TUGAS AKHIR Evaluasi Sistem Proteksi Petir di Gedung Rumah Sakit Permata Hijau dengan Metode Konvensional dan Elektrostatis Disusun oleh : Nama : Rizky Ananda Putra NIM : 41410110094 Program Studi : Teknik Elektro PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTASTEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2012 i
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini, Nama : Rizky Ananda Putra NIM : 41410110094 Jurusan Fakultas Judul Skripsi : Teknik Elektro : Teknik : Evaluasi Sistem Proteksi Petir di Gedung Rumah Sakit Permata Hijau dengan Metode Konvensional dan Elektrostatis Denagn ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan tata tertib di Universitas Mercu Buana Dengan, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakana. Penulis, 25 Juni 2012 Materai Rp 6000 (Rizky Ananda Putra) ii
iii
KATA PENGANTAR Puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Tulisan ini dibuat sebagai tambahan informasi bagi pembaca serta sebagai pedoman dalam mengetahui mengenai sistem proteksi petir. Pada kesempatan ini tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada bapak Ir. Badaruddin (dosen pembimbing tugas akhir sistem proteksi petir). Dan juga penulis sangat berterima kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik dari segi moril dan materil hingga terselesaikannya tulisan tugas akhir ini. Sebagai manusia biasa penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang terdapat pada tulisan ini, untuk itu penulis dengan senang hati menerima kritikan serta saran yang bersifat objektif dan membangun guna hasil yang lebih baik di amsa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap agar tulisan ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca umumnya. Jakarta, 25 Juni 2012 Rizky Ananda Putra iv
DAFTAR ISI Halaman Judul.i Halaman Pernyataan... ii Halaman Pengesahan. iii Abstrak... iv Kata Pengantar v Daftar Isi. vi Daftar Tabel... ix Daftar Gambar. x BAB I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang. 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian.. 3 1.5 Metodologi penelitian... 4 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II Teori Dasar 2.1 Sumber-Sumber Tegangan Lebih. 5 2.2 Pengertian Petir. 5 2.3 Impuls Petir... 6 2.3.1 Proses Terjadinya Sambaran Petir.. 6 2.4 Resiko Kerusakan Akibat Sambaran Petir 9 2.4.1 Gangguan pada Jaringan dan Instalasi Listrik.. 10 2.4.2 Gangguan Petir pada Peralatan Elektronik dan Listrik. 11 v
2.4.2.1 Kerusakan Akibat Sambaran Langsung. 12 2.4.2.2 Kerusakan Akibat Sambaran Tidak Langsung.. 13 2.5 Hari Guruh... 14 2.6 Parameter dan Karakteristik Surja Petir.. 15 2.6.1 Arus Petir.. 15 2.6.2 Kecepatan Pembangkitan.. 17 2.6.3 Tegangan Petir.. 18 2.6.4 Bentuk Gelombang... 20 2.6.4.1 Puncak dan Muka Gelombang... 21 2.6.4.2 Panjang Gelombang... 22 2.7 Akibat yang Ditimbulkan oleh Sambaran Petir... 24 2.7.1 Gangguan pada Jaringan dan Instalasi Listrik.. 24 2.8 Penangkal Petir Eksternal 25 2.8.1 Finial (Air Termination) 26 2.9 Sistem Perlindungan Bangunan... 28 2.9.1 Sistem Proteksi Petir pada Bangunan... 28 2.10 Metode Ruang Proteksi Penangkal Petir... 31 2.10.1 Metode Ruang Proteksi Konvensional... 31 2.10.2 Metode Ruang Proteksi Non-Konvensional... 34 BAB III Metode Penelitian 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian.. 39 3.2 Metode Pengumpulan Data. 39 3.3 Data-Data Pendukung.. 39 3.3.1 Denah Gedung Rumah Sakit Permata Hijau 40 3.3.2 Data Parameter Petir di Indonesia 42 3.3.3 Data Tingkat Isokeraunik di Indonesia 44 vi
3.4 Tahapan Penelitian... 44 3.5 Analisa Data 48 BAB IV ANALISA dan PEMBAHASAN 4.1 Sistem Proteksi Penangkal Petir Gedung Rumah Sakit Permata Hijau... 49 4.1.1 Berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir. 49 4.1.2 Berdasarkan National Fire Protection Association 780 39.. 50 4.1.3 Standard IEC 1024-11 40. 51 4.14 Standard Perancis (French National Standar NFC 17-102) 41.. 58 BAB V KESIMPULAN dan SARAN 5.1 Kesimpulan.. 62 5.2 Saran 62 Daftar Pustaka 63 Lampiran vii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Harga Karakteristik Petir dan Akibatyang ditimbulkan.... 10 Tabel 2.2 Parameter Petir di Indonesia.. 17 Tabel 2.3 Amplitude Arus Petir dan Kemungkinan Terjadinya 18 Tabel 2.4 Waktu Pencapaian Harga Puncak dan Kemungkinan Terjadinya. 18 Tabel 2.5 Bahan dan Ukuran terkecil finial (Air Terminal) Tegak... 27 Tabel 2.6 Efisiensi sistem proteksi petir 29 Tabel 2.7 Penempatan Finial Sesuai dengan Tingkat Proteksi.. 30 Tabel 3.1 Parameter Petir.. 43 Tabel 3.2 Tingkat Isokeraunik di Indonesia.. 44 Tabel 4.1 Hasil Penentuan dan Penambahan Jumlah Proteksi Petir Pada Gedung Utama Rumah Sakit Permata Hijau 58 Tabel 4.2. Hasil Evaluasi Sistem Penangkal Petir Gedung Utama Rumah Sakit Permata Hijau dengan Menggunakan Metode Non-Konvensional (Elektrostatis) 61 viii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Tahapan Proses Sambaran Petir... 8 Gambar 2.2. Bentuk Oscilogram Gelombang Arus Surja Petir. 16 Gambar 2.3 Gelombang Persegi yang Sangat Panjang.. 19 Gambar 2.4 Gelombang Eksponensial 19 Gambar 2.5 Gelombang Sinusiodal Terpotong.. 19 Gambar 2.6 Gelombang tipikal kilat.. 20 Gambar 2.7 Grafik spesifikasi gelombang tipe kilat.. 23 Gambar 2.8 Nilai Kritis Effisiensi Sistem Proteksi Petir... 30 Gambar 2.9 Ruang Proteksi Konvensional 32 Gambar 2.10 Sambaran Petir Disuatu Titik Tertentu. 33 Gambar 2.11 Prinsip Penangkal Petir Sistem Sangkar Faraday. 34 Gambar 2.12 Konsep Ruang Proteksi Menurut Model Elektrostatis. 36 Gambar 2.13 Perlindungan bangunan dengan metode elektrogeometri. 38 Gambar 3.1 Denah Gedung Utama (tampak depan).. 40 Gambar 3.2 Denah Gedung Utama (tampak samping).. 41 Gambar 3.3 Denah Gedung Utama (tampak atas).. 42 Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian.. 47 Gambar 4.1 Radius Proteksi pada Gedung Utama. 53 Gambar 4.2 Daerah Perlindungan Penangkal Petir pada Gedung utama Rumah Sakit Permata Hijau (tampak depan). 54 Gambar 4.3 Daerah Perlindungan Penangkal Petir pada Gedung utama ix
Rumah Sakit Permata Hijau (tampak samping).. 55 Gambar 4.4 Evaluasi Daerah Perlindungan Penangkal Petir Pada Gedung Utama Rumah Sakit Permata Hijau (tampak depan) 56 Gambar 4.5 Evaluasi Daerah Perlindungan Penangkal Petir Pada Gedung Utama Rumah Sakit Permata Hijau (tampak samping) 57 Gambar 4.6 Evaluasi daerah Perlindungan Gedung Terminal Utama (tampak depan) dengan Metode Konvensional 60 Gambar 4.7 Luas Daerah Terproteksi Atau Ruang Proteksi Gedung Terminal Utama dari Hasil Evaluasi Penangkal Petir Sebelumnya 61 x