## PERANCANGAN INSTALASI PENANGKAL PETIR EKSTERNAL METODA FRANKLIN PADA POLITEKNIK ENJINERING INDORAMA
Aris Suryadi Teknik Elektro, Politeknik Enjinering Indorama Kembang Kuning, Jatiluhur, Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat 41152 E-mail: aris.suryadi@pei.ac.id
Abstrak -- Petir merupakan salah satu fenomena tegangan dan arus tinggi yang terjadi dalam waktu amat  singkat  (impuls)  yang  bermula  dari  ionisasi  hingga  loncatan  muatan  dari  awan  ke  tanah  atau sebaliknya.  Untuk  melindungi  dan  mengurangi  dampak  kerusakan  akibat  sambaran  petir,  maka dipasang  sistem  pengaman  berupa  sistem  penangkal  petir  beserta  pentanahannya.  Pemasangan sistem  tersebut  didasari  oleh  perhitungan  resiko  kerusakan  akibat  sambaran  petir  terhadap  gedung. Perhitungan  resiko  ini  digunakan  sebagai  standar  untuk  mengetahui  kebutuhan  pemasangan  sistem penangkal  petir  pada  bangunan  tersebut.  Pada  penelitian  ini  diperoleh  informasi  tentang  tingkat perkiraan  bahaya  atas  sambaran  petir  terhadap  gedung-gedung  di  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama dan direncanakan instalasi penangkal petir di area kampus Politeknik Enjinering Indorama. Hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  ini  berupa  luas  daerah  yang  menarik  sambaran  petir  untuk cakupan  1  sebesar  2686,34  m 2 d engan  tahanan  pentanahan  2,41  Ω,  untuk  cakupan  2  sebesar 3120,78  m 2 dengan  tahanan  pentanahan  2,37  Ω,  cakupan  3  sebesar  5896,78  m 2 dengan  tahanan pentanahan  1,27  Ω,  serta  jumlah  sambaran  petir  0,17466  sambaran  petir/hari/km 2 .  Kesimpulan  ini menunjukkan  tingkat  kebutuhan  pengaman  gedung-gedung  di  area  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama terhadap sambaran petir.
Kata Kunci: Sambaran petir, peralatan –peralatan elektronik, proteksi gedung
Abstract -- Lightning are one of the voltage and high current phenomenon that occurs within a short time  (impulse)  that  stems  from  ionization  to  springboard  charge  from  the  cloud  to  the  ground  or otherwise. To protect and reduce the impact of damage from lightning strikes then installed a security system with a lightning protection system and grounding system. Installation of the system is based on the calculation of the risk of damage from lightning strikes to the building. The risk calculation is used as a standard to determine the needs of the installation of lightning protection system in the building. This  study  obtained  information  about  the  level  of  hazard  assessment  on  a  lightning  strike  to  the buildings  on  the  campus  of  the  Polytechnic  engineering  Indorama  and  planned  installation  of  a lightning  rod  in  the  area  of  engineering  Indorama  Polytechnic  campus.  Results  obtained  from  this research is a fascinating area of a lightning strike on 1 coverage of 2686.34 m 2 with earthing prisoners of 2.41 Ω to 2 coverage of 3120.78 m 2 with earthing prisoners of 2.37 Ω, 3 coverage by 5896, 78 m 2 with 1.27 Ω grounding prisoners, as well as the number of lightning strikes a lightning strike 0.17466 / day  /  km 2 .  It  shows  that  the  level  of  the  security  needs  of  the  buildings  in  the  area  of  engineering Polytechnic campus Indorama against lightning strikes.
Keywords: Lightning strikes, electronic equipment, protection of buildings

## PENDAHULUAN
Petir pada umumnya terjadi karena adanya muatan  negatif  yang  terkumpul  di  bagian  bawah awan  dan  menyebabkan  terinduksinya  muatan positif diatas permukaan tanah sehingga terbentuk  medan  listrik  antara  awan  dan  tanah. Semakin  besar  beda  potensial  antara  muatan pada  awan  dan  permukaan  bumi,  maka  terjadi pelepasan  muatan  berupa  petir  (Cooray,  2015) (Russel et. al., 2014) (Bandri, 2014). Oleh karena kerugian-kerugian yang ditimbulkan  sangat  besar,  maka  diperlukanlah suatu sistem proteksi petir yang dapat melindungi
semua  bagian  dari  suatu  bangunan,  termasuk manusia  dan  peralatan  yang  ada  di  dalamnya terhadap bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir (Russel et. al., 2014) (Gagné et., al., 2014) (Bandri, 2012).
Salah  satu  cara  yang  ditempuh  untuk melindungi  bangunan  tinggi  dari  sambaran  petir adalah  dengan  instalasi  atau  pemasangan penangkal  petir  yang  handal  dan  memenuhi persyaratan  yang  berlaku,  sehingga  jika  terjadi sambaran  petir  maka  sarana  inilah  yang  akan menyalurkan arus petir kedalam tanah (Du et. al., 2016) (Johns, 2016) (Hosea, 2004).
