PERENCANAAN SISTEM INSTALASI PENANGKAL PETIR JENIS ELEKTROSTATIK BERDASARKAN PUIPP

Transkripsi

1 PERENCANAAN SISTEM INSTALASI PENANGKAL PETIR JENIS ELEKTROSTATIK BERDASARKAN PUIPP Surya Parman Nasution, S.T 1 *, Ir. Yani Ridal, M.T. 1, Ir. Arzul, M.T 1 1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta triadi_ubh@yahoo.co.id ABSTRAK Kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta berdiri di wilayah datar diposisi LS. Rata-rata bangunan gedung terdiri dari beberapa lantai, dimana gedung-gedung tersebut merupakan tempat berlangsungnya aktivitas perkuliahan. Jumlah hari guruh rata-rata per tahun untuk wilayah kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta adalah 206 hari. Dengan demikian potensi sambaran petir pada gedung-gedung tersebut sangat tinggi, untuk itu dibutuhkan suatu sistem perlindungan dari sambaran petir yang dapat menjamin keamanan gedung dan keselamatan orang-orang yang barada diwilayah tersebut. Berdasakan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir (PUIPP) besarnya kebutuhan tersebut ditentukan berdasarkan penjumlahan indeks indeks tertentu yang mewakili keadaan bangunan disuatu lokasi. Indeks indeks tersebut adalah macam - macam stuktur bangunan, konstruksi bangunan, tinggi bangunan, situasi bangunan, dan pengaruh kilat. Bedasarkan indeks tersebut, wilayah kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta memiliki nilai indeks 14 yang artinya sangat perlu pemasangan sistem proteksi penangkal petir. Luas wilayah kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta yang membutuhkan sistem proteksi penangkal petir adalah ,44 m². Dengan puncak gedung tertinggi adalah 17,27 m. Metode sistem perlindungan penangkal petir elektrostatik yang merupakan sistem proteksi umum yang digunakan, sehingga untuk wilayah kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta digunakan metode proteksi ini. Kata Kunci : Sambaran petir, peralatan peralatan elektronik, proteksi gedung bertingkat. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dizaman sekarang khususnya di kota-kota besar, hampir semua gedung di bangun secara bertingkat, dari yang tingkat satu sampai tingkat puluhan. Semakin tinggi suatu bangunan semakin tinggi pula resiko gangguan keamanan bangunan tersebut. Salah satu kemungkinan gangguan yang terjadi ialah gangguan dari sambaran petir. Untuk mencegah resiko tersebut maka di pasanglah proteksi pada gedung - gedung tersebut. Salah satu proteksi yang dipasang ialah penangkal petir. Petir terjadi karena akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton). Sambaran petir yang sering terjadi di bumi ialah perpindahan muatan yang ada di awan dengan muatan yang ada di bumi. Secara teoritis petir bisa terjadi karena proses ionisasi atau gesekan awan. Ada berbagai macam dampak dari sambaran petir, baik yang langsung maupun tidak langsung, kedua-duanya sama-sama menimbulkan bahaya bagi gedung itu sendiri atau bagi manusia, salah satu bahaya yang mungkin terjadi pada manusia ialah kematian. Maka proteksi penangkal petir sangat penting untuk dipasang di gedung-gedung yang tinggi. Jenis-jenis penangkal petir ada berbagai macam, diantaranya jenis penangkal petir konvensional, penangkal petir dengan metode radio aktif dan penangkal petir dengan metode elektronis. Semuanya mempunyai fungsi yang sama yaitu mengamankan gedung dari sambaran petir.

