SISTEM PROTEKSI PETIR PADA INSTALASI JARINGAN TELEPON DAN PABX Lela Nurpulaela ABSTRAK Petir merupakan kejadian alam yang selalu melepaskan muatan listriknya ke bumi tanpa dapat dikendalikan dan menyebabkan kerugian harta benda dan manusia. Petir telah banyak membuat kerugian pada manusia dan kerusakan pada peralatan sejak dulu. Semakin banyaknya pemakaian alat elektronik dan peralatan tegangan rendah saat ini telah meningkatkan jumlah statistik kerusakan yang ditimbulkan oleh pengaruh sambaran petir baik langsung maupun tidak langsung. Indonesia memiliki hari guruh yang tinggi dengan jumlah sambaran petirnya yang banyak, sehingga kerusakan dan kerugian yang ditimbulkannya pun lebih besar. Sistem proteksi petir merupakan suatu sistem yang sangat diperlukan pada saat ini, mengingat peralatan listrik semakin berkembang dengan pesat. Sistem ini melindungi kita dengan baik dan peralatan listrik kita dari sambaran langsung maupun sambaran tidak langsung (lightning electromagnetic pulse). Upaya proteksi manusia dan peralatan telah dilakukan, namun dengan semakin luas, semakin banyak dan semakin canggihnya peralatan listrik dan elektronik yang digunakan menyebabkan semakin rumitnya sistem yang diperlukan. Kata Kunci : Proteksi Petir. ABSTRACT Lightning is a natural occurrence that always remove the electrical charge to earth without being able to control and lead to loss of property and people. Lightning has been making a loss in humans and damage to the equipment long ago. More and more use of electronic tool and equipment of low voltage current has increased the amount of damage caused by the statistical effect of a lightning strike either directly or indirectly. Indonesia has a high thunders day by the number of lightning rod a lot, so that the resulting damage and loss even greater. Lightning protection system is a system that is needed at this time, given the electrical equipment is growing rapidly. This system both protects us and our electrical equipment from lightning direct and indirectly lightning (lightning electromagnetic pulse). Efforts to protect humans and equipment have been done, but with the more extensive, more and ever more advanced electrical and electronic equipment used causes the growing complexity of systems is necessary. Key Words : Lightning Protect. i
I. Pendahuluan Keadaan alam iklim tropis Indonesia pada umumnya termasuk daerah dengan hari petir yang tinggi setiap tahun. Petir telah banyak membuat kerugian pada manusia dan kerusakan pada peralatan sejak dahulu. Semakin banyaknya pemakaian alat elektronik dan peralatan tegangan rendah saat ini telah meningkatkan jumlah statistik kerusakan yang ditimbulkan oleh pengaruh sambaran petir baik langsung maupun tidak langsung. Sambaran petir pada tempat yang jauh sekalipun sudah mampu merusak sistim elektronika dan peralatannya, seperti instalasi komputer, perangkat telekomunikasi seperti PABX, sistim kontrol, alat-alat pemancar dan instrumen serta peralatan elektronik sensitif lainnya. Untuk mengatasi masalah ini maka perlindungan yang sesuai harus diberikan dan dipasang pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir langsung maupun induksinya. Adapun beberapa masalah yang dapat diidentifikasi untuk dibahas berkaitan dengan Sistem Proteksi Petir Pada Instalasi Jaringan Telepon dan PABX diantaranya: Mengetahui bagaimana melindungi sistem telekomunikasi dari bahaya gangguan petir baik secara langsung maupun terhadap induksinya. Batasan masalah dalam makalah ini adalah : 1. Sistem Proteksi Eksternal pada instalasi jaringan telepon dan PABX. 2. Sistem Proteksi Internal pada instalasi jaringan telepon dan PABX. II. Pembahasan dan Analisa. PT. Arnott s Indonesia terletak di Jl. H. Wahab Affan No. 8 Bekasi, berdiri di lahan berbentuk persegi memanjang ke belakang dengan lebar 116 meter dan panjang 564 meter. Tinggi bangunan berkisar antara 10 sampai 14 meter, terdiri dari 3 grup bangunan utama yang terbagi menjadi 3 yaitu depan, tengah dan belakang, sehingga banyak instalasi komunikasi khususnya telepon yang melewati area luar gedung yang dapat terganggu oleh sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung. 2.1.Proteksi Eksternal Pada proteksi eksternal memakai 2 jenis penangkap petir yaitu jenis konvensional dan non konvensional. Pada sistem konvensional franklin rod dapat dilakukan analisa metoda perlindungan dengan menggunakan sistem perlindungan membentuk sudut antara 30 0 sampai 45 0, pemilihan besarnya sudut proteksi ini menyatakan tingkat proteksi yang diinginkan. Semakin kecil sudut proteksi maka semakin tinggi tingkat proteksi yang diperoleh (semakin baik), dan apabila menggunakan radius proteksi 30 0 maka : R = h Tg 30 0 ii
Gambar. 2.1. Sudut perlindungan sistem konvensional Dimana tinggi dari penangkap petir yang terpasang berkisar antara 20 23 meter, jika diambil tinggi 23 meter maka radius proteksi pada penangkal petir tersebut adalah : R = R = 23 Tg 30 0 23 0,577 R = 39,84 Meter Maka dapat diperoleh besar radius jari-jari perlindungan pada proteksi luar gedung sebesar 40 meter dan diameter perlindungan menjadi 80 meter. Untuk itu dapat di dapat luas area perlindungan sistem franklin rod gedung depan PT. Arnott s Indonesia dengan perhitungan : A = π. R 2 A = 3,14 x (40) 2 A = 5024 M 2 Dan luas area gedung depan PT. Arnott s Indonesia kurang lebih sebesar 22.680 M 2 dengan panjang 210 M dan lebar 108 M. Jika ditambah oleh perlindungan proteksi petir dari jalur kabel Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) yang melintas di bagian belakang gedung depan PT. Arnott s Indonesia, kemungkinan besar masih ada area yang tidak terproteksi dengan baik. Hal tersebut dapat mengakibatkan terjadinya gangguan petir pada daerah yang tidak terproteksi sehingga dapat mengganggu jaringan instalasi telepon disekitarnya, khususnya pada area sebelah timur. Untuk itu perlu dikaji ulang terhadap sistem proteksi yang sudah ada, sehingga dapat mengambil keputusan apakah sistem tersebut akan ditambah atau diganti dengan sistem penangkal petir yang memiliki kehandalan lebih baik dari sistem franklin rod ini. iii
Gambar 2.1. radius proteksi franklin rod area depan Pada area tengah terdapat 3 penangkal petir dengan 1 unit menggunakan sistem konvensional franklin rod dan sisanya menggunakan sistem EF lighting protection system. Pada penangkal petir sistem EF mempunyai kelebihan antara lain, menciptakan elektron bebas atau emisi lebih awal mendahului obyek sekeliling yang dilindungi atau yang menjadi sasaran sambaran dan memberikan efek radius proteksi yang cukup luas. Radius proteksi EF berdasarkan ketinggian pemasangan adalah : Tabel 2.1. radius proteksi sistem EF Di area tengah PT. Arnott s Indonesia dapat di analisa dengan menggunakan metoda sudut perlindungan untuk sistem franklin rod dan radius proteksi untuk sistem EF. Pada sistem EF dapat dilihat dengan tinggi penangkal petir yang dipasang berkisar antara 20 23 meter, radius proteksi yang didapat adalah 110 meter yang berarti pada area tengah pabrik mendapat proteksi yang baik dari sistem EF tersebut, sehingga menutupi dari kekurangan radius perlindungan yang tidak terjangkau oleh penangkal petir franklin rod, walaupun ada sedikit area yang tidak terlindungi pada beberapa bagian. Namun perlu diadakan pengkajian ulang terhadap sistem proteksi tersebut yang dapat menentukan apakah perlu di adakan penambahan terhadap proteksi yang sudah ada atau mengganti sistem franklin rod pada sisi samping atau arah barat, agar didapat radius proteksi yang lebih baik dan saling berkesinambungan dengan penangkal petir yang lainnya. Gambar 2.2. Radius proteksi EF sistem area tengah Pada proteksi bagian bela kang terpasang 2 unit penangkal petir jenis EF, akan tetapi dengan luasnya cakupan area tidak memaksimalkan perlindungan terhadap bangunan yang ada, sehingga dapat terjadinya gangguan baik secara langsung atau tidak langsung terhadap jaringan instalasi telepon yang ada disekitar area tesebut. i
bagian yang perlu di tambah atau diperbaharui sistem proteksinya agar dapat mencegah dari sambaran petir baik langsung maupun tidak langsung. Untuk itu perlu adanya penelitian lanjutan oleh perusahaan terhadap sistem proteksi eksternal yang dimilikinya. Gambar 2.3. Radius proteksi EF sistem area belakang Pada sistem proteksi area ini sangat memerlukan penambahan sistem yang keungkinan besar akan optimal jika dipasang pada sisi timur dimana area tersebut sangat tidak terlindungi oleh penangkal petir. Secara keseluruhan sistem proteksi eksternal, maka terdapat beberapa Gambar 2.4. Radius Area perlindungan Sistem Proteksi eksternal 2.2. Pentanahan Pada sistem pentanahan proteksi petir PT. Arnott s Indonesia pada sistem EF sudah cukup baik, hal ini dikarenakan rata-rata tahanan yang didapat dibawah 5 Ohm. Untuk sistem konvensional atau metoda franklin rod, harus diadakan pengecekan ulang. Ini dikarenakan pada sistem ini tidak ada lubang terminal untuk pengecekan besar tahanan pentanahannya, jadi tidak diketahui dengan pasti nilai yang didapat pada sistem pentanahannya. 2.3. Proteksi Internal Pada proteksi internal secara sistem sudah baik, akan tetapi sistem tersebut hanya memproteksi cakupan pada instalasi menuju PABX saja, sedangkan luasnya area perusahaan membuat instalasi menjadi terpecah ke beberapa gedung yang harus dialirkan melalui kabel instalasi luar yang keluar dari gedung utama. Saat ini pada proteksi pertama yaitu dengan menggunakan spark arrester magazine pada terminal telepon hanya dipasang pada panel utama dan panel sentral line Telkom. Sebenarnya gangguan tegangan lebih juga dapat mengalir kearah pengguna telepon di gedung yang lainnya, untuk itu perlu diberikan perlindungan tambahan pada panelpanel zona gedung luar berupa ii
pemasangan spark arrester magazine dan juga di berikan sistem pentanahan tersendiri pada masingmasing panel zona masing masing gedung. Hal ini dilakukan untuk melindungi alat-alat komunikasi pada gedung-gedung diluar area gedung utama dan juga melindungi pengguna telepon dari bahaya gangguan tegangan lebih ada instalasi telepon. Gambar 2.5. Pemasangan Arrester dan Grounding pada panel zona luar Pada proteksi selanjutnya di sistem PABX yaitu dengan memasang arrester terhadap kabel line dari panel utama ke unit PABX belum memenuhi syarat optimal perlindungan terhadap PABX tersebut. Karena dari total kapasitas 440 saluran yang tersedia dalam sistem PABX yang membutuhkan sekitar 18 unit arrester, baru dilakukan pemasangan proteksi dengan arrester sebanyak 28% atau sekitar 5 unit arrester yang melindungi 125 saluran. Dan dari 