METODE SUDUT PERLINDUNGAN
Pendahuluan:
- Sistem proteksi petir tidak menarik atau mencegah sambaran petir. Namun, sistem proteksi petir menyediakan jalur impedansi rendah agar arus petir mengalir dari titik sambaran petir ke tanah untuk mencegah terjadinya flashover yang berbahaya dan kebakaran yang disebabkan oleh petir.
- Sistem proteksi petir dirancang untuk melindungi bangunan, peralatan, atau manusia dari efek merusak sambaran petir. Sistem ini menciptakan jalur agar sambaran petir dapat bergerak dengan aman dari atas bangunan ke tanah dengan konduktor petir. Sistem ini melindungi komponen listrik internal bangunan dengan mencegah kebakaran atau sengatan listrik. Untuk itu, semua instalasi logam di dalam bangunan harus dibuat dengan potensi yang sama.
- Tujuan dasar LPS adalah untuk mencegah efek termal, mekanis, dan listrik yang dapat menyebabkan kerusakan pada bangunan yang dilindungi atau manusia melalui tegangan sentuh atau kenaikan tegangan di dalam bangunan.
Tingkat Proteksi Petir:
- Tingkat Proteksi Petir dibagi menjadi empat kategori. Untuk setiap kategori, ditetapkan serangkaian parameter arus petir maksimum dan minimum (LPL I hingga IV).
- Nilai maksimum parameter arus petir digunakan untuk merancang komponen proteksi petir (misalnya Penampang konduktor, ketebalan lembaran logam, kemampuan arus SPD, dan Jarak pemisah terhadap percikan berbahaya).
- Nilai minimum amplitudo arus petir untuk berbagai LPL digunakan untuk memperoleh Radius Bola Bergulir guna menentukan Zona Proteksi Petir (LPZ0B) yang tidak dapat dijangkau oleh sambaran langsung.
| HUBUNGAN ANTARA LPL DAN KELAS LPS | ||
| LPL | RISK LEVEL | CLASS OF LPS |
| CLASS I | Very Hight Risk | I |
| CLASS II | Hight Risk | II |
| CLASS III | Moderate Risk | III |
| CLASS IV | Low Risk | iV |
| KLASIFIKASI LPS | ||
| Clasification Of LPL | Maximum Current (KA) | Minimum Current (KA) |
| CLASS I – (Very Hight Risk) | 200 KA | 3 KA |
| CLASS II – (Hight Risk) | 150 KA | 5 KA |
| CLASS III – (Moderate Risk) | 100 KA | 10 KA |
| CLASS IV – (Low Risk) | 100 KA | 16 KA |
Jenis-jenis Sistem Proteksi petir (LPS):
Ada dua jenis Sistem Proteksi Petir
- Proteksi Petir Eksternal
- Proteksi Petir Internal
Proteksi petir eksternal
- Proteksi petir eksternal melindungi bangunan jika terjadi sambaran petir langsung. Pada dasarnya, sistem ini menahan sambaran petir langsung ke bangunan dan menyalurkan arus petir dari titik sambaran ke tanah serta menciptakan selubung pelindung di sekeliling bangunan yang mencegah kebakaran dan melindungi orang-orang di dalamnya.
- LPS Eksternal juga menyebarkan arus ini ke bumi tanpa menyebabkan kerusakan pada bangunan atau menyebabkan potensi kenaikan/percikan yang tidak aman.
Perlindungan Petir Internal:
- LPS Internal melindungi peralatan dari tegangan dan arus transien.
- Perlindungan petir Internal/Perlindungan lonjakan arus memberikan keamanan di dalam gedung.
- Perlindungan ini menahan lonjakan arus yang mungkin masuk ke dalam rumah melalui kabel catu daya/Jaringan Listrik dan melindungi perangkat listrik/elektronik rumah (yang jika tidak akan berisiko melalui rute ini).
Jenis-jenis Sistem LPS Eksternal
Ada dua jenis Sistem LPS Eksternal
- Sistem Non-Konvensional / Emisi Early Streamer (Sistem Terisolasi)
- Sistem Konvensional (Sistem Non-Terisolasi)
- Emisi Non-Konvensional / Early Streamer (Sistem Terisolasi):
Emisi Streamer Awal / Non-Konvensional (Sistem Terisolasi):
- Sistem Non-Konvensional / Sistem Terisolasi tidak berarti bahwa sistem tersebut terisolasi secara elektrik dari bumi (kesalahpahaman umum). Itu hanya berarti jarak fisik yang dicapai antara arus petir dan barang yang dilindungi.
- Dalam Sistem Non-Konvensional / Terisolasi, konduktor Petir tidak langsung menempel pada struktur atau aset yang dilindungi. Ada sedikit atau lebih banyak pemisahan antara Struktur dan sistem Petir.
- Hal ini dapat dicapai dengan tiang (atau tiang) yang berdiri bebas yang berdiri agak jauh dari barang yang dilindungi pada Titik tertinggi. Atau, dalam beberapa kasus, pemisahan dapat dicapai dengan menggunakan konduktor yang tidak memicu percikan.
- Penangkal Petir dipasang pada titik tertinggi bangunan yang dilindungi dengan jarak pemisahan yang cukup satu sama lain secara elektrik dan fisik. Batang Penerangan Terpisah (Terisolasi) menyediakan jalur konduktif untuk arus penerangan ke bumi.
Sistem Konvensional (Non-Terisolasi):
- Dalam Sistem Konvensional/Non-Terisolasi, biasanya susunan konduktor dipasang langsung ke struktur atau aset yang dilindungi dengan sedikit atau tanpa pemisahan.
Komponen Sistem Proteksi Petir Eksternal:
Sistem Proteksi Petir Eksternal memiliki komponen-komponen berikut
- Sistem terminal udara = Menangkap sambaran petir ke suatu bangunan
- Sistem konduktor bawah = menyediakan jalur teraman bagi arus petir menuju bumi.
- Sistem pembumian = Menyebarkan arus petir ke bumi.
- Elemen-elemen individual dari LPS ini harus dihubungkan menggunakan komponen proteksi petir yang sesuai. Ini akan memastikan bahwa jika terjadi pelepasan arus petir ke bangunan, potensi kerusakan pada bangunan yang dilindungi akan diminimalkan.
- Dalam kebanyakan kasus, LPS eksternal dapat dipasang ke bangunan yang akan dilindungi. LPS yang terisolasi lebih disukai untuk area yang berisiko meledak dan terbakar.
(1) Air Termination System:
- Peran sistem terminasi udara adalah untuk menangkap arus pelepasan petir dan menyebarkannya ke bumi tanpa membahayakan melalui konduktor bawah dan sistem terminasi bumi. Oleh karena itu, sangat penting untuk menggunakan sistem terminasi udara yang dirancang dengan benar.
- Sistem Terminasi Udara dapat terdiri dari kombinasi apa pun dari elemen-elemen berikut.
1. Batang (termasuk tiang yang berdiri bebas)
2. Kabel katenari (kabel yang digantung)
3. Konduktor berjalin yang mungkin bersentuhan langsung dengan atap atau digantung di atasnya.
AIR TERMINATION SYSTEM DESIGN
Sesuai dengan pertimbangan Kelas Sistem Proteksi petir, sistem terminasi udara harus dirancang dengan metode berikut.
- Semua metode harus digunakan, secara independen atau dalam kombinasi apa pun untuk memastikan bahwa zona perlindungan oleh berbagai bagian terminasi udara saling tumpang tindih dan memastikan bahwa struktur sepenuhnya terlindungi.
- Metode untuk terminasi udara untuk Sistem Proteksi Pencahayaan adalah
(A) Metode Sudut Perlindungan
(B) Metode Bola Bergulir dan
(C) Metode Jaring - Ketiga metode tersebut dapat digunakan untuk desain LPS. Pilihan metode bergantung pada evaluasi praktis atas kesesuaiannya dan kerentanan struktur yang akan dilindungi.
- Perbedaan utama dalam metode Terminasi Udara adalah sebagai berikut.
(i) Metode sudut perlindungan cocok untuk struktur sederhana atau untuk bagian kecil dari struktur yang lebih besar. Metode ini juga memiliki keterbatasan pada ketinggian terminal udara. Metode ini tidak cocok untuk struktur yang lebih tinggi dari radius bola bergulir yang relevan dengan tingkat perlindungan LPS.
(ii) Metode bola bergulir cocok untuk struktur berbentuk kompleks. Metode ini sebagian besar digunakan dalam semua kasus. (iii) Metode mesh ditujukan untuk keperluan umum, dan sangat cocok untuk perlindungan permukaan bidang.
(A) METODE SUDUT PERLINDUNGAN (Cocok untuk bangunan berbentuk sederhana)
- Metode Sudut Proteksi lebih luas penggunaannya dibandingkan metode jaring, karena dapat dipasang pada struktur sederhana, pada permukaan yang tidak halus/tidak rata, pada struktur logam yang menonjol.
- Metode ini digunakan untuk struktur yang tingginya tidak melebihi 15 Meter.
- Untuk struktur yang tingginya kurang dari 7,5 Meter, sudut Proteksi harus 60 derajat, atau sudut 1:2, yang diizinkan.