2 Pembangunan gedung gedung baru cenderung bertingkat, hal ini sebagai solusi semakin sempitnya lahan tanah yang ada. Namun disisi lain, dengan semakin banyak berdirinya bangunan bertingkat, beberapa permasalahan mengenai keamanan bangunan menjadi hal penting untuk diperhatikan, karena bangunan bertingkat lebih beresiko mengalami gangguan, baik gangguan secara mekanik maupun gangguan alam. Salah satu dari gangguan mekanik bisa dimungkinkan kerobohan gedung karena kurang kokohnya bangunan, sedangkan gangguan alam yang sering terjadi adalah terkenanya sambaran petir. Secara geografis letak Indonesia yang dilalui garis khatulistiwa menyebabkan Indonesia beriklim tropis, akibatnya Indonesia memiliki hari guruh rata - rata per tahun yang sangat tinggi. Dengan demikian bangunan bangunan di Indonesia memiliki resiko lebih besar mengalami kerusakan akibat terkena sambaran petir. Kerusakan yang ditimbulkan dapat membahayakan peralatan serta manusia yang berada di dalam gedung tersebut. Petir merusak struktur yang terbuat dari bahan, seperti batu, kayu, beton dan baja yang dapat mengalirkan arus listrik yang tinggi dari petir sehingga dapat memanaskan bahan dan akan menyebabkan potensi kebakaran atau kerusakan berbahaya lainnya. Untuk melindungi dan mengurangi dampak kerusakan dari sambaran petir maka perlu dipasang sistem pengaman. 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk merencanakan suatu sistim instalasi penangkal petir yang sesuai untuk dipasang pada gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta, sehingga gedung tersebut benar - benar dapat terlindungi dari bahaya sambaran petir. 1.3 Batasan Masalah Agar tidak menyimpang dari pokok bahasan yang telah ditentukan maka ditetapkan batasan masalah sebagai berikut : Membahas sistem proteksi petir dalam lingkup gedung kuliah kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Padang. Metode penangkal petir yang digunakan adalah metode elektrostatik. 2. TINJAUAN PUSTAKA Dalam melakukan penulisan proposal ini penulis memperoleh teori yang berhubungan dengan judul dari beberapa referensi : Sepannur Bandri (2012) Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Padang Merancang instalasi penangkal petir pada gedung balai kota Pariaman dimana gedung balai kota tersebut terdiri dari beberapa lantai. Aan Tabrani (2009) Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Untuk mengetahui pentingnya kebutuhan akan penangkal petir pada 2

3 tiap bangunan gedung PT Bhakti Wasantara Net Jakarta guna melindungi bangunan gedung dan orang-orang yang bekerja di dalamnya dan juga pengamanan terhadap perangkat infrastruktur lainnya yang berada di dalam bangunan gedung tersebut guna menghindari dari kerusakan yang bisa terjadi akibat dari sambaran petir. Indra Megi Putra (2007) Jurusan Teknik Elektro Universitas Bung Hatta melakukan studi analisa proteksi eksternal petir dengan metode sudut proteksi, bola bergulir dan metode jala dengan aplikasi gedung laboratorium dasar kampus Proklamator III Universitas Bung Hatta Juni Arimbi (2012) Jurusan Teknik Elektro Universitas Bung Hatta melakukan studi sistem penangkal petir pada BTS (Base Transceiver Station). 3. METODOLOGI PENELITIAN Metodologi yang digunakan dalam penyelesaian perencanaan ini antara lain, sebagai berikut: Identifikasi masalah Penulis melakukan survei ke lokasi yang gedung yang direncakan akan dipasang penangkal petir untuk kemudian menentukan metode yang akan dipakai. Studi Pustaka Penulis melakukan studi pustaka untuk mendapatkan referensi yang relevan dengan tujuan penelitian yaitu mengenai perencanaan pemasangan penangkal petir. Diskusi dan bimbingan Penulis mendapatkan arahan dan bimbingan dari pembimbing serta diskusi dengan nara sumber lain yang memiliki pemahaman lebih mengenai perencanaan pemasangan penangkal petir. Studi analisa Setelah melakukan survei, pengumpulan referensi serta bimbingan tahap selanjutnya yang akan dilakukan adalah menganalisanya secara detail. Penulisan penelitian Akhirnya setelah penelitian dan analisa data sesuai dengan yang diharapkan penulis menuliskannya dalam bentuk laporan sebagai tugas akhir penulis. 4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Menentukan Parameter Arus Petir Menentukan parameter petir sangat berguna untuk keamanan suatu bangunan, maka dari itu harus diketahui besaran parameter petir agar pemasangan penangkal petir dapat aman dan terlindungi Kepadatan Sambaran Petir Untuk menentukan kepadatan sambaran petir (Fg) maka dapat dipakai persamaan berikut, maka diperoleh kepadatan sambaran petir sebagai berikut 3

4 Fg = 3,8371 x 10 3 x IKL 0,8179 x P 0,5139 Fg = 0, x78,075 x 72,508 Fg = 21,721 sambaran/km 2 /tahun Arus Puncak Petir Arus puncak petir dapat ditentukan berdasarkan persamaan 2.12, maka diperoleh Io = 29,5143 Fg 0, e 4, Li 2, Ha Io = 29, ,721 0, e 4, , Io = 29,5143 2,785 e 0,0281 Io = 82,197 1,0285 Io = 84,5396 ka Arus Petir Arus petir (Is) dapat ditentukan berdasarkan persamaan 2.11, maka diperoleh Penentuan Besaran Sambaran Petir Selanjutnya setelah nilai arus petir didapat, besaran lainnya yang akan dihitung adalah sebagai berikut. 1. Striking Distance / Jarak Pukul Petir Jarak pukul petir terhadap bangunan berdasarkan persamaan 2.10, maka diperoleh jarak pukul petir adalah d = 6,7 x Is 0. 8 d = 6,7 x 28, d = 96,6636 m 2. Besar Arus Sambaran Petir Terhadap Ketahanan Bangunan Besar arus sambaran petir terhadap ketahan bangunan berdasarkan persamaan berikut, maka diperoleh ketahanan bangunan terhadap arus petir adalah. 0,75 Ib = d 8 Is = 1,2358 Io 0,7042 Is = 1, ,5396 0,7042 Is = 1,2358 x 22,7529 Is = 28,118 ka 0,75 Ib = 96, ,75 Ib = 12,083 Ib = 27,727 ka Bangunan dapat menahan arus hingga 27,727 ka, tetapi jika arus yang petir muncul lebih dari 27,727 ka, maka akan ditangkap oleh penangkal petir. 4

5 4.2. Konduktor Penyalur (Down Conductor) Konduktor penyalur ke bawah merupakan konduktor yang menyalurkan arus petir yang di terima oleh terminasi udara baik itu verikal maupun horizontal untuk kemudian disalurkan menuju bumi. Mengingat arus petir sangat besar, maka konduktor penyalur yang disediakan sebaiknya lebih dari satu agar arus petir tersebut dapat terbagibagi. Adapun syarat-syarat umum yang perlu diperhatikan dalam memilih konduktor penyalur kebawah (Down Conductor) adalah sebagai berikut : tiang (lihat gambar). Secara detail, bentuk down conductor dapat dilihat pada gambar berikut. Untuk menentukan luas penampang konduktor yang akan digunakan, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut 8, S A = Io log10 ( T ) Dimana S adalah waktu gangguan yang diasumsikan 0,1 detik dan T adalah temperatur maksimal konduktor yaitu 1000 o C, maka ukuran minimal luas penampang konduktor yang digunakan adalah Konduktor penyalur eksternal sebaiknya dipasang antara terminasi udara dan sistem terminasi bumi. Konduktor penyalur sebaiknya disambung pada titik simpul sambungan jaringan terminasi udara dan dipasang secara vertikal ke titik simpul dari sistem jaringan terminasi bumi. Sistem terminasi udara, sistem konduktor penyalur, dan sistem terminasi bumi sebaiknya diselaraskan untuk menghasilkan lintasan arus petir sependek mungkin. Jarak konduktor penyalur dengan dinding atau tiang sebaiknya 0,1 meter untuk mengurangi induksi elektromagnetik yang terjadi saat terjadi sambaran petir. Konduktor penyalur tersebut disanggah oleh suatu bracket yang diletakkan ke 8, ,1 A = 84,5396 log10 ( ) 8, A = 84,5396 log10 ( ) 8, A = 84,5396 0,6674 A = 95,4 mm Pembumian Pada Penangkal Petir Seperti yang sudah diketahui bahwa fungsi dari sistem terminasi bumi adalah: 1. Menyalurkan arus petir ke bumi 2. Sebagai IPP (Ikatan Penyama Potensial) diantara konduktor penyalur 3. Mengendalikan potensial pada sekitar daerah konduktif bangunan yang dilindungi 4. Mencegah arus petir sewaktu menyambar pada permukaan bumi 5

6 Maka untuk memenuhi semua hal hal yang disebutkan diatas, elektroda bumi pondasi dan elektroda bumi cincin dapat menjadi pilihan didalam menentukan sistem terminasi bumi. Dari jenis jenis pembumian tersebut, susunan pembumian yang dipakai yaitu elektroda rod yang ditanam secara vertikal. Kabel yang disambungkan pada elektroda pembumian adalah kabel BC 70 mm 2. Sedangkan elektroda pembumiannya dipilh yang juga terbuat dari tembaga. Panjang elektroda pembumiannya adalah 6 m. Konduktor penyalur kebawah merupakan konduktor yang menyalurkan arus petor yang diterima oleh terminasi udara baik yang vertikal mauoun horozontal untuk kemudian disalurkan ke bumi. Mengingat arus petir sangat besar, maka konduktor penyalur yang disediakan sebaiknya lebih dari satu agar arus petir tersebut dapat dibagi bagi. Sistem pentanahan yang digunakan dalam perencanaan pemasangan penangkal petir Kurn pada kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta ini adalah sistem batang vertikal dimana dilakukan pembenaman batang elektroda dengan panjang 6 m kedalam tanah. Tanah pada bangunan diatas adalah tanah berair jika dilihat dari tabel pentanahan maka besarnya tahanan pentanahan jenis tanah pada bangunan-bangunan diatas adalah 30 Ω dan besarnya tahanan pentanahan untuk panjang batang elektroda 6 m jika dilihat pada tabel pentanahan menurut Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir (PUIPP) adalah 10 Ω hal ini berarti belum begitu baik karena tahanan pentanahan yang lebih besar dari 5 Ω untuk dilakukan beberapa usaha untuk menghasilkan tahanan pentanahan yang kecil diantaranya adalah dengan memasang paralel batang elektroda pentanahan atau dengan menggunakan luas penampang yang lebih luas dan memperdalam pembenaman batang konduktor. Pembenaman elektroda pentanahan dilakukan dalam suatu bak kontrol hal ini dilakukan untuk mempermudah dalam pengecekan dan dalam pemeliharaan sitem pentanahan. Pentanahan selalu berhubungan dengan nilai tahanan tanah, yang mengaibatkan tahanan pentanahan yang akan berubah nilainya setiap saat. Jadi tampaklah bahwa tahanan pentanahan sangat tergantung pada sifat tanah, tanah pada bangunan diatas adalah tanah rawa dengan panjang batang elektroda (Le) 6m dan luas penampang batang elektroda (a) adalah 16 mm 2 atau m maka tahanan pentanahannya: R = R = ρ 2πLe (In 4. L a 1) ,14 6 (In 4 6 0,0016 1) R = 6,80 Ω Jika dilihat pada perhitungan tahanan pentanahan dengan menggunakan pemasangan diatas maka belum memenuhi persyaratan pentanahan menurut Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir (PUIPP) hal ini berarti belum baik karena tahanan pentanahan yang lebih besar dari 5 Ω untuk dilakukan beberapa usaha untuk menghasilkan tahanan yang kecil diantaranya dengan memasang paralel batang elektroda 6

7 pentanahan maka tahanan pentanahan setelah diparalelkan adalah: Tabel 4.6 Data bangunan penempatan penangkal petir lokasi I R = 6,80 6,80 6,80 + 6,80 R = 46,24 13,6 R = 3,4 Ω Jadi dilihat dari hasil perhitungan memparalelkan elektroda pentanahan maka hasil perhitungan sudah memenuhi persyaratan pentanahan menurut Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir yang mengatur tentang masalah penangkal petir. No Besaran / parameter Nilai Panjang lokasi (m) (L) Tinggi bangunan (m) (H) Tinggi bangunan tanpa atap (m) Lebar lokasi (m) (W) Tinggi tiang penunjang (m) Untuk menetukan daerah yang menarik sambaran petir pada kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Sumatra Barat didapat dengan menyelesaikan persamaan berikut. 41,34 17,27 15,88 15,83 5, Penentuan Tingkat Proteksi Kondisi Daerah / Lokasi I Untuk menentukan tingkat proteksi, terlebih dahulu dilakukan perhitungan untuk menentukan luas daerah yang menarik sambaran petir (collection area). Kemudian diperkirakan kemungkinan bangunan tersambar petir dan tingkat kebutuhan akan penangkal petir yang merupakan tingkat bahaya bangunan terhadap sambaran petir. Tingkat kebutuhan bangunan terhadap sambaran petir merupakan juga tingkat bahaya dari bangunan terhadap sambaran petir. Perhitungan luas daerah yang menarik sambaran petir dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan Luas daerah yang menarik sambaran petir pada bangunan kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta yang berada didaerah dataran. Gambar dari denah lokasi dan gedung dapat dilihat pada lampiran skripsi ini. Ca = ( L x W ) + ( 4 L x H ) + ( 4 W x H ) + 4 (3,14 x H 2 ) = ( 41,34 x 15,83 ) + ( 4 x 41,34 x 17,27 ) + ( 4 x 15,83 x 17,27 ) + 4( 3,14 x 17,27 2 ) = 8.349,74 m 2 Bangunan ini dikelilingi oleh parkir, taman, dll. Bangunan ini memiliki rangka campuran dan atap seng, bangunan berisikan peralatan perkantoran dan bangunan didiami pada siang hari, kemungkinan bangunan ini tersambar petir, dapat ditentukan dengan persamaan 2.14, diperoleh : Ps = Ca x Ne x IKL x 10 6 x C1 Berikut adalah data hari guruh perbulan selama satu tahun yang didata oleh petugas stasiun meteorologi bandara internasional Minangkabau Ketaping, Padang tahun

8 2013 Tabel 4.7 Data hari guruh tiap bulan tahun Bulan Jumlah Hari Januari 17 Februari 15 Maret 37 April 15 Mei 12 Juni 16 Juli 7 Agustus 10 September 9 Oktober 40 November 15 Desember 13 Total (IKL) 206 Untuk itu diambil nilai maksimum yaitu 0, ,071 sambaran petir / hari / km 2 Ne = 0,213 sambaran petir / hari km 2 C1 adalah indeks faktor kondisi lingkungan dimana untuk kondisi kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta adalah bangunan yang dikelilingi oleh taman taman, parkir kecil yang bernilai 2,00. Sehingga dengan jumlah sambaran petir pertahun ( IKL ) untuk kota Padang tahun 2013 adalah 116, maka kemungkinan gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta tersambar petir adalah Ps = 8.349,74 0, x 2 Ps = 0,73 sambaran petir / tahun Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ)(0,4 ± 0,2 ) Dimana λ : Garis lintang geografis daerah, untuk kota Padang adalah 47,37 o LS C1 : Terdapat pada lampiran. Tingkat bahaya dari gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta ini dapat ditentukan dengan persamaan 2.16, diperoleh Pr = Ps x C2 x C3 x C4 x C5 Indeks C2, C3, C4 dan C5 dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.8 Indeks C1, C2, C3, C4 dan C5 Jumlah sambaran petir perhari perkilometer diperoleh : Faktor Kondisi Lingkungan C1 Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ)(0,4 ± 0,2 ) Ne = ( 0,1 + 0,35 x sin 47,37 ) ( 0,4 ± 0,2 ) 1 Bangunan yang dikelilingi oleh bangunan-bangunan kecil 3 Ne = ( 0,356 ) ( 0,4 ± 0,2 ) Faktor Konstruksi Bangunan C2 Ne = 0,142 ± 0,071 sambaran petir / hari / km 2 2 Rangka beton bertulang, atap campuran 1,4 8

