EXTERNAL LIGHTNING PROTECTION SYSTEM

PendahuluanPrinsip proteksi petir: menyediakan sarana bagi aliran petir untuk masuk dan meninggalkan bumi tanpa menyebabkan kerusakan atau kerugian

Sistem Proteksi Petir EksternalSistem proteksi petir eksternal ditujukan untuk: Menangkap sambaran petir langsung terhadap struktur (sistem terminasi-udara) Menyalurkan arus petir secara aman menuju bumi (sistem penghantar turun) Menyebarkan arus petir ke dalam bumi ( sistem terminasi bumi)

SISTEM TERMINASI-UDARASistem terminasi udara (air-termination system) terminasi-udara air termination berfungsi untuk mencegah kerusakan akibat sambaran petir langsung dan mengurangi probabilitas arus petir menembus struktur Sistem ini terdiri atas kombinasi dari komponen berikut: Batang (rod) Kawat d k b l terbentang (catenary wire) K t dan kabel t b t t i Konduktor dalam jaringan (meshed conductor)

SISTEM TERMINASI-UDARAUntuk menentukan posisi sistem terminasiterminasi udara, terdapat tiga metode adalah Rolling Sphere method, yang cocok untuk semua kasus Mesh method, yang cocok untuk proteksi permukaan datar Protective Angle method, yang cocok untuk bentuk bangunan sederhana, namun memiliki keterbatasan ketinggian

SISTEM TERMINASI-UDARARoling sphere methodRoling sphere method (geometric electrical model )untuk struktur dengan geometri yang rumit.

Berdasarkan hipotesis ujung sambaran turun (downward leader) mendekati bumi secara bertahap gg p hingga beberapa ratus meter di atas bumi dengan cara bebas, hingga mencapai jarak sambar terakhir (final striking distance). ujung sambaran turun akan disambut oleh sambaran naik hingga terjadi peluahan muatan petir ke bumi.

R = 10 . I 0,65 R (meter) dan I (kA)

SISTEM TERMINASI-UDARARoling sphere method

Bagiantebalhitamataudiarsiradalahyang TidakTerlindungi

SISTEM TERMINASI-UDARARoling sphere methodTingkat proteksi SPP terbagi 4 level dari level I yang paling aman level, hingga level IV yang paling tidak aman. berkaitan dengan efektivitas intersepsi (interception evectivity, EI), yakni probabilitas sistem proteksi petir dalam mengendalikan petir.

Tipe Kriteria Prote Intersepsi ksi El I 0,99 II 0,97 III 0,91 IV 0,84

Radius Bola Gulir 20 30 45 60

Arus Puncak Min. 2,9 5,4 10,1 15,7

SISTEM TERMINASI-UDARAMesh methodTIPEPROTEKSI

Sistem terminasi-udara meshed dapat digunakan secara universal tanpa memperhatikan tinggi struktur dan bentuk atap. Jejaring dengan ukuran tertentu dipasang pada atap

UKURAN JEJARING 5 5m 10 10m 15 15m 20 20m

I II III V

SISTEM TERMINASI-UDARAProtective angleProtective angle method (metode sudut proteksi) diturunkan dari electricalgeometrical li ht i model. S d t proteksi dit t k oleh radius d i t i l lightning d l Sudut t k i ditentukan l h di dari

bola gulir yang diirisi oleh garis miring sedemikian rupa sehingga diperoleh daerah yang sama besarnya. Metode ini digunakan untuk struktur simetris atau struktur di atas atap. Sudut proteksi tergantung pada tipe proteksi dari sistem proteksi petir dan tinggi sistem terminasiudara di atas permukaan rujukan. Zona proteksi bisa berbentuk cone atau tenda.

SISTEM TERMINASI-UDARAProtective angle

SISTEM TERMINASI-UDARAProtective angleSistem terminasi udara terdiri atas: terminasi-udara Isolated melindungi struktur dari sambaran petir langsung. Sistem terminasiudara harus diletakkan sejauh s terhadap struktur Non-isolated. meletakkan komponen sistem proteksi langsung pada atap yang tidak mudah terbakar. Namun, jika ada bagian atap yang mudah terbakar, maka jaraknya terhadap sistem proteksi harus dijaga minimum 0,4 m.Bagian metal dari struktur bisa digunakan sebagai komponen natural dari sistem terminasi-udara. Jika struktur memiliki konstruksi baja dan fasad terbuah dari material konduktif, maka struktur tersebut bisa digunakan selama memenuhi syarat ketebalan minimum. KetebalanMinimumPelatMetal

Bahan

Ketebalan Boleh Meleleh Tidak Boleh Meleleh 4 mm 5 mm 7 mm

Sistem IsolatedBesi Tembaga Aluminium/Stainless-Steel

0,5 mm 0,5 mm 0,7 mm

SISTEM TERMINASI-UDARA

Kombinasi protective angle dan rolling sphere

kawat mesh kawat terisolasi terentang

SISTEM TERMINASI-UDARA

Sudut proteksi sebagai fungsi dari tinggi h p g g gg

Tipe Proteksi I II III V

Radius Bola Gulir 20 m 30 m 45 m 60 m

Ukuran Jejaring 55m 10 10 m 15 15 m 20 20 m

SISTEM PENGHANTAR TURUNSistem penghantar turun (down-conductor) adalah koneksi konduktif antara sistem terminasi-udara dan sistem terminasi bumi. Sistem ini berfungsi untuk menyalurkan arus petir ke sistem terminasi bumi tanpa adanya kenaikan temperatur yang tak bisa ditolerir yang menyebabkan terjadi kerusakan struktur.

SISTEM PENGHANTAR TURUNBeberapa hal yang perlu diperhatikan untuk mencegah kerusakan Beberapa jalur arus paralel Panjang jalur arus sependek mungkin, lurus dan tanpa loop Koneksi terhadap komponen konduktif dari stuktur dijaga jarak pemisahnya, s Ikatan penyama tegangan untuk bagian konduktif dipasang jika diperlukanJumlah penghantar turun tergantung pada kondisi sisi dari atap. berawal pada sudut struktur dan terdistribusi merata. Jarak antar konduktor tergantung fitur struktur, misal untuk tipe proteksi III, tipikal 15 m, antara 12 m dan 18 m. Jumlah eksak dari penghantar turun bisa ditentukan dengan menghitung jarak pemisah (separation distance) s. Jika tidak bisa ditentukan, maka jumlah penghantar turun dinaikkan untuk memperbaiki splitting arus.

SISTEM PENGHANTAR TURUNUntuk menghindarkan risiko akibat flashover antara komponen sistem dan instalasi metal/listrik dalam struktur, maka harus ada jarak pemisah s

SISTEM PENGHANTAR TURUN

1. Komponen natural dari struktur bi di 1 K t l d i t kt bisa digunakan sebagai penghantar t k b i h t turun jik jika konduktivitasnya dijamin kontinu. instalasi logam, kerangka beton dari logam, struktur baja untuk interkoneksi, 2. Semua jenis komponen natural ini harus minimum menyerupai dimensi dan sifat listrik dari penghantar turun. 3. Pemilihan penghantar turun juga didasarkan pada karakteristik material, dimensi minimum dan bentuknya.Tipe proteksi I II III IV Jarak tipikal 10 10 15 20

SISTEM PENGHANTAR TURUNBahan Bentuk Luas Penampang mm250 50 50 200 50 50 50 50 50 50 50 50 50 200 50 50 50 200 60 105 50 70 200 78

Catatan

Tembaga (Cu)

Tape Bulat Kabel Bulat Tape Bulat Kabel Tape Bulat Kabel Tape Bulat Kabel Bulat Tape Bulat Kabel Bulat Tape Tape Bulat Kabel Bulat Bulat

Tebal min. 2mm 8 mm Diameter min per kawat 1,7 mm 16 mm Tebal min. 2mm 8 mm Diameter min per kawat 1,7 mm Tebal min. 3mm 8 mm Diameter min per kawat 1,7 mm Tebal min. 2,5mm 8 mm Diameter min per kawat 1,7 mm 16 mm Tebal min. 2,5mm 8 mm Diameter min per kawat 1,7 mm 16 mm Tebal min. 2mm Tebal min. 3mm 8 mm Diameter min per kawat 1,7 mm 16 mm 16 mm

Tembaga (timah)

Aluminium (Al)

Aluminium alloy

Baja galvanis (St)

Stainless steel

non-isolated: dipasang langsung menempel pada stuktur yang tidak mudah terbakar. Kriteria pemasangan tergantung pada kenaikan temperatur saat arus petir mengalirinya. Kenaikan temperatur ini bisa diantisipasi juga dengan adanya isolasi pada penghantar turun. Jika struktur mudah terbakar dan kenaikan temperatur membahayakan, p y maka jarak penghantar turun harus lebih besar dari 0,1 m. Jika jarak penghantar turun dan bahan mudah terbakar tak bisa dipastikan, maka luas penampang konduktor tidak boleh kurang dari 100 mm2.

SISTEM TERMINASI BUMI

Sistem terminasi bumi adalah sistem yang menghubungkan elektroda pembumian yang konduktif atau komponen metal dari struktur yang terhubung dengan bumi. Elektroda bumi bisa berupa material silinder atau plat dan dirancang dengan konfigurasi star, ring atau meshed atau kombinasinya. Elektroda bumi memiliki tiga tipe, yakni Natural, bagian metal bangunan yang awalnya dirancang bukan sebagai elektroda Pondasi, konduktor yang di dalam pondasi beton Kendali, berfungsi lebih pada kendali tegangan daripada resistensi.

SISTEM TERMINASI BUMI

Ditanam dalam

Ditanam dekat permukaan

SISTEM TERMINASI BUMI

Resistivitas Bumi Spesifik untuk Berbagai Tipe Bumi

Nilai resistensi bumi spesifik E bisa berubah tergantung pada kedalaman dan musim. Nilainya mencapai maksimum pada musim dingin dan minimum pada musim panas.

Hambatan Elektroda bumi pada kedalaman 3 m, 20cm, E = 200m

SISTEM TERMINASI BUMINilai tegangan langkah maksimal sebagai fungsi kedalaman

Resistansi elektroda-bumi sebagai fungsi dari panjang elektrodapermukaan

Resistansi elektroda-bumi sebagai fungsi dari kedalaman batang bumi

SISTEM TERMINASI BUMI: tegangan langkah/sentuhBeberapa cara untuk menghindari atau mengurangi tegangan sentuh diantaranya Penghantar turun dibungkus insulator (polyethylene min. 3 mm dengan ketahanan impuls pada 100 kV 1,2/50s ) Resistansi spesifik lapisan permukaan bumi pada jarak hingga 3 m di sekitar penghantar turun tidak kurang dari 5000 m, misalnya, lapisan aspal dengan ketebalan 5 cm. Kompresi jejaring dari sistem terminasi bumi dengan kendali teganganRing ke 1 2 3 4 Jarak dari bangunan 1m 4m 7m 10 m Kedalaman 0,5 m 1,0 m 1,5 m 2,0 m

SISTEM TERMINASI BUMI