Penangkal petir

Sebuah penangkal petir

Penangkal petir adalah rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. Ada 3 bagian utama pada penangkal petir:

1. Batang penangkal petir2. Kabel konduktor3. Tempat pembumian

Batang penangkal petir

Batang penangkal petir berupa batang tembaga yang ujungnya runcing. Dibuat runcing karena muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian dapat memperlancar proses tarik menarik dengan muatan listrik yang ada di awan. Batang runcing ini dipasang pada bagian puncak suatu bangunan.

Kabel konduktor

Kabel konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Diameter jalinan kabel konduktor sekitar 1 cm hingga 2 cm . Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik ke tanah. Kabel konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian luar bangunan.

Tempat pembumian

Tempat pembumian (grounding) berfungsi mengalirkan muatan listrik dari kabel konduktor ke batang pembumian (ground rod) yang tertanam di tanah. Batang pembumian terbuat dari bahan tembaga berlapis baja, dengan diameter 1,5 cm dan panjang sekitar 1,8 - 3 m .

Cara kerja

Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor , menuju ke ujung batang penangkal petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi sambaran petir dapat merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik dan bahayanya dapat merusak alat-alat elektronik di bangunan yang terhubung ke jaringan listrik itu, selain itu juga dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan. Untuk mencegah kerusakan akibat jaringan listrik tersambar petir, biasanya di dalam bangunan dipasangi alat yang disebut penstabil arus listrik (surge arrestor).

Kamis, 23 Juli 2009

Pengamanan Perangkat terhadap petir

Pengamanan perangkat ONU terhadap petir sebenarnya merupakan masalah klasik yang selalu harus dihadapi oleh rekan-rekan MFRAN. Pengamanan perangkat ini secara langsung berkontribusi mengamankan revenue wireline yang pada saat ini semakin lama semakin turun. Dalam tulisan ini saya ingin sharing kepada rekan-rekan dengan mencoba merangkum pengalaman serta pembelajaran mengenai grounding tersebut. Sebelumnya jika ada asumsi dan pemikiran saya yang kurang dalam tulisan ini saya mohon koreksi dan tanggapannya.

Pengamanan pada perangkat ONU terhadap petir sesungguhnya tidak hanya bicara sebatas grounding saja namun juga bicara masalah kualitas integrasi grounding, arrester, dan tegangan netral terhadap ground (Vn-g).

GroundingGrounding atau pentanahan untuk perangkat ONU sesuai dengan standard Telkom harus mempunyai ukuran <= 1 ohm.

KWH meter sebaiknya mempunyai pole grounding tersendiri dan terintegrasi ke sistem grounding perangkat.Yang disebut instalasi grounding, jika melihat gambar di atas yaitu mulai dari bar grounding utama sampai dengan grounding rod (stick grounding). Material instalasi grounding terdiri dari bar grounding, kabel grounding (kabel BC), grounding clamp, grounding rod. Material tersebut harus benar-benar asli tembaga, bukan sepuhan. Sebagai contoh untuk stick grounding, harga material asli tembaga tiga kali lebih mahal dibanding dengan stick grounding yang sepuhan tembaga.Tinggi rendahnya ukuran tahanan grounding tergantung pada :

1. Komposisi tanah, Tanah hitam yang banyak mengandung organik biasanya merupakan konduktor yang baik karena memelihara kelembaban dalam tanah. Tanah berpasir mempunyai sedikit kelembaban. Tanah berbatu dan abu volkanik tidak mempunyai kelembaban.

2. Kelembaban tanah, Semakin lembab tanah maka semakin rendah resistivitas tanah-nya. 3. Temperatur tanah, Temperatur tinggi dan kering atau temperatur di bawah titik beku

dapat menyebabkan resistivitas tanah menjadi tinggi.

Mengingat ukuran tahanan grounding sangat bergantung pada resistivitas tanah maka sebelum instalasi grounding sebaiknya dilakukan test resistivitas tanah. Test resistivitas tanah terdiri dari beberapa metode yaitu metoda 4 pole, metoda 3 pole, dan metoda 2 pole. Metoda 4 pole lebih direkomendasikan karena memiliki tingkat akurasi yang lebih baik.

Metoda 4 pole :

1. 4 pasak test dipasang dalam garis lurus dengan jarak yang sama dan ditanam dalam tanah dengan kedalaman tidak lebih dari 1/20 jarak antar pasak terdekat. Misal jarak antar pasang 1 meter, maka kedalaman ujung pasak berkisar 5 cm.

2. Alat ukur grounding terpasang seperti gambar di bawah ini.

P1 dan P2 adalah probe untuk mengukur tegangan drop. Arus konstan dialirkan ke C1 dan C2.

3. Pilih test DC, dan tulis nilai resistansi R. 4. Resistivitas tanah (Soil resistivity) dengan syarat kedalaman pasak < a =" jarak" r ="

nilai" p =" 191.5" p =" soil">5. Agar hasil ukur lebih akurat, maka pengukuran dilakukan dengan : Jarak A untuk 1 arah

diukur bervariasi misal mulai dari jarak 1,5 m, 3m, 6m,9m,dst. Arah pengukuran minimal 3 arah.

6. Pilih arah yang mempunyai resistivitas paling kecil untuk penanaman grounding rod.

Instalasi grounding mempunyai titik kritis sebagai berikut :

1. Kualitas penyambungan kabel grounding dengan bar grounding. Penyambungan kabel grounding dengan bar grounding sebaiknya tidak menggunakan skun kabel dan sekrup, tapi di-las menggunakan las tembaga. Untuk sistem pengelasan yang mempunyai kualitas baik direkomendasikan menggunakan CADWELD PLUS.

2. Kualitas penyambungan kabel grounding dengan grounding rod Sama halnya dengan penyambungan kabel grounding dengan bar grounding, sebaiknya disambung menggunakan CADWELD PLUS.

3. Penanaman kabel grounding Penanaman kabel grounding yaitu kabel yang menghubungkan antara bar grounding dan stick grounding. Kabel grounding tersebut harus ditanam di kedalaman sekitar 70 cm. Kabel grounding yang digunakan minimal menggunakan BC-35. Untuk mendapat hasil grounding yang lebih baik, kabel grounding dapat diselubungi campuran arang dan bubuk semen super konduktif khusus grounding + air misal GEM (Ground Enhanced Material). Penggunaan semen superkodukif ini diperlukan untuk menurunkan tahanan grounding dan memelihara tahanan grounding rendah secara permanen. Tahapan penanaman kabel grounding dengan GEM dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

4. Penanaman grounding rod Pangkal Grounding rod atau stick grounding ditanam dikedalaman 15 cm dari permukaan tanah. Grounding rod yang digunakan minimal menggunakan diameter ¾ inchi. Untuk mendapat hasil grounding yang lebih baik, kabel grounding dapat diselubungi campuran arang dan bubuk semen super konduktif khusus

grounding + air misal GEM (Ground Enhanced Material). Tahapan penanaman grounding rod dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Integrasi Grounding

Integrasi grounding yaitu integrasi dari perangkat ke bar grounding dan integrasi dari bar grounding ke bar grounding lainnya.

Prinsip dari integrasi grounding yaitu :

1. Kualitas penyambungan antara kabel grounding (BCC) ke perangkat. Penyambungan kabel grounding ke perangkat wajib menggunakan skun. Kabel dikoneksikan ke pole grounding yang tersedia pada perangkat.

2. Kualitas penyambungan antara kabel grounding (BCC) ke bar grounding. Penyambungan kabel grounding ke bar grounding wajib menggunakan skun dan ring. Sekrup yang digunakan sebaiknya menggunakan bahan tembaga agar tidak mudah berkarat. Jika memungkinkan, sebaiknya kabel grounding dilas menggunakan CADWELD PLUS.

3. Alur kabel grounding tidak boleh bertumpukan dengan kabel lainnya. 4. Semakin panjang alur kabel, maka kabel yang digunakan sebaiknya diameter kabel

semakin besar. Untuk kabel grounding dari perangkat ke bar grouding pada ONU biasanya berkisar 1-2 meter, maka minimal menggunakan kabel BCC -10 sedangkan

untuk kabel grounding antar bar grounding di ONU minimal menggunakan kabel BCC-25.

5. Semakin besar kabel semakin baik untuk grounding, semakin besar kabel grounding semakin kecil tahanannya. Ingat rumus : R = ρ (Ω mm2/m) x l(mtr)/A(mm2) dengan ρ = resistivitas, l = panjang label, A = luas penampang kabel.

6. Bar grounding yang terpasang wajib menggunakan isolator, misal isolator antara bar grounding dengan tembok, isolator antara bar grounding dengan rack MDF.

7. Hasil ukur tahanan penyambungan grounding diusahakan <>

Integrasi grounding pada ONU atau perangkat radio :

1. Perangkat Radio(IDU)/OLTE/DLC/Rectifier ke bar grounding 2. Rack MDF/DDF ke Bar Grounding 3. Back Mount Frame (BMF) LSA Plus ke grounding 4. Bar Grounding perangkat ke bar grounding utama. 5. IDU-ODU pada sistem radio 6. Grounding Kit pada sistem radio yang terkoneksi dengan kabel grounding ODU-IDU,

terpasang pada lokasi sbb : Kabel feeder dekat antena,Kabel feeder posisi horizontal dekat dengan posisi vertikal(pada bagian bawah tower),Kabel feeder dekat dengan perangkat, Jika kabel feeder posisi vertikal dipasang dg jarak maksimal antar grounding kit yaitu 60 meter.

