1438_SNI IEC 62305-1_2009

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009

http://slidepdf.com/reader/full/1438sni-iec-62305-12009 1/66

Standar Nasional Indonesia

SNI IEC 62305-1:2009

Proteksi terhadap petir –Bagian 1: Prinsip umum

(IEC 62305-1 (2006), IDT)

ICS 29.020; 91.120.40 Badan Standardisasi Nasional

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

i

Daftar isi

Daftar isi.............................................................................................................................. i

Prakata ............................................................................................................................... ii

1 Ruang lingkup............................................................................................................... 1

2 Acuan normatif ............................................................................................................. 1

3 Istilah dan definisi ......................................................................................................... 1

4 Parameter arus petir .................................................................................................... 7

5 Kerusakan karena petir................................................................................................ 7

6 Kebutuhan dan kelayakan ekonomis untuk proteksi petir ..........................................13

7 Tindakan proteksi .......................................................................................................14

8 Kriteria dasar untuk proteksi struktur dan pelayanan .................................................16

Lampiran A (informatif) - Parameter arus petir .................................................................23

Lampiran B (informatif) - Fungsi waktu dari arus petir untuk tujuan analisis ....................32

Lampiran C (informatif) - Simulasi arus petir untuk maksud pengujian ............................36

Lampiran D (informatif) - Parameter uji yang efek petir pada komponen SPP.................40

Lampiran E (informatif) - Surja karena petir pada titik pemasangan yang berbeda .........55

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

ii

Prakata

Standar Nasional Indonesia (SNI) mengenai “Proteksi terhadap petir – Bagian 1: Prinsipumum”, diadopsi secara identik dari standar International Electrotechnical Commission (IEC)62305-1 (2006) dengan judul “Protection against lightning – Part 1 : General principles”. Bilaterdapat ketidakjelasan terhadap terjemahan isi materi standar ini, maka yang dianggapberlaku adalah sebagaimana yang tertera pada teks asli IEC tersebut.

Standar ini dirumuskan oleh Panitia Teknis 19-03, Pengujian tegangan tinggi dan perpetiran,melalui proses/prosedur perumusan standar dan terakhir dibahas dalam Forum KonsensusXXVI pada tanggal 28 – 29 Nopember 2006 di Jakarta.

Dalam rangka mempertahankan mutu ketersediaan standar yang tetap mengikutiperkembangan, maka diharapkan masyarakat standardisasi ketenagalistrikan memberikan

saran dan usul demi kesempurnaan rancangan ini dan untuk revisi standar ini dikemudianhari.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

1 dari 59

Proteksi terhadap petir –Bagian 1: Prinsip umum

1 Ruang lingkup

Bagian SNI ini menyediakan prinsip umum yang diikuti dalam proteksi terhadap petir untukstruktur termasuk instalasinya isi dan juga manusia,- pelayanan yang terhubung ke struktur.

Hal berikut ini di luar ruang lingkup standar ini:- sistem perkerata apian- kendaraan, kapal laut, pesawat terbang, instalasi pantai;- jaringan pipa dengan gaya tinggi bawah bumi;

- pipa, jaringan daya dan telekomunikasi yang tidak terhubung ke struktur.

CATATAN Biasanya sistem-sistem ini berada dibawah peraturan spesifik yang dibuat olehwewenang spesifik.

2 Acuan normatif

Dokumen acuan berikut sangat diperlukan untuk penerapan dokumen ini. Untuk acuanbertanggal, hanya edisi yang berlaku yang diterapkan. Untuk acuan tanpa tanggal, edisiterakhir dari acuan dokumen (termasuk setiap tambahannya) yang diterapkan.

IEC 62305-2, Protection against lightning – Part 2 : Risk management

IEC 62305-3, Protection against lightning – Part 3 : Physical damage to structures and lifehazard

IEC 62305-4, Protection against lightning – Part 4 : Electrical and electronic sistems withinstructures

IEC 62305-5, Protection against lightning – Part 5 : Services2

3 Istilah dan definisi

Untuk tujuan dokumen ini, istilah dan definisi berikut diterapkan.

3.1kilatan petir ke bumipeluahan listrik dari atmosfir antara awan dan bumi yang terdiri dari satu atau lebihsambaran

3.2kilatan kebawahkilatan petir yang diawali dengan hulu kebawah dari awan ke bumi

CATATAN Satu kilatan kebawah terdiri dari sambaran pertama yang pendek, yang diikutibeberapa sambaran pendek . Satu atau lebih sambaran pendek dapat diikuti oleh sambaran panjang.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

2 dari 59

3.3kilatan keatassambaran kilat yang diawali oeh suatu hulu keatas dari struktur yang dibumikan ke awan

CATATAN Satu kilatan keatas terdiri dari sambaran pertama yang panjang dengan atau tanpasambaran pendek berlapis berulang. Satu atau lebih sambaran pendek mungkin diikuti oleh sambaranyang panjang.

3.4sambaran petirsuatu luahan listrik dalam kilatan petir ke bumi

3.5sambaran pendekbagian kilatan petir yang terkait ke suatu arus impuls

CATATAN Arus ini memiliki waktu ke setengah nilai T 2 biasanya kurang dari 2 mdetik (lihatGambar A.1).

3.6sambaran panjangbagian dari kilatan petir yang terkait dengan arus kontinu

CATATAN Durasi waktu T panjang (waktu dari 10 % nilai depan ke 10 % nilai ekor) dari arus yangkontinyu adalah secara spesifik lebih dari 2 mdtk dan kurang dari 1 detik (lihat Gambar A.2)

3.7sambaran berulangkilatan petir terdiri rata-rata 3-4 sambaran, dengan interval waktu biasanya antara petirsekitar 50 milidetik

CATATAN Kejadian dengan sambaran sampai beberapa lusin dengan interval waktu antara petirdalam julat 10 milidetik sampai 250 milidetik telah terjadi.

3.8titik sambarantitik sambaran petir ke bumi, atau obyek yang menonjol (misal struktur, SPP, pelayanan,pohon, dll)

CATATAN Titik sambaran petir mungkin lebih dari satu titik sambaran

3.9arus petiri arus yang mengalir pada titik sambaran

3.10nilai puncakI nilai maksimum arus petir

3.11

rata-rata kecuraman dari arus muka sambaran pendeklaju rata-rata perubahan arus dalam interval waktu t 2 – t 1

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

3 dari 59

CATATAN Hal ini dituliskan dengan perbedaan i (t 2 ) – i(t 1 ) dari nilai arus pada permulaan danpada akhir interval ini, dibagi dengan t 2 – t 1 (lihat Gambar A.1).

3.12waktu muka dari arus sambaran pendekT 1parameter sebenarnya ditetapkan sebesar 1,25 kali interval waktu antara dicapainya nilaipuncak antara 10 % dan 90 % (lihat Gambar A.1)

3.13arus sambaran pendek sebenarnyaO1

titik perpotongan dengan sumbu waktu dari garis lurus yang ditarik melalui titik acuan 10%dan 90% pada arus sambaran muka (lihat Gambar A.1); hal ini didahului oleh 0,1 T1 yangsaat itu arus mencapai 10% dari nilai puncak

3.14waktu nilai paruh arus sambaran pendekT 2parameter sebenarnya didefinisikan sebagai interval waktu antara awal sebenarnya O1 dansesaat sewaktu arus menurun ke separuh nilai puncak (lihat Gambar A.1)

3.15durasi kilatanT waktu untuk arus petir mengalir pada titik sambaran

3.16

durasi arus sambaran panjangT panjang

durasi waktu selama arus dalam sambaran panjang diantara 10% nilai puncak selamakenaikan arus yang kontinyu dan 10% dari nilai puncak selama penurunan arus yangkontinyu (lihat Gambar A.2)

3.17muatan kilatanQkilatan

integral waktu dari arus petir untuk durasi kilatan petir keseluruhan

3.18

muatan sambaran pendekQpendek

integral waktu yang ada arus petir pada sambaran pendek

3.19muatan sambaran panjangQpanjang

integral waktu yang ada arus petir pada sambaran panjang

3.20enerji spesifikW /R

integral waktu dari kwadrat arus petir untuk durasi seluruh kilatan

CATATAN Hal ini menunjukkan enerji yang hilang oleh arus petir dalam unit resistans.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

4 dari 59

3.21enerji spesifik dari arus sambaran pendekwaktu yang ada dari kwadrat arus petir untuk durasi sambaran pendek

CATATAN Enerji spesifik dalam arus sambaran panjang diabaikan

3.22obyek yang diproteksistruktur atau pelayanan yang diproteksi terhadap pengaruh petir

3.23struktur yang diproteksistruktur yang memerlukan proteksi terhadap pengaruh petir ssuaistandar ini

CATATAN Struktur yang diproteksidapat juga sebagaibagian dari struktur yang lebih besar.

3.24pelayanan yang diproteksipelayanan yang terhubung dengan struktur yang memerlukan proteksi terhadap pengaruhpetir yang sesuai dengan standar ini

3.25kilatan petir pada obyekkilatan petir yang menyambar obyek yang akan diproteksi

3.26kilatan petir dekat obyek

kilatan petir yang menyambar dekat pada suatu obyek yang akan diproteksi yang dapatmenyebabkan tegangan lebih yang berbahaya

3.27sistem kelistrikansiatem yang tergabung dalam komponen suplai tegangan rendah

3.28sistem elektroniksiatem yang tergabung dalam komponen elektronik yang peka seperti perlengkapankomunikasi, computer, sistem control dan instrumentasi, sistem radio dan instalasi elektronikdaya

3.29sistem internalsistem kelistrikan dan elektronik di dalam struktur

3.30kerusakan fisikkerusakan suatu struktur (atau isinya) atau ke pelayanan karena pengaruh mekanis, termal,kimia dan ledakan dari petir3.31kecelakaan makhluk hidupkecelakaan ,termasuk kehilangan nyawa, terhadap manusia atau hewan karena tegangan

sentuh dan tegngan langkah yang disebabkan oleh petir

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

5 dari 59

3.32kegagalan sistem kelistrikan dan elektronikkerusakan dari sistem kelistrikan dan elektronik karena impuls elektromagnetik petir(Lightning Electrmagnetic Impulse = LEMP )

3.33impuls elektromagnetik petirLEMPpengaruh elektromagnetik arus petir

CATATAN Termasuk surja yang dihantar dan juga pengaruh impuls medan elektromagnetik yangdiradiasikan.

3.34surjagelombang transien yang muncul seperti tegangan lebih dan/atau arus lebih yang

disebabkan oleh impuls elektromagnetik petir (LEMP)

CATATAN Surja yang disebabkan oleh impuls elektromagnetik petir (LEMP) dapat muncul dari(bagian) arus petir, dari pengaruh induksi pada intalasi tertutup dan sebagai sisa ancaman hilir darigawai pelindung surja

3.35daerah proteksi petirZPPdaerah dengan lingkungan elektromagnetik petir yang ditetapkan

CATATAN Batas dari suatu daerah proteksi petir (ZPP) tidak perludibatasi secara fisik (misaldinding, lantai dan langit-langit)

3.36resikoRnilai rata-rata kemungkinan rugi tahunan (manusia dan benda) karena petir, relatip terhadapnilai total (manusia dan benda) dari obyek yang diproteksi

3.37resiko yang ditoleransiRT

nilai maksimum dari resiko yang dapat ditoleransi untuk obyekyang diproteksi

3.38tingkat proteksi petirTPP jumlah yang terkait untuk pengaturan nilai parameter arus yang relevan kepda kemungkinannilai desain maksimum dan minimum yang terkait yang tidak dilampaui pada terjadinya petiralamiah

CATATAN Tingkat proteksi petir digunakan untuk mendesain ukuran proteksi sesuai kepadaparameterarus petir.

3.39

ukuran-ukuran proteksiukuran-ukuran yang diterapkan pada obyek proteksi untuk mengurangi resiko

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

6 dari 59

3.40sistem proteksi petirSPPsistem lengkap yang digunakan untuk mengurangi kerusakan fisik karena kilatan petir ke

struktur

CATATAN Hal ini terdiri dari sistem proteksi petir luar dan dalam.

3.41sistem proteksi petir luarbagian dari sistem proteksi petir (SPP) terdiri dari suatu sistem terminasi-udara, sistemelektroda-turun dan suatu sistem terminasi-bumi

3.42sistem proteksi petir dalambagian dari sistem proteksi petir (SPP) terdiri dari ikatan ekipotensial petir dan/atau insulasi

listrik dari sistem proteksi petir (SPP) luar

3.43sistem terminasi-udarabagian dari suatu sistem proteksi petir (SPP) yang menggunakan elemen metal sepertibatangan, elektroda mes atau kawat yang tergantung yng dimaksud untuk mencegat kilatanpetir

3.44sistem elektroda-turunbagian dari suatu sistem proteksi petir (SPP) luar yang dimaksud untuk menghantarkan aruspetir dari sistem terminasi-udara ke sistem terminasi-bumi

3.45sistem terminasi-bumibagian dari suatu sistem proteksi petir (SPP) luar yang dimaksud untuk menghantarkan danmembubarkan arus petir ke bumi

3.46bagian elektroda luarunsur metal yang dikembangkan masuk atau meninggalkan struktur yang diproteksi sepertipekerjaan pipa, unsur metal kabel, saluran metal, dll, yang dapat membawa bagian aruspetir

3.47ikatan ekipotensial petirIkatan ke sistem proteksi petir (SPP) dari bagian metal yang terpisah, oleh sambunganelektroda langsung atau melalui gawai proteksi surja, untuk mengurangi beda potensial yangdisebabkan arus petir

3.48kawat pelindungkawat metal yang digunakan untuk mengurangi kerusakan fisik karena kilatan petir padapelayanan

3.49sistem pengukuran proteksi impuls elektromagnetik petir LEMPLPMSsistem lengkap pengukuran proteksi untuk sistem internal terhadap LEMP

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

7 dari 59

3.50pelindung magnetictapis tertutup, dari logam, seperti-jaring atau kontinu menutup obyek yang diproteksi, ataubagian dari padanya, yang digunakan untuk mengurangi kegagalan sistem kelistrikan dan

elektronik

3.51gawai proteksi surjaGPSgawai yang dimaksud untuk membatasi tegangan lebih transien dan penyebaran arus surja

Terdiri dari sekurang-kurangnya satu komponen tidak-linear

3.52koordinasi proteksi gawai proteksi surjapenyediaan gawai proteksi surja dipilih secara tepat, dikoordinasikan dan dipasang untuk

mengurangi kegagalan sistem kelistrikan dan elektronik

3.53tegangan keresistor impuls pengenalU Wtegangan keresistor impuls ditetapkan oleh pabrikan untuk perlengkapan atau bagiannya,karakteristik yang menentukan kemampuan tahan dari insulasi terhadap tegangan lebih

CATATAN Untuk tujuan standar ini, hanya tegangan keresistor diantara elektroda aktif dan bumiyang dipertimbangkan. (IEC 60664-1:2002)

[ 1 ] 3

3.54

impedansi penbumian komersialperbandingan nilai puncak dari tegangan terminasi-bumi dan arus terminasi-bumi yangsecara umum tidak terjadi bersamaan

4 Parameter arus petir

Parameter arus petir yang digunakan dalam seri IEC 62305 (SNI ……….) diberikandalamLampiran A.

Fungsi waktu dari arus petiryang digunakan untuk maksud analisis tujuan diberikan dalamLampiran B.

Informasi untuk simulasi arus petir untuk maksud pengujian diberikan dalam Lampiran C.

Parameter dasar yang akan digunakan di laboratorium untuk mengsimulasi pengaruh petirpada komponen sistem proteksi petir (SPP) diberikan dalamLampiran D.

Informasi tentang surja karena petir pada titik pemasangan yang berbeda diberikan padaLampiran E.

5 Kerusakan karena petir

5.1 Kerusakan pada struktur

3 Acuan lihat daftar bacaan

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

8 dari 59

Pengaruh petirpada struktur dapat menyebabkan kerusakan pada struktur itu sendiri dankepada penghuni dan isinya, termasuk kegagalan sistem internalnya. Kerusakan dankegagalan dapat juga meluas ke sekitar struktur dan bahkan menyangkut lingkunganberbahaya. Skala perluasannya tergantung kepada karakteristik struktur dan karakteristik

kilatan petir.

5.1.1 Pengaruh petir pada struktur

Karakteristik utama dari struktur yang relevan pengaruh petir termasuk:

- konstruksi ( misal, kayu, batu bata, beton, beton tekan, konstruksi baja);- fungsi (rumah tinggal, kantor, pertanian, gedung pertunjukkan, hotel, sekolah, rumah

sakit, museum, gereja, mesjid, penjara, mal, bank, pabrik, kawasan industri, arena olahraga);

- penghuni dan isinya (manusia dan binatang, tersedianya bahan mudah terbsumber danyang tidak mudah terbsumber, bahan peledakdan bukan peledak, sistem kelistrikan dan

elektronika dengan tegangan keresistor rendah atau tinggi);- layanan yang terhubung ( jaringan daya,jaringan telekomunikasi, jaringan pipa);- tindakan yang ada atau yang dilengkapi dengan proteksi (misal, tindakan proteksi untuk

menurunkan kerusakan fisik dan bahaya kehidupan, tindakan proteksi untuk menurunkankegagalan sistem internal);

- skala meluasnya bahaya (struktur dengan kesulitan jalan penyelamatan atau padastruktur dengan kepanikan dapat terjadi, struktur yang berbahaya kepada sekitar, strukturyang berbahaya kepada lingkungan).

Tabel 1, berisi pengaruh petir pada bermacam-macam jenis struktur.

Tabel 1 - Pengaruh petir pada bermacam struktur

Jenis struktur sesuaifungsi dan/atau isinya

Pengaruh petir

Rumah tinggal Instalasi listrik dapat dadal, kebsumberan dan kerusakan bahanKerusakan biasanya terbatas pada benda yang tersambar langsung atau terkena jalurarus petir.Kegagalan perlengkapan listrik dan elektornik dan sistem yang terpasang (misal, TV,computer, modem, telepon dst)

Struktur peternakan Resiko pertama dari kebsumberan dan bahaya tegangan langkah dan kerusakan bahan.Resiko kedua karena hilangnya daya listrik, dan bahaya kehidupan ternak karenakegagalan ventilasi dan sistem penyuplai makanan, dst.

Gedung pertunjukkanHotelSekolahMal

Arena olah raga

Kerusakan pada instalasilistrik (misal, listrik untuk penerangan) yang dapat menimbulkankepanikan.Kegagalan peringatan kebsumberan yang menyebabkan kelambatan tindakanpemadaman kebsumberan

BankPerusahaan asuransiPerusahaan komersil,dll

Seperti di atas, ditambah masalah yang menyebabkan hilangnya komunikasi, kegagalancomputer dan kehilangan data

Rumah sakitRumah perawatanPenjara

Seperti di atas, ditambah masalah manusia yang sedang dalam perawatan intensif, dankesulitan pertolongan kepada manusia yang tidak dapat bergerak

Industri Pengaruh tambahan tergantung isi pabrik, dari yang kecil sampai kerusakan yang besardan hilangnya produksi

Musium dan situs purbakalaGerejaMesjidKuilPura

Hilangnya warisan budaya yang tidak dapat diganti

Telekomunikasi

Pusat pembangkit daya

Hilangnya pelayanan umum

Pabrik petasan, merconPabrik bahan peledak

Konsekuensi kebsumberan dan ledakan pada pabrik dan sekitarnya

Tempat ibadah

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

9 dari 59

Tabel 1 – (lanjutan)

Pabrik kimiaKilang minyakPembangkit Nuklir

Laboratorium biokimia danpabrik

Kebsumberan dan pabrik tidak berfungsi dengan akibat-akibat yang menggangguterhadap lingkungan setempat maupun menyeluruh

5.1.2 Sumber dan jenis kerusakan pada struktur

Arus pertir adalah sumber kerusakan. Situasi berikut ini harus diperhitungkan, tergantungpada posisi titik sambaran kepada struktur:

- S1: sambaran ke struktur;- S2: sambaran dekat struktur;- S3: sambaran ke pelayanan yang terhubung ke struktur;- S4: sambaran dekat pelayanan yang terhubung ke struktur.

Sambaran ke struktur dapat menyebabkan:

- kerusakan mekanik langsung, kebsumberan dan/atau ledakan karena plasmabusurpanas petir itu sendiri, karena arus yang dihasilkan dalam pemanasan resistanskonduktor (panas konduktor berlebih), atau karena muatan yang dihasilkan dalam erosibusur (leburan logam);

- kebsumberan dan/atau ledakan yang dipicu oleh percikan yang disebabkan olehtegangan lebih yang dihasilkan dari kopel bersifat resistif dan induktif dan bagian yangdialiri arus petir;

- kecelakaan terhadap manusia karena tegangan langkah dan sentuh yang dihasilkan darikopel sifat resistif dan induktif;

- kegagalan atau tidak berfungsinya sistem internal karena impuls elektromagnetik petir(LEMP).

Sambaran dekat struktur dapat menyebabkan:

- kegagalan atau tidak berfungsinya sistem internal karena impuls elektromagnetik petir(LEMP)

Sambaran ke pelayanan yang terhubung ke struktur dapat menyebabkan:

- kebsumberan dan/atau ledakan yang dipicu oleh percikan yang disebabkan olehtegangan lebih dan arus petir mengalir melalui pelayanan yang terhubung;

- kecelakaan terhadap manusia karena tegangan sentuh di dalam struktur yang

disebabkan oleh arus petir yang mengalir melalui pelayanan yang terhubung;- kegagalan atau tidak berfungsinya sistem internal karena tegangan lebih terjadi pada

jaringan yang terhubung dan disalurkan ke struktur.

Sambaran dekat pelayanan yang terhubung ke struktur dapat menyebabkan:

- kegagalan atau tidak berfungsinya sistem internal karena tegangan lebih diinduksikanpada jaringan yang terhubung dan disalurkan ke struktur.

CATATAN 1 Tidak berfungsinya sistem internal tidak dicakup dalam standar ini. Acuan sebaiknyadibuat ke IEC 610000 -4 – 5

[2].

CATATAN 2 Hanya percikan yang membawa arus petir (total atau sebagian) dianggap mampuuntuk memicu kebsumberan.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

10 dari 59

CATATAN 3 Sambaran petir, langsung ke atau dekat ke jaringan pipa, tidak menyebabkankerusakan struktur, asalkan semua terikat pada batang ekipotensial dari struktur (lihat IEC 62305-3).

Kesimpulannya, petir dapat menyebabkan tiga dasar kerusakan:

- D1: kecelakaan makhluk hidup karena tegangan sentuh dan langkah;- D2: kerusakan fisik ( kebsumberan, ledakan, kerusakan mekanik, pelepasan bahan

kimia) karena pengaruh arus petir termasuk timbulnya percikan;- D3: kegagalan atau tidak berfungsinya sistem internal karena impuls elektromagnetik

petir (LEMP).

5.2 Kerusakan pada suatu pelayanan

Petir yang mempengaruhi pelayanan dapat menyebabkan kerusakan benda-benda fisik itusendiri (jaringan atau pipa) yang digunakan dalam pelayanan, maupun perlengkapanlistrikdan elektronik yang terhubung.

CATATAN Pelayanan yang dipertimbangkan adalah hubungan fisik antara:- Rumah Sambung Telkom (RST) dan struktur pengguna atau dua Rumah Sambung Telkom (RST)

atau dua struktur pengguna, untukjaringan telekomunikasi,- Rumah Sambung Telkom (RST) atau struktur pengguna dan titik-titik distribusi, atau dua titik

distribusi untuk jaringan telekomunikasi,- Gardu induk tegangan tinggi dan struktur pengguna, untuk jaringan daya,- Gardu distribusi utama dan struktur pengguna, untuk pipa-pipa.

Luasnya perusakan ini tergantung pada karakteristik pelayanan, pada jenis dan jangkauansistem listrik dan elektronik dan pada karakteristik kilat petir.

5.2.1 Pengaruh petir pada pelayanan

Karakteristik utama dari pelayanan yang relevan terhadap pengaruh petir termasuk:

- Konstruksi (jaringan : saluran udara, bawah bumi, bertapis, tidak bertapis, serat optic;pipa: di atas bumi, tertanam, logam, plastic);

- Data konstruksi (konstruksi, isi, dimensi, lokasi);- Fungsi (jaringan telekomunikasi, jaringan daya listrik, jaringan pipa); tindakan yang ada

atau yang dilengkapi dengan proteksi (misal, kawat pelindung, gawai proteksi surja(GPS), jalur rdudansi, sistem penyimpanan cairan, pembangkitan, sistem daya tidakterputus UPS).

Tabel 2 - Pengaruh petir pada berbagai jenis pelayanan

Jenis pelayanan Efek petir

Jaringan telekomunkasi Kerusakan mekanis jaringan, meleburnya tapis dankonduktor, timbulnya kebocoran insulasi kabel danpelengkapan yang menyebabkan kegagalan utamadengan kehilangan layananKegagalan berikutnya pada kabel serat optic dengankerusakan kabel tetapi tanpa kehilangan layanan

Jaringan daya listrik Kerusakan insulator jaringan tegangan rendah,dadalnya insulasi jaringan kabel, tembusnya insulasipelengkapan jaringan dan transformator, dengankonsekuensi hilangnya layanan

Pipa air Kerusakan perlengkapan listrik dan perlengkapancontrol elektronik yang cenderung menyebabkanhilangnya layanan

Pipa gas Dadalnya gasket flashes arus logam dapatmenimbulkan api dan/atau ledakan

Pipa bahan baker Kerusakan perlengkapan listrik dan perlengkapancontrol elektronik yang cenderung menyebabkanhilangnya layanan

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

11 dari 59

5.2.2 Sumber dan jenis kerusakan pada suatu pelayanan

Arus adalah sumber kerusakan. Situasi berikut ini harus diperhitungkan, tergantung padaposisi titik sambaran kepada struktur:

- S1: sambaran ke struktur yang tersedia;- S3: sambaran ke pelayanan yang terhubung ke struktur;- S4: sambaran dekat pelayanan yang terhubung ke struktur.

Sambaran ke struktur yang tersedia dapat menyebabkan:

- Meleburnya kawat logam dan tapis kabel karena sebagian dari arus petir mengalir kepelayanan ( dihasilkan dari pemanasan sifat resistans);

- Tembusnya insulasi jaringan dan perlengkapan yang terhubung (karena adanya kopelsifat resistans);

- Dadalnya gasket non-logam pada flens pipa, maupun gasket pada insulasi sambungan.

CATATAN 1 Kabel serat optic tanpa konduktor logam tidak dipengaruhi oleh sambaran petir padastruktur yang tersedia.

Sambaran ke pelayanan yang terhubung ke struktur dapat menyebabkan:

- Segera kerusakan mekanik kawat logam atau pemipaan karena gaya elektrodinamikatau efek pemanasan yang disebabkan oleh arus petir (tembusnya dan/atau leburnyakawat logam, tapis atau pemipaan), dank arena panas busur plasma petir itu sendiri(dadalnya tutup plastik pelindung);

- Segera kerusakan listrik jaringan (tembusnya insulasi) dan perlengkapan yangtersambung;

- Dadalnya pipa logam tipis di udara dan gasket non-logam pada flens, dengankonsekuensi dapat menimbulkan api dan ledakan tergantung pada sifat alami cairanyang dialirkan.

Sambaran dekat pelayanan yang terhubung ke struktur dapat menyebabkan:

- Tembusnya insulasi jaringan danperlengkapan yang tersambung karena kopling induksi(tegangan lebih induksi).

CATATAN 2 Kabel serat optiktanpa konduktorlogam tidak dipengaruhi oleh sambaran petir kebumi.

Sebagai hasilnya, petir dapat menyebabkan dua jenis dasar kerusakan:

- D2 : kerusakan fisik (api, ledakan, kerusakan mekanis, kimia terurai) karena efek termalarus petir

- D3 : kegagalan sistem listrik dan elektronik karena tegangan lebih.

5.3 Jenis kehilangan

Setiap jenis kerusakan, tersendiri atau berkombinasidengan yang lain, dapat menghasilkankonsekwensi rugi yang berbeda dariobyek yang di proteksi. Jenis kerugian dapat timbultergantung karakteristik obyek itu sendiri.

Untuk tujuan standar ini, dibahas jenis kehilangan berikut:

- L1 : kehilangan hidup manusia;

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

12 dari 59

- L2 : kehilangan layanan ke masyarakat;- L3 : kehilangan warisan budaya;- L4 : kehlangan nilai ekonomis (struktur dan isinya, layanan dan kehilangan kegiatan).

Kehilangan jenis L1, L2 dan L3 dimaksudkan sebagai kehilangan nilai sosial, sedangkankehilangan L4 dimaksudkan kehilangan ekonomis mutlak.Kehilangan yang dapat terjadi pada struktur adalah sebagai berikut:- L1 : kehilangan hidup manusia;- L2 : kehilangan layanan ke masyarakat;- L3 : kehilangan warisan budaya;- L4 : kehilangan nilai ekonomis (struktur dan isinya).

Kehilangan yang terdapat pada layanan adalahsebagai berikut:- L2 : kehilangan layanan ke masyarakat;- L4 : kehilangan nilai ekonomis ( layanan dan kehilangan kegiatan).

CATATAN Dalam pelayanan kehilangan hidup manusia tidak dibahas dalam standar ini.

Hubungan antara sumber kerusakan, jenis kerusakan dan kehilangan dilaporkan dalamTabel 3 untuk struktur dan dalamTabel 4 untuk pelayanan.

Tabel 3 - Kerusakan dan kehilangan dalam suatu struktur menuruttitik sambaran petir yang berbeda

Titik sambaranSumber

kerusakanJenis

kerusakanJenis

kehilangan

Struktur S1 D1D2D3

L1, L4’’L1, L2, L3, L4L1’’, L2, L4

Dekat denganstruktur

S2 D3 L1’, L2, L4

Pelayanan yangterhubung ke struktur

S3D1D2D3

L1, L4’’L1, L2, L3, L4

L1’, L2, L4

Dekat pelayanan S4 D3 L1’, L2, L4

‘ Hanya untuk struktur dengan resiko peledakan dan untuk rumah sakit atau struktu lainnya dengan kegagalan sisteminternal segera membahayakan hidupmanusia.‘’ Hanya untuk tempat-tempat yang memungkinkan hewan dapat hilang.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

13 dari 59

Tabel 4 - Kerusakan dan hilangnya layanan menurut perbedaan titik sambaran petir

Titik sambaran Sumber kerusakan Jenis kerusakan Jenis kehilangan

Pelayanan S3 D2, D3Dekat dengan

pelayananS4 D3

Struktur yang tersedia S1 D2, D3

L2, L4

Jenis kehilangan yang dihasilkan oleh bermacam-macam jenis kerusakan dan resiko yangterkait dilaporkan dalam Gambar 1.

Gambar 1 - Berbagai jenis kehilangan dan resiko yang terkait yang dihasilkanoleh perbedaan jenis kerusakan yang berbeda

6 Kebutuhan dan kelayakan ekonomis untuk proteksi petir

Kebutuhan untuk proteksi suatu obyek yang akan diproteksi dalam usaha mengurangikehilangan nilai sosial L1, L2 dan L3 harus dievaluasi.

Dalam usaha utuk mengevaluasi perlu atau tidak proteksi petir pada suatu obyek,pemeriksaan resiko sesuai dengan proedur IEC 62305-2 harus dibuat. Resiko berikut iniharus dipertimbangkan, terkait dengan jenis kehilangan yang dilaporkan pada 5.3:

- R 1 : resiko kehilangan hidup manusia;- R 2 : resiko kehilangan pelayanan umum;- R 3 : resiko kehilangan warisan budaya;

Proteksi terhadap petir diperlukan jika resiko R (R 1 sampai R 3 ) lebih tinggi dibandingkan

dengan tingkat yang ditoleransi R T.

R > R T

Kehilang-an hidupmanusia

Kecelaka-an

makhluk

hidup

Kerusak-

an fisik

Kega-galan

2)

sistemlistrikdan

elekto-

nik

ResikoR1

1)Resiko

R2

Kehilanganpelayanan

Kerusak-an fisik

Kegagalansistemlistrik danelektronik

Kehilanganbenda budaya

Kerusakanfisik

ResikoR3

1)Resiko

R4

Kehilangannilai

ekonomi

Kecelakaanmakhluk

hidup

Kerusakanfisik

Kegagalansistem

listrik danelektronik

1) Hanya untuk struktur2) Hanya untuk rumah sakit dan struktur lain dengan kegagalan sistem internalsegera

membahayakan makhluk hidup3) Hanya untuk tempat-tempat yang hewan dapat hilang

Jenis kerusakan

Jenis kehilangan

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

14 dari 59

Dalam hal ini, tindakan proteksi harus diambil dalam usaha menurunkan resiko R (R 1 sampaiR 3 ) ke tingkat yang ditoleransi R T

R R T

Jika kehilangan lebih dari satu muncul dalam obyek yang diproteksi, kondisi R R T harusmemuaskan untuk setiap jenis kehilangan (L1, L2 dan L3).

Nilai resiko yang ditoleransi R T dimana petir dapat muncul mengakibatkan kehilangan unsurnilai sosial sebaiknya menjadi tanggung jawab badan nasional yang berkompeten.

CATATAN 1 Suatu lembaga yang memiliki hak hukum dapat menetapkan keperluan proteksi petiruntuk penerapan spesifik tanpa memerlukan penilaian resiko. Dalam hal ini, tingkat proteksi yangdiperlukan ditetapkan oleh pihak yang berwenang. Dalam beberapa kasus, penilaian resiko dapatdigunakan sebagai teknik tuntutan persyaratan ini.

CATATAN 2 Informasi rinci pada penilaian resiko dan pada prosedur pemilihan tindakan proteksidilaporkan dalam IEC 62305-2.

6.2 Kelayakan ekonomis dari proteksi petir

Disamping kebutuhan proteksi petir untuk obyek yang akan diproteksi, juga sangat bergunauntuk mengevaluasi keuntungan ekonomis dari pengadaan tindakan proteksi dalam usahamengurangi kehilangan ekonomis L4.

Dalam hal ini, resiko R 4 dari hilangnya nilai ekonomis sebaiknya diperiksa. Penilaian resikoR 4 memungkinkan evaluasi biaya kehilangan ekonomis dengan dan tanpa penerapantindakan proteksi.

Proteksi petir adalah biaya yang efektif jika jumlah biaya C RL dari kerugian berikutnya denganadanya tindakan proteksi dan biaya C PM dari tindakan proteksi lebih rendah dibanding biayaC L dari rugi-rugi total tanpa tindakan proteksi :

C RL + C PM < C L

CATATAN Informasi rinci evaluasi kelayakan ekonomis dari proteksi petir dilaporkan dalam IEC62305-2.

7 Tindakan proteksi

Tindakan proteksi dapat diterapkan dalam usaha menurunkan resiko sesuai jenis kerusakan.

7.1 Tindakan proteksi untuk menurunkan kecelakaan makhluk hidup karenategangan sentuh dan langkah

Tindakan proteksi yang mungkin, termasuk:

- insulasi yang cukup untuk bagian konduktif yang terbuka;- ekipotensialisasi dengan menerapkan sistem penbumian jaring;- pembatasan secara fisik dan pemberian tanda peringatan bahaya.

CATATAN 1 Ekipotensialisasi tidak efektif terhadaptegangan sentuh.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

15 dari 59

CATATAN 2 Menaikkan resistivitas tanah di dalam permukaan dan di luar struktur dapatmenurunkan bahaya kehidupan (lihat Ayat 8 dari IEC 62305-3).

7.2 Tindakan proteksi untuk mengurangi kerusakan fisik


a) untuk struktur

- sistem proteksi petir (SPP)

CATATAN 1 Pada pemasangan SPP, ekipotensial adalah tindakan yang penting untukmenurunkan bahaya kebsumberan dan bahaya kehidupan. Untuk lebih rinci lihat IEC 62305-3(SNI……………..).

CATATAN 2 Penyediaan pembatas berkembang dan merambatnya kebsumberan sepertiruang tahan api, pemadam api, hidran, alarmkebsumberan dan pemasangan pemadam

kebsumberan, dapat menurunkan kerusakan fisik.

CATATAN 3 Jalan penyelamatan yang dilindungi disiapkan untuk proteksi personil.

b) Untuk pelayanan

- kawat perisai

CATATAN 4 Untuk kabel yang ditanam, proteksi yang paling efektif dilakukan dengan daklogam.

7.3 Tindakan proteksi untuk menurunkan kegagalan sistem listrik dan elektronik


a) untuk struktur

- LEMP Sistem Tindakan Proteksi (STPL) terdiri dari tindakan berikut yang digunakantersendiri atau gabungan:- tindakan penbumian dan pengikatan;- perisai magnetic;- rute jaringan;- “proteksi GPS yang terkoordinasi”

b) untuk pelayanan

- Gawai Proteksi Surja (GPS) pada tempat yang berbeda disepanjang jaringan danpada terminal jaringan;

- perisai magnetic dari kabel.

CATATAN 1 Untuk kabel yang ditanam, proteksi yang paling efektif adalah denganmenyiapkan tapis logam yang kontinu dengan tebal yang sesuai.

CATATAN 2 Rute lebih, perlengkapan redudansi, pembangkit daya otonom, supla daya takterputus,sistem penyimpanan cairan, dan sistem deteksikegagalan otomatis adalah tindakanproteksi yang efektif untuk menurunkan kehilangan kegiatan pelayanan.

CATATAN 3 Menaikkan tegangan keresistor insulasi perlengkapan dan kabel adalah tindakanproteksi yang efektif terhadap kegagalan karena tegangan lebih.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

16 dari 59

7.4 Pemilihan tindakan proteksi

Pemilihan tindakan proteksi yang paling sesuai harus dilakukan oleh perencana dan pemiliksesuai jenisdan jumlah tiap jenis kerusakan, dan sesuai dengan aspek teknik dan ekonomi

dari tindakan proteksi yang berbeda.

Kriteria penilaian resiko dan pemilihan tindakan proteksi yang sesuai diberikan pada IEC62305-2 (SNI IEC 62305-2:2009) .

Tindakan proteksi yang disiapkan adalah efektif asalkan memenuhi persyaratan standaryang relevan dan mampu untuk menahan stress yang diperkirakan pada tempat alatterpasang.

8 Kriteria dasar untuk proteksi struktur dan pelayanan

Suatu proteksi yang ideal untuk struktur dan pelayanan mencakup obyek yang akandiproteksi dengan penbumian dan pemasangan perisai yang kontinu dengan ketebalan yangsesuai, dan dengan menyiapkan ikatan yang sesuai, pada titik masuk ke perisai daripelayananyang terhubung ke struktur.

Hal ini akan mencegah penetrasi aruspetir dan medan elektromagnetik yang ada kedalamobyek yang diproteksi dan mencegah bahaya termal dan efek elektrodinamik arus, sepertipercikan dan teganganlebih pada sistem internal.

Dalam prakteknya, sering dan mungkin juga biaya efektif untuk meneruskan sedemikianpanjang untuk menyiapkan penyiapan proteksi yang optimum.

Kekurang kontinuitas perisai dan/atau ketebalan yang tidak sesuai memungkinkan arus petirmemasuki perisai akan menyebabkan:

- kerusakan fisik dan bahaya kehidupan- kegagalan sistem internal- kegagalan pelayanan dan sistem yang berkesinambungan.

Tindakan proteksi yang diadopsi untuk menurunkan kerusakan sedemikian dan rugi-rugiterkait yang relevan, harus direncanakan untuk menetapkan parameter arus petir terhadapproteksi yang disyaratkan (tingkat proteksi petir).

8.1 Tingkat Proteksi Petir (SPP)

Untuk tujuan standar ini, dijelaskan ada empat tingkat proteksi petir (I sampai IV). Untuksetiap SPP parameter arus petir maksimum dan minimum ditetapkan.

CATATAN 1 Proteksi terhadap petir dengan parameter aruspetir maksimum dan minimum melebihiyang relevan ke SPP I tidak dibahas dalam standar ini.

CATATAN 2 Kemungkinan terjadi petir dengan parameter arus minimum ataumaksimum di luar julat nilai yang ditetapkan untuk SPP I adalah kurang dari 2 %.

Nilai maksimum parameter arus petir relevan kepada SPP I tidak akan terlampaui, dengankemungkinan 99 %. Sesuai perbandingan polaritas yang diasumsikan (lihat Ayat A.2), nilai

yang diambil dari sambaran positif akan mempunyai kemungkinan dibawah 10 %, sementaradari sambaran negatip akan tersisa dibawah 1 % (lihat Ayat A.3).

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

17 dari 59

Nilai maksimum parameter aruspetir yang relevan untuk SPP I diturunkan sampai 75 %untuk SPP II dan 50 % terhadap SPP III dan IV ( linier untuk I , Q dan di /dt ,tetapi pangkatdua untuk W/R ). Parameter waktu tidak berubah.

Nilai maksimum parameter arus petir untuktingkat proteksi petiryang berbeda diberikandalam Tabel 5 dan digunakan untuk merencanakan komponen proteksi petir (misal, luaspenampang konduktor, ketebalan lembar logam, kemampuan arus dari GPS (Gawai ProteksiSurja), pemisahan jarak terhdap percikan yang berbahaya) dan untuk menetapkanparameter uji untuk mensimulasi efek petir pada komponen sedemkian (lihat Lampiran D).Nilai minimum amplitudo arus petir untuk SPP yang berbeda digunakan untuk mengatur jari- jaru putar lingkaran (lihat Ayat A.4) dalam usaha untuk menetapkan zone proteksi petir ZPPOB yang tidak dapat dicapai oleh sambaran langsung (lihat 8.2 dan Gambar2 dan 3). Nilaiminimum dari parameter arus petir bersama dengan jari-jari putar lingkaran diberikan dalamTabel 6. Halini digunakan untuk mengatur posisi sistem terminasi udara dan untukmendapatkan zone proteksi petir ZPP OB (lihat 8.2).

Tabel 5 - Nilai maksimum dari parameter petir berdasarkan dengan SPP

Sambaran petir pertama SPP

Parameter arus Simbol Unit I II III IV

Arus puncak I kA 200 150 100

Short stroke charge Qshort C 100 75 50

Specific energy W /R MJ/ 10 5,6 2,5

Time parameters T 1/T 2 s/ s 10 / 350

SPP


Arus Puncak I kA 50 37,5 25

Average steepnees di /dt kA/s 200 150 100

Parameter waktu T 1/T 2 s/ s 0,25 / 100

SPPParameter arus Simbol Unit I II III IV

Long stroke charge Qlong C 200 150 100

Parameter waktu T long s 0,5

SPP


Flash charge Qflash C 300 225 150

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

18 dari 59

1 Struktur S1 Sambaran ke struktur2 Sistem terminasi udara S2 Sambaran dekat ke struktur3 Sistem konduktor turun S3 Sambaran ke pelayanan yang terhubung ke

struktur4 Terminasi sistem Pembumian S4 Sambaran dekat ke pelayanan yang

terhubung ke struktur5 Pelayanan masuk r Jari-jari putar lingkaran s Pemisah jarak terhadap percikan berbahaya

Permukaan bumiPengikatan ekipotensial petir dengan menggunakan GPS

Sambaran langsung, arus petir penuh

ZPP O A Kilat langsung, arus petir penuhZPP OB Tidak ada kilat langsung, bagian arus petir atau induksi

ZPP 1 Tidak ada kilat langsung, arus petir terbatas atau induksiVolume diproteksi di dalam ZPP 1 harus mempunyai jarak pemisah s

Gambar 2 - ZPP ditentukan dengan suatu GPS ( IEC62305-3)

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

19 dari 59

1 Struktur (perisai ZPP 1) S1 Sambaran ke struktur2 Sistem terminasi udara S2 Sambaran dekat ke struktur3 Sistem konduktor turun S3 Sambaran ke pelayanan yang terhubung ke

struktur

4 Terminasi Sistem Pembumian S4 Sambaran dekat ke pelayanan yangterhubung ke struktur5 Ruangan (perisai ZPP 2 ) r jari-jari putar lingkaran6 Pelayanan terhubung ke struktur ds Pemisah jarak terhadap medan magnit yang

sangat tinggi

Permukaan bumiPengikatan ekipotensial petir dengan menggunakan GPS

ZPP O A Kilat langsung, arus petir penuh, medan magnit penuhZPP OB Tidak ada kilat langsung, bagian arus petir atau induksi, medan magnit penuh

ZPP 1 Tidak ada kilat langsung, petir terbatas atau arus induksi, medan magnitdiredam

ZPP 2 Tidak ada kilat langsung, arus induksi, medan magnit selanjutnya diredamVolume diproteksi di dalam ZPP 1 dan ZPP 2 harus mempunyai jarakpemisah d s

Gambar 3 - ZPP ditentukan dengan tindakan proteksi terhadap IEP (ImpulsElectromagnetic Petir) ( IEC62305-4)

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

20 dari 59

Tabel 6 - Nilai minimum parameter petir dan jari-jari putar lingkaran terkait denganSPP

Interception criteria SPP

Simbol Unit I II III IV Arus puncak minimum I kA 3 5 10 16

Rolling sphere radius r m 20 30 45 60

Dari distribusistatistik yang diberikan pada Gambar A.5, pemberatan probabilitas dapatditentukan bahwa parameter arus petir adalah lebih kecil dibanding nili maksimum danmasing-masing lebih besar disbanding nilai minimum yang ditetapkan untuk setiaptingkatproteksi (lihat Tabel 7).

Tabel 7 - Probabilitas pembatas parameter arus petir

SPPProbability that ligtning current parameters

I II III IV

Are smaller than the maximum values defined in table 5 0,99 0,98 0,97 0,97

Are greater than the minimum values defined in table 6 0,99 0,97 0,91 0,84

Tindakan proteksi yang ditentukan dalam IEC62305-3, IEC 62305-4 dan IEC 62305-5 adalahefektif terhadap petir dengan parameter di dalam julat yang didefinisikan sebagai asumsiSPP untuk desain oleh pengestimasian SPP. Karena itu, efisiensi tindakan proteksi

diasumsikan sama dengan probabilitas dengan parameter arus petir di dalam julat.

8.2 Zona proteksi petir (ZPP)

Tindakan proteksi seperti SPP, kawat perisai, perisai magnetic, dan GPS menentukan zonaproteksi petir (ZPP).

Arah alir turun ZPP tindakan proteksi dicirikan dengan pengurangan yang besardari IEPdibanding dengan arah alir naik ZPP.

Mengingat ancaman petir, ZPP berikut ditetapkan (lihat Gambar 2 dan 3):

ZPP O A zone dengan ancaman karena sambaran petir langsung dan medanelektromagnetik petir penuh. Sistem internal dapat terkena arus surja petirpenuh maupun sebahagian;

ZPP OB zone yang diproteksi terhadap sambaran petir langsung tetapi denganancaman dan medan elektromagnetik petir penuh. Sistem internal dapatterkena arus surja petir penuh maupun sebahagian;

ZPP 1 zone dengan arus surja dibatasi oleh arus yang terbagi dan oleh GPS padaperbatasannya. Perisai yang renggang dapat memperkecil medanelektromagnetik petir;

ZPP 2,….,n zone dengan arus surja lebih lanjut dibatasi oleh arus yang terbagi dan olehpenambahan GPS pada perbatasannya. Penambahan perisai yang renggangdapat digunakan untuk memperkecil lebih lanjut medan elektromagnetik petir;

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

21 dari 59

CATATAN 1 Pada umumnya, lebih banyak jumlah suatu zone individu, parameter lingkunganelektromagnetik lebih rendah.

Seperti peraturan umum untuk proteksi, obyek yang akan diproteksi harus dalam suatu ZPPdengan karakterisrik elektromagnetik sesuai dengan kemampuan obyek menahan stress

yang menyebabkan kerusakan dapat dikurangi (kerusakan fisik, kegagalan sistem listrik danelektronik karena tegangan lebih).

CATATAN 2 Untuk kebanyakan sistem listrik dan elektronik dan peralatan, informasi tentangtingkat keresistor dapat disampaikanoleh pabrikan.

8.3 Proteksi struktur

8.3.1 Proteksi untuk menurunkan kerusakan fisik dan membahayakan kehidupan

Struktur yang akan diproteksi harus berada dalam suatu ZPP OB atau yang lebih tinggi. Halini dapat dicapai dengan sistem proteksi petir (SPP).

Suatu SPP terdiri dari sistem proteksi petireksternal maupun internal (lihat Gambar 2).

Fungsi SPP eksternal adalah:

- untuk mencegat sambaran petir ke struktur (dengan suatu sistem terminal udara),- untuk meneruskan arus petir secara aman ke bumi (dengan sistem konduktor turun),- untuk menyebarkannya ke dalam bumi (dengan sistem terminal bumi).

Fungsi dari SPP internal adalah untuk mencegah percikan yang berbahaya di dalam struktur,dengan menggunakan ikatan ekipotensial atau pemisah jarak, s , (dimaksud insulasi listrik)antara komponen SPP dan elemen internal elektroda listrik lain ke struktur.

Empat kelas SPP (I, II, III dan IV) ditetapkan sebagai satuan aturan konstruksi, didasarkankepada SPP yang terkait. Setiap satuan termasuk tingkat-ketergantungan (misal, jari-jarilingkaranputar, lebar jala-jala dst) dan tingkat-ketidak tergantungan (misal, luas melintang,bahan, dst) peraturan konstruksi.

Dengan resistor jenis permukaan dari permukaan bumi, dan dari lantai di dalam strukturtidak cukup tinggi, bahaya kehidupan karena tegangan sentuh dan langkah diturunkan:

- di luar struktur, dengan insulasi bagian berelektroda yang terbuka, olehpengekipotensilan bumi dengan menggunakan sistem penbumian jala-jala, dengan

membuat peringatan dan dengan pembatasan fisik;- di dalam struktur, dengan ikatan ekipotensial pelayanan di titik sambungan ke struktur.

SPP harus memenuhi persyaratan IEC 62305 -3.

8.3.2 Proteksi untuk menurunkan kegagalan sistem internal

Proteksi terhadap Pulse Elektromagnetik Petir (PEMP) untuk menurunkan resiko kegagalansistem internal harus membatasi:

- tegangan lebih karena sambaran petir ke struktur yang dihasilkan dari kopling resistordan induktif;

- tegangan lebih karena sambaran petir yang dekat ke struktur yang dihasilkan dari koplinginduktif;

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

22 dari 59

- tegangan lebih yang disalurkan melalui jaringan ke struktur karena sambaran ke ataudekat jaringan;

- medan magnetik yang terkopling langsung dengan sistem internal.

CATATAN Kegagalan peralatan karena medan elektromagnetik yang diradiasikan secaralangsung kedalam perlengkapan diabaikan, asalkan peralatan memenuhi uji kekebalan dan emisiradiasi frekuensi radio yang ditetapkan oleh standar produk EMC (lihat IEC 62305-2 dan IEC 62305-4).

Sistem yang akan diproteksi harusditempatkan di dalam suatu ZPP 1 atau lebih tinggi. Halinidicapai dengan menggunakan perisai magnetic yang mengurangi penginduksian medanmagnetic dan/atau penjaluran kawat yang sesuai untuk menurunkan lingkaranpenginduksian. Pengikatan harus disiapkan di perbatasan ZPP untuk bagian logam dansistem yang melintasi perbatasan. Pengikatan ini dapat disempurnakan denganmenggunakan pengikatan konduktor atau , jika perlu, dengan gawai proteksi surja (GPS).

Tindakan proteksi untuk ZPP harus sesuai dengan IEC 62305-4.

Proteksi yang efektif terhadap tegangan lebih, yang menyebabkan kegagalan sisteminternal, dapat juga dicapai dengan menggunakan “proteksi GPS yang terkoordinasi”, yangmembatasi tegangan lebih dibawah impuls keresistor tegangandari sistem yang diproteksi.

GPS harus dipilih dan dipasang sesuai persyaratan IEC 62305-4.

8.4 Proteksi pelayanan

Pelayanan yang akan diproteksi harus:

- di dalam suatu ZPP OB atau yang lebih tinggi untuk mengurangi kerusakan fisik. Hal inidicapai dengan pemilihan jalur bawah bumi menggantikan jalur udara atau menggunakankawat perisaidengan penempatan yang efektif sesuai karakteristik jaringan atau, dalamhal pipa, dengan menambah ketebalan pipa ke suatu nilai yang sesuai dan memastikankontinuitas logam dari pipa;

- di dalam suatu ZPP 1 atau yang lebih tinggi untuk proteksi terhadap tegangan lebih yangmenyebabkan kegagalan pelayanan. Hal ini dicapai dengan menurunkan tingkatteganganlebih yang diinduksikan oleh petir dengan menggunakan perisai magnetic kabelyang sesuai, mengalihkn arus lebih dan membatasi tegangan lebih denganmenggunakan GPS yang sesuai.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

23 dari 59

Lampiran A(informatif)

Parameter arus petir

A.1 Sambaran petir ke bumi

Ada dua jenis sambaran:

- kilat turun diawali dengan pelapor yang menurun dari awan ke bumi;- sambaran menaik yang diawali oleh suatu pelapor menaik dari suatu struktur yang

dibumikan keawan.

Kebanyakan kilat turun terjadi pada daerah datar, dan ke struktur yang lebih rendah, untukstruktur yang terbuka dan/atau yang lebih tinggi kilat naik menjadi dominan. Dengantinggiyang efektif, kemungkinan sambaran langsung ke struktur meningkat (lihat IEC 62305-2 Lampiran A) dan kondisi fisiknya berubah.

Arus petir terdiri dari satu atau lebih sambaran yang berbeda:

- sambaran pendek dengan durasi lebih pendek dari 2 ms (Gambar A.1)- sambaran panjang dengan durasi lebih dari2ms (lGambar A.2).

Keterangan:O1 awal semuI arus puncakT 1 waktu mukaT 2 waktu ke nilai setengah

Gambar A.1 Definisi parameter sambaran pendek (tipikalT

2 < 2 mdet)

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

24 dari 59

Ketrangan:T panjang waktu durasiQpanjang muatan sambaran panjang

Gambar A.2 Definisi parameter sambaran panjang(tipikal 2 mdet T 2 < T panjang < 1 det)

Perbedaan lanjut dari sambaran datang dari polaritasnya (positif atau negatif) dandariposisinya selama sambaran (pertama, berikutnya, dan tumpangan). Komponen yangmungkin ditunjukkan dalam Gambar A.3 untuk kilat turun dan Gambar A.4 kilat naik.

Gambar A.3 Komponen yang mungkin dari kilat turun(tipikal dalam daerah datar dan untuk struktur yang lebih rendah)

Sambaran pendek pertama

Positif atau negatif Positif atau negatif

Bagian sambaran pendek

Negatif Negatif

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

25 dari 59

Gambar A.4 Komponen yang mungkin dari sambaran menaik(tipikal ke terekspos dan/atau struktur yang lebih tinggi)

sambaran pendek berlapis

sambaran pendek

sambaranpanjang pertama

Positif atau negatif

Sambaran pendekberikutnya

sambaran panjang


Negatif Negatif

Sambaran pendektunggal


8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

26 dari 59

Komponen tambahan dalam kilat naik adalah sambaran panjang pertama dengan atau tanpasambaran pendek menumpang sampai berpuluh kali. Tetapi semua parameter sambaranpendek dari kilat naik adalah lebih kecil dibanding semua kiltan menurun. Muatan sambaranpanjang yang lebih tinggi dari kilat naik belum dilaporkan. Karena itu, parameter arus petir

dari kilat naik dianggap telah tercakup oleh nilai maksimum yang diberikan untuk kilat turun.Evaluasi yang lebih tepat dari parameter arus petir dan kaitan ketinggian dari kilat turun dannaik sedang dibahas.

A.2 Parameter arus petir

Parameter arus petir dalam standar ini didasarkan pada hasil data International Council onLarge electrical Sistems (CIGRE) diberikan dalam Tabel A.1. Distribusi statistiknya dapatdiasumsi mempunyai distribusi normal logaritma. Nilai rata-rata terkait dan penyebaran log

diberikan dalam Tabel A.2 dan fungsi distribusi digambarkan dalam Gambar A.5. Dengandasar ini, kemungkinan dari kejadian setiap nilai parameter dapat ditentukan.

Perbandingan polaritas kilatan 10 % positip dan 90 % negatip diasumskani. Prbandinganpolaritas adalah fungsi daerah. Jika informasi setempat tidak ada, perbandingan yangdiberikan disinisebaiknya digunakan.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

27 dari 59

Tabel A.1 Tabel nilai parameter arus petir yang diambil dari CIGRE(Electra No. 41 atau No. 69*) [3], [4]

Nilai-nilai

Parameter

Nilaiditentukan

untuk SPP(TingkatProteksi

Petir)

95 % 50 % 5 %Jenis sambaran

Garis

dalamGambar

A.5

I (kA) 4(98%) 20(80%) 90 * sambaran pendek negatip pertama 1A+1B

50 4,9 11,8 28,6 * sambaran bagian pendek berikutnya 2

200 4,6 35 250sambaran pendek positip pertama(tunggal)

3

Qflash (C) 1,3 7,5 40 kilatan negatip 4

300 20 80 350 kilatan positip 5

Qshort (C) 1,1 4,5 20 pendek negatip pertama 6

0,22 0,95 4 sambaran bagian pendek berikutnya 7

100 2 16 150sambaran pendek positip pertama(tunggal)

8

W /R (kJ/) 6 55 550 * sambaran pendek negatip pertama 9

0,55 6 52 * sambaran bagian pendek berikutnya 10

10 000 25 650 15 000sambaran pendek positip pertama(tunggal)

11

di/dt max 9,1 24,3 65 pendek negatip pertama 12

(kA/µs) 9,9 39,9 161,5 sambaran bagian pendek berikutnya 13

20 0,2 2,4 32sambaran pendek positip pertama(tunggal)

14

di/dt 30/90 %(kA/µs)

200 4,1 20,1 98,5 * sambaran bagian pendek berikutnya 15

Qlong (C) 200 Panjang

t long (s) 0,5 Panjang

Durasi muka 1,8 5,5 18 * sambaran pendek negatip pertama

(µs) 0,22 1,1 4,5 * sambaran bagian pendek berikutnya

3,5 22 200sambaran pendek positip pertama

(tunggal)Durasi 30 75 200 * sambaran pendek negatip pertama

Sambaran 6,5 32 140 * sambaran bagian pendek berikutnya

(µs) 25 230 2 000sambaran pendek positip pertama(tunggal)

Waktu interval(ms)

7 33 150sambaran pendek negatip berkali-kali

Total durasi 0,15 13 1 100 kilatan negatip (semua)

Kilat (ms) 31 180 900 kilatan negatip (tanpa tunggal)

14 85 500 kilatan positip

CATATAN Nilai I = 4 kA dan I = 20 kA masing-masing terkait ke kemungkinan 98 % dan 80 %.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

29 dari 59

C A T A T A N

U n

t u k p e n o m o r a n k u r v a l i h a t T a b e l A . 1

d a n A . 2

G a m b a r A . 5

D i s t

r i b u s i f r e k u e n s i k u m u l a t i p d a r i p a r a m e t e r a r u s p e t i r ( g a r i s - g a r i s m e l a l u i n i l a i 9 5 % d

a n 5 % )

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

30 dari 59

Seluruh nilai ditetapkan untuk SPP yang diberikan dalam standar ini terkait dengan kilatanmenurun dan menaik.

CATATAN Nilai parameter petir biasanya didapat dari pengukuran yang dilakukan pda obyekyang tinggi. Distribusi statistic dari nilai puncak arus petir diperkirakan yang tidak mempertimbangkanefek obyek tinggi juga tersedia dari sistem lokasi petir.

A.3 Penetapan parameter arus petir maksimum untuk SPP I

Efek mekanis dari petir terkait ke nilai puncak arus (I ), dan ke enersi spesifik (W/R ). Efektermal terkait ke enersi spesifik (W/R ) dengan kopling sifat resistor juga termasuk dan kemuatan (Q) ketika percikan muncul pada instalasi. Tegangan lebih dan percikan yangberbahaya yang disebabakan oleh kopling induksi terkait ke kecuraman rata-rata ( di /dt ) dariarus muka petir.

Setiap parameter tunggal (I , Q , W/R dan di /dt ) cenderung mendominasi tiap kegagalanmekanis. Hal ini harus diperhitungkan dalam menentukan prosedur pengujian.

A.3.1 Sambaran pendek pertama dan sambaran panjang

Nilai dari I , Q dan W/R yang terkait ke efek mekanis dan termal ditetapkan dari kilatanpositip (sebab nilai 10% nya jarak lebih tinggi dibandingkan nilai 1 % kilatan negatip). DariGambar A.5 ( garis 3, 5, 8, 11 dan 14) nilai-nilai dengan kemungkinan dibawah10 % berikutdapat diambil:

I = 200 kAQkilatan = 300 C

Qpendek = 100 CW/R = 10 MJ/di /dt = 20 kA/.detik

Untuk sambaran pendek pertama sesuai dengan Gambar A.1, nilai-nilai ini memberikansuatu perkiraan untuk waktu muka:

T 1 =I /( di /dt ) = 10 .detik (T 1 adalah tidak perlu diperhatikan)

Untuk suatu penghilangan sambaran secara eksponen sial, rumus berikut untuk perkiraannilai muatan dan energi berlaku (T 1 << T 2 ):

Qpendek = (1/0,7). I. T 2W/R =(1/2).( 1/0,7). I 2 . T 2

Rumusan ini, beserta dengan nilai yang diberikan di atas, dapat digunakan untukperkiraannya pertama untuk nilai paruh:

T 2 = 350 .detik

Untuk sambaran panjang, muatannya dapat dihitung pendekatannya dari:

Qpanjang = Qkilatan - Qpendek = 200 C

Durasi waktunya, sesuai Gambar A.2, dapat diestimasi dari durasi wakti kilatan:

T panjang = 0,5 detik

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

32 dari 59

Lampiran B(informatif)

Fungsi waktu dari arus petir untuk tujuan analisis

Bentuk gelombang arus dari:

- sambaran pendek pertama 10/350 µ.dtk- sambaranpendek berikutnya 0,25/100 µ.dtk

dapat didefinisikan sebagai berikut :

)2/exp(.)/(1

)/(.

10

10

t

t

t

k

I i

(B.1)

dengan

I adalah arus puncak;k adalah factor koreksi untuk arus puncak;t adalah waktu; 1 adalah konstanta waktu muka 2 adalah konstanta waktu ekor

Untuk bentukgelombang arus dari sambaran pendek pertama dan sambaran pendekberikutnya untuk yang TPLP berbeda, parameter diberikan dalam Tabel B.1 sampai B.4.

Tabel B.1 Parameter untuk Persamaan B.1

Sambaran pendek pertama Sambaran pendek berikutnya

SPP TPPParameter

I II III-IV I II III-IV

I (kA) 200 150 100 50 37,5 25

k 0,93 0,93 0,93 0,993 0,993 0,993

)(1 s 19 19 19 0,454 0,454 0,454

)(2 s 485 485 485 143 143 143

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

33 dari 59

Gambar B.1 Bentuk gelombang kenaikan arus dari sambaran pendek pertama

Gambar B.2 Bentuk gelombang arus ekor dari sambaran pendek pertama

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

34 dari 59

Gambar B.3 Bentuk gelombang kenaikan arus dari sambaran pendek mengikut

Gambar B.4 Bentuk gelombang arus ekor dari sambaran pendek berikutnya

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

35 dari 59

Sambaran panjang dapat diuraikan oleh bentuk gelombang persegi dengan suatu arus rata-rata I dan durasi T panjang sesuai dengan Tabel 5.Dari kurva analitik, dapat diperoleh kerapatan amplitudo arus petir (Gambar B.5).

1 Sambaran panjang 400 A 0,5 dtk

2 Sambaran pendek pertama 200 kA 10/350 .dtk

3 Sambaran pendek berikutnya 50 kA 0,25/100 .dtk

4 Kurva lingkup

Gambar B.5 Kerapatan amplitudo arus petir sesuai SPP I

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

36 dari 59

Lampiran C(informatif)

Simulasi arus petir untuk maksud pengujian

C.1 Umum

Bila suatu obyek disambar oleh petir, arus petir didistribusikan kedalam obyek. Saatpengujian komponen tindakan proteksi individu, hal ini harus diperhitungkan dengan memilihparameter uji yang sesuai untuk setiap komponen. Sampai disini, suatu sistem analisis harusdilakukan.

C.2 Simulasi enersi spesifik dari sambaran pendek pertama dan muatan sambaran

panjang

Parameter pengujian ditentukan dalam Tabel C.1 dan C.2 dan suatu contoh generator ujidiberikan dalam Gambar C.1. Generator ini dapat untuk digunakan mensimulasi energispesifik dari sambaran pendek pertama dikombinasikan dengan mutan sambaran panjang.

Pengujian dapat digunakan untuk memeriksa integritas mekanis, kebebasan daripenyebaran panas merusak dan efek melebur.

Parameter uji yang relevan untuk simulasi sambaran pendek pertama (arus puncak I , energispesifik W/R , dan muatan Qs) diberikan dalam Tabel C.1. Parameter ini harus didapat dalamimpuls yang sama. Hal ini dapat dicapai dengan suatu perkiraan penurunan arus secara

eksponensial dengan T 2 dalam julat 350 .dtk.

Parameter uji yang relevan untuk simulasi sambaran panjang (muatan QI dan durasi T )diberikan dalam Tabel C.2.

Tergantung kepada item uji dan kerusakan mekanis yang diperkirakan, pengujian untuksambaran pendek pertama atau sambaran panjang dapat diterapkan secara tersendiri ataukombinasi, dengan sambaran panjang yang segera diikuti sambaran pendek pertama.Pengujian untuk busur melebur sebaiknya dilakukan dengan kedua polaritas.

Gambar C.1 Contoh generator uji untuk simulasi enersi spesifik dari sambaranpendek pertama dan muatan sambaran panjang

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

37 dari 59

Tabel C.1 Parameter uji dari sambaran pendek pertama

SPPParameter uji

I II III – IVToleransi %

Arus puncak (kA) 200 150 100 ± 10

Muatan Qs (C) 100 75 50 ± 20Enersi spesifik W/R (MJ/) 10 5,6 2,5 ± 35

Tabel C.2 Parameter uji untuk sambaran panjang

TPPParameter uji

I II III - IV

Toleransi %

Muatan Qpanjang

(C)200 150 100 ± 20

Durasi T (detik)

0,5 0,5 0,5 ± 10

C.3 Simulasi kecuraman arus muka dari sambaran pendekKecuraman arus menentukan tegangan induksi secara magnetis dalam loop yang terpasangdekat konduktor yang membawa arus petir.

Kecuraman arus sambaran pendek didefinisikan kenaikan arus i selama kenaikan waktu t (Gambar C.2). Parameter uji yang relevan untuk simulasi kecuraman arus ini diberikandalam Tabel C.3. Contoh generator uji diberikan pada Gambar C.3 dan C.4, ( yang dapatdigunakan untuk simulasi kecuraman muka arus petir yang terkait dengan sambaran petirlangsung). Simulasi dapat dilakukan untuk sambaran pendek pertama dan sambaran pendekberikutnya.

CATATAN Simulasi ini mencakup kecuraman waktu muka dari sambaran pendek. Ekor arustidak mempengaruhi jenis simulasi ini.

Simulasi sesuai Ayat C.3 dapat diterapkan secara independen atau dalam kombinasi dengansimulasi sesuai Ayat C.2.

Untuk informasi lebih lanjut pada parameter uji yang mensimulasikan efek petir padakomponen SPP, lihat Lampiran D.

Tabel C.3 Parameter uji sambaran pendek

TPPParameter uji

I II III – IVToleransi %

Sambaran pendek pertamai (kA)t (.detik)

20010

15010

10010

± 10± 20

Sambaran pendek berikuti (kA)t (.detik)

500,25

37,50,25

250,25

± 10± 20

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

38 dari 59

Gambar C.2 – Definisi kecuraman arus sesuai dengan Tabel C.3

CATATAN Nilai-nilai ini diterapkan untuk SPP I

Gambar C.3 Contoh generator uji untuk simulasi kecuraman muka sambaranpendek pertama untuk item uji yang besar

teganganpemuatan 300

kV U L

Generator arus Item uji

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

39 dari 59

CATATAN Nilai-nilai ini diterapkan untuk SPP I

Gambar C.4 Contoh generator uji untuk simulasi kecuraman muka sambaran pendekberikutnya untuk item uji yang besar

teganganpemuatan300 kV U L

Generator Marx

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

40 dari 59

Lampiran D(informatif)

Parameter uji yang efek petir pada komponen SPP

D.1 Umum

Lampiran D ini memberikan parameter dasar yang akan digunakan dalam laboratorium untuksimulasi efek petir. Lampiran ini mencakup semua komponen dari suatu SPP yang dibenahike seluruh atau bagian utama arus petir dan harus digunakan dalam kaitannya denganstandar yang menetapkan persyaratan dan pengujian untuk setiap komponen spesifik.

CATATAN Parameter yang relevan pada aspek sistem (misal, untuk koordinasi gawai proteksisurja) tidak dibahas dalam lampiran ini.

D.2 Parameter arus yang relevan terhadap titik sambaran

Parameter arus petir yang memainkan peran penting dalam integritas fisik suatu SPPumumnya arus puncak I , muatan Q, enersi spesifik W/R , durasi T dan kecuraman rata-ratadari arus di /dt . Tiap parameter cenderung mendominasi kegagalan mekanis yang berbeda,sebagai yang dianalisis dibawah ini. Parameter arus yang dipertimbangkan untuk prngujianadalah kombinasi nilai-nilai ini, dipilih untuk mengwakili dalam laboratorium kegagalanmekanis sebenarnya dari bagian SPP yang diuji. Kriteria pemilihan kwantitas yang diberikandalam Ayat D.5.