155 line yang keluar dari gedung utama melalui kabel jaringan luar yang membutuhkan proteksi arrester sebanyak 7 unit, baru dilakukan proteksi sebanyak 22,5% saja atau sekitar 2 unit arrester yang melindungi 35 line extension. Sehingga besar kemungkinan apabila terjadi kerusakan atau kegagalan proteksi pada spark arrester magazine di panel utama bisa membuat tegangan lebih gangguan petir menerobos masuk ke dalam unit perangkat PABX. Untuk itu perlu juga dilakukan pendataan ulang terhadap line yang ada pada sistem, agar dapat merencanakan proteksi terhadap gangguan petir yang optimal yang dapat mencegah terjadinya kerusakan pada perangkat dan sistem PABX tersebut. Menurut perhitungan maka masih dibutuhkan penambahan arrester terhadap kabel line PABX sebanyak kurang lebih 12 unit arrester, ini merupakan proteksi yang sangat optimal dalam mencegah terjadinya gangguan petir terhadap perangkat PABX yang digunakan perusahaan. Gambar 2.6. Pemasangan arrester pada kabel line PABX Pada sistem proteksi instalasi listrik sudah cukup baik, begitu juga dengan jaringan kabel data program penggunaan line telepon sudah sangat optimal sistem proteksinya. ii
Pada sistem ini terdapat sekering 20 Ampere sebagai pembatas terhadap arus yang melewati instalasi ini dan pada unit terdapat lampu indikator yang menunjukkan status pada grounding yang terpasang sehingga mudah dalam pengecekan berkalanya. Pada proteksi kabel data PABX menuju PC juga sudah cukup optimal dan sesuai dengan standar yang ada, sehingga kemungkinan terjadinya gangguan arus maupun tegangan lebih pada sistem tersebut dapat di minimalisasikan. Unit PC pun sudah dikoneksi dengan sistem pentanahan agar kebocoran listrik pada PC langsung dapat dibuang melalui kabel pentanahan tersebut. Demikian pula dengan sistem pentanahan pada proteksi internal, sudah cukup baik. Dengan di tanam sampai 15 meter dapat membuat nilai pentanahan menjadi lebih kecil dan lebih baik. Hanya saja harus sering diadakan pengecekan berkala tentang besaran nilai tahanan yang ada, dan memastikan kabel pentanahan dalam kondisi baik serta aman. III. Kesimpulan 1. Perancangan sistem penangkal petir yang meliputi penangkal petir eksternal dan internal untuk menentukan dimensi, susunan, jenis bahan dan lainnya, didasarkan pada tingkat perlindungan yang diinginkan dan dalam konteks arus petir didasarkan pada besar parameter arus petir. 2. Secara umum ada empat langkah proteksi petir eksternal, yaitu menangkap petir, menampung petir, menyalurkan petir, dan proteksi petir, yang keempat hal itu direpresentasikan oleh air terminal, down conductor dan earthing systems. 3. Selain berfungsi untuk melindungi dari sambaran petir secara langsung, sistem proteksi internal juga dapat digunakan untuk melindungi dari sambaran petir tidak langsung dengan menggunakan aresster magazine dan proteksi petir pada instalasi kabel data. iii
IV. DAFTAR PUSTAKA P. Hasse, Overvoltage Protection of Low Voltage System, Peter Peregrinus Ltd, London, 1992. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir (PUIPP). Peraturan Umum Instalasi Listrik ( PUIL ). Syamsir Abduh, Fenomena Petir, Universitas Trisakti, Jakarta, 2004. Suhana, Shigeki Shoji, Teknik Telekomunikasi, Pradnya Paramita, 2009. SPLN 62-2 : 1987, Standardisasi Peralatan Uji. Standar Nasional Indonesia (SNI 03-7015-2004) sistem proteksi petir pada bangunan gedung. Aan Tabrani, Sistem Proteksi Penangkal Petir di Gedung PT Bhakti Wasantara. Net Jakarta, Skripsi jurusan teknik elektro Universitas Mercu Buana, 2009. ii