambaran petir, dengan data-data sebagai berikut: Jenis peralatan
: Lightning Strike Recorder
Merek
: LPI
Model
: LSR – I
Sensitivity
: 1500 A 8/20 µsec
55
Gambar 4.3 Proteksi petir lokasi Intake
Gambar 4.4 Bak elektroda pentanahan & counter petir lokasi Intake
Gambar 4.5 Proteksi petir lokasi zona 1
Gambar 4.6 Bak kontrol elektroda pentanahan zona 1
Gambar 4.7 Proteksi petir lokasi zona 2
Gambar 4.8 Bak kontrol elektroda pentanahan zona 2
56
Gambar 4.9 Proteksi petir lokasi zona 3
Gambar 4.10 Bak elektroda pentanahan & counter petir zona 3
Sesuai dengan data-data di lapang di atas, berikut detail data peralatan proteksi penyalur petir yang digunakan.
Gambar 4.11 Peralatan-peralatan penunjang terminal udara proteksi petir
o Jenis terminal udara
: LPI Guardian CAT III Gold
o Tiang support atas (isolator high voltage)
: LPI FRP (Fibreglass Reinforced Pole) Mast, panjang 2 meter
o Tiang support bawah
: Pipa galvanize 2,5”
o Konduktor penyalur muatan petir
: Kabel HVSC (High Voltage Shielded Cable) LPI
57
Gambar 4.12 Peralatan-peralatan sistem pentanahan o Luas penampang batang tembaga
: 285 mm2
o Jumlah batang tembaga
: 3 buah (pararel)
o Panjang tiap batang tembaga
: 6 meter
o Lightning strike recorder
: LPI LSR-I
4.3 Lokasi Eksisting Pemasangan Proteksi Petir Eksternal Lokasi dimana proteksi petir yang terpasang di Instalasi Pengolahan Air Cikokol dapat digambarkan secara proyeksi pendekatan skala koordinat grafik sebagai berikut:
Gambar 4.13 Denah lokasi pemasangan proteksi petir pada area Intake dan gambar lingkaran area radius perlindungan
58
Koordinat lokasi proteksi petir intake (P Int) pada x = 130, y = 69 dengan radius proteksi (Rp) = 72 meter.
Gambar 4.14 Denah lokasi pemasangan proteksi petir pada area proses pengolahan air dan gambar lingkaran area radius perlindungan Koordinat lokasi proteksi petir zona 1 (P Z1) pada x = 140, y = 60 dengan radius proteksi (Rp) = 72 meter. Koordinat lokasi proteksi petir zona 2 (P Z2) pada x = 241, y = 98 dengan radius proteksi (Rp) = 89 meter. Koordinat lokasi proteksi petir zona 1 (P Z1) pada x = 454, y = 82 dengan radius proteksi (Rp) = 72 meter. 4.4 Perhitungan Analisis Resiko Sambaran Petir Dalam menganalisa suatu proteksi petir selain perhitungan teknis di lapangan dalam perancangan dan evaluasi sistem proteksi petir, juga berlaku perhitungan matematis probabilitas yang lazim di sebut “perhitungan dan analisa diatas kertas”. Hal ini sudah distandarkan sebagai pendukung pelaksanaan teknis di lapangan baik dalam perancangan, evaluasi sistem berkala maupun pada saat tertentu. Secara umum diagram alir (flowchart diagram) untuk perencanaan dan evaluasi suatu sistem proteksi petir adalah sebagai berikut:
59
Gambar 4.15 Flowchart diagram perencanaan dan evaluasi sistem proteksi petir
60
4.4.1 Taksiran Resiko Kebutuhan Bangunan atau Suatu Area akan Proteksi Petir Berdasarkan PUIPP Berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penyalur Petir di Indonesia besarnya keperluan pemasangan sistem proteksi terhadap sambaran petir pada suatu bangunan ditentukan dengan menjumlahkan indeks-indeks yang mewakili keadaan di lokasi struktur tersebut berada. Maka untuk bangunan/area tersebut diperoleh indeks-indeks sebagai berikut: Tabel 4.4 Perhitungan taksiran resiko berdasarkan standar PUIPP No.
Indeks
Diskripsi
Nilai
1.
A
2
2.
B
3.
C
Bangunan atau isinya cukup penting, misalnya: menara air, toko barang-barang berharga, dan kantor pemerintahan Bangunan dengan konstruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atap bukan logam Tinggi bangunan (9 m)
4.
D
Situasi bangunan = di tanah datar pada semua ketinggian
0
5.
E
Hari guruh per-tahun = 256
8
Total
2 2
R=A+B+C+D+E
14
Dari hasil perhitungan pada tabel 4.2 di atas, sesuai dengan standar peraturan PUIPP pada tabel 2.6, perkiraan bahaya sambaran besar, sehingga sangat dianjurkan untuk dipasang proteksi petir. 4.4.2 Taksiran Resiko Kebutuhan Bangunan atau Suatu Area akan Proteksi Petir Berdasarkan Standar NFPA 780 Sesuai standar pada National Fire Protection Association (NFPA) 780, lokasi Instalasi Pengolahan Air Cikokol Tangerang, dapat dianalisa sebagai berikut: Tabel 4.5 Perhitungan taksiran resiko berdasarkan standar NFPA 780 No.
Indeks
Diskripsi
Nilai
1.
A
Kantor pelayanan pemerintah, misalnya: pemadam kebakaran, kantor polisi dan perusahaan air minum
7
2.
B
Kerangka struktur = beton bertulang dengan jenis atap logam yang tidak saling terhubung
4
3.
C
Bangunan dalam area bangunan yang lebih rendah - Bangunan besar, melingkupi area lebih dari 929 m2
5
61
No.
Indeks
4.
D
Lokasi pada tanah datar
1
5.
E
Peralatan operasi yang sensitive
9
6.
F
Banyaknya hari guruh (Isokeraunic Level) > 70
1
Total
Diskripsi
R=A+B+C+D+E
Nilai
26
F
Dari hasil perhitungan pada tabel 4.3 di atas, sesuai dengan standar peraturan NFPA 780 pada tabel 2.13, perkiraan bahaya sambaran lebih dari 7, sehingga sangat perlu untuk dipasang proteksi petir. 4.4.3 Taksiran Resiko Kebutuhan Bangunan atau Suatu Area akan Proteksi Petir Berdasarkan Standar IEC 1024-1-1
Gambar 4.16 Persebaran hari guruh di wilayah Indonesia Penggunaan standar IEC 1024-1-1 memberikan cara perhitungan dengan menggunakan data hari guruh, data ukuran bangunan/daerah, area proteksi, frekuensi sambaran langsung setempat (Nd), dan frekuensi sambaran tahunan
62
(Nc) yang diperbolehkan pada struktur, dengan terlebih dahulu menghitung kerapatan sambaran ke tanah (Ng). Kerapatan sambaran petir ke tanah (Ng) dipengaruhi oleh hari guruh rata–rata per tahun (Td) di daerah tersebut. Dikarenakan berada pada daerah dataran rendah sekitar diambil hari guruh ratarata per tahun sebesar 100 dan tingkat kerawanan petir sedang. Berikut adalah tabel hari guruh lokal yang terekam dalam 1 tahun yang terjadi di daerah Tangerang. Tabel 4.6 Jumlah hari guruh tahun 2008 Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total hari guruh
Jumlah Hari 18 12 20 21 14 12 2 11 9 20 18 12 169
Sumber: BMG Tangerang
Berdasarkan rumus 2.3, kerapatan sambaran petir ke tanah (Ng) dapat dihitung Ng = 4 . 10 -2 . Td1.26 Ng = 4 . 10 -2 . 1691.26 Ng = 25,67 sambaran per km2 per-tahun Luas daerah yang memiliki angka sambaran petir langsung tahunan (Ae) dapat dihitung dengan persamaan 2.4 sebagai berikut: Ae = ab + 6h(a+b) + 9πh2 Lokasi Intake: Ae = 17.250 + (6x9)(230+75) + 9π(92) Ae = 36.010,22 m2
63
Lokasi Proses Pengolahan Air: Ae = 75.680 + (6x9)(440+172) + 9π(92) Ae = 111.018,22 m2 Untuk memperhitungkan jumlah rata-rata frekuensi sambaran petir langsung per tahun (Nd) dapat dicari dengan persamaan 2.2 sebagai berikut: Nd = Ng . Ae . 10-6 Lokasi Intake: Nd = 25,67 x 36.010,22 . 10-6 Nd = 0,92 sambaran petir per-tahun Lokasi Proses Pengolahan Air: Nd = 25,67 x 111.018,22 . 10-6 Nd = 2,85 sambaran petir per-tahun Frekuensi sambaran petir tahunan setempat (Nc diketahui bernilai 10-1) yang diperbolehkan. Dari hasil perhitungan data lapangan, diperoleh nilai Nd > Nc, maka diperlukan sistem proteksi dengan nilai efisiensi sesuai persamaan 2.10 E ≥ 1 – Nc Nd Lokasi Intake: E ≥ 1 – 10-1 0,92 E ≥ 1 – 0,11 E ≥ 0,89 (89%) Lokasi Proses Pengolahan Air: E ≥ 1 – 10-1 2,85 E ≥ 1 – 0,04 E ≥ 0,96 (96%) Dengan nilai E ≥ 0,89 sesuai dengan standar pada tabel 2.14, pada lokasi Intake berada pada tingkat proteksi III (dengan nilai efisiensi diantara 80% - 90%) dan
64
dengan nilai E ≥ 0,96 pada lokasi Proses Pengolahan Air berada pada tingkat proteksi I (dengan nilai efisiensi diantara 95% - 98%). 4.5 Analisa Perhitungan Zona Proteksi Setelah menentukan tingkat proteksi petir, kemudian penulis akan menghitung dan menganalisa luas zona proteksi (daerah proteksi) penyalur petir yang telah terpasang sebelumnya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah daerah tersebut telah terproteksi dengan baik atau tidak. Metode yang digunakan untuk menganalisa daerah proteksi di daerah tersebut adalah dengan menggunakan metode bola bergulir, dan menurut radius proteksi yang terdapat pada katalog penyalur petir LPI Stormaster Protection System. Dari analisa perhitungan secara metode teoritis, hasilnya akan penulis bandingkan dengan luas area sebenarnya. Dari perbandingan ini, akan dapat ditentukan daerah mana saja yang terproteksi dan yang tidak terproteksi, sehingga dapat ditentukan berapa banyak proteksi petir tambahan yang dibutuhkan untuk memberikan proteksi yang lebih aman. 4.5.1 Analisa dengan Metode Bola Bergulir (Rolling Sphere Method) Untuk metode ini, radius proteksi dari bola bergulir sudah kita dapatkan dari tabel 3.1, yaitu tingkat proteksi level III untuk lokasi Intake, radius proteksinya adalah sebesar 45 m, sedangkan tingkat proteksi I untuk lokasi Proses Pengolahan Air, radius proteksinya adalah sebesar 20 m dan untuk arus puncaknya (I) masing-masing dapat kita cari dengan menurunkan persamaan 3.1: R = I0,75
Lokasi Intake:
I = 160,06 kA Lokasi Proses Pengolahan Air:
65
I = 54,29 kA Berarti dengan tambahan proteksi petir, bangunan di lokasi Intake bisa menahan sambaran petir sampai sebesar 160,06 kA, bila sambaran petir besarnya lebih dari 160,06 kA, maka akan ditangkap oleh sistem proteksi petir. Dan dengan penambahan proteksi petir juga, bangunan di lokasi Proses Pengolahan Air bisa menahan sambaran petir sampai sebesar 54,29 kA, bila sambaran petir besarnya lebih dari 54,29 kA, maka akan ditangkap oleh sistem proteksi petir. Jarak sambar (ds) petir terhadap bangunan dapat dihitung dari persamaan (3.2) E.R Love yang banyak digunakan oleh para insinyur transmisi dan distribusi tenaga listrik, yaitu sebagai berikut: ds = 10.I0,65 Lokasi Intake: Dengan menggunakan asumsi hasil perhitungan parameter arus petir untuk harga arus puncak petir (I) minimal sebesar 160,06 kA untuk proteksi level III, maka diperoleh nilai jarak sambar (ds) pada lokasi Intake: ds = 10.(160,06)0.65 = 270,88 m Lokasi Proses Pengolahan Air: Dengan menggunakan asumsi hasil perhitungan parameter arus petir untuk harga arus puncak petir (I) minimal sebesar 54,29 kA untuk proteksi level I, maka diperoleh nilai jarak sambar (ds) pada lokasi Proses Pengolahan Air: ds = 10.(54,29)0,65 = 134,14 m Sedangkan panjang radius proteksi bola bergulirnya dapat dicari dengan persamaan 3.3 sebagai berikut:
66
Lokasi Intake: Dengan data tinggi terminasi udara di lokasi Intake 10 meter, maka radius proteksi bola bergulirnya adalah sebesar:
= 72,92 m Sehingga luas radius perlindungan terminasi udara dari sistem proteksi petir di lokasi Intake adalah: A = π.R2 = π.(72,92)2 = 16.704,87 m2 Besar sudut lindung dapat diketahui berdasarkan rumus 3.5 sebagai berikut:
= 59,64° Jarak aman terjauh
bangunan tertinggi dari sambaran langsung petir
dengan tinggi bangunan setinggi 9,5 m (hoist krane) yang diukur dari titik 0 (pusat menara terminal udara) dapat dicari dengan persamaan 3.4:
= 1,8 m
Jarak hoist krane ke pusat proteksi petir ± 16 m, sedangkan dari hasil perhitungan dengan tinggi krane 9,5 m, krane akan masuk radius proteksi, jika jaraknya 1,8 m dari pusat proteksi petir. Jadi dengan kondisi ini posisi tinggi terminasi udara (eksisting 10 m) sangat kurang tepat, mengingat ada peralatan yang harus masuk dalam radius proteksi yang tingginya hampir sama dengan terminal udara proteksi petir.
67
Gambar 4.17 Radius proteksi sambaran petir yang dilingkupi oleh sistem proteksi petir di lokasi Intake dengan metode bola bergulir Lokasi Proses Pengolahan Air: Dengan data tinggi terminasi udara di lokasi Proses Pengolahan Air, sebagai acuan diambil tinggi terminasi udara yang paling tinggi yaitu pada Zona 2 dengan tinggi 18 meter, maka radius proteksi bola bergulirnya adalah sebesar:
= 67,12 m Sehingga luas radius perlindungan terminasi udara dari sistem proteksi petir di lokasi Proses Pengolahan Air adalah: A = π.R2 = π.(67,12)2 = 14.153,17 m2 Besar sudut lindungnya adalah: = 47,04°
68
4.5.1.1 Perbandingan Radius Proteksi Bola Bergulir dengan Luas Daerah Berdasarkan hasil analisa teoritis perhitungan radius proteksi dengan menggunakan metode bola bergulir, maka penulis bandingkan rasio radius proteksi tersebut dengan luas lokasi yang ada. Lokasi Intake: Luas daerah yang terproteksi menurut perhitungan metoda bola bergulir adalah sebesar 16.704,87 m2, sedangkan luas wilayah total Intake adalah 17.250 m2. Dan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, jumlah sistem proteksi petir yang diperlukan adalah:
Lokasi Proses Pengolahan Air: Luas daerah yang terproteksi menurut perhitungan metoda bola bergulir adalah sebesar 14.153,17 m2, sedangkan luas wilayah total Proses Pengolahan Air adalah 75.680 m2. Dan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, jumlah sistem proteksi petir yang diperlukan adalah:
4.5.2 Analisa dengan Metode LPI Guardian Menurut katalog LPI Guardian Lightning Protection System memiliki radius proteksi tergantung pada tinggi maksimum penyalur petir tersebut dipasang. Di bawah merupakan tabel radius proteksi dari LPI Guardiang Cat Lightning Protection System.