Tabel D.1 sebagai rekaman nilai maksimum I , Q, W/R , T dan di /dt yang dipertimbangkanuntuk pengujian, sebagai fungsi tingkat proteksi yang disyaratkan.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

41 dari 59

Tabel D.1 Ringkasan parameter ancaman petir yang akan dipertimbangkan dalamperhitungan nilai uji untuk komponen SPP yang berbeda dan untuk SPP yang berbeda

Komponen Masalahutama

Parameter ancaman petir CATATAN

SPP Qlong

CT terminasi

udaraerosi pada

titikpenempatan

(misal, lapisanlogam tipis)

III

III-IV

200150100

< 1 s (applyQlong in a

single shot)

SPP W/RkJ/

T pemanasankarena

resistans III

III-IV

10000

5 6002 500

Apply W /R in an

adiabatisconfiguration

Dimensioning withIEC 62305-3 rendertesting superfluous

SPP I

kA

W/R

kJ/

terminasiudara dankonduktor

turun

efek mekanis

III

III-IV

200150100

10 0005 6002 500

SPP IkA

W/RkJ/

komponenpenghubung

efekkombinasi(termal,mekanikaldan busur api)

III

III-IV

200150100

10 0005 6002 500

< 2ms

(applyI ansW /R in a

singlepulse)

SPP Qlong

CT terminasi

bumierosi padatitikpenempatan I

IIIII-IV

200150100

< 1 s (applyQlong in a

single shot)

Dimensioningusually determined

bymechanical/chemicalaspects (corrosion

etc.)

SPP IkA

Qshort

CW/RkJ/

di /dt kA/s

Celah busurpada GPS

efekkombinasi(termal,mekanikaldan busur api)

III

III-IV

200150100

1007550

10000

5 600

2 500

200150100

Apply I , Qshort, andW /R in a single

pulse (duration T<2ms); apply i /t in a

separate pulse

SPP Qshort

C efek enersi

III

III-IV

1007550

SPP IkA

T

gugusresistormetal-oksida padaGPS

efek dielektrik(denyar/retak)

III

III-IV

200150100

<2 ms(apply I in asingle pulse )

Both aspects needto be checked

Separate tests canbe considered

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

42 dari 59

D.3 Penyebaran arus

Parameter yang diberikan dalam Tabel D.3 adalah relevan untuk arus petir di titik sambaran.Kenyataannya, arus mengalir ke bumi melalui lebih dari satu jalan, sepert beberapa

konduktor turun dan konduktor alami biasanya terdapat pada suatu SPP eksternal.Ditambahkan, layanan YANG LAIN biasanya masuk kedalam struktur yang di proteksi (pipaair dan gas, jaringan daya dan telekomunikasi dst). Untuk menentukan parameter arussebenarnya yang mengalir dalam komponen spesifik dari suatu SPP, penyebaran arusdiperhitungkan. Lebih disukai, amplitudo arus dan bentuk gelombang melaui komponen ditempat spesifik dari SPP harus dievaluasi. Jika suatu evaluasi individu tidak mungkin,parameter arus dapat diperiksa dengan menggunakan prosedur berikut.

Untuk evaluasi penyebaran arus di dalam SPP eksternal, factor konfigurasi k C (lihatLampiran C dari IEC 62305-3) dapat diterapkan. Faktor ini menyediakan suatu estimasipenyebaran arus petir yang mengalir dalam konduktor turun dari SPP eksternal yang beradadalam keadaan terburuk.

Untuk mengevaluasi penyebaran arus yang muncul pada bagian elektroda eksternal danpada jaringan daya dan telekomunikasi yang terhubung kepada struktur yang diproteksi, nilaipendekatan k e dan k e

’ yang dipertimbangkan dalam Lampiran E dapat diterapkan.

Pendekatan yang telah diuraikan di atas digunakan untuk mengevaluasi nilai puncak arusyang mengalir dalam satu jalur spesifik ke bumi. Perhitungan parameter lain dari arusdilakukan sebagai berikut :

I p= kI (D.1)Q p = kQ (D.2)(W/R) p = k 2 (W/R) (D.3)

t

i

pt

i

d

d k

d

d (D.4)

dengan x p adalah nilai kwantitas yang dipertimbangkan (arus puncak I p, muatan Q p , enersi

spesifik (W/R) p, kecuraman arus (d i /d t )p ) relevan untuk jalur ke bumi “p”; x adalah nilai kwantitas yang dipertimbangkan (arus puncak I p, muatan Q p , enersi

spesifik (W/R) p, kecuraman arus (d i /d t )p ) relevan untuk total arus petir.k adalah factor penyebaran arus :k C adalah factor penyebaran arus untuk SPP eksternal (lihat Lampiran C dari IEC

62305-5);k e, k e

’ adalah factor penyebaran arus dalam bagian elektroda eksternal dan jaringandaya dan telekomunikasi yang measuk ke struktur yang diproteksi (lihat LampiranE).

D.4 Efek arus petir menyebabkan kemungkinan kerusakan

D.4.1 Efek termal

Efek termal yang terkait dengan arus petir adalah relevan terhadap pemanasan resistiveyang disebabkan oleh sirkulasi dari arus listrik yang mengalir melalui resistans konduktor

atau kedalam suatu SPP. Efek termal juga relevan ke panas yang dibangkitkan dalamsumber busur di titik pemasangan dan disemua bagian terisolasi dari suatu SPP yang ikutpembentukan busur (misal, celah percikan).

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

43 dari 59

D.4.1.1 Pemanasan sifat resistive

Pemanasan sifat resistive bekerja disetiap komponen SPP membawa bagian besar dari aruspetir. Luas penampang minimum dari konduktor harus cukup untuk mencegah terjadinya

panas berlebih dari konduktor ke tingkat yang menimbulkan bahaya ke sekitarnya. Meskipunaspek termal sudah dibahas dalam D.4.1, keresistive mekanis dan criteria keresistive harusdipertimbangkan untuk bagian yang terekspos ke kondisi atmosfir dan/atai pengkaratan.Evaluasi pemanasan konduktor karena aliran arus petir kadang-kadang diperlukan ketikapermasalahan muncul yang dapat menyebabkan resiko kecelakaan manusia dankebsumberan atau kerusakan karena ledakan.

Panduan diberikan dibawah ini untuk mengevaluasi kenaikan suhu konduktor yang terkenaaliran arus petir.

Suatu pendekatan analisis ditunjukkan sebagai berikut :

Desipasi daya sesaat seperti panas pada konduktor karena arus listrik dinyatakan sebagaiberikut :

P (t) = i 2 R (D.5)

Enersi termal yang dibangkitkan oleh impuls petir lengkap adalah karena sifat ohm resistansdari jalur petir melalui komponen SPP dipertimbangkan, dikali dengan enersi spesifik dariimpuls. Enersi ini dituliskan dalam satuan Joule (J) atau Watt/detik (W.dtk).

W = R . i 2 . dt (D.6)

Pada luahan petir, tinggi enersi spesifik fasa dari kilatan petir adalah sangat singkat dalam

durasi untuk setiap panas yang dibangkitkan dalam struktur untuk dihilangkan secarasignifikan. Fenomena ini dianggap sebagai adiabatis (tanpa kerugian panas).

Suhu dari konduktor SPP dievaluasi sebagai berikut :

1..

..exp

12

0

0

wC q R

W

(D.7)

dengan

- 0 kenaikan suhu konduktor (K); koefisien suhu dari resistans (1/K);W/R enersi spesifik dari impuls arus; 0 ohmik resistans spesifik dari konduktor pada suhu ruang (m);q luas penampang konduktor (m2); kerapatan bahan (kg/m3);C w kapasitas termal (J/kgK); s suhu lebur (°C).

Nilai karakteristik parameter fisik diberikan dalam Persamaan (D.7), untuk bahan berbedayang digunakan dalam SPP direkam dalam Tabel D.2. Laporan Tabel D.3 adalah sebagaicontoh penerapan persamaan ini, kenaikan suhu konduktor dibuat dengan bahan berbeda,sebagai fungsi W/R dan luas penampang konduktor.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

45 dari 59

spesifik untuk kulit logam yang tipis. Di dalam semua kasus, akan memberikan hasilkonserfatip sebagai dalil bahwa semua enersi yang diinjeksikan pada tempat pemasangandigunakan untuk meleburkan atau menguapkan bahan konduktor, dengan mengabaikandifusi panas di dalam logam. Model yang lain menjelaskan ketergantungan kerusakan

tempat pemasangan petir pada durasi dari impuls arus.

D.4.1.2.2 Model tegangan jatuh anoda-atau-katoda

Enersi masuk W pada sumber busur diasumsikan seperti yang diberikan oleh tegangan jatuhanoda/katoda u a,c dikali dengan muatan Q dari arus petir :

W = u a,c idt = u a,c idt = u a,c . Q (D.8)

Karena u a,c hamper konstan dalam julat arus yang dipertimbangkan, muatan arus petir (Q)adalah penyebab utama untuk konversi enersi di dalam sumber busur.

Tegangan jatuh anoda-atau-katoda u a,c mempunyai tegangan puluhan volt.

Pendekatan yang disederanakan mengasumsikan bahwa semua enersi yang dibangkitkanpada sumber busur digunakan hanya untuk peleburan. Persamaan (D.9) menggunakanasumsi ini tetapi akan membuat suatu estimasi berlebih dari volume yang melebur.

su sw

ca

cC

QuV

1.,

(D.9)

dengan

V adalah volume logam yang melebur (m3

);u a,c tegangan jatuh anoda-atau-katoda (diasumsikan sebagai konstanta)(V);Q muatan arus petir (C);

adalah kerapatan bahan (kg/m3);Cw adalah kapasitas termal (J/kgK);

s adalah suhu lebur (°C);

u adalah suhu sekitar (°C);cs adalah panas tersimpan dari lebur (J/kg).

Niali-nilai karakteristik dari parameter fisik yang dilaporkan dalam persamaan ini, untukbahan yang berbeda yang digunakan dalam suatu SPP dicatat dalam Tabel D.2.

Pada dasarnya, muatan yang harus dipertimbangkan adalah jumlah muatan sambaran ulangdan arus petir yang kontinu. Pengalaman laboratorium menunjukkan bahwa efek sambaranberulang adalah kurang penting jika dibandingkan kepada efek arus yang kontinu.

D.4.2 Efek mekanik

Efek mekanik yang disebabkan oleh arus petir tergantung kepada amplitudo dan durasi arus juga pada karakteristik elastis dari yang mempengaruhi struktur mekanik. Efek mekanik jugatergantung pada gaya gesek yang bekerja antara bagian SPP yang terkena dengan lainnya, jika ada.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

46 dari 59

D.4.2.1 Interaksi magnetik

Gaya magnetic terjadi diantara dua konduktor elektroda arus atau, jika satu konduktor yangada, membentuk sudut atau lup tertutup.

Ketika arus mengalir melalui sirkit, amplitudo gaya elektrodinamik yang dibangkitkan padabermacam posisi sirkit tergantung pada amplitudo arus petir dan konfigurasi geometric darisirkit. Efek mekanik dari gaya-gaya ini, bagaimanapun, tidak tergantung hanya kepadaamplitudonya tetapi juga kepada bentuk umum arus, durasi juga pada konfigurasi geometricpemasangan.

D.4.2.1.1 Gaya elektrodinamik

Gaya elektrodinamik yang dibangkitkan oleh arus, I, yang mengalir kedalam konduktor yangmempunyai bagian yang parallel dan panjang l dan jarak d (panjang dan lup tertutup yangkecil), seperti digambar Gambar D.1, dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan :

dengan

F(t) adalah gaya elektrodinamik (N);I adalah arus (A);µ0 adalah permibilitas magnetic dari ruang bebas (vakum) ( 410-7 H/m);l adalah panjang konduktor (m);d adalah jarak antara bagian yang parallel lurus dari konduktor (m).

Gambar D.1 – Susunan umum dari dua konduktor untukperhitungan gaya elektrodinamik

Dalam suatu SPP contoh tipikal diberikan dengan susunan sudut simetris dari konduktor,yang membentuk sudut 90°, dengan jepitan diposisikan disekitar pojok seperti di GambarD.2. Diagram stress untuk konfigurasi ini dilaporkan dalam Gambar D.3. Gaya sumbu padakonduktor mendatar cenderung menarik konduktor keluar dari jepitan. Nilai angka gayasepanjang konduktor mendatar, dengan mempertimbangkan nilai arus puncak 100 kA danpanjang konduktor tegak 0,5 m, seperti Gambar D.4.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

47 dari 59

Gambar CD.2 – Susunan konduktor tipikal dalam suatu SPP

Gambar D.3 – Diagram stress untuk konfigurasi Gambar D.2

CATATAN Nilai arus puncak 100 kA dan panjang konduktor vertical 0,5 m.

Gambar D.4 – Gaya per unit panjang sepanjang konduktor mendatar dari Gambar D.2

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

48 dari 59

D.4.2.1.2 Efek gaya elektrodinamik

Dalam istilah amplitudo gaya yang diterapkan, nilai sesaat dari gaya elektrodinamik F(t)adalah sebanding dengan kuadrat arus sesaat I(t)2. Dalam istilah stress yang dibangkitkan di

dalam struktur mekanik SPP, yang dinyatakan dengan perkalian deformasi elastis (t) dankonstanta elastis k dari struktur SPP, dua efek sebaiknya dipertimbangkan. Frekuensimekanik alami (terkait dengan sifat elastis struktur SPP) dan deformasi permanen daristruktur SPP (terkait dengan sifat plastiknya) adalah parameter yang paling penting.Selanjutnya, dalam banyak hal efek gaya gesek dalam struktur juga meruakan hal yangpenting.

