DASAR SISTEM PROTEKSI PETIR
1
2
3
4
5
6
7
8
Karakteristik Arus Petir
90 %
i
I 50 % 10 % O1
T1
t T2
Karakteristik Petir
Poralritas Negatif
Maksimum
280 kA
Rata-rata
41 kA
Maksimum
119 kA/ s
Rata-rata
30 kA/ s
Arus puncak (I) I
200 kA
T1
10 s
T2
350 s
Kecuraman (di/dt)
9
10
Contoh kejadian yang diungkapkan P. Hasse dalam buku “overvoltage protection of low voltage system” adalah ketika petir menyambar antena televisi tanpa proteksi sebuah rumah di Neutmarkt tahun 1986. Jalur arus petir diperkirakan melalui : a) b) c) d) e) f) g)
Tiang penyangga antena sehingga merusak atap. Kabel listrik di atap dan dinding sehingga kabel tersebut terbakar. Stop kontak kemudian loncat ke tempat tidur sehingga keduanya rusak. Kabel TV sehingga kabel dan TV tersebut hancur. Panel hubung bagi sehingga tebakar. Kabel telepon sehingga kabel dan telepon rusak Kabel telepon ke arah luar sehingga system telepon dalam radius 1 km terganggu. h) Kabel listrik ke arah luar sehingga circuit breaker dalam jarak 2-3 km bekerja.
11
Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir 1. Direct Stroke: •
Tegangan pada tahanan grounding UL
U
UR
UL
i( t ) xR
L
di dt
PE
N
UR
•Tegangan induksi pada loop terbuka atau tertutup di sekitar konduktor penangkap petir V L
d dt d N di N
V
L
di dt 12
Tegangan induksi pada loop terbuka atau tertutup di sekitar konduktor penangkap petir
Tegangan Induksi Maksimum (V)
Loop Instalasi
Us Us
ku1
di dt
maks
q
Keterangan
q = luas penampang konduktor petir (mm2) a = lebar gelung instalasi (m)
a
Us Us
s
ku 2
di dt
maks
s = jarak gelung instalasi terhadap konduktor petir (m) a = lebar gelung instalasi (m)
a
13
Tegangan induksi pada loop terbuka atau tertutup di sekitar konduktor penangkap petir
Loop Instalasi
Us
Tegangan Induksi Maksimum (V)
Us
ku3 .l .
b
di dt
maks
s
l
Us b l
Us s
ku 4 .b.
di dt
maks
Keterangan
s = jarak gelung instalasi terhadap konduktor petir (m) b = jarak antar konduktor (m) l = tinggi gelung
s = jarak gelung instalasi terhadap konduktor petir (m) b = jarak antar konduktor (m) l = panjang konduktor
14
Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir 2. Distance Stroke • Sambaran pada jaringan distribusi listrik
15
Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir 2. Distance Stroke P
• Sambaran pada jaringan disteribusi listrik
P
N
N
V
ixR
di L dt
P
Contoh : irata2
41 kA
L= 10 H
di 30kA / s dt rata2 V 1000 A x 2 ohm 5m x 10 6 H x 30kA / s 2000V 150.000V 152 kV
R= 2 ohm
16
17
18
Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir 2. Distance Stroke • Kopling Kapasitif
PE
RE
RE
N
PE
N
RE
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
SHIELDING
29
BONDING
30
31
Proteksi Antena & TV
• Pole antenna dihubungkan ke system pentanahan melalui konduktor tembaga dengan diameter 16 mm2. • Dengan kondisi ini kerusakan akibat arus petir sambaran langsung dapat diminimalisir. • Namun demikian belum ada proteksi terhadap overvoltage karena induksi dalam loop konduktor akibat perubahan cepat medan magnet oleh arus petir [L x (di/dt)]. • Misal : loop yang terbentuk oleh konduktor pentanahan antena, kabel antenna dan kabel power.
32
33
• Dilihat dari TV, antenna dan power connection memiliki luas yang besar sehingga dengan sambaran dekat dapat menimbulkan tegangan 10 – 100 kV.
Loop Induksi
LN PE
34
• Karena TV merupakan open loop sehingga tegangan induksi dapat merusak TV.
Kabel Antena
Loop Induksi
LN PE
35
Sistem Proteksi Antena & TV
• Menghubungkan pole antenna ke system pentanahan • Konduktor proteksi dan PE harus dihubungkan ke main earthing terminal atau sistem pentanahan • Dipasang overvoltage limiter untuk mencegah kenaikan tegangan karena arus petir.
36
Kabel Antena
Antenna Earthing Conductor
Loop Induksi
PE N L Meter
Bounding Bar
Junction Box Suplai PLN
37
Kondisi Proteksi • Dalam kondisi normal, operasi tidak gangguan, antenna „earth‟ (antenna cable screen) dan power earth (protective conductor PE) termasuk active power line L dan N terisolasi satu dengan yang lain. • Ketika overvoltage maka antenna earth dan power earth terhubung melalui protector.
38
HF Protector
39
TERIMA KASIH
40
Sambaran Pada Jaringan Listrik 20 kV Neutral
20 kV Neutral
380 V
41