Ada berbagai jenis metode dalam pemasangan  penangkal  petir,  yaitu  penangkal petir  jenis  Franklin,  sangkar  Faraday,  radioaktif dan  elektrostatik.  Dari  analisis  perhitungan  data, dapat  diketahui  arus  maksimum  yang  dapat menyebabkan kegagalan proteksi, resiko kegagalan  proteksi  per  tahun  dan  sambaran pertahunnya.  Dari  data  yang  diperoleh,  dapat ditentukan  perlu  atau  tidaknya  suatu  gedung tersebut  diproteksi.  Proteksi  terhadap  sambaran petir  terdiri  dari  beberapa  tingkatan  sesuai dengan  kebutuhan  yang  diperlukan.  Semakin penting  dan  tinggi  bangunan  tersebut  semakin tinggi  pula  tingkat  proteksi  yang  dibutuhkan  (Du et.al., 2016) (Tabrani, 2009).
Salah  satu  cara  yang  ditempuh  untuk melindungi  gedung-gedung  di  area  kampus Politeknik  Enjinering  Indorama  dari  sambaran petir  adalah  dengan  pemasangan  penangkal petir  yang  andal  dan  memenuhi  persyaratan yang berlaku. Hal ini dilakukan karena pengamanan suatu bangunan atau objek terhadap  sambaran  petir  pada  hakekatnya adalah penyediaan suatu sistim yang direncanakan  dan  dilaksanakan  dengan  baik. Sehingga  jika  terjadi  sambaran  maka  sarana inilah  yang  akan  menyalurkan  arus  petir  ke dalam  tanah  dengan  aman  tanpa  menimbulkan bahaya  bagi  manusia  atau  benda  berbahaya lainnya  yang  berada  di  dalam,  di  luar  atau  di sekitar bangunan.
Apabila terjadi sambaran petir tak langsung  maka  salah  satu  panel  hub  wifi  yang terletak  di  gedung  Administrasi  dan  atau  pada panel Workshop terdapat  peralatan-peralatan elektronika  dan  listrik  yang  mengandung  unsur- unsur  kumparan  magnetik  terjadinya  trip  dan bahkan  tidak  sedikit  penerangan  yang  berada  di workshop  mengalami  kerusakan.  Berdasarkan identifikasi masalah yang ada maka penelitian ini diimplementasikan pada instalasi penangkal petir ekternal  dengan  menentukan  tingkat  proteksi, pemilihan  penangkal  petir,  menentukan  luas penampang  penangkal  petir,  menentukan  lokasi kritris  akibat  sambaran  petir,  dan  menentukan sistem pentanahan.
Tulisan  ini  bertujuan  untuk  merencanakan dan  menerapkan  serta  menganalisis  dengan metoda  Franklin terhadap  gangguan  proteksi petir  eksternal  guna  melindungi  bangunan  atau gedung  dari  sambaran  petir  langsung.  Dengan terlebih  dahulu  mengambil  data  dan  gambar pengukuran dimensi gedung-gedung, menentukan tingkat proteksi, kepadatan sambaran petir, menentukan besarnya  arus petir terhadap  ketahanan  gedung-gedung,  konduktor penyaluran,  pentanahan  yang  akan  di  tentukan letaknya  sesuai  nlai  ketahanaan  yang  diizinkan.
Melalui  analisa  metode  tersebut,  selanjutnya dapat  dirancang  tata  letak  sistem  proteksi  petir yang  efisien  dan  handal  pada  gedung-gedung  di wilayah
Politeknik
Enjinering Indorama. Berdasarkan survey dan pengamatan  yang telah dilakukan  di  area  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama,  ternyata  memang  sangat  diperlukan instalasi penangkal petir.

## TINJAUAN PUSTAKA Petir
Petir  merupakan  peristiwa  alam  yaitu proses  pelepasan  muatan  listrik  ( electrical discharge )  yang  terjadi  di  atmosfer.  Peristiwa pelepasan  muatan  ini  akan  terjadi  karena terbentuknya  konsentrasi  muatan-muatan  positif dan  negatif  di  dalam  awan  atau  pun  perbedaan muatan dengan permukaan bumi. Petir sebenarnya  lebih  sering  terjadi  antara  muatan satu  dengan  muatan  lain  di  dalam  awan dibandingkan  dengan  yang  terjadi  antara  pusat muatan di awan dengan permukaan bumi. Kedua jenis  pelepasan  muatan  tersebut  sebenarnya sama-sama  dapat  menimbulkan  gangguan  atau kerugian  (Cooray,  2015)  (Russel et.  al., 2014) (Ugahari, 2007).
Jumlah rata –rata frekuensi sambaran petir langsung  pertahun  ( Nd )  dapat  dihitung  dengan perkalian  kepadatan  kilat  ke  bumi  pertahun  ( Ng ) dan  luas  daerah  perlindungan  efektif  pada gedung  ( Ae )  (SNI  03-7015-2004),  sebagaimana Persamaan (1).
Nd = Ng . Ae
(1)
Kerapatan  sambaran  petir  ke  tanah dipengaruhi oleh hari guruh rata-rata per tahun di daerah  tersebut.  Hal  ini  ditunjukkan  oleh hubