PERLINDUNGAN PERALATAN MONITORING SPEKTRUM FREKUENSI RADIO TERHADAP GANGGUAN PETIR

Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697

PERLINDUNGAN PERALATAN MONITORING SPEKTRUM FREKUENSI RADIO TERHADAP GANGGUAN PETIR

Acep Ponadi, Roberto Corputty, Yuliana Kolyaan [email protected] Jurusan Teknik Elektro Fakultas TeknikUniversitas Musamus

ABSTRAK Masih sering terjadi ketidaktepatan dalam mengintepretasikan impedansi pentanahan yang berujung pada kesalahan dalam penerapan system pentahan, sangat mempengaruhi keamanan dari peralatan khususnya peralatan komunikasi yang digunakan untuk monitoring frekwensi. Ketidaktepatan tersebut dapat diminimalisasi dengan melakukan pengukuran dan analisa kesesuaian antara perangkat elektroda pentanahan dan karakteristik tanah. Metode yang digunakan terdiri dari Identifiksasi Karakteristik tanah, Penentuan elektroda pentanahan. Pengukuran yang dilakukan terdiri dari beberapa tahapan yaitu PengukuranTahanan Tanah, Resistansi peralatan telekomunikasi, Pengukuran dengan menggunakan elektroda penangkal petir serta Analisis Data. Hasil yang diharapkan adalah adanya data yang lebih tepat tentang kesesuaian antara karakteristik tanah dan elektroda penangkal petir, sehingga permasalahan kerusakan perangkat telekomunikasi monitoring frekwensi dapat diminimalisasi. Kata kunci : Pentanahan, Penangkal petir, monitoring frekwensi, elektroda, pengukuran bahkan seorang insinyur listrik, masih kurang

PENDAHULUAN Sistem

pentanahan

untuk

tepat dalam mengintepretasikan impedansi

pentanahan netral dari suatu sistem tenaga

pentanahan yang merupakan besaran yang

listrik, pentanahan sistem penangkal petir dan

sangat dominan untuk diperhatikan dari suatu

pentanahan

sistem pentanahan tersebut.

untuk

peralatan

baik

khususnya

telekomunikasi perlu mendapatkan perhatian

Sistem

pentanahan

adalah

suatu

serius, karena pada dasarnya pentanahan

metode pengamanan gedung beserta peralatan,

tersebut merupakan dasar perhitungan suatu

yaitu apabila terjadi arus lebih akan dialirkan

proteksi. Sistem pentanahan merupakan dasar

ke tanah. Penanaman elektroda tersebut dapat

perhitungan suatu system proteksi. Tidak

secara horisontal (sejajar dengan tanah) dan

jarang baik orang awam maupun teknisi

secara vertikal (tegak lurus dengan tanah). 54


Untuk mengamankan gedung beserta peralatan

tegangan normal) secara konduktif pada

yang ada disekitarnya dibutuhkan tahanan

peralatan listrik dan peralatan telekomunikasi,

pentanahan

yang terhubung dengan jaringan tenaga listrik

sekecil

mungkin.

Tahanan

pentanahan untuk gedung diharapkan < 5 ohm

dan

(PUIL, 2000) dan tahanan pentanahan untuk

mengakibatkan terjadinya gangguan. Pada saat

peralatan diharapkan < 3 ohm.

terjadi

Bangunan-bangunan

maka

gangguan,

arus

ini

gangguan

dialirkan

ke

memiliki

peralatan

akan

menimbulkan

resiko lebih besar mengalami kerusakan akibat

tegangan

pada

permukaan

terkena sambaran petir. Kerusakan yang

disebabkan oleh adanya tahanan tanah.

telekomunikasi

tanah

hal

dan

menara-menara

bertingkat

pentanahan,

melalui

dapat

yang

pentanahan perbedaan tanah

yang

ditimbulkan dapat membahayakan manusia

Dalam penulisan skripsi ini akan diteliti

beserta peralatan yang ada di dalam gedung

mengenai pengaruh tegangan lebih yang

tersebut. (Mafudin Y, et all.2007). Selain

terjadi akibat sambaran petir pada hantaran

kerusakan yang ditimbulkan, paling tidak

terminal antena terhadap arus, tegangan dan

terjadi salah operasi (mal-function), akibat

impedansi pada setiap pentanahan peralatan

sambaran petir baik langsung maupun tidak

instalasi radio monitor, instalasi listrik dan

langsung.

peralatan telekomunikasi lainnya. Imbas/efek

Peralatan-peralatan

tersebut

biasanya terhubung dengan instalasi tenaga

yang

listrik

pentanahan

mengakibatkan gangguan pada arus, tegangan

(grounding), kabel kontrol, instrumentasi,

dan impedansi saluran, yang dibatasi pada

jaringan komputer dan lain-lain (Zoro R,

jaringan system radio monitor dan tegangan

Wibowo A.S, 2005).

rendah satu fasa 220V sistem grounding

(power

Terjadinya

supply),

tegangan

lebih

akibat

ditimbulkan

terpisah

untuk

jika

peralatan

pengaruh

radio

petir

monitor,

sambaran langsung petir dan sambaran induksi

tegangan rendah satu fasa 220 V dan

petir pada peralatan, akan mengakibatkan

tegangan

adanya aliran listrik yang masuk secara

telekomunikasi.

DC

48V

untuk

peralatan

konduktif pada hubungan peralatan dengan

Berdasarkan uraian di atas jelas bahwa

sistem pentanahan yang pada kondisi normal

tegangan lebih pada sistem tegangan rendah

tidak dialiri arus listrik. Akibat masuknya

dan peralatan elektronik dapat disebabkan oleh

tegangan lebih (tegangan yang melebihi

induksi elektromagnetik, elevasi tegangan, 55


kopling kapasitif, dan radiasi. Salah satu

Hasil

penelitian

yang

diperoleh

penyebab terjadinya tegangan lebih yaitu

diharapkan oleh peneliti dalam pemisahan

sambaran petir.

pentanahan peralatan

Walaupun telah dilakukan

sistim radio monitor,

pemasangan sistem proteksi petir dan sistem

tegangan rendah 1 fasa 220 V dan peralatan

pentanahan pada peralatan, khususnya pada

telekomunikasi

peralatan instalasi radio monitor dan peralatan

manfaat sebagai berikut :

elektronik

pada

- Sebagai acuan untuk menentukan batas

bangunan gedung di Balai Monitor Spektrum

kemampuan peralatan perlindungan, untuk

Frekuensi Radio Kelas II Merauke. Masalah-

mengatasi tegangan lebih yang ditimbulkan

masalah yang dapat disimpulkan berdasarkan

oleh gangguan eksternal maupun gangguan

uraian di atas adalah, bagaimana :

internal.

lainnya

1. Pengaruh

yang

resistans

terdapat

akan

diperoleh

dalam

- Sebagai acuan untuk memperbaiki kinerja

mereduksi tegangan lebih akibat sambaran

sistem instalasi pentanahan pada peralatan

induksi petir langsung melalui jaringan

radio monitoring dan telekomunikasi yang

terminal

memiliki

antena

pentanahan

lainnya

pada

instalasi

radio

perbedaan

potensial,

pada

monitor, peralatan listrik dan peralatan

bangunan gedung dan mengurangi biaya

telekomunikasi lainnya,

investasi dan pemeliharaan peralatan.

pada kondisi

normal maupun tidak normal. 2. Pengaruh penanaman elektroda

resistans

tanah,

elektroda

- Dapat digunakan pada pengamanan sistem kedalaman

dan

ukuran

pentanahan terhadap nilai

resistans pentanahan dalam melindungi

instalasi

listrik,

peralatan

listrik

dan

instalasi telekomunikasi pada bangunan gedung. - Dapat

memberikan

faedah bagi

ilmu

peralatan, pada Balai Monitoring kelas 2

pengetahuan, teknologi, teknisi dan bagi

Merauke.

konsumen

pengguna

peralatan

listrik,

3. Pengaruh metode dan sistem pentanahan

elektronika dan telekomunikasi baik pada

masing-masing peralatan yang terpasang

bangunan gedung maupun pada jaringan

sebagai

tenaga listrik dan jaringan komunikasi.

sistem

perlindungan

dan

pengamanan pada Balai Monitoring Kelas 2 Merauke.

Tujuan penelitian ini dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas pentanahan/grounding di Balai Monitor Spektrum Frekuensi Radio 56


Kelas II Merauke

menjadi lebih baik, guna

Menentukan besaran pengaman untuk

mengamankan peralatan radio monitoring

pengamanan

system,

telekomunikasi,

peralatan listrik dan peralatan

peralatan agar

listrik dapat

dan

mengatasi

elektronik lainnya dari bahaya kerusakan yang

pengaruh masuknya tegangan lebih dan

diakibatkan oleh sambaran petir.

mengalirnya arus lebih akibat sambaran

Pendekatan masalah dilakukan dengan

induksi

petir

langsung

melalui

jaringan

analisis evaluasi terhadap pengamatan di

terminal antena pada instalasi radio monitor

lapangan berupa pengamatan masalah sistem

dan peralatan perlindungan tegangan rendah 1

pentanahan dan nilai resistans pentanahan

fasa 220 Vac.

yang terpasang pada balai monitoring, dan

2.

pengklasifikasian

resistans

pentanahan

Pengaman

terpasang pada bangunan dan peralatan, guna menentukan

nilai

tingkat

Permasalahan Umum Sistem

Sistem penangkal petir (SPP) eksternal

perlindungan,

tidak dapat menjamin terlindungnya peralatan

keamanan bagi peralatan dan manusia, serta

yang berada di dalam bangunan, karena

melakukan komparasi antara hasil analisis

tegangan lebih petir dapat terjadi pada

dengan kondisi di lapangan serta standar yang

peralatan dengan pejalaran dan perambatan

ditentukan oleh peraturan yang berlaku.

secara kopling galvanik, induktif dan kapasitif. SPP

eksternal

mempunyai

fungsi

untuk

LANDASAN TEORI

sebagai tempat sambaran petir menyalurkan

1.

Analisa Permasalahan

arus petir ke elektroda pentanahan dan

Analisa dilakukan dengan pembacaan

menyebarkannya ke dalam tanah dengan

profil sistem pentanahan yang terhubung pada

aman, dan harus mampu mengurangi sekecil

peralatan yang terdapat pada balai monitoring

mungkin propagasi (perambatan) tegangan

kelas 2 Merauke, melalui pengukuran resistans

dan arus petir yang memasuki bangunan, yang

pentahan

dapat dimungkinkan melalui kabel antene,

dan

resitans

tanah.

Membuat

pendekatan analisa resistans tanah dari hasil

saluran

pengukuran,

pentanahan.

perhitungan

dengan dan

cara

melakukan

membandingkan

telepon,

saluran

listrik

dan

dengan

standar yang ditentukan.

57


3.

Ancaman Petir terhadap perangkat

yang berupa sambaran petir akan timbul

Infokom

gelombang elektromagnetik yang merambat

Ancaman petir dapat berupa:

ke segala arah dari titik sambaran yang akan

1. Sambaran petir langsung (dekat)

menimbulkan tegangan lebih (Surge Voltage). Awalnya

2. Sambaran petir tidak langsung (jauh)

perangkat

Infokom

belum

menggunakan mikroprosesor, hal ini belum

Sambaran petir langsung dikenal sebagai

terasa akibatnya, namun pada saat ini saat

sambaran dekat dan sambaran tidak langsung

teknologi semakin berkembang pesat dimana

dikenal sebagai sambaran jauh. Semakin

hampir

banyaknya

komponen

pemakaian

komponen

semua

perangkat

mikroprosesor

menggunakan yang

rawan

mikroelektronik atau mikroprosesor untuk

terhadap petir, maka akibat dari sambaran

perangkat Infokom atau IT telah menunjukkan

petir dekat atau jauh akan sangat terasa.

statistik

kerusakan

disebabkan

oleh

cukup kedua

besar

yang

Mekanisme tegangan transient masuk

sambaran

petir

kedalam jaringan perangkat infokom ada

tersebut.

berbagai cara, yaitu melalui :

4.

1. Kopling induktif

Mekanisme masuknya Petir ke

perangkat Infokom yang rawan

Perangkat Infokom yang yang selalu

Sambaran langsung dapat terlihat jelas bekasnya

pada

obyek

sedangkan

dari

sambaran tidak langsung tidak nampak bekas sambaran

namun

cukup

berbahaya

dan

mengakibatkan kerugian material yang cukup besar.

Infrastruktur

perangkat

Infokom

ditunjang oleh perkabelan Kabel Data baik dari antenna di Tower maupun Jaringan Kabel pelanggan (Voice, Video, dll) dan Kabel Power dari sumber di luar nya yang semuanya

ditunjang dengan kabel data maupun listrik melalui alur yang berbeda, mengakibatkan jaringan data dan listrik membentuk suatu loop Induktif. Arus petir yang masuk melalui metal akan menimbulkan medan magnetik yang akan menginduksikan tegangan pada loop yang dibentuk oleh jaringan tersebut. Lalu Tegangan transversal akan timbul di loop pada input dan output perangkat, dan ini akan merusak perangkat

adalah sebagai jalan masuk atau hole bagi tegangan lebih jika terjadi sambaran petir. Pada saat pelepasan muatan petir ke tanah 58


2. Kopling konduktif

telekomunikasi perlu mendapatkan perhatian

Aliran arus petir masuk ke kabel atau

serius, karena pada dasarnya pentanahan

jalur kabel sehingga tegangan di sekitar

tersebut merupakan dasar perhitungan suatu

induktor akan terinduksi dan memberikan

proteksi. Sistem pentanahan merupakan dasar

tegangan input dari peralatan Infokom, atau

perhitungan suatu sistem proteksi. Tidak

timbul

elektromagnetik

jarang baik orang awam maupun teknisi

ketika sambaran dekat. Seperti yang terjadi di

bahkan seorang insinyur listrik, masih kurang

Repeater Srewen September 1998.

tepat

3. Kopling galvanis (ohmis coupling).

pentanahan.

tegangan

induksi

dalam

mengintepretasikan

resistans

Bila terjadi kenaikan tegangan tanah

Besaran yang sangat dominan untuk

mencapai Kilo Volt dari resistans yang

diperhatikan dari suatu sistem pentanahan

berbeda dari dua perangkat yang terhubung

adalah resistans sistem pentanahan tersebut.

dengan grounding yang berbeda, tegangan

Sampai saat ini orang mengukur resistans

tersebut dapat merusak perangkat..

pentanahan hanya dengan menggunakan alat

4. Kopling kapasitif.

earth tester yang prinsipnya mengalirkan arus

Jika petir menyambar saluran masuk

searah

ke

dalam

sistem

pentanahan.

perangkat atau batang penangkal petir maka

Sedangkan kenyataannya yang terjadi suatu

tegangan pada saluran petir sampai ribuan volt

sistem pentanahan tersebut tidak pernah dialiri

lebih

dan

arus searah, karena biasanya berupa sinusoidal

mengakibatkan nilai kapasitor besar. Sehingga

atau bahkan berupa impuls (petir) dengan

secara kapasitif akan terkopling ke sekitarnya

frekuensi

dan

berubah waktu yang sangat tidak menentu

tinggi

dibanding

menimbulkan

arus

sekitarnya

yang

mengalir

keperangkat yang terkopling dan arus ke perangkat.

tingginya atau berbentuk

arus

bentuknya. Menurut

Anggoro

(2002)

perilaku

resistans sistem pentanahan sangat bergantung 5.

pada frekuensi (dasar dan harmonisanya) dari

Kemampuan Sistem Pentanahan

Sistem

pentanahan

untuk

arus yang mengalir ke sistem pentanahan

pentanahan netral dari suatu sistem tenaga

tersebut. Permasalahan yang penting dalam

listrik, pentanahan sistem penangkal petir dan

suatu pentanahan baik untuk penangkal petir

pentanahan

atau pentanahan netral sistem adalah berapa

untuk

peralatan

baik

khususnya

59


besar impedansi sistem pentanahan tersebut.

a.Pengambilan data di lapangan baik data letak

Besar impedansi pentanahan tersebut sangat

pemasangan pentanahan, jenis resistans

dipengaruhi oleh banyak faktor baik faktor

pentanahan, nilai pada setiap resistans

internal

pentanahan,

maupun

faktor

ekternal.

Yang

tinjauan

mengenai

sistem

dimaksud dengan faktor internal meliputi

peralatan pengaman dan sistem instalasi

dimensi konduktor pentanahan (diameter dan

yang menunjang dalam optimasi sistem

panjangnya), resistivitas relatif tanah, dan

pentanahan guna mengamankan bangunan,

konfigurasi sistem pentanahan. Sedangkan

peralatan dan manusia dari akibat gangguan

yang

internal maupun eksternal.

dimaksud

meliputi

bentuk

dengan arus

faktor (pulsa,

eksternal sinusoidal,

b. Pengambilan

searah) dan frekuensi arus yang mengalir. Resistans

jenis

tanah

yang

dimaksudkan akan

menentukan resistans pentanahan dipengaruhi oleh

beberapa

faktor

yang

data

di

lapangan

ini

untuk

mendapatkan

data

primer. c. Pengambilan data dengan cara melakukan

meliputi

studi kepustakaan untuk mendapatkan data

temperatur, gradien tegangan, besar arus,

sekunder.

kandungan air dan bahan kimia, kelembaban serta cuaca. Untuk mengetahui harga resistans

2.

Lokasi Penelitian

jenis tanah yang akurat diperlukan pengukuran

Penelitian

ini

dimaksud

untuk

secara langsung pada lokasi, karena struktur

memaksimalkan sistem pentanahan dalam

tanah yang sesungguhnya tidak sesederhana

melindungi

yang diperkirakan, untuk setiap lokasi yang

peralatan dan manusia, dari bahaya gangguan

berbeda mempunyai resistans jenis tanah yang

yang disebabkan oleh sambaran petir. Letak

tidak sama (Hutauruk, 1991).

lokasi

bangunan

menara,

gedung,

penelitian yaitu Sistem pentanahan

pada Balai Monitoring kelas 2 Merauke. METODOLOGI PENELITIAN 1.

Metode Penelitian

Guna penyusunan penelitian yang lebih akurat, dalam penulisan laporan ini dilakukan pengambilan data dengan cara :

3.

Bahan dan Alat Penelitian Bahan dan alat yang digunakan dalam

penelitian ini, adalah : pentanahan pita pada pusat pentanahan jaringan peralatan balai monitoring kelas 2 Merauke. 60


a. Elektroda pentanahan pita yang terpasang pada Balai Monitoring kelas 2 Merauke b. Alat bantu seperti : Hammar, linggis,

2. Melakukan pengukuran nilai resistans pentanahan terpusat, dengan cara yang terlihat pada gambar 2.1 di bawah ini.

elektroda bantu, tang, obeng, dan lain-lain

3. Melakukan

c. Alat ukur yaitu earth tester.

pembanding, 4.

pengujian

pentanahan

melalui penancapan rod

copper 50 cm, dengan variasi kedalaman

Pengambilan Data Primer Pengambilan data untuk mendapatkan

data lapangan, maka ada beberapa langkah

dari 5 cm sampai 100 cm di bawah permukaan tanah dengan menaburkan zat aditif di lubang tanah tempat penancapan

yang dilalui, antara lain :

elektroda pembanding. 1. Mengidentifikasi rangkaian pentanahan yang terhubung pada menara, antenna,

4. Melakukan pentanahan

bangunan gedung, peralatan.

pengukuran pembanding,

resistans dengan

menggunakan metode gambar 1

Gambar 1. Rangkaian Pengukuran Tahanan Pentanahan

5.

HandBook, Diktat, Jurnal, Artikel, dan lain-

Pengambilan Data Sekunder

Pengambilan

data

sekunder

dilakukan

lain.

melalui studi kepustakaan/literatur, yang didapat melalui media cetak, elektronik dan lain-lain. diantanya

Literatur-literatur adalah

seperti,

Text

tersebut Book,

61


PEMBAHASAN

dihindarinya bahaya yang dapat merusak

1.

Kinerja Pengaman Sistem

peralatan dan bahkan dapat mengakibatkan

Pentanahan PadaBalai Monitoring

kematian pada manusia. Selain

Kelas 2 Merauke Penelitian

sistem

pentanahan sangat menentukan rancangan

pentanahan peralatan pada Balai Monitoring

sistem penangkal petir internal, semakin

(BalMon) kelas 2 Merauke, yang terhubung

tinggi harga resistans pentanahan akan

pada instalasi jaringan listrik 220Vac dan

semakin tinggi pula tegangan yang terdapat

48Vdc.

pada

penelitian

pada

baik-buruknya

sistem

Pada

dilakukan

itu

ini,

peneliti

penyama

potensial

membatasi pada optimasi sistem pentanahan

Equalizing

Bonding),

dalam mengamankan peralatan listrik dan

proteksi

peralatan telekomunikasi dari gangguan

(grounding-system, 2004).

internalnya

(Potensial

sehingga akan

lebih

upaya berat

akibat sambaran petir, jika pentanahan peralatan tersebut tidak pernah di kalibrasi selama terpasang. Secara spesisfik tentang penelitian

ini

pengambilan

dapat

diuraikan

data-data,

yang

dalam dapat

dijelaskan sebagai berikut :

2.

Sistem Pentanahan dan Diagram instalasi Sistem pentanahan berfungsi sebagai

sarana

mengalirnya

arus

petir

yang

menyebar ke segala arah di dalam tanah. Hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan sistem pentanahan adalah tidak timbulnya bahaya tegangan yang mengalir. Kriteria yang

dituju

dalam

pambuatan

sistem

pentanahan adalah bukannya rendahnya harga resistans tanah akan tetapi dapat 62


Gambar 2. Tipikal pentanahan daya dan telekomunikasi (sumber : Groundys)

Gambar 3. Rangkaian pentanahan pada BalMon Kelas 2 Merauke (sumber : pengawatan Balai Monitoring kelas 2 Merauke) 3.

Parameter arus sambaran petir. Berdasarkan pengalaman pada

4.

Kabel Penghantar Pada Instalasi Peralatan Listrik Dan Peralatan

bebarapa dasawarsa, dalam kesepakatan

Telekomunikasi Balai Monitoring

internasional (IEC) mempertimbangkan

Kelas 2 Merauke

untuk arus impuls petir (arus surja ) adalah

Data-data dari kabel yang digunakan

8/20 s pada amplitudo 5 atau 10 kA, dan

pada instalasi jaringan listrik, peralatan

tegangan impuls petir 1,2/50s. Besaran

listrik dan peralatan telekomunikasi, baik

tersebut digunakan untuk suatu simulasi

di luar dan di dalam gedung BalMon,

kasus arus lebih sambaran petir, pada

dapat dilihat pada tabel 1

sebuah jaringan tenaga listrik. 63


Tabel 1. Data kabel penghantar saluran

Positif

Merah

0,6 mm

Ground

Kuning/abu-

0,6 mm

peralatan listrik Teb

Salur

Jenis

an

Kabel

abu

al

Diame

Panja

isola

ter

ng

si

total

Instructions

(m)

luar

(mm)

BroadAccess FCP-XX-4U - Installation

(mm

BroadAccess FCP-XX-4U - Installation

Instructions

) Gardu

5.

Hubun

NYFG

g-

bY x

PHB

150

BalM

mm2

Elektroda Pentanahan

Elektroda yang digunakan untuk 100

48,8

1.8

pentanahan harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain: a.

Memiliki

daya

(conductivity)

on

x16

UPS

yang

jenis

cukup

besar

sehingga tidak akan memperbesar

NYY

PHB-

hantar

50

23,9

1,8

mm2

beda potensial lokal yang berbahaya. b.

Memiliki kekerasan (kekuatan) secara

Catatan : Untuk kabel NYFGbY tebal baja

mekanis pada tingkat yang tinggi

pelindung = 0,8 mm

terutama bila digunakan pada daerah yang

Nilai tahanan pentanahan dari hasil pengukuran

pada

main

grounding

BalMon, terlihat pada table 2.

tidak

terlindung

terhadap

kerusakan fisik. c.

Tahan terhadap korosi. Elektrodapentanahan

merupakan

bagian terpenting dari pada sistem, baik untuk stabilitas sistem, sarana proteksi Tabel 2. Syarat kabel penghubung instalasi telekomunikasi Fungsi

pentanahan yang terpasang pada sistem

Warna kabel

Kabel

Hitam

0,6 mm

hubung - 48

atau keamanan lingkungan. Elektroda

balai monitoring, adalah elektroda pita (gambar 4).

VDC/-60 VDC 64


yang menghasilkan lebar mata jala tipikal 5 meter. Konfigurasi ikatan (bonding) yang digunakan pada Balai Monitoring kelas 2 Merauke adalah konfigurasi M2, Penghantar elektroda pita pada menara radio

lihat gambar 3 dan 4

Gambar 4. Saluran penghantar pentanahan

Penghantar pentanahan antena yang terhubung dengan pentanahan menara radio

menara radio (Sumber :Dokumentasi Menara radio Balai Monitoring Kelas II Merauke)

Jenis elektroda pita yang terpasang berbentuk pita tembaga yang terletak pada menara

radio

balai

Gambar 5. Ikatan Saluran penghantar

monitoring,

pentanahan

pentanahan peralatan telekomunikasi dan peralatan listrik

dalam gedung balai

monitoring. Elektroda ditanam dengan

(Sumber :Dokumentasi Menara radio Balai Monitoring Kelas II Merauke)

kedalaman ± 0,5 meter. 7. 6.

Telaah Pustaka Besar arus yang mengalir pada

Ikatan (Bonding) untuk

sambaran petir berkisar antara 2.000

tegangan

sampai sekitar 200.000 A. Arus mengalir

diantara bagian-bagian metal dan sistem

searah dan untuk petir negatif , waktu

dalam ruang yang diproteksi terhadap

peningkatan kuat arusnya kurang dari 10

petir. Fungsi utama jaringan bonding

µdet (tetapi untuk kilat positif jauh lebih

adalah untuk mencegah beda tegangan

lama)

yang berbahaya di antara perangkat di

sederhana waktu peningkatan kuat arusnya

dalam dan di atas bangunan dan untuk

sampai 100

mengurangi

menurun sampai suatu nilai yang rendah

Tujuan

bonding

menghilangkan

adalah

perbedaan

medan

magnet

dalam

bangunan. Semua komponen metal di

dan,

untuk

sambaran

tunggal

µdet atau kurang, akan

(SNI 03-7015-2004) .