69
Tabel 4.7 Radius proteksi dari beberapa tipe LPI Guardian Cat Terminal Tingkat Proteksi
Tinggi Gedung + Tinggi CAT Terminal (umumnya dipasang 5 m di atas gedung)
I
II
III
I
II
III
I
II
III
10
38
44
54
52
60
72
69
80
88
20
46
54
66
63
73
89
74
99
109
30
52
62
75
73
84
118
77
113
120
50
75
92
102
124
128
134
80
75
92
115
124
128
134
100
75
92
115
124
128
134
120
75
92
115
124
128
134
150
75
92
115
124
128
134
Sangat Tinggi
Tinggi
Standar
CAT
CAT
CAT
Dari tabel katalog di atas, dapat kita tentukan radius proteksi untuk masing masing area sebagai berikut: Lokasi Intake: Sesuai analisa kebutuhan proteksi, lokasi Intake berada pada tingkat proteksi III, dan terminal udara eksisting yang dipakai adalah Cat III Gold. Penyalur petir eksternal yang terpasang ini memiliki tinggi maksimum sebesar 10 m. Ini berarti radius proteksinya adalah sebesar 88 m. Maka luas daerah proteksinya adalah: A = π.R2 = π.(88)2
= 24.328,5 m2
Luas daerah yang terproteksi adalah sebesar 24.328,5 m2, sedangkan luas total lokasi Intake 17.250 m2. Dilihat dari luas daerah proteksi, luas daerah proteksi yang dihasilkan satu penyalur petir terpasang di tempat tersebut sudah dapat melindungi luas tempat tersebut. Namun dalam kenyataannya, ada beberapa luas daerah pada tempat tersebut yang tidak
70
terproteksi. Hal ini disebabkan karena kurang tepatnya penempatan pemasangan penyalur petir yang telah ada, dan memang lokasi intake berupa areal yang memanjang.
Gambar 4.18 Radius proteksi sebenarnya sistem proteksi petir di lokasi Intake Dari gambar nampak bahwa bagian mulut kanal air (depan sungai) radius proteksinya tidak melingkupi daerah tersebut. Pada daerah ini, sangat penting karena sering ada aktifitas operator Intake dan orang harian produksi yang kontinu membersihkan sampah pada penyaring sampah kasar (bar screen). Juga terlihat pos jaga security, bak kontrol pipa PDAM dan junction box kabel power yang berada diluar radius proteksi petir. Lokasi Proses Pengolahan Air: Sesuai analisa kebutuhan proteksi, lokasi Proses Pengolahan Air berada pada tingkat proteksi I, dan terminal udara eksisting yang dipakai adalah Cat III Gold. Penyalur petir eksternal yang terpasang ini ada 3 buah yang memiliki tinggi maksimum masing-masing sebesar: •
Zona 1
Tinggi terminasi udara 15 m, ini berarti radius proteksinya adalah sebesar 54 m. Maka luas daerah proteksinya adalah:
71
A = π.R2 = π.(54)2 •
= 9.160,88 m2
Zona 2
Tinggi terminasi udara 18 m, ini berarti radius proteksinya adalah sebesar 66 m. Maka luas daerah proteksinya adalah: A = π.R2 = π.(66)2 •
= 13.684,78 m2
Zona 3
Tinggi terminasi udara 10 m, ini berarti radius proteksinya adalah sebesar 54 m. Maka luas daerah proteksinya adalah: A = π.R2 = π.(54)2
= 9.160,88 m2
Total luas daerah terproteksi dari ketiga buah proteksi petir ini adalah Atotal = 9.160,88 +13.684,78 + 9.160,88 = 32.006,54 m2 Dari total luas area Proses Pengolahan Air 75.680 m2, area yang terproteksi baru sekitar 42,3 %, jadi masih ada 57,7% lagi area yang perlu dipasang proteksi tambahan.