- Untuk struktur yang tingginya lebih dari 7,5 Meter tetapi tidak lebih dari 7,5 Meter, sudut Proteksi harus 45 derajat, atau sudut 1:1, yang digunakan. Hal ini diilustrasikan pada Gambar
- Metode Sudut Proteksi umumnya digunakan sebagai pelengkap Metode Jaring.
- Batang terminasi udara harus diposisikan sedemikian rupa sehingga semua bagian struktur, termasuk peralatan logam yang dipasang di atap seperti unit HVAC, panel PV, akan dilindungi di dalam selubung yang dihasilkan oleh batang terminasi udara.
- Dalam metode ini beberapa terminal udara ditempatkan pada titik tertinggi di atas bangunan/struktur di lokasi yang berbeda. Setiap terminal udara mencakup sudut perlindungan tertentu.
- Tingkat perlindungan dapat dipilih berdasarkan ketinggian terminal dari dasar hingga ujung. Misalnya, jika kelas I dipilih, ini berarti sudut perlindungan adalah 70 derajat, dengan mempertimbangkan ketinggian terminal 2 meter.
- Dalam hal memasang peralatan logam, seperti Unit HVAC, panel PV di atap, jarak yang cukup antara peralatan dan terminal udara harus dipertimbangkan untuk menghindari percikan, serta memilih sudut perlindungan yang tepat.
- Dimensi fisik sebenarnya dari Terminasi Udara logam harus dipertimbangkan untuk menghitung area yang dilindungi oleh terminal petir. Biasanya, jika batang udara setinggi 5 meter, maka zona perlindungan yang ditawarkan oleh batang terminal udara ini akan didasarkan pada 5 meter dan kelas LPS yang relevan.
- Jika ketinggian bangunan kurang dari 30 meter, kerucut perlindungan 45 derajat dapat digunakan. Untuk bangunan dengan tinggi lebih dari 30 Meter, maka harus dipertimbangkan kerucut proteksi 30 derajat.
Volume yang dilindungi oleh sistem terminasi udara batang vertikal
- Konduktor, batang, tiang, dan kabel terminasi udara harus diposisikan sedemikian rupa sehingga semua bagian struktur yang akan dilindungi berada di dalam permukaan selubung yang dihasilkan oleh titik-titik yang menonjol pada konduktor terminasi udara ke bidang referensi, pada sudut α terhadap vertikal ke segala arah.
- Volume yang dilindungi oleh batang vertikal diasumsikan berbentuk kerucut lingkaran tegak lurus dengan titik puncak ditempatkan pada sumbu terminasi udara, sudut semi-puncak α, tergantung pada kelas LPS, dan pada ketinggian sistem terminasi udara seperti yang diberikan dalam Tabel.
- Sudut perlindungan harus sesuai dengan tabel yang disebutkan di bawah ini, dengan h menjadi ketinggian terminasi udara di atas permukaan yang akan dilindungi.
|
Height of Air Termination Rod-Protection Angle & Protection Distance |
||||||||
| Height of Air termination rod in meter |
LPS-CLASS-I |
LPS-CLASS-II |
LPS-CLASS-III |
LPS-CLASS-IV |
||||
| Angle | Protection Distance in Meter | Angle | Protection Distnce ina Meter | Angle | Protection Distance in Meter | Angle | Protection Distance in Meter | |
| 1 | 71 | 2.9 | 74 | 3.49 | 77 | 4.33 | 79 | 5.14 |
| 2 | 71 | 5.81 | 74 | 6.97 | 77 | 8.66 | 79 | 10.29 |
| 3 | 66 | 6.74 | 71 | 8.7 | 74 | 10.46 | 76 | 12.03 |
| 4 | 62 | 7.52 | 68 | 9.9 | 72 | 12.31 | 74 | 13.95 |
| 5 | 59 | 8.32 | 65 | 10.72 | 70 | 13.74 | 72 | 15.39 |
| 6 | 56 | 8.9 | 60 | 11.28 | 68 | 14.85 | 71 | 17.43 |
