PERANCANGAN INSTALASI PENANGKAL PETIR RINGKASAN MATERI
Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Perancangan Instalasi Khusus Dosen Pengampu: Bagus Dwi Cahyono, SST., M.Pd.
Disusun Oleh:
Alifia Rukmi Candra Dewi 2283200005 Bagus Alvian Novriandi 2283200004 Maeli Khusnul Munfiqoh 2283200037
Maya Saralina 2283200003
Muhamad Ryan Agustin 2283200018
Susilawati 2283200013
Yogi Ramadani 2283200036
JURUSAN PENDIDIKAN VOKASIONAL TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA SERANG
2022
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan ridho dan nikmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan ringkasan materi mata kuliah Perancangan Instalasi Khusus ini dengan tepat waktu. Tanpa pertolongan-Nya tentunya penulis tidak akan sanggup untuk menyelesaikan ringkasan materi ini dengan baik. Shalawat serta salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta kita yaitu Nabi Muhammad SAW yang kita nantinatikan syafa’atnya di akhirat nanti.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Dosen pengampu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan ringkasan materi ini (Bagus Dwi Cahyono, SST., M.Pd). Dibuatnya ringkasan materi ini bertujuan supaya dapat menambah wawasan tentang perancangan instalasi listrik khususnya pada penangkal petir baik untuk penulis maupun pembaca.
Penulis juga menyadari akan banyaknya kekurangan yang terdapat pada ringkasan materi ini karena bagaimanapun juga penulis masih dalam tahap pembelajaran. Oleh sebab itu perlu adanya kritik dan saran yang membangun guna memberi masukkan kepada penulis. Penulis berharap semoga ringkasan materi ini bermanfaat bagi pembaca kedepannya. Akhir kalimat, terima kasih dan semoga ringkasan materi ini dapat menambah wawasan serta berguna kedepannya.
Serang, 22 November 2022
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR ... 2
DAFTAR ISI... 3
RINGKASAN MATERI ... 4
A. Definisi Penangkal Petir ... 4
B. Sistem Proteksi Petir ... 4
C. Jenis-jenis Penangkal Petir ... 5
D. Standar Perancangan Instalasi Penangkal Petir ... 6
E. Komponen-komponen Penangkal Petir ... 7
LATIHAN SOAL ... 10
DAFTAR PUSTAKA ... 11
RINGKASAN MATERI A. Definisi Penangkal Petir
Petir merupakan peristiwa alam yaitu proses pelepasan muatan listrik (electrical discharge) yang terjadi di atmosfer. Peristiwa pelepasan muatan ini akan terjadi karena terbentuknya konsentrasi muatan-muatan positif dan negatif di dalam awan atau pun perbedaan muatan dengan permukaan bumi (Russel, 2014). Penangkal petir adalah salah satu komponen di dalam sistem perlindungan dari petir. Selain itu, penangkal petir ditempatkan sesuai struktur pada bagian tertinggi dari bangunan. Sistem perlindungan dari petir biasanya mencakup hubungan antar konduktor logam pada atap, jalur konduktor logam dari atap ke tanah, koneksi ikatan objek logam dalam struktur dan jaringan landasan.
B. Sistem Proteksi Petir
Menurut (Saragih, 2020) sistem proteksi petir berdasarkan prinsip kerja dibagi dalam dua sistem berikut ini.
1. Sistem dengan Penangkap Petir
a. Harus menyediakan titik pada ujungbangunan yang diamankan untuksasaran sambaran petir, dengan harapan petir akan menyambar titik itu terlebih dahulu.
b. Harus menyediakan saluran untuk menyalurkan arus petir ke tanah.
c. Harus menyediakan sistem pembumian untuk mendistribusikan arus petir yang masuk ke tanah dengan merata agar tidak menimbulkan kerusakan atau bahaya pada bagian dari bangunan atau pada manusia yang sedang berada di sekitarnya.
2. Sistem Disipasi (Dissipation Array System)
Pada prinsipnya, DAS (Dissipation Array System) tidak bertujuan untuk mengundang arus petir agar menyambar terminasi udara yang sudah disediakan, melainkan membuyarkan arus petir agar tidak mangalir kedaerah yang dilindungi.
Berdasarkan tempatnya, sistem proteksi petir dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu:
1. Proteksi Eksternal
Proteksi eksternal adalah instalasi dan alat-alat diluar suatu struktur untuk menangkap dan menghantarkan arus surja petir ke sistem pembumian. Adapun hal-hal yang harus diperhatikan didalam merencanakan sistem proteksi petir eksternal adalah:
a. Macam, fungsi, dan bagan daribangunan, ukuran denah bangunan, bentuk, dan kemiringan atap.
b. Terminasi udara (air terminal) dimana jumlahnya haruslah cukup untuk memberikan daerah proteksi yang diinginkan
c. Konduktor penyalur (down conductor) haruslah mampu manyalurkan arus petir yang diterima dari terminasi udara menuju bumi.
d. Pembumian (grounding) dimana resistensi pembumian <10 ohm.