Gambar 4.19 Radius proteksi sebenarnya sistem proteksi petir di lokasi Proses Pengolahan Air
72
Dari gambar di atas nampak jelas, banyak bangunan dan peralatan yang tidak masuk ke dalam radius proteksi petir. Pada zona 1, sebagian besar bangunan ruang kantor, workshop maintenance, IPA Paket, dan beberepa gedung lainnya juga belum teproteksi dengan baik. 4.6 Penghantar Penyalur Penghantar penyalur atau konduktor ke bawah (down conductor) yang terpasang adalah dengan menggunakan kabel HVSC (High Voltage Shielded Cable). Luas penghantar minimum konduktor ke bawah ke bawah yang disyaratkan menurut tabel 3.3 untuk tembaga adalah 16 mm2, dan yang terpasang pada masing-masing penyalur petir adalah dengan luas penampang 70 mm2. Dalam hal ini berarti ukuran konduktor ke bawah yang terpasang telah memenuhi ketentuan. 4.7 Elektroda Pembumian Elektroda pembumian penyalur petir 1 sampai dengan 4 yang digunakan adalah elektroda jenis batang tegak. Bahan dari elektroda pembumian tersebut adalah tembaga yang berbentuk silinder pejal. Panjang elektroda batang yang terpasang adalah 6 meter sejumlah 3 batang yang dipasang/ditanam pararel untuk tiap-tiap sistem pembumian. Masing-masing batang elektroda tembaga memiliki diameter ¾ inch (19,05 mm). 4.8 Sistem Pembumian Sistem pembumian terukur sudah sangat baik, karena sistem pembumian tersebut memiliki tahanan 1,69 ohm untuk penyalur petir 1 pada lokasi Intake, tahanan 1,06 ohm pada penyalur petir zona 1, tahanan 0,52 ohm pada penyalur petir zona 2 dan tahanan 1,22 ohm untuk penyalur petir pada zona 3. Sedangkan ketentuan umum pada PUIL 2000 Pasal 3.13.2.10 untuk total sistem tahanan pembumian tidak boleh lebih dari 5 ohm. - Hambatan jenis tanah (ρ) = 30 Ωm - Diameter penghantar (d) = 0,75 inch = 0,01905 m
73
- Panjang elektroda (l)
= 6m
maka besarnya hambatan pembumian berdasarkan persamaan 3.7 adalah:
= 5,68 Ω Karena 3 buah batang konduktor tembaga yang sama, ditanam dan dihubungkan secara pararel maka besar hambatan total dari ketiga batang konduktor ini adalah dapat dihitung dengan persamaan 3.10 sebagai berikut:
= 1,89 Ω
Jika ditinjau dari data pengukuran ternyata hasilnya tidak jauh berbeda dengan perhitungan, dimana tahanan pembumian dibawah standar yang telah ditetapkan tidak lebih dari 5 ohm. Pengaruh kedalaman elektroda mempengaruhi besarnya tahanan pembumian, ke-presisian alat ukur dan sifat tanah ketika dilangsungkan pengukuran, apakah dalam kondisi basa atau asam. 4.9 Evaluasi Penyalur Petir Dari hasil analisis sebelumnya baik secara metode bola bergulir, metode radius proteksi katalok dari LPI Guardian Cat Terminal untuk instalasi penyalur petir eksisting terdapat hal penting yang perlu diperhatikan yaitu tinggi pemasangan terminasi udara dari penyalur petir tersebut adalah sangat kurang, sehingga dengan luas area yang perlu diproteksi yang luas belum terlingkupi seluruhnya, dan hal ini juga berakibat kerugian dimana spesifikasi yang optimal dari penyalur petir ini tidak dapat dimanfaatkan. 4.9.1 Penempatan Ulang Penyalur Petir Pada Lokasi Intake Berdasarkan hasil analisa luas radius proteksi, jumlah luas zona proteksi dari penyalur petir LPI Lightning Protection System CAT III Gold yang telah
74
terpasang sebelumnya pada lokasi Intake, sudah dapat melindungi luas daerah tersebut. Ini berarti dengan tidak menambahkan penyalur petir pun daerah tersebut sudah terlindung dari sambaran petir. Kondisi existing saat ini belum mengalami perubahan maka yang paling tepat adalah melakukan penempatan ulang dengan memindahkan proteksi petir ini dan juga menambahkan tinggi pemasangan terminasi udara, sehingga bisa didapatkan area cakupan proteksi yang lebih luas lagi dan untuk objek yang tinggi juga dapat terlindungi. Sesuai dengan persamaan dari metode bola bergulir (rolling sphere method), misalkan penulis ambil tinggi terminasi udara menjadi 30 m dari permukaan tanah, sesuai persamaan 3.3, maka radius proteksinya menjadi:
= 123,91 m
Dan dengan tinggi terminasi udara menjadi 30 m, maka objek tertinggi dalam hal ini adalah hoist krane apakah sudah masuk dalam zona proteksi dapat kita hitung berdasarkan persamaan 3.4 sebagai berikut:
= 52,8 m
Jadi dengan data hitungan ini, pada kondisi tempat penyalur petir eksisting dengan penambahan tinggi terminasi udara menjadi 30 m, hoist krane telah masuk pada zona perlindungan (jarak krane + lebar krane = 25 + 8 = 33 m). Sesuai dengan katalog LPI Guardian CAT III Gold Terminal pada tabel 4.5 dapat kita lihat, dengan tinggi 30 m dan level proteksi III, penyalur petir tersebut dapat memberikan radius proteksi 120 m.