Amplitudo dari getaran struktur elastis SPP, yang disebabkan oleh gaya elektrodinamik yangdibangkitkan oleh arus petir, dapat dievaluasi dengan menggunakan persamaan diferensialorde dua; factor kunci adalah rasio diantara durasi impuls arus dan periode osilasi mekanikalami dari struktur SPP. Kondisi tipikal yang ditemui dalam penerapan SPP terdiri dariperiode osilasi alami dari struktur jauh lebih lama dibandingkan dengan gaya yang

diterapkan (durasi impuls arus petir). Dalam hal ini stress mekanik maksimum terjadi setelahpenghentian impuls arus dan memiliki nilai puncak tetap lebih rendah dibandingkan dengangaya diterapkan. Dalam banyak hal, stress mekanik maksimum dapat diabaikan.

Deformasi plastic terjadi ketika stres tarikan melampaui batas elastis dari bahan. Jika bahanstruktur SPP dari bahan lunak, misalnya aluminium atau tembaga anil, gaya elektrodinamikdapat merubah bentuk konduktor pada sudut atau lup. Sebaiknya komponen direncanakanmampu terhadap gaya-gaya ini dan untuk menunjukkan pentingnya sifat elastis.

Total gaya stress mekanik yang diterapkan kepada struktur SPP tergantung kepada integrasiwaktu gaya diterapkan dan selanjutnya pada enersi spesifik terkait spesifik yang impuls arus.Juga tergantung kepada bentuk gelombang impuls arus dan durasinya (dibandingkan

dengan periode osilasi alami struktur). Semua parameter yang berpengaruh ini harusdiperhitungkan selama pengujian.

D.4.2.2 Kerusakan gelombang kejut akustik

Dikala arus petir mengalir dalam suatu busur, suatu gelombang kejut dihasilkan. Keganasankejut tergantung pada nilai puncak arus dan kecepatan pertambahan arus.

Pada umumnya, kerusakan karena gelombang kejut akustik tidak besar pada bagian logamdari SPP, tetapi dapat menyebabkan kerusakan kepada unsur sekitar.

D.4.2.3 Efek kombinasi

Dalam prakteknya, efek termal dan mekanik terjadi bersamaan. Jika pemanasan komponenbahan (batang, jepitan, dst) dapat melunakkan bahan, maka kerusakan yang lebih besardapat terjadi. Dalam hal yang ekstrim, konduktor dapat lebih meledak dan menyebabkankerusakan yang perlu dipertimbangkan pada struktur sekelilingnya. Jika penampang cukupuntuk aman untuk mengatasi semua bagian, hanya integritas mekanik yang perlu diperiksa.

D.4.3 Pebusuran

Secara umum, pebusuran menjadi hal yang penting hanya dalam lingkungan yang mudahterbsumber. Dalam banyak praktek, pebusuran tidak begitu penting untuk komponen SPP.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

49 dari 59

Ada dua jenis pebusuran dapat terjadi, misal pebusuran termal dan pebusuran tegangan.Pebusuran termal terjadi dikala arus yang sangat tinggi mengalir ke sambungan antara duabahan elektroda. Kebanyakn pebusuran termal terjadi didekat ujung bagian dalamsambungan jika gaya sambungan antar muka sangat rendah; karena terutama kerapatan

arus yang tinggi dan ketidak cukupan gaya antar muka. Intensitas pebusuran termal terkaitkepada enersi spesifik dan karena itu, tahapan yang paling kritis dari petir adalah sambaranulang pertama. Terjadi pebusuran tegangan dengan penekanan arus ke jalur berbelit,misalnya di dalam sambungan jika tegangan yang diinduksikan di dalam lup yangsedemikian melebihi besar tegangan tembus diantara bagian-bagian lohgam. Teganganyang diinduksikan adalah proporsional kepada swa induktansi dikali dengan kecuraman aruspetir. Komponen yang paling kritis untuk tegangan pebusuran adalah sambaran negatipberikutnya.

D.5 Komponen SPP, masalah yang relevan dan parameter uji

Sistem proteksi petir dibuat dari beberapa komponen yang berbeda, yang masing-masingmempunyai fungsi spesifik di dalam sistem. Sifat alami dari komponen dan stress spesifikyang akan dikenakan, memerlukan pertimbangan spesifik saat mengatur pengujian untukmemeriksa unjuk kerjanya.

D.5.1 Terminasi udara

Efek pada sistem terminasi udara timbul dari efek mekanik dan termal (sebagaimanadibahas di dalam D.5.2, tetapi perlu dicatat bahwa proporsi yang tinggi dari arus petir akanmengalir dalam suatu elektroda terminasi udara yang tersambar) dan juga dalam beberapakasus efek erosi busur, spesifiknya dalam sifat alami komponen SPP seperti logam tipispenutup (dengan kebocoran atau kenaikan suhu permukaan belakang luar dapat terjadi) dan

elektroda yang tergantung.

Untuk efek erosi busur, dua parameter uji utama harus dipertimbangkan: misal muatan dariarus durasi panjang dan durasinya.

Muatan mempengaruhi enersi masuk pada sumber busur. Secara spesifik, sambarandengan durasi panjang yang ada akan menjadi paling berbahaya untuk efek ini sedangkanuntuk sambaran durasi pendek dapat diabaikan.

Durasi arus memainkan peranan penting dalam fenomena transfer bahang ke bahan. Durasiarus yang diterapkan selama pengujian harus sebanding dengan sambaran durasi panjang(0,5 dtk sampai 1,0 detik).

D.5.2 Elektroda turun

Efek pada elektroda turun yang disebabkan oleh petir dapat dibagi atas dua kategori besar:

Efek termal karena pemanasan sifat resistans;

Efek mekanis terkait dengan interaksi magnetik dengan arus petir dibagikan padaelektroda yang ditempatkan disekitar elektroda yang lain atau ketika arus berubaharah (lengkungan atau sambungan antara elektroda yang ditempatkan dengan suatusudut terhadap yang lain).

Dalam banyak hal kedua efek ini bekerja tidak tergantung dengan lainnya dan pengujian

laboratorium yang terpisah dapat melaksanakan pemeriksaan masing-masing efek.Pendekatan ini dapat dipakai pada semua hal dengan pemanasan karena arus petirmengalir tidak merubah karakteristik mekanis secara menyolok.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

50 dari 59

D.5.2.1 Pemanasan sifat resistans

Perhitungan dan pengukuran yang dikaitkan kepada pemanasan elektroda dengan luaspenampang yang berbeda dan bahan karena arus petir mengalir disepanjang elektroda telah

diterbitkan oleh beberapa penulis. Hasil utama dalam istilah dan rumusan diringkaskandalam D.4.1.1. Secara umum, tidak diperlukan uji laboratorium, untuk memeriksa sifatelektroda ditinjau kepada kenaikan suhu.

Di dalam semua kasus yang memerlukan uji laboratorium, pertimbangan berikut harusdiperhitungkan.

Parameter uji utama yang harus dipertimbangkan dalam hal ini adalah enersi spesifik dandurasi arus impuls.

Enersi spesifik yang mempengaruhi kenaikan suhu akibat pemanasan Joule yangdisebabkan oleh arus petir mengalir. Nilai dalam angka yang harus dipertimbangkan adalah

yang relevan dengan sambaran pertama. Data konservatip didapat dengan menganggapsambaran positip.

Durasi arus impuls mempunyai pengaruh yang menentukan pada proses perubahan panasdengan meninjau kondisi suhu sekitar elektroda. Dalam banyak kasus, durasi arus impulsbegitu singkat sehingga proses pemanasan dianggap adiabatis.

D.5.2.2 Efek mekanis

Sebagaimana dibahas di dalam D.4.2.1, interaksi mekanik dibangkitkan diantara elektrodayang membawa arus petir. Gaya tersebut adalah berbanding lurus dengan perkalian arusyang mengalir dalam elektroda (atau dengan kuadrat arus jika elektroda tertekuk tunggal

dipertimbangkan) dan adalah berbanding terbalik dengan jarak antara elektroda.

Keadaan biasa dimana efek yang terlihat dapat terjadi jika elektroda berbentuk lup atautertekuk. Ketika elektroda yang demikian membawa arus petir, hal itu akan terkena gayamekanis yang berusaha melebarkan lup dan untuk meluruskan sudut dan menekuk keluar.Besar gaya ini adalah proporsional kepada kuadrat amplitudo arus. Pembedaan nyata harusdilakukan, betapapun, antara gaya elektrodinamik, yang proporsional dengan kuadratamplitudo arus, dan stress terkait yang tergantung kepada karakteristik elastis dari mekanikstruktur SPP. Untuk struktur SPP dengan frekuensi alami yang relatip rendah, stress yangdibangkitkan dalam struktur SPP akan dipertimbangkan lebih rendah disbanding dengangaya elektrodinamik. Dalam hal ini, tidak perlu uji laboratorium untuk memeriksa sifatmekanis elektroda yang tertekuk siku-siku asalkan luas penampang dari persyaratan

dipenuhi.

Dalam semua kasus yang memerlukan uji laboratorium (spesifiknya untuk bahan lunak),pertimbangan berikut harus diperhitungkan. Tiga parameter sambaran ulang pertama harusdipertimbangkan: durasi, enersi spesifik arus impuls dan, dalam hal sistem yang kaku,amplitudo arus.

Durasi arus impuls, dibandingkan dengan periode osilasi mekanik alami dari struktur SPP,menentukan jenis respons mekanik sistem ditinjau dari pergeseran :

Jika durasi impuls jauh lebih pendek disbanding periode osilasi mekanik alami dari

struktur SPPD ( kasus normal untuk struktur SPP yang terkena stress oleh impuls petir),maka masa dan elastisitas dari sistem mencegahnya dari banyak penggeseran yang adadan stress mekanik yang terkait mendasari enersi spesifik dari arus impuls. Nilai puncakarus impuls mempunyai efek terbatas.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

51 dari 59

Jika durasi impuls sebanding dengan atau lebih tinggi dari periode osilasi mekanika alamidari struktur, pergeseran sistem lebih peka terhadap bentuk gelombang stress yangditerapkan. Dalam hal ini, nilai puncak arus impuls dan enersi spesifik perlu direproduksiselama pengujian.

Enersi spesifik dari arus impuls mempengaruhi stress yang menyebebkan perubahan elastisdan plastik dari struktur SPP. Nilai angka yang dipertimbangkan adalah yang relevan dengansambaran pertama.

Nilai maksimum arus impuls mempengaruhi panjang penggeseran maksimum struktur SPP,dalam hal sistem yang kaku, yang mempunyai frekuensi osilasi alami. Nilai angka yang arusdipertimbangkan adalah yang relevan dengan sambaran pertama.

D.5.3 Komponen penghubung

Komponen penghubung diantara elektroda yang berdekatan dalam suatu SPP mungkin

merupakan titik kelemahan mekanik dan termal dikala stress yang sangat tinggi terjadi.

Dalam hal penghubung ditempatkan sedemikian sehingga elektroda mengikuti sudut siku-siku, efek utama dari stress terkait dengan gaya mekanik yang cenderung meluruskanelektroda dan menahan gaya gesek antara komponen penghubung dan elektroda yangmenyebabkan hubungan lepas. Pembangkitan busur pada titik kontak dari bagian yangberbeda adalah mungkin. Lebih jauh, efek pemanasan yang disebabkan oleh terpusatnyaarus pada permukaan kontak yang kecil mempunyai efek yang perlu dicatat.

Uji laboratorium menunjukkan bahwa sulit untuk memisah efek yang demikian dari satudengan yang lain karena adanya sinergi yang komplek. Kuat mekanik dipengaruhi olehleburan setempat pada permukaan kontak. Pergeseran relative diantar bagian-bagian

komponen penghubung meningkatkan munculnya busur dan selanjutnya pembangkitanpanas yang cepat.

Jika tanpa model yang berlaku, uji laboratorium sebaiknya dilaksanakan sedemikian untukmenampilkan sedekat mungkin parameter yang sesuai dari arus petir dalam situasi yangpaling kritis: misal, parameter yang sesuai dari arus petir harus diterapkan dengan uji listriktunggal.

Tiga parameter yang dipertimbangkan dalam hal ini : nilai puncak, enersi spesifik dan durasiarus impuls.

Nilai maksimum arus impuls mempengaruhi gaya maksimum, atau , jika dan setelah gaya

menarik elektrodinamik melampaui gaya gesek, panjang pergeseran maksimum strukturSPP. Nilai angka yang dipertimbangkan adalah relevan kepada sambaran pertama. Datakonservatif didapat dengan pertimbangan sambaran positif.

Durasi arus impuls mempengaruhi pergeseran maksimum struktur stelah gaya gesekdilampaui dan mempunyai peran penting dalam kejadian pengiriman panas kedalam bahan.

D.5.4 Terminasi bumi

Masalah utama dengan elektroda terminasi bumi terkait dengan korosi kimia dan kerusakanmekanis yang disebabkan oleh gaya selain gaya elektrodinamik. Dalam hal praktiknya, erosi

elektroda bumi pada sumber busur adalah hal yang kecil. Bagaimanapun, yangdipertimbangkan, berlawanan dengan terminasi udara, SPP tipikal mempunyai beberapaterminasi bumi. Arus petir akan ada diantara beberapa elektroda pembumian, sehinggaefeknya kurang penting pada sumber busur.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

52 dari 59

Dua parameter uji utama dipertimbangkan dalam hal ini : muatan dan durasi arus impulsdurasi lama.

Muatan mempengaruhi masukan enersi pada sumber busur. Spesifiknya, kontribusi

sambaran pertama dapat diabaikan karena sambaran durasi lama yang muncul paling ganasuntuk komponen ini.

Durasi arus impuls mempunyai peran penting dalam kejadian pengirman panas kedalambahan. Durasi arus impuls diterapkan selama pengujian harus dapat dibandingkan kepadasambaran durasi lama (0,5 dtk sampai 1,0 dtk).

D.6 Gawai proteksi surja (GPS)

Efek stress pada suatu GPS yang disebabkan oleh petir tergantung pada jenis GPS, denganacuan spesifik ada celah atau tidak ada.

D.6.1 GPS yang berisi celah busurEfek pada celah busur yang disebabkan oleh petir dapat dibagi dalam dua kategori utama:

erosi elektroda celah oleh pemanasan, leburan dan penguapan bahan;

stress mekanik yang disebabkan oleh gelombang kejut luahan.

Adalah sangat sulit untuk meneliti secara terpisah efek-efek ini, keduanya terkait denganparameter arus petir utama dengan menggunakan hubungan yang kompleks.

Untuk celah busur, pengujian laboratorium harus dilakukan sedemikian untuk menunjukkansedekat mungkin parameter sesuai dari arus petir dalam banyak situasi yang kritis: misal,

semua parameter sesuai dari arus petir harus diterapkan dengan menggunakan stress listriktunggal.

Lima parameter harus dipertimbangkan dalam hal ini : nilai puncak, muatan, durasi, enersispesifik dan laju kenaikan arus impuls.

Nilai arus puncak sangat mempengaruhi gelombang kejut. Nilai angka yang dipertimbangkanadalah relevan terhadap sambaran pertama. Data konservatif didapat denganmempertimbangkan sambaran positif.

Muatan mempengaruhi enersi input dalam busur. Enersi dalam busur akan memanas,melebur dan kemungkinan penguapan bagian bahan elektroda tempat pemasangan busur.Nilai angka yang dipertimbangkan adalah relevan terhadap seluruh kilatan petir. Namun,muatan arus durasi lama dapat diabaikan dalam banyak hal, tergantung pada konfigurasisistem suplai daya (TN, TT atau IT).

Durasi arus impuls mempengaruhi kejadian pengiriman panas kedalam masa elektroda danmenghasilkan rambatan muka lebur.

Enersi spesifik dari arus impuls mempengaruhi kompresi swa magnetic busur dan fisiksemburan plasma elektroda di antar muka antara permukaan elektroda dan busur (yangdapat menyemburkan sejumlah bahan lebur). Nilai angka yang dipertimbangkan adalahrelevan terhadap sambaran pertama. Data konservatif didapat dengan mempertimbangkan

sambaran positif.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

53 dari 59

CATATAN Untuk celah busur yang digunakan pada sistem suplai daya, kemungkinan frekuensidaya mengikuti amplitudo arus ditetapkan suatu factor stress yang penting, yang harusdiperhitungkan.

D.6.2 GPS yang berisi bermacam resistans logam-oksida

Stres kepada bermacam resistans logam-oksida yang disebabakan oleh petir dapat dibagidalam dua kategori utama: beban lebih dan lewat denyar. Setiap kategori dicirikan olehkegagalan mode-mode yang dibangkitkan oleh kejadian yang berbeda-bedadan diatur olehparameter yang berbeda. Kegagalan logam-oksida GPS terkait dengan kelemahankarakteristiknya dan tidak terjadi sinerji diantara perbedaan stress fatal dapat terjadi. Hal inimuncul, karena itu, untuk disetujui melakukan uji terpisah untuk memeriksa sifat-sifat dalamsetiap kondisi mode yang gagal.

Beban lebih yang disebabkan oleh sejumlah enersi terserap melebihi kemampuan gawai.Enersi berlebih dipertimbangkan terkait kepada stress petir itu sendiri. Namun, untuk GPSyang terpasang pada sistem suplai daya, arus ikutan yang diinjeksikan kedalam gawaisegera oleh sistem daya setelah penghentian aliran arus petir dapat juga berperan pentingdalam kerusakan GPS yang fatal. Akhirnya, suatu GPS dapat rusak fatal oleh ketidakstabilan termal karena penerapan tegangan yang dikatkan kepada koefisien suhu negativedari karakteristik volt-ampere dari resistor. Untuk simulasi beban lebih dari bermacamresistans logam oksida, satu parameter utama yang dipertimbangkan adalah : muatan.

Muatan mempengaruhi enersi input kedalam gugus blok resistor logam-oksida,dipertimbangkan sebagai konstanta sisa tegangan dari gugus resistor logam-oksida. Nilaiangka yang dipertimbangkan adalah semua yang relevan dengan kilatan petir.

Lewat denyar dan retakan yang disebabkan oleh amplitudo arus pulsa yang melebihi

kemampuan resistor.

Mode kegagalan ini umumnya dibuktikan dengan suatu lewat denyar eksternal sepanjangkerah, kadang-kadang menembus kedalam gugus resistor menyebabkab retakan ataulubang yang tegak lurus terhadap kerah. Kegagalan terutama terkait dengan collapsedielektrik kerah dari gugus resistor.

Untuk simulasi kejadian petir ini, dua parameter utama yang dipertimbangkan : nilaimaksimum dan durasi arus impuls.

Nilai maksimum arus impuls yang ditetapkan, melalui tingkat yang terkait dengan sisategangan, dengan kuat dielektrik maksimum pada kerah resistor dilampaui. Nilai angka yang

dipertimbangkan adalah relevan dengan sambaran pertama. Data konservatif didapatdengan mempertimbangkan sambaran positif.

Durasi arus impuls mempengaruhi durasi penerapan stress dielektrik pada kerah resistor.

D.7 Ringkasan parameter uji yang diterapkan dalam pengujian komponen TPP

Tabel D.1 adalah ringkasan aspek yang paling kritis dari setiap komponen TPP selama unjukkerja fungsinya dan tabel ini memberikan parameter arus petir yang akan dihasilkan dalamuji laboratorium.

Nilai angka yang diberikan dalam Tabel D.1 adalah relevan dengan parameter petir yangpenting pada titik sambaran.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

54 dari 59

Nilai uji dihitung dengan mempertimbangkan pembagian arus yang dituliskan denganmenggunakan factor pembagian arus, sebagaimana dibahas dalam ayat D.3.

Nilai angka dari parameter yang akan digunakan selama pengujian dapat dihitung dengan

dasar data yang diberikan dalam Tabel D.1, dengan penerapan factor pengurangan yangterkait dengan pembagian arus, seperti ditulis dalam rumus yang telah dilaporkan dalam ayatD.3.

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

55 dari 59

Lampiran E(informatif)

Surja karena petir pada titik pemasangan yang berbeda

Pandangan umum

Untuk penetapan ukuran elektroda, GPS dan perlengkapan, ancaman karena surja pada titikpemasangan spesifik dari komponen ini sebaiknya ditentukan. Surja dapat muncul dari(sebagian) arus petir dan dari efek induksi di dalam pasangan lup. Ancaman karena surja iniharus lebih rendah daripada tingkat keresistor komponen yang digunakan (ditentukandengan pengujian yang cukup bila diperlukan).

E.1 Surja karena kilatan ke struktur (sumber kerusakan S1)

E.1.1 Surja mengalir melalui bagian elektroda eksternal dan jaringan yang terhubungke struktur

Ketika dihantar kebumi, arus petir terbagi diantara : sistem terminasi bumi, bagian elektrodaeksternal dan jaringan, secara langsung atau melalui GPS yang terhubung.

Jika I f = k e I (E.1)

adalah bagian dari arus petir yang relevan kepada setiap bagian berelektroda eksternal atau jaringan, selanjutnya k e tergantung pada:

Jumlah jalur yang parallel ;

Impedansi pembumian konvensional untuk bagian bawah tanah, atau resistanspembumiannya, dengan bagian saluran udara terhubung ke bawah tanah, untukbagian saluran udara,

Impedansi pembumian konvensional dari sistem terminasi-pembumian.

o Untuk pemasangan bawah tanah

2

1211

Z

Z nn Z Z

Z k e (E.2)

o Untuk pemasangan saluran udara

2

21212 Z

Z nn Z Z

Z k e (E.3)

dengan

Z adalah Impedansi/pembumian konvensional dari sistem terminasi-pembumian.Z1 adalah Impedansi/pembumian konvensional dari bagian eksternal atau jaringan

(Tabel E.1) disepanjang bawah tanah;Z2 adalah resistans bumi dari susunan pembumian yang menghubungkan jaringan ke

bumi. Jika resistans bumi dari titik pembumian tidak diketahui, nilai Z1 yang

ditunjukkan dalam Tabel E.1 dapat digunakan (dengan sifat resistor relevan kepadatitik pembumian).

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

56 dari 59

CATATAN Dalam rumus di atas nilai ini diasumsikan sama untuk setiap titik pembumian. Jika halini tidak ada dalam permasalahan, diperlukan penggunaan persamaan yang lebih rumit.

n1 adalah jumlah seluruh bagian eksternal atau jaringan di bawah tanah;n2 adalah jumlah seluruh bagian eksternal atau jaringan di atas tanah;I adalah arus petir yang relevan kepada kelas SPP

Diasumsikan sebagai pendekatan pertama bahwa separuh dari arus petir mengalir dalamsistem terminasi pembumian dan Z2 = Z1, nilai dari k e dapat dievaluasi untuk bagianelektroda eksternal atau jaringan dengan:

k e = 0,5 / (n1 + n2) (E.4)

Jika jaringan-jaringan yang masuk (misal, jaringan listrik dan telekomunikasi) tidak dilindungiatau tidak melalui saluran logam, setiap elektroda n’ dari jaringan membawa arus petir yangsama besarnya

k e’ = k e / n’ (E.5)

n’ adalah jumlah seluruh elektroda

Untuk jaringan yang dilindungi terikat pada saluran masuk, nilai arus k e’ untuk setiapelektroda n’ dari layanan yang dilindungi diberikan dengan :

k e’ = k e . Rs/ (n’ Rs + Rc) (E.6)

dengan

Rs adalah resistans ohm per unit panjang pelindung;Rc adalah resistans ohm per unit panjang elektroda dalam.

CATATAN 3 Rumus ini dapat melemahkan peranan pelindung dalam pembagian arus petir karenainduktansi mutual antara inti dan pelindung.

Tabel E.1 – Nilai impedansi pembumian konvensional Z dan Z1

sesuai dengan resistor tanah

Hubungan impedans pembumian konvensional terhadap klas SPP m

Z1

I II III-IV

100 8 4 4 4200 11 6 6 6

500 16 10 10 10

1 000 22 10 15 20

2 000 28 10 15 40

3 000 35 10 15 60

CATATAN Nilai yang dilaporkan dalam Tabel ini mengacu kepada impedansi pembumiankonvensional dari elektroda yang tertanam dengan kondisi impuls (10/350 µ.dtk).

E.1.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi pembagian arus petir dalam jaringan daya

Untuk perhitungan rinci beberapa factor dapat mempengaruhi amplitudo dan bentukgelombang surja:

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

58 dari 59

E.2.2 Surja kilatan dekat ke pelayanan (Sumber kerusakan S4)

Surja dari kilatan dekat ke pelayanan mempunyai enersi lebih rendah dibanding denganyang terkait dengan kilatan ke pelayanan (sumber kerusakan S3).

Arus lebih yang diperkirakan, dikaitkan dengan tingkat proteksi petir spesifik (TPP) diberikandalam Tabel E.2.

Untuk jaringan yang dilindungi, nilai aruslebih diberikan dalam Tabel E.2 dapat diturunkandengan faktor 0,5.

E.3 Surja karena efek induksi (Sumber kerusakan S1 atau S2)

Surja-surja karena efek induksi dari medan magnit, dibangkitkan dari kilatan petir yang dekat(sumber S2) atau dari aliran arus petir dalam SPP ekdternal atau pelindung renggang dari

ZPP 1 (sumber S1) mempunyai bentuk gelombang arus tipikal 8/20 µ.dtk. Surja-surjasedemikian dipertimbangkan dekat ke atau pada terminal peralatan di dalam ZPP 1 danpada perbatasan ZPP 1 dan 2.

E.3.1 Surja di dalam suatu ZPP 1 tanpa pelindung

Di dalam suatu ZPP 1 tanpa pelindung (misal, diproteksi hanya oleh suatu SPP eksternalsesuai IEC 62305-3 dengan lebar jaring lebih besar dari 5 m) secara relatip surja yang tinggidiperkirakan karena efek induksi dari medan magnit yang tidak diredam.

Arus lebih yang diperkirakan, dikaitkan dengan tingkat proteksi petir spesifik (TPP) diberikandalam Tabel E.2.

E.3.2 Surja di dalam suatu ZPP dengan pelindung

Di dalam suatu ZPP dengan pelindung zona yang efektif (memerlukan lebar jala-jaladibawah 5 m sesuai dengan Lampiran A dari IEC 62305-4), pembangkitan surja karena efekinduksi dari medan magnit sangat menurun. Dalam hal sedemikian, surja lebih rendahdibanding dengan yang diberikan dalam E.3.1.

Di dalam ZPP 1, efek induksi lebih rendah karena efek redam dari pelindung zona.

Di dalam ZPP 2, surja selanjutnya diturunkan karena efek kaskade dari kedua pelindungrenggang dari ZPP 1 dan ZPP 2.

E.4 Informasi umum terkait ke GPS

Penggunaan GPS tergantung pada kemampuan keresistornya, diklasifikasikan dalam IEC61643-1 [6] untuk sistem daya dan dalam IEC 61643-21 untuk sistem telekomunikasi.

GPS yang akan digunakan sesuai dengan posisi pemasangannya adalah sebagai berikut:

a) Pada tempat masuk jaringan ke struktur (pada perbatasan ZPP 1, misal, pada papanpembagi utama (PHB utama));

GPS yang diuji dengan Iimp (gelombang tipikal 10/350, misal GPS yang diujisesuai Kelas I);

GPS yang diuji dengan In (gelombang tipikal 8/20, misalnya GPS yang diujisesuai dengan Kelas II).

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


SNI IEC 62305-1:2009

59 dari 59

b) Dekat kepada peralatan yang akan diproteksi (pada perbatasan ZPP 2 dan yanglebih tinggi, misal pada papan pembagi sekunder (PHB sekunder), atau pada socketkeluar SR):

GPS yang diuji dengan In (gelombang tipikal 8/20, misal GPS yang diuji

sesuai Kelas II); GPS yang diuji dengan kombinasi gelombang (gelombang arus tipikal 8/20,misal GPS yang diuji sesuai Kelas III).

8/12/2019 1438_SNI IEC 62305-1_2009


1438_SNI IEC 62305-1_2009

Documents

Transcript of 1438_SNI IEC 62305-1_2009