harus

Tegangan induksi berbanding lurus

diinterkoneksi oleh konduktor bonding

dengan besarnya arus kilat dan ketinggian

dalam

dan

di

atas

bangunan

65


kawat fasa, sedang dengan jarak tempat

Berdasarkan

terjadinya

berbanding

sistem perlindungan petir harus ditanahkan

terbalik. Harga tegangan induksi dengan

dan perlindungan pentanahan petir harus

kawat netral lebih kecil dari pada tegangan

disatukan

induksi tanpa kawat netral. Makin besar

peralatan listrik (Hickey R B, 2004).

sambaran

kilat

harga tahanan, maka makin besar harga

kebutuhannya

dengan

beberapa

sistem

pentanahan

Sambaran petir di sekitar gedung

faktor perisaiannya. Dengan membesarnya

mempunyai

harga faktor perisaian maka berarti tingkat

sambaran

perlindungannya kurang baik (Hidayanto

tingkat keseringan sambaran relatif tinggi,

F, Syakur A, Warsito A, 2007)

karena petir akan menyambar daerah

Untuk

mengantisipasi

karakteristik daerah

dan

pegunungan

pola dengan

gangguan

ketinggian yang berada di atas permukaan

yang terjadi dalam bangunan, maka sistem

tanah. Sambaran langsung ke sistem

proteksi

menara di atap gedung menyebabkan

internal

diperlukan

untuk

mengamankan bagian dalam gedung. SPP

tegangan

internal

tegangan lebih ini dapat membahayakan

didasarkan

Dynamic

Zoning

pada

kabel

potensial di setiap titik peralatan yang

koaksial.

dilindunginya, pada saat terjadi sambaran

terminasi udara yang ada cukup efektif

petir memasuki instalasi, yang bertujuan

untuk

melindungi peralatan di dalam bangunan

kemungkinan sambaran langsung. Resiko

agar

akibat

sambaran untuk tipe kerusakan kedua

timbulnya perambatan tegangan lebih

melebihi batas resiko standar IEC-1662,

dengan konsepsi penyamaan potensial.

dengan asumsi Np << 1 (frekuensi

Data-data parameter arus petir, tingkat

kerusakan)

perlindungan

tahun (Zoro R, Wibowo AS, 2005).

kerusakan

sistem

penangkal

petir

terhubung

koaksial,

peralatan

terjadi

yang

pada

penyamaan

tidak

yaitu

konsepsi

lebih

ke

kabel

Level proteksi 98% sistem

melindungi

gedung

dari

dan waktu observasi satu

ditentukan oleh sifat, fungsi, kondisi

Kenaikan tahanan pentanahan akan

bangunan yang dilindungi dengan resiko

mereduksi arus petir yang datang yang

dampak

ditimbulkannya

artinya untuk arus petir yang sama maka

(Darwanto D, 2000). Sistem proteksi petir

dengan tahanan pentanahan yang semakin

pada bangunan gedung memiliki peranan

tinggi, arus petir yang dilewatkan semakin

yang sangat penting karena berfungsi

sedikit (Abrianto H. B, 2006). Pengaruh

untuk melindungi peralatan dan manusia

resistifitas

yang berada didalamnya (Syakur A, 2006).

sambaran petir memiliki peranan penting

yang

dapat

terhadap

arus

pelepasan

66


dalam mengamankan bangunan, instalasi

puncak

listrik

(Mafudin Y. 2007)

dan peralatan

yang terdapat di

dalam dan di luar bangunan. Arus petir

tegangan

induksi

maksimal

Tahanan jenis tanah yang akan

akan melepaskan muatan ke bumi dengan

menentukan

jalan yang paling konduktif atau paling

dipengaruhi oleh beberapa faktor yang

kecil tahanan jenis tanahnya (Sirait K.T

meliputi temperatur, gradien tegangan,

dan Zorro R, 1987).

besar arus, kandungan air dan bahan

Kebutuhan sistem proteksi

tahanan

pentanahan

pada

kimia, kelembaban serta cuaca. Untuk

sebuah bangunan menggunakan standar

mengetahui harga tahanan jenis tanah yang

IEC 1662. Sebuah gedung memiliki

akurat

potensi terjadi tegangan induksi maksimal

langsung pada lokasi, karena struktur

dari SPP ekternal terhadap instalasi dan

tanah

peralatan di dalam gedung sebesar 3330

sesederhana

volt akibat terkena sambaran petir (kasus

setiap lokasi yang berbeda mempunyai

gedung A Widya Puraya UNDIP). Kasus

tahanan jenis tanah yang tidak sama

pada

(Hutauruk, 1991).

gedung

A

Widya

Puraya

diperlukan

yang

pengukuran

sesungguhnya

secara

tidak

yang diperkirakan, untuk

membutuhkan SPP dengan level proteksi tingkat III, dengan jarak instalasi peralatan terhadap SPP eksternal pada Gedung A Widya Puraya sebesar 0,2 meter lebih kecil dari jarak amannya sebesar 0,44 meter sehingga membutuhkan peralatan pengaman

tambahan

berupa

Surge

Protection

Device

(SPD)

untuk

melindungi peralatan komputer di dalam gedung maksimal

dari dari

efek

tegangan

SPP

eksternal

induksi akibat

terkena sambaran petir. Komponen SPD berupa varistor (MOV) dapat membatasi puncak

tegangan

induksi

maksimal.

Komponen Surge Protection Device (SPD) berupa discharge gaps dapat membatasi

8.