75
Gambar 4.20 Radius proteksi kedepannya di lokasi Intake, jika tinggi terminasi udara mejadi 30 m
Posisi penempatan terminal penyalur petir juga digeser 5 meter menjadi: -
Posisi awal (Pint) , x = 130 ; y = 69
-
Posisi usulan (P’int), x = 125; y = 69
Dari gambar di atas terlihat bahwa penyalur petir eksternal yang terpasang telah memberikan perlindungan untuk daerah yang sangat perlu diproteksi dari sambaran petir pada lokasi Intake. 4.9.2 Penempatan Ulang dan Penambahan Penyalur Petir Pada Lokasi Area Kantor, Gudang Perawatan, Bangunan Proses, dan Bangunan Kelistrikan Serta Area Perpompaan Distribusi Berdasarkan hasil analisa luas radius proteksi, jumlah luas zona proteksi dari penyalur petir LPI Lightning Protection System CAT III Gold yang telah terpasang sebelumnya pada lokasi area Proses Pengolahan Air (zona 1 sampai dengan zona 3), baru melindungi luas daerah tersebut sebesar 42,3%. Penulis mencoba menganalisa dengan menambah tinggi masing-masing terminal udara
76
dari proteksi petir yang ada menjadi 30 meter, agar didapat radius proteksi yang lebih luas dan mencoba memplotkan pada gambar denah area yang ada. Dari tabel 4.5 katalog LPI Guardian CAT III Gold Terminal, dengan tinggi terminal udara 30 meter, dan dengan tingkat proteksi I didapat radius proteksi 75 meter, sehingga luas area proteksi totalnya menjadi: Atotal = 3.π.R2 =3. π.(75)2
= 53.014,38 m2
Luas area proteksi total tersebut di atas, dengan terminasi udara yang ditinggikan menjadi 30
m, hanya memproteksi luas area yang ada menjadi 70% saja.
Sekarang kita coba proyeksikan radius proteksi ketiga penyalur petir tersebut dalam denah.
Gambar 4.21 Radius proteksi penyalur petir eksisting di lokasi area Proses Pengolahan Air, jika tinggi terminasi udara menjadi 30 m Dari ploting radius proteksi pada denah, nampak masih banyak bangunan gedung yang belum terproteksi dengan baik, maka solusi kedepannya perlu dilakukan penambahan instalasi proteksi petir sebanyak 2 buah lagi, dan perlu dilakukan pengaturan/penempatan ulang sebagai berikut:
77
Gambar 4.22 Radius proteksi penyalur petir rencana kedepannya di lokasi Area Proses Pengolahan Air, dengan penempatan ulang posisi penyalur petir dan penambahan 2 buah penyalur petir lagi Untuk posisi koordinat kelima penyalur petir pada gambar di atas dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 4.8 Koordinat penempatan proteksi petir eksisting & rencana usulan No.
Proteksi Petir
1. 2. 3. 4. 5.
PZ1 PZ2 PZ3 PZ4 PZ5
Koordinat Eksisting X Y 140 60 241 98 454 82 -
h (m)
RP (m)
15 18 10 -
54 66 54 -
Koordinat Rencana X’ Y’ 104 86 241 98 400 86,5 114 156 304 123
h’ (m)
RP (m)
30 30 30 30 30
75 75 75 75 75
Secara ploting pada denah lokasi, 5 proteksi penyalur petir tersebut dapat memberikan perlindungan yang jauh lebih baik pada area Proses Pengolahan Air khususnya pada bangunan atau tempat proses yang penting dan memang memerlukan proteksi dari bahaya sambaran petir.