| 7 | 53 | 9.29 | 58 | 12.12 | 66 | 15.72 | 69 | 18.24 |
| 8 | 50 | 9.53 | 56 | 12.8 | 64 | 16.4 | 68 | 19.8 |
| 9 | 48 | 10 | 54 | 13.34 | 62 | 16.93 | 66 | 20.21 |
| 10 | 45 | 10 | 52 | 13.76 | 61 | 18.04 | 65 | 21.45 |
| 11 | 43 | 10.26 | 50 | 14.08 | 59 | 18.31 | 64 | 22.55 |
| 12 | 40 | 10.07 | 49 | 14.3 | 58 | 19.2 | 62 | 22.57 |
| 13 | 38 | 10.16 | 47 | 14.95 | 57 | 20.02 | 61 | 23.45 |
| 14 | 36 | 10.17 | 45 | 15.01 | 55 | 19.99 | 60 | 24.25 |
| 15 | 34 | 10.17 | 44 | 15 | 54 | 20.65 | 59 | 24.96 |
| 16 | 32 | 10 | 42 | 15.45 | 53 | 21.23 | 58 | 25.61 |
| 17 | 30 | 9.81 | 40 | 15.31 | 51 | 20.99 | 57 | 26.18 |
| 18 | 27 | 9.17 | 39 | 15.1 | 50 | 21.45 | 56 | 26.69 |
| 19 | 25 | 8.26 | 37 | 15.39 | 49 | 21.86 | 55 | 27.13 |
| 20 | 23 | 8.49 | 36 | 15.07 | 48 | 22.21 | 54 | 27.53 |
| 21 | 35 | 15.26 | 47 | 22.52 | 53 | 27.87 | ||
| 22 | 36 | 16.71 | 46 | 22.78 | 52 | 28.16 | ||
| 23 | 32 | 15 | 47 | 24.66 | 53 | 30.52 | ||
| 24 | 30 | 14.43 | 44 | 23.18 | 50 | 28.6 | ||
| 25 | 29 | 14.41 | 43 | 23.31 | 49 | 28.76 | ||
| 26 | 27 | 13.76 | 41 | 22.6 | 49 | 29.91 | ||
| 27 | 26 | 13.66 | 40 | 22.66 | 48 | 29.99 | ||
| 28 | 25 | 13.52 | 39 | 22.67 | 47 | 30.03 | ||
| 29 | 23 | 12.73 | 38 | 22.66 | 46 | 30.03 | ||
| 30 | 37 | 22.61 | 45 | 30 | ||||
| 31 | 36 | 22.52 | 44 | 29.94 | ||||
| 32 | 35 | 22.41 | 44 | 30.9 | ||||
| 33 | 35 | 23.11 | 43 | 30.77 | ||||
| 34 | 34 | 22.93 | 42 | 30.61 | ||||
| 35 | 33 | 22.73 | 41 | 30.43 | ||||
| 36 | 32 | 22.5 | 40 | 30.21 | ||||
| 37 | 31 | 22.23 | 40 | 31.5 | ||||
| 38 | 30 | 21.94 | 39 | 30.77 | ||||
| 39 | 29 | 21.62 | 38 | 30.47 | ||||
| 40 | 28 | 21.27 | 37 | 30.14 | ||||
| 41 | 27 | 20.89 | 37 | 30.9 | ||||
| 42 | 26 | 20.48 | 36 | 30.51 | ||||
| 43 | 25 | 20.05 | 35 | 30.11 | ||||
| 44 | 24 | 19.59 | 35 | 30.81 | ||||
| 45 | 23 | 19.1 | 34 | 30.35 | ||||
| 46 | 33 | 29.87 | ||||||
| 47 | 32 | 29.37 | ||||||
| 48 | 32 | 29.99 | ||||||
| 49 | 31 | 29.44 | ||||||
| 50 | 30 | 28.87 | ||||||
| 51 | 30 | 29.44 | ||||||
| 52 | 29 | 28.82 | ||||||
| 53 | 28 | 28.18 | ||||||
| 54 | 27 | 27.51 | ||||||
| 55 | 27 | 28.02 | ||||||
| 56 | 26 | 27.31 | ||||||
| 57 | 25 | 26.58 | ||||||
| 58 | 25 | 27.05 | ||||||
| 59 | 24 | 26.27 | ||||||
| 60 | 23 | 25.47 | ||||||
- Konduktor terminasi udara dan konduktor bawah harus saling terhubung melalui konduktor di tingkat atap untuk menyediakan distribusi arus yang cukup melalui konduktor bawah.
- Konduktor di atap dan sambungan batang terminasi udara dapat dipasang ke atap menggunakan spacer dan perlengkapan konduktif atau non-konduktif. Konduktor juga dapat diposisikan di permukaan dinding jika dinding terbuat dari bahan yang tidak mudah terbakar. Pusat pemasangan harus berjarak minimal 1 meter.
- Untuk setiap LPS yang tidak terisolasi, jumlah konduktor bawah tidak boleh kurang dari dua.
- Konduktor bawah harus dipasang di setiap sudut bangunan yang terbuka, jika memungkinkan.
Keterbatasan:
- Metode sudut perlindungan memiliki batasan geometris dan tidak dapat diterapkan jika Tinggi bangunan (H) lebih besar dari radius bola bergulir (r).
- Sudut tidak akan berubah untuk nilai Tinggi bangunan (H) di bawah 2 meter.