Arrester

Arrester merupakan pengaman perangkat terhadap arus lebih atau tegangan lebih yang diantaranya diakibatkan oleh petir. Pada perangkat ONU biasanya yang dipasang yaitu arrester yang bertype untuk over voltage protection.

Pemasangan arrester pada perangkat ONU yaitu :

1. Arrester tegangan AC setelah MCB PLN (sebanyak 2 bh baik untuk L maupun N). Yang harus diperhatikan pada PDB yaitu bar untuk Netral dan bar untuk grounding terpisah.

2. Arrester tegangan DC setelah rectifier.(sebanyak 2 bh, baik untuk (+) maupun (-)). Yang harus diperhatikan pada PDB yaitu bar untuk (+) dan bar untuk grounding terpisah.

3. Arrester Feeder baik di saat masuk ke ODU maupun IDU dipasang tiap tarikan kabel

feeder. 4. Arrester pada Terminal Blok Terminal blok pada ONU biasanya menggunakan terminal

blok type LSA Plus yang bertype connection module. Terdapat kelemahan untuk terminal blok type ini, yaitu jika arrester tidak terpasang dengan benar, line telepon masih dapat dipergunakan. Sehingga sebaiknya terminal blok yang digunakan yaitu type LSA Plus yang bertipe disconnection module. Pada type terminal blok ini, line telepon baru bisa aktif jika arrester dipasang.

Tegangan netral terhadap ground

Standard tegangan netral PLN terhadap ground Vn-g yaitu <> 2 volt maka direkomendasikan menggunakan Isolation Transformer.

Cara Pemasangan dan Penanaman Grounding

Pemilihan Lokasi

1. Lakukan pemilihan lokasi penanaman grounding road disekitar rumah anda, rencanakan berapa titik yang akan ditanamkan. Pemasangan grounding road yang makin banyak akan menghasilakan sistim pentanahan yang paling baik.

2. Jika anda akan memasang beberapa buah grounding road usahakan jangan terlalu berdekatan , ditujukan supaya pembumian menyebar disekitar rumah anda. Dan juga untuk menjaga bialamana salah satu grounding rod sitim pembumiannya  tidak bagus maka bisa dibumikan oleh grounding rod lainnya.

3. Harus diperhatikan  bahwa masing masing grounding road semua harus terhubung. Sehingga perlu di atur supaya sistim kabel penghubungnya mudah dipasangkan.

4. Lakukan pencarian tanah yang mudah ditancapkan. Hindari penanaman grounding road di daerah tanah berbatu atau berpasir, disamping   penancapannya yang susah , juga kurang bagus untuk pembumian.

5. Usahakan lokasi penempatan grounding road tidak terlalu jauh dari bangunan rumah, tapi harus diingat jangan sampai merusak sistim instalasi / pemipaan yang telah tertanam.

6. Usahakan penempatan antara grounding road dalam garis lurus, tidak terlalu banyak berbelok belok.

Pemilihan Bahan

1. Pemilihan grounding road dan kabel grounding  yang akan diinsatlasi harus sesuai standar , baik jenis maupun ukurannya.

2. Grounding road yang paling bagus adalah pipa padat yang terbuat dari tembaga. Disamping sebagai daya hantar yang kuat, tembaga tidak mudah berkarat. Anda   perlu memeriksa barang tersebut saat pembelian, karena kadang kadang banyak pipa yang dijual kelihatannya terbuat dari bahan tembaga padahal bagian dalamnya adalah besi biasa tapi bagian luarnya disepuh dengan tembaga. Untuk menchecknya anda bisa memotong secara diagonal    maka akan kelihatan apakah asli atau tidak.

3. Penggunaan besi biasa harus dihindari karena bahan ini sangat mudah berkarat.

Penanaman Grounding Road

1. Lakukan penggalian tanah ukuran 30 x 30 kedalaman 50 cm2. Pertama coba tancapkan grounding road tersebut apakah mudah atau susah ditancapkan.3. Jika agak susah , buatkan  bentuk  lubang dimana grounding rod akan ditanamkan.4. Tuangkan air kedalam lubang tersebut hingga penuh5. Tancapkan grounding rod kedalam lubang tersebut dan tekan secara pelan pelan hingga

beberap centimeter6. Angkat sedikit grounding rod, dan biarkan air turun kebawah7. Tekan kembali grounding rod hingga beberapa centimeter dari kedalaman awal8. Tuangkan kembali air kedalam lubang , lalu ulangi menekan grounding rod. Sepanjang

anda tidak menemukan tanah yang keras atau tanah berbatu , air akan membantu anda untuk menggeser lumpur atau pasir di dalam tancapan hingga grounding roda tertancap sampai habis.

9. Lakukan hal tersebut secara berulang hingga grounding rod tertanam sampai habis

Jika anda mengalami kesulitan saat penancapan grounding road, anda bisa menggunakan alat bantu berupa palu untuk memukul ujung atas grounding road hingga tertancap semuanya, atau bisa juga denggan menggunakan alat bantu stang pipa, lakukan penjepitan stang pipa ke grounding road kemudian anda berdiri di stang pipa sambil menekan grounding road kebawah.

Untuk hal tertentu anda kemungkinan  membutuhkan penanaman grounding road yang lebih dalam dari ukuran panjang grounding road misalnya sampai kedalamna 20 m, sehingga penancapan tidak bisa dilakukan lagi. Anda dapat menggunakan cara dengan mengebor tanahnya lebih dahulu. Anda bisa meminta tuakng bor   untuk melakukan pengeboran  lobang dengan diameter +/- 10 cm .  Setelah kedalaman  yang dibutuhkan tercapai , anda kemudian menanamkan stick road ke dalamnya.  Sebelumnya lakukan pengikatan (soldering) antara grounding rod dengan kabel road. Dengan menggunakan pipa besi (yang bisa disambung), lakukan pendorongan grounding road ke dalam lubang. Anda bisa menandai jarak dari ujung grounding road  dan kabel grounding untuk memastikan penanaman kabel sudah sesuai dengan kedalaman yang diinginkan.

Cara Penyambungan Grounding Road dengan Kabel Grounding

Cara menghubungkan yang paling bagus antara grounding rod dengan kabel grounding adalah dengan sistim pengelasan dengan menggunakan alat Cadweld. Setipa penyambungan harus menggunakan bubuk mesiu standar , karena pemakaian bubuk mesiu akan memepengaruhi kekuatan sambungannya. Hal ini juga dilakuan untuk penyambungan antara kabel grounding dengan kabel grounding dan juga untuk penyambungan antara kabel grounding ke plateterminal grounding.

Sebelum welding dilakukan, seluruh permukaan yang akan diwelding harus dibersihkan dari kotoran. Dicuci dengan bersih, kemudian digosok dengan sikat besi. Permukaan tidak boleh dalam keadaan basah. Proses welding harus dilakukan dengan benar, alat harus ditutup dengan rapat baru dilakukan pemantikan. Ketika proses cadweld sudah selesai dilaksanakan, hasil welding harus diperiksa apakah sambungan sudah kuat atau belum. Harus dipastikan hasil penyambungan tidak ada yang terlepas. Bila ada ditemukan sambungan yang lepas harus dilakukan welding kembali.

Cara lain yang bisa digunakan untuk penyambungan grounding rod dan kabel grounding dengan cara   sederhana adalah  menggunakan clamp.  Dan ada juga yang menggunakan solder listrrik tapi , cara ini tidak terlalu menjamin pengikatan yang sempurna.

 

Penanaman Kabel Grounding.

Sebelum dilakukan penanaman/ penimbunan kabel lakukan pengukuran tahanan grounding terlebih dahulu, bilamana nilai yang dihasilkan belum sesuai standard maka ajkan lebih mudah untuk penambahan grounding road  tambahan . Jika  nilai tahanan sudah sesuai standard lakukan penanaman kabel dengan segera.

1. Lakukan penggalian tanah dari titik dimana grounding menuju masing masing titik grounding yang saling terhubung. Dan  juga lakukan penggalian kea rah terminal grounding

2. Buat galian disepanjang  jalur  lintasan  dengan kedalaman antara 50 -60 cm3. Tarik kabel grounding melalui jalur kabel tersebut, kemudian tempatkan di bawah galian.

Pastikan panjang kabel sudah cukup hingga proses pengikatan dengan grounding road tidak akan susah. Jangan biarkan kabel grounding berlebih.

4. Setelah semua sambungan telah di koneksi dengan sistim cadwell, berikan pipa marking di tempat grounding rod tersebut. Gunakan pipa PVC 4 ‘’ dan ditutup dop pipa.

5. Kemudian  lakukan penimbunan tanah didaerah galian sampai ketinggian 20 cm. Lalu padatkan. Kemudian beri tanda misalanya batu bata supaya dikemudian hari jika ada penggalian di sepanjang areal penanaman kabel, maka kabel akan aman.

6. Setelah bata terpasang semua, kemudain timbun kembali hingga penuh. Lakukan penimbunan hingga betul betul padat.