2. Proteksi Internal
Proteksi petir internal merupakan perlindungan terhadap sistem elektronika didalam bangunan/ gedung akibat tegangan lebih yang ditimbulkan oleh induksi elektromagnetik akibat sambaran petir tak langsung. Sistem proteksi petir internal dapat terdiri dari satu jenis ataupun beberapa alat-alat proteksi petir, antara lain:
a. Arrester : alat potong tegangan lebih pada peralatan
b. Shielding: konstruksi dinding dan lantai secara khusus untukmenghilangkan induksi elektromagnetik
c. One point earthing system : pemasangan potensial aqualization busbar yang berfungsi sebagai terminal pembumian.
d. Penggunaan kabel optic sebagai pengganti kabel tembaga pada instalasi listrik.
e. Penggunaan trafo isolasi untuk mentransformasikan arus besar yang terjadi akibat sambaran petir ke jala-jala menjadi arus yang sangat kecil.
C. Jenis-jenis Penangkal Petir 1. Penangkal Petir Konvensional
Jenis instalasi penangkal petir konvensional yakni rangkaian jalur instalasi penyalur petir yang bersifat pasif menerima sambaran petir (Sukamidi, 2022).
Menurut (Biantoro, 2020) Sistem proteksi penangkal petir konvensional menggunakan sistem franklin rod, dimana Penangkal petir yang menggunakan 1 tombak sebagai penghantarnya dan digunakan pada atap lancip.
2. Penangkal Petir Elektrostatik
Penangkal petir elektrostatis merupakan penangkal petir modern dengan menggunakan sistem E.S.E ( Early Streamer Emision ). Sistem E.S.E bekerja secara aktif dengan cara melepaskan ion dalam jumlah besar ke lapisan udara sebelum
terjadi sambaran petir. Penangkal petir elektrostatik merupakan pengembangan terhadap penangkal petir konvensional (lightning mast). Prinsipnya sama, yaitu sebagai tameng atau perisai yang mengambil alih sambaran petir. Perbedaannya terletak pada bagaimana cara mengalihkan atau menarik sambaran petir tersebut (Siburian, 2019).
D. Standar Perancangan Instalasi Penangkal Petir
1. Menurut Standar PUIPP (Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir)
Besarnya kebutuhan suatu bangunan akan suatu instalasi penangkal petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerugian serta bahaya yang ditimbulkan bila bangunan tersebut tersambar petir. Besarnya kebutuhan tersebut dapat ditentukan secara empiris berdasarkan indeks-indeks yang menyatakan faktor-faktor tertentu, sehingga dapat didapat perkiraan bahaya akibat sambaran petir (R) adalah (Sukamdi, 2022):
Tabel 1. Perkiraan Bahaya Sambaran Petir
Besarnya kebutuhan tersebut ditentukan berdasarkan penjumlahan. Indeks-indeks tertentu yang mewakili keadaan bangunan di suatu lokasi dan dituliskan sebagai:
R = A + B + C + D + E………(1) dimana : R = Perkiraan Bahaya Petir; A = Penggunaan dan Isi Bangunan; B = Konstruksi Bangunan; C = Tinggi Bangunan; D = Situasi Bangunan; E = Pengaruh Kilat
2. Menurut Standar SNI (03-7015-2004)
Berdasarkan SNI 03-7015-2004 terdapat berbagai macam standar untuk sistem proteksi petir pada bangunan gedung, dalam skripsi ini penulis hanya mengacu pada beberapa standar yang terdapat dalam SNI 03-7015-2004 yaitu:
a. Pemilihan tingkat proteksi b. Rancang sistem terminasi udara c. Konduktor penyalur
d. Sistem terminasi bumi
Kerapatan sambaran petir ke tanah dipengaruhi oleh hari guruh rata-rata pertahun di daerah tersebut. Hal ini ditunjukkan oleh hubungan seperti berikut:
Ng= = 4.10-2.T1.25………(2)
Frekuensi rata-rata tahunan sambaran petir langsung ke bangunan dapat dihitung:
Nd = Ng . Ae………...………(3) Area cakupan ekvalen tersebut dapat dihitung berdasarkan persamaan:
Ae = ab + 6h (a+b) + (9πh2) ………...………(4) Pengambilan keputusan perlu tidaknya memasang sistem proteksi petir pada bangunan berdasarkan perhitungan Nd dan Nc dilakukan sebagai berikut:
Jika Nd lebih kecil dari Nc tidak perlu sistem proteksi sedangkan jika Nd lebih besar dari Nc diperlukan sistem proteksi dengan efisiensi:
E = 1 – Nc/ Nd………(5) Maka setelah dihitung nilai E (efisiensi sistem proteksi) sesuai dengan persamaan di atas, setelah itu dapat ditentukan tingkat proteksinya sesuai dengan tingkat proteksi pada tabel 2 berikut ini.
Tabel 2. Tingkat Proteksi
E. Komponen-komponen Penangkal Petir 1. Logam penangkap/Sela Batang
Logam Penangkap Petir dapat terbuat dari bahan yang tidak dapat melengkung atau terbakar jika tersambar oleh arus petir. Umumnya alat penangkal petir ini terbuat dari tembaga atau baja atau semacamnya. Logam penangkap petir harus dibuat meruncing
pada bagian atasnya, supaya jika sewaktu-waktu tersambar oleh arus petir, loncatan corona (bunga api) yang terjadi tidak menyebar kemana-mana, tetapi dengan meruncing pada bagian atasnya, loncatan bunga api diusahakan bunga api itu akan dibuang/dinetralkan ke udara.
Gambar 1. Logam Penangkap/Sela Batang 2. Saluran atau Penghantar
Arus Petir Saluran untuk mengalirkan arus petir biasanya menggunakan penghantar jenis tembaga bulat (rounded conductor) dengan luas penampang minimal 25 mm2 atau penghantar jenis plat.
Gambar 2. Saluran atau Penghantar
3. Ketentuan Sambungan penghantar untuk Instalasi Penangkal Petir
Jika perlu ada sambungan misalnya; karena batas panjang penghantar dari produksinya dan lain-lain, maka sambungan itu harus menggunakan sambungan sekrup atau selongsong sambungan.
Gambar 3. Sambungan 4. Klem Penyangga penghantar
Pemasangan penghantar pada dinding-dinding maupun di atas atap digunakan klem-klem yang ditinggikan. Jarak antara klem dengan klem sejauh-jauhnya 1 (satu) meter. Kawat penghantar harus ditarik cukup kencang. Tinggi klem harus dibuat sama agar pemasangan terlihat rapih. Belokan-belokan penghantar harus dijaga jangan sampai terjadi retakretak (belokan jangan terlalu tajam).
Gambar 4. Klem Penyangga Penghantar
LATIHAN SOAL Soal!
1. Sebutkan jenis jenis penangkal petir buatan?
2. Sebutkan faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam merencanakan dan memasang sistempenangkal petir?
3. Sebutkan perbedaan penangkal petir konvensional dan elektrostatik!
Jawaban
1. Jenis-jenis penangkal petir buatan yaitu penangkal petir konvensional, dan penangkal petir inkonvensional seperti: penangkal petir radioaktif, penangkal petir elektrostatik,dan penangkal petir neoflash.
2. Keamanan secara teknis, penampang hantaran-hantaran pentanahan yang digunakan.
Ketahanan mekanis, ketahanan terhadap korosi, bentuk dan ukuran bangunan yang dilindungi, serta faktor ekonomis.
3. Berikut ini perbedaan anatara penangkal petir konvensional dan elektrostatis
Penangkal Petir Konvensional Penangkal Petir Elektrostatis
Membutuhkan banyak kabel
Daerah perlindungan terbatas, area perlindungan hanya sebatas air terminal yang melekat pada bangunan.
Lebih mahal bila diterapkan untuk area perlindungan yang luas.
Membutuhkan banyak arde.
Membutuhkan banyak air terminal di atap
Akan memiliki kecenderungan mengganggu estetika bangunan rumah
Bentuk ujung terminal yang runcing dalam jumlah banyak akan sangat berbahaya bagi petugas pemeliharaan gedung atau pekerja yang bekerja di atap.
Tidak banyak membutuhkan komponen maupun kabel
Area perlindungan lebih luas antara 50-150 m
Lebih murah untuk area perlindungan yang luas
Pada umumnya hanya membutuhkan 1 arde.
Hanya membutuhkan 1 terminal untuk radius tertentu.
Perawatan dan pemasangan pada bangunan yang mudah.Merupakan pilihan yang tepat dan tidak mengganggu estetika bangunan
Bertindak sebagai pencegah interferensi perangkat komunikasi anda. .
DAFTAR PUSTAKA
Biantoro. (2020). Pemilihan Jenis Penangkal Petir untuk Mengamankan Area Gedung Beserta Peralatan pada Perumahan Nusa Dua Highland. Jurnal SPEKTRUM, 7(1).
Russell, Katie W., Cochran, Amalia L., Mehta, Sagar T. Morris, Stephen E., McDevitt, Marion C. Lightning
Burns,. 2014. Journal of Burn Care & Research, 35 (6).
Saragih. (2020). Sistem Penangkal Petir Pada Gedung Kemang Gallery Medan. Jurnal Teknologi Energi Dua, 9(1), 44-61.
Siburian. (2019). Studi Sistem Penangkal Petir Pada Menara Lampu Penerangan Parkir Bandara Kualanamu. Jurnal Teknologi Energi Dua, 8(2), 73-80.
Sukamidi. (2022). Perencanaan Instalasi Penangkal Petir Pada Bangunan Industri Furniture.
Jurnal Sistem Kelistrikan, 9(2) .