9 Faktor Isi Atau Kandungan C3 = 96,664 m 3 Tempat perlengkapan/peralatan 0,5 Radius proteksi 96,664 m,tinggi bangunan 20,88 m. Faktor Penghunian C4 Jadi radius yang dilindungi pada gambar lokasi I adalah 4 Kadang-kadang didiami oleh banyak orang 1,5 96, ,88 = 117,544 m Faktor Bangunan yang C5 berpengaruh terhadap 5 lingkungan Gedung tempat pelayanan kebutuhan yng diperlukan 1,5 R = 96,664 m Pr = 0,73 x 1,4 x 0,5 x 1,5 x 1,5 Pr = 1,149 Pr > 5 x m Jadi tingkat proteksi dari gedung kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Padang adalah tingkat III dengan jarak inisiasi D = 60 m. Radius ruang proteksi berdasarkan persamaan 2.19, diperoleh : 15,88 m 117,544 m 117,544 m R = 8.Ib 0, 75 Dimana Ib = 27,727 ka Maka R = 8 x 27,727 0, 75 = 8 x 12,083 Gambar 4.1. Radius perlindungan penangkal petir Kurn tampak samping Kondisi Daerah / Lokasi II Untuk menentukan tingkat proteksi, terlebih dahulu dilakukan perhitungan untuk menentukan luas daerah yang menarik sambaran petir (collection 9

10 area). Kemudian diperkirakan kemungkinan bangunan tersambar petir dan tingkat kebutuhan akan penangkal petir yang merupakan tingkat bahaya bangunan terhadap sambaran petir. Tingkat kebutuhan bangunan terhadap sambaran petir merupakan juga tingkat bahaya dari bangunan terhadap sambaran petir. Perhitungan luas daerah yang menarik sambaran petir dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan Luas daerah yang menarik sambaran petir pada bangunan kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta yang berada didaerah dataran. Gambar dari denah lokasi dan gedung dapat dilihat pada lampiran skripsi ini. Tabel 4.9 Data bangunan penempatan penangkal petir lokasi II + 4( 3,14 x 17,27 2 ) = ,8 m 2 Bangunan ini dikelilingi oleh parkir, taman, dll. Bangunan ini memiliki rangka campuran dan atap seng, bangunan berisikan peralatan perkantoran dan bangunan didiami pada siang hari, kemungkinan bangunan ini tersambar petir, dapat ditentukan dengan persamaan 2.14, diperoleh : Ps = Ca x Ne x IKL x 10 6 x C1 Berikut adalah data hari guruh perbulan selama satu tahun yang didata oleh petugas stasiun meteorologi bandara internasional Minangkabau Ketaping, Padang tahun Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ)(0,4 ± 0,2 ) No Besaran / parameter Dimana Nilai Panjang lokasi (m) (L) Tinggi bangunan (m) (H) Tinggi bangunan tanpa atap (m) Lebar lokasi (m) (W) Tinggi tiang penunjang (m) 107,96 λ : Garis lintang geografis daerah, 17,27 untuk kota Padang adalah 47,37 o 15,88 LS 91,42 5,00 C1 : Terdapat pada lampiran. Untuk menetukan daerah yang menarik sambaran petir pada kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Sumatra Barat didapat dengan menyelesaikan persamaan berikut. Ca = ( L x W ) + ( 4 L x H ) + ( 4 W x H ) + 4 (3,14 x H 2 ) = ( 107,96 x 91,42 ) + ( 4 x 107,96 x 17,27 ) + ( 4 x 91,42 x 17,27 ) Jumlah sambaran petir perhari perkilometer diperoleh : Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ)(0,4 ± 0,2 ) Ne = ( 0,1 + 0,35 x sin 47,37 ) ( 0,4 ± 0,2 ) Ne = ( 0,356 ) ( 0,4 ± 0,2 ) Ne = 0,142 ± 0,071 sambaran petir / hari / km 2 10

11 Untuk itu diambil nilai maksimum yaitu 0, ,071 sambaran petir / hari / km 2 Ne = 0,213 sambaran petir / hari km 2 C1 adalah indeks faktor kondisi lingkungan dimana untuk kondisi kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta adalah bangunan yang dikelilingi oleh taman taman, parkir kecil yang bernilai 2,00. Sehingga dengan jumlah sambaran petir pertahun ( IKL ) untuk kota Padang tahun 2013 adalah 116, maka kemungkinan gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta tersambar petir adalah Ps = ,8 0, x 2 Ps = 2,4 sambaran petir / tahun Tingkat bahaya dari gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta ini dapat ditentukan dengan persamaan 2.16, diperoleh : Pr = Ps x C2 x C3 x C4 x C5 Pr = 2,4 x 1,4 x 0,5 x 1,5 x 1,5 Pr = 3,78 Pr > 5 x 10 2 Jadi tingkat proteksi dari gedung kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Padang adalah tingkat III dengan jarak inisiasi D = 60 m. Radius ruang proteksi berdasarkan persamaan 2.19, diperoleh : R = 8.Ib 0, 75 Maka R = 8 x 27,727 0, 75 = 96,664 m Radius yang dilindungi pada gambar lokasi II 190,895 m, radius proteksi 96,664 m Jadi tinggi penangkal petir yang dipasang untuk melindungi pada lokasi II adalah 190,895 96,664 = 94,231 m Kondisi Daerah / Lokasi III Untuk menentukan tingkat proteksi, terlebih dahulu dilakukan perhitungan untuk menentukan luas daerah yang menarik sambaran petir (collection area). Kemudian diperkirakan kemungkinan bangunan tersambar petir dan tingkat kebutuhan akan penangkal petir yang merupakan tingkat bahaya bangunan terhadap sambaran petir. Tingkat kebutuhan bangunan terhadap sambaran petir merupakan juga tingkat bahaya dari bangunan terhadap sambaran petir. Perhitungan luas daerah yang menarik sambaran petir dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan Luas daerah yang menarik sambaran petir pada bangunan kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta yang berada didaerah dataran. Gambar dari denah lokasi dan gedung dapat dilihat pada lampiran skripsi ini. Tabel 4.10 Data bangunan penempatan penangkal petir lokasi III Dimana Ib = 27,727 ka 11

12 Besaran / parameter Panjang lokasi (m) (L) Tinggi bangunan (m) (H) Tinggi bangunan tanpa atap (m) Lebar lokasi (m) (W) Tinggi tiang penunjang (m) Nilai Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ)(0,4 ± 0,2 ) 192,27 Dimana 17,27 λ : Garis lintang geografis daerah, 15,88 untuk kota Padang adalah 47,37 o 101,05 5,00 LS C1 : Terdapat pada lampiran. Untuk menetukan daerah yang menarik sambaran petir pada kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Sumatra Barat didapat dengan menyelesaikan persamaan berikut. Ca = ( L x W ) + ( 4 L x H ) + ( 4 W x H ) + 4 (3,14 x H 2 ) = ( 192,27 x 101,05 ) + ( 4 x 192,27 x 17,27 ) + ( 4 x 101,05 x 17,27 ) + 4( 3,14 x 17,27 2 ) = ,44 m 2 Bangunan ini dikelilingi oleh parkir, taman, dll. Bangunan ini memiliki rangka campuran dan atap seng, bangunan berisikan peralatan perkantoran dan bangunan didiami pada siang hari, kemungkinan bangunan ini tersambar petir, dapat ditentukan dengan persamaan 2.14, diperoleh : Ps = Ca x Ne x IKL x 10 6 x C1 Berikut adalah data hari guruh perbulan selama satu tahun yang didata oleh petugas stasiun meteorologi bandara internasional Minangkabau Ketaping, Padang tahun Jumlah sambaran petir perhari perkilometer diperoleh : Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ)(0,4 ± 0,2 ) Ne = ( 0,1 + 0,35 x sin 47,37 ) ( 0,4 ± 0,2 ) Ne = ( 0,356 ) ( 0,4 ± 0,2 ) Ne = 0,142 ± 0,071 sambaran petir / hari / km 2 Untuk itu diambil nilai maksimum yaitu 0, ,071 sambaran petir / hari / km 2 Ne = 0,213 sambaran petir / hari km 2 C1 adalah indeks faktor kondisi lingkungan dimana untuk kondisi kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta adalah bangunan yang dikelilingi oleh taman taman, parkir kecil yang bernilai 2,00. Sehingga dengan jumlah sambaran petir pertahun ( IKL ) untuk kota Padang tahun 2013 adalah 116, maka kemungkinan gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta tersambar petir adalah Ps = ,44 0, x 2 Ps = 3,81 sambaran petir / tahun 12

13 Tingkat bahaya dari gedung di kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta ini dapat ditentukan dengan persamaan 2.16, diperoleh Pr = Ps x C2 x C3 x C4 x C5 Pr = 3,81 x 1,4 x 0,5 x 1,5 x 1,5 Pr = 6 Pr > 5 x 10 2 Jadi tingkat proteksi dari gedung kampus Proklamator II Universitas Bung Hatta Padang adalah tingkat III dengan jarak inisiasi D = 60 m. Radius ruang proteksi berdasarkan persamaan 2.19, diperoleh : R = 8.Ib 0, 75 Dimana Ib = 27,727 ka Maka R = 8 x 27,727 0, 75 = 96,664 m Radius yang dilindungi pada gambar lokasi III 403,998 m, radius proteksi 96,664 m Jadi tinggi penangkal petir yang dipasang untuk melindungi pada lokasi III adalah 403,998 96,664 = 307,334 m 5. KESIMPULAN Dari hasil perhitungan perencanaan penangkal petir dengan menggunakan Penangkal petir Kurn, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu : 1. Kepadatan jumlah sambaran petir per tahun untuk wilayah kampus II Universitas Bung Hatta adalah 21,721 sambaran/km 2 /tahun, dengan arus puncak petir diperoleh 84,5396 ka, dan arus petirnya adalah 28,118 ka. 2. Tingkat bahaya terhadap sambaran petir pada bangunan kampus II Universitas Bung Hatta Padang yaitu 9,4. Bangunan Suka Fajar yaitu Pr = 0,32,dengan ketentuan jika Pr > 5 x 10-2 maka bahaya terhadap petir berada pada tingkat III 3. Radius perlindungan penangkal petir bertambah jika ketinggian pemasangan penangkal petir bertambah. Untuk wilayah proteksi I ketinggian penangkal petirnya adalah 20,88 m dengan radius perlindungan 117,544 m, untuk wilayah proteksi II ketinggian penangkal petirnya adalah 94,231 m dengan radius perlindungan 190,895 m, dan Untuk wilayah proteksi III ketinggian penangkal petirnya adalah 307,334 m dengan radius perlindungan 403,998 m 6. Daftar Pustaka 1. Golde, R. H. Lightning. Volume 2. London : Academic Press Inc, Hasse, Peter. Overvoltage Protection of Low Voltage System. London: Peter PeregrimusLtd, IEC : Protection of StructuresAgainst Lightning. International Electrotechnical Commision 81,

14 4. Journal Teknik Elektro Universitas Kristen petra Proteksi eksternal petir dengan metode jala, Sudut Proteksi, Bola bergulir Oleh Emmy Hosea 1, Edi Iskanto 2, Harnyatris M.Luden 3, Maret Journal Teknik Elektro Universitas Bung Hatta Karakteristik Tegangan Induksi Petir Pada SUTM 20 kv Dengan Metoda Cornfield Oleh Muktaher 1, Anizar Indriani 2, Ari M.Jaya. 6. Journal Teknik Elektro Universitas Diponegoro Sistem Proteksi Penangkal Petir Pada Gedung Widya Puraya. Oleh Syakur 1, Yuning Tiyastuti 2, Juni NFPA 780: Lightning Protection Code. National Fire Protection Association, Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Jakarta: Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Standar Nasional Indonesia (SNI ) Sistem Proteksi Petir Pada Bangunan Gedung Badan Standardisasi Nasional