1

DASAR SISTEM PROTEKSI PETIR

2

3

4

5

6

7

8

9

90

%

10

%

50

%

T1

T2

t

I

i

O1

Karakteristik Arus Petir

I 200 kA

T110 s

T2350 s

Karakteristik Petir Poralritas Negatif

Arus puncak (I)

Maksimum 280 kA

Rata-rata 41 kA

Kecuraman

(di/dt)

Maksimum 119 kA/ s

Rata-rata 30 kA/ s

10

11

Contoh kejadian yang diungkapkan P. Hasse dalam buku “overvoltage

protection of low voltage system” adalah ketika petir menyambar antena

televisi tanpa proteksi sebuah rumah di Neutmarkt tahun 1986. Jalur

arus petir diperkirakan melalui :

a) Tiang penyangga antena sehingga merusak atap.

b) Kabel listrik di atap dan dinding sehingga kabel tersebut terbakar.

c) Stop kontak kemudian loncat ke tempat tidur sehingga keduanya rusak.

d) Kabel TV sehingga kabel dan TV tersebut hancur.

e) Panel hubung bagi sehingga tebakar.

f) Kabel telepon sehingga kabel dan telepon rusak

g) Kabel telepon ke arah luar sehingga system telepon dalam radius 1 km

terganggu.

h) Kabel listrik ke arah luar sehingga circuit breaker dalam jarak 2-3 km

bekerja.

12

Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir

UL

UR

PE N

dt

diLxRi

UUU

t

LR

)(

1. Direct Stroke:

• Tegangan pada tahanan grounding

•Tegangan induksi pada loop terbuka atau tertutup di sekitar

konduktor penangkap petir

dt

diLV

di

dNL

dt

dNV

13

q

a

Us

maks

usdt

dikU

1

a

Us s

maks

usdt

dikU

2

Loop InstalasiTegangan Induksi

Maksimum (V)Keterangan

q = luas penampang

konduktor petir (mm2)

a = lebar gelung

instalasi (m)

s = jarak gelung instalasi

terhadap konduktor

petir (m)

a = lebar gelung

instalasi (m)

Tegangan induksi pada loop terbuka atau tertutup di sekitar

konduktor penangkap petir

14

Loop InstalasiTegangan Induksi

Maksimum (V)Keterangan

Us

s

b

l

maks

usdt

dilkU ..

3

Us

s

b

l

maks

usdt

dibkU ..

4

s = jarak gelung instalasi

terhadap konduktor

petir (m)

b = jarak antar konduktor (m)

l = tinggi gelung

s = jarak gelung instalasi

terhadap konduktor

petir (m)

b = jarak antar konduktor (m)

l = panjang konduktor

Tegangan induksi pada loop terbuka atau tertutup di sekitar

konduktor penangkap petir

15

2. Distance Stroke

Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir

• Sambaran pada jaringan distribusi listrik

16

2. Distance Stroke

Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir

• Sambaran pada jaringan disteribusi listrik P

P

P

N

N

L= 10 H

R= 2 ohm

kV

VV

skAxHxmohmxAV

skAdt

di

kAi

dt

diLRxiV

rata

rata

152

000.1502000

/3010521000

/30

41

:Contoh

6

2

2

17

18

19

• Kopling Kapasitif

PE N

RE RE

PE N

RE

Tegangan Lebih Akibat Sambaran Petir

2. Distance Stroke

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

SHIELDING

30

BONDING

31

32

Proteksi Antena & TV

• Pole antenna dihubungkan ke system pentanahan melaluikonduktor tembaga dengan diameter 16 mm2.

• Dengan kondisi ini kerusakan akibat arus petir sambaran langsungdapat diminimalisir.

• Namun demikian belum ada proteksi terhadap overvoltage karenainduksi dalam loop konduktor akibat perubahan cepat medanmagnet oleh arus petir [L x (di/dt)].

• Misal : loop yang terbentuk oleh konduktor pentanahan antena,kabel antenna dan kabel power.

33

34

• Dilihat dari TV, antenna danpower connection memilikiluas yang besar sehinggadengan sambaran dekatdapat menimbulkan tegangan10 – 100 kV.

PE

LN

Loop

Induksi

35

• Karena TV merupakan openloop sehingga tegangan induksidapat merusak TV.

PE

LN

Kabel

Antena

Loop

Induksi

36

Sistem Proteksi Antena & TV

• Menghubungkan pole antenna ke systempentanahan

• Konduktor proteksi dan PE harusdihubungkan ke main earthing terminal atausistem pentanahan

• Dipasang overvoltage limiter untukmencegah kenaikan tegangan karena aruspetir.

37

PE

Kabel

Antena

Loop

Induksi

N

L

Meter

Junction

Box

Suplai PLN

Bounding

Bar

Antenna

Earthing

Conductor

38

Kondisi Proteksi

• Dalam kondisi normal, operasi tidak gangguan,antenna „earth‟ (antenna cable screen) danpower earth (protective conductor PE) termasukactive power line L dan N terisolasi satu denganyang lain.

• Ketika overvoltage maka antenna earth danpower earth terhubung melalui protector.

39

HF Protector

40

TERIMA KASIH

41

20 kV

380 V

Neutral20 kV

Neutral

Sambaran Pada Jaringan Listrik