Landasan Teori a. Petir Kilat petir merupakan peristiwa alam

yaitu proses pelepasan muatan listrik (electrical discharge) yang berasal dari atmosfer antara awan dan bumi yang terdiri dari satu sambaran atau lebih. Sambaran petir adalah pelepasan muatan listrik tunggal pada kilat petir ke bumi(SNI 03-7014.1-20040). Tegangan surja yang dihasilkan oleh sambaran petir adalah sangat tinggi, yang terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Surja semacam ini mencapai harga puncak dalam waktu yang sangat cepat,

yaitu 67


berkisar antara 1 sampai 10 µs dan

(Proteksi sistem tenaga, Sirait K.T., et.al,

menurun agak lambat, yang mencapai 50

1987)

% dari harga puncak dalam waktu 20 sampai 150 µs.

Apabila

arus

sambaran

balik

terhenti, dan ternyata di bagian lain dari awan masih tersedia cukup muatan untuk mengawali sambaran berikutnya, maka

b. Proses Terjadinya Petir Sambaran akan diawali oleh kanal muatan negatif, menuju daerah yang terinduksi positif dan sambaran yang terjadi umumnya adalah sambaran muatan negatif dari awan ke tanah. Semakin besar muatan yang terdapat di awan, semakin besar pula medan listrik yang terjadi. Sambaran balik merupakan arus utama peluahan muatan yang besarnya antara 20100 kA bergerak dengan kecepatan 3.106

akan terjadi sambaran perintis kedua. Sambaran ini mengalir secara langsung dari awan ke tanah dengan kecepatan 3x108 m/s, melalui lintasan yang telah dibentuk oleh sambaran perintis pertama, tanpa mengalami percabangan. Sambaran perintis kedua ini disebut dengan sambaran anak panah awal (dart leader) dan sambaran balik yang mengikutinya disebut dengan sambaran urutan (multiple stroke).

sampai 3.107 m/s dalam waktu 100 µs. Sambaran petir ke tanah dengan arus impuls yang dihasilkan sambaran petir bermuatan

negatif

awan

ke

c. Bentuk Tegangan dan Arus

tanah,

Impuls Petir

diperlihatkan pada Gambar 6 100 µs

Bentuk

100 µs

1000 µs

100 µs 20.000 µs

umum

tegangan

impuls

1000 µs

30.000 µs

30.000 µs

adalah tegangan yang naik dalam waktu

JARAK

AWAN DART LEADER

RETURN STROKE

RETURN STROKE

CLOUD

ARUS

singkat sekali, disusul dengan penurunan

DART LEADER

STEPPED LEADER

RETURN STROKE

yang lambat menuju nol yang dapat dinyatakan dengan persamaan :

TANAH

V t = Vs(e-at – e –bt) PENGUKURAN ARUS KE TANAH

……….....

(4.1)

dengan : WAKTU

V(t) = tegangan Impuls (kV)

Gambar 6.Tahapan sambaran petir ke tanah serta arus impuls yang terjadi

Vs

= tegangan puncak (kV)

e

= amplitudo 68


-at

= waktu awal gelombang

-bt

= waktu akhir gelombang

Definisi

muka

PENUTUP 1. Kesimpulan

gelombang standar

gelombang

ditetapkan

sedemikian

dan

dalam rupa

ekor

standarsehingga

kesukaran untuk menetapkan permulaan dari gelombang dan puncak gelombang dapat

diatasi.

Menurut

International

rekomendasi

Electrotechnical

Commission (IEC), angkanya berturutturut 30%; 90% untuk tegangan impuls dan 10% ; 90% untuk arus impuls, dan dapat dilihat pada gambar 7 Wave-Front

Saluran penghantar peralatan dan pentanahan

merupakan

sasaran

masuk dan terjadinya arus dan tegangan lebih, akibat terjadinya sambaran petir . Besarnya tegangan yang terjadi pada titik sambaran petir pada penghantar yang terhubung ke pelatan listrik dan telekomunikasi tergantung

pada

impedans

penghantarnya. menggunakan

Dengan arus

simulasi

sambaran petir yang 5 kA/µs sampai

Wave-Tail Crest value

Arus dalam persen terhadap crest value

a.

100

40 kA/µs,

90

dan impedans

surja

penghantar pada kabel NYFGbY dan

50

NYY

30

,

maka

tegangan

yang

Virtual Zero Time untuk gelombang arus

10

dihasilkan sebesar 6,1625 kV, 49,3

0

t3 t4

Time in Microseconds

Gambar 7. Bentuk standar gelombang tegangan sambaran petir (IEC 60).Dengan Tf = 1,2 µs, Tt = 50 µs. (Lightning and HV electrical insulations, De Metz N.B.1994) dengan : tegangan impuls petir : 1,2/50s Tf = 1,67 T T’ = 0,3 Tf = 0,5 T Es : tegangan puncak Tf : muka gelombang : 1,2 µs Tt : ekor gelombang : 50µs V’ : kelebihan tegangan  0,05 x Vs

kV dan 9,04375 kV, 72,35 kV. Besarnya

tegangan

jatuh

pada

resistans pentanahan peralatan pada nilai resistans pentanahan 0,006 ohm (acuan

resistans

pentanahan

telekomunikasi standar), adalah 30 volt dan 240volt untuk peralatan listrik,dan

telekomunikasi,

dan

untuk nilai resitans terukur pada pentanahan

BalMon

kelas

2

Merauke, adalah 55 kV, 440 kV dan 325 kV, 2600 kV. Kemudian untuk mengoptimalkan

sistem

pentanahannya selanjutnya di hitung 69


resistans

pentanahan

berdasarkan

korosi pada elektroda rod, untuk

kondisi BalMon, maka resistans

menggantikannya akan mengalami

pentanahan yang dihasilkan dengan

kesulitan. Untuk mengantisipasi hal

areal perlindungan untuk menara

tersebut,

telekomunikasi dan bangunan pada

pentanahannya diperbanyak dengan

BalMon kelas 2 Merauke, adalah

asumsi antara konduktor yang satu

dengan menggunakan elektroda rod

dengan

dengan luas area pentanahan adalah

menghilangkan nilainya, jadi semua

12 m2 dan 90 m2 dan tahanan jenis

batang konduktor pentanahan yang

tanahnya adalah tanah mengandung

terhubung

air asin maka resistans pentanahan

penghantar pentanahan.

yang dihasilkan adalah 0.531221 ohm, untuk kedalaman 0,4 m dan

b.

lainnya

elektroda

harus

pada

saling

satu

saluran

2. Saran 1. Penggunaan

sistem

proteksi

0.398276 ohm, untuk kedalaman 2,4

ekternal seperti tahanan tahanan

m.

pentanahan

Resistans tanah hampir berbanding

dengan sistem proteksi internal,

lurus dengan resistans pentahan jika

seperti arrester tegangan rendah,

di tinjau dari luas area pentanahan,

untuk

terlihat pada tabel 5.1 – 5.4. Semakin

listrik dan telekomunikasi.

panjang elektroda rod, maka nilai resistans

pentanahan

semakin

harus

dilengkapi

mengamankan

2. Sebaiknya pengukuran

guna

dan

terjadinya

perubahan

rod

dalam

penanaman

pentanahan

maka

jadwal

lapangan

periodik,

semakin

peralatan

membuat

kecil,terlihat pada tabel 5.1 – 5.4,

elektroda

c.

sebaikknya

secara

mengantisipasi resistans,

akibat korosi dan juga akibat

semakin kecil juga nilai resistans

kelalain

pentanahannya, terlihat pada tabel

sehingga apabila terjadi gangguan

5.5 – 5.7.

seperti

Panjang

dan

kedalaman

batang

konduktor akan menjadi Kendala, dalam sistem pentanahan, khususnya

manusia

sambaran

dan

petir

lainnya,

maka

bahaya yang ditimbulkan dapat diminimalisir. 3. Jika dalam penelitian selanjutnya

dalam mengukur ulang nilai resistans

diperlukan

peningkatan

kualitas

pentanahan dalam jangka waktu

pengamanan

tertentu dan juga apabila terjadi

terhadap peralatan, sebaiknya di

sistem pentanahan

70


lakukan suatu kajian real yang disesuaikan

dengan

7.

Hasan, A. K., Drew, J.V., Knudson,

kebutuhan

D. And Olsen, R.A. 1970. Influence of

perlindungan pada masing-masing

Soil Salinity on Protection of Dry

peralatan.

Matter and Uptake and Distribution of Nutrients in Barley and Corn.Agron Journal. 62: 43-45 8.

Hitchcock, S., Carr, L. & Hall, W.

Daftar Pustaka

1996.A

1.

and Earth Surface PotencialTencial

Journals, 1990-95: The Calm Before

For Ground System

the

2.

ANSI/SCTE

22-1-2002.R

2007,

3.

Tanpa Tahun. Pengantar Penelitian Pendidikan. Terjemahan oleh Arief Fuechan.

1982

Surabaya:

Usaha

Nasional. 4.

Davis, A. ([email protected]). 10 Juni 1996.Learning to Use Web Authoring Tools.E-mail kepada Alison Hunter ([email protected]).

5.

Gardner, H. 1981. Do Babies Sing a Universal Song.Psychology Today, 70-76

6.

Griffith,

Storm.

1995.

Online

(Online),

IEC 61312

Protection

Lightning

Electro

Against Magnetic

Impuls 10. IEC

6610241

Protection

of

Structure Against Lightning 11. IEEE

Std

1050

Instrumentation

Guide

and

For

Control

Equipment Grounding in Generation Station 12. IEEE Std 81 IEEE

Guide For

Measuring Earth Resistivity, Ground Impendance,. 13. Kalangi,

A.I.

STM

html, diakses 12 Juni 1996). 9.

Ary, D., Jacobs, L.C. & Razavieh, A.

of

(http://journal.ecs.soton.ac.uk/survey.

Societty of Cable Telecommunication Engineers

Survey

H.

T.,

2006.

Tinjauan

Coordinating

Analitis dan Eksperimental Kekuatan

Family and School: Mothering for

Baja Tulangan Beton Bertulang Pasca

Schooling. Educatio Policy Analysis

Kebakaran. Tesis tidak diterbitkan.

Archives.(Online), Vol. 3, No. 1,

Makassar:

(http://olam.ed.asu.edu/epaa/, diakses

Universitas Hasanuddin.

Program

Pascasarjana

12 Februari 1997.

71


14. Reynaldo zoro, kerusakan

gangguan dan akibat

pada

16. sistim proteksi petir pada bangunan gedung

infrastrukturSNI 03-7015-2004, 15. Reynaldo zoro, petir bagi masyarakat modern dan fenomena petir

daerah

tropis.

72

PERLINDUNGAN PERALATAN MONITORING SPEKTRUM FREKUENSI RADIO TERHADAP GANGGUAN PETIR

Recommend Documents