Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April
advertisement
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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 1,2/50s. 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 -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 : 1,2/50s 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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 Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha Vol.3 No. 1, April 2014 ISSN 2089-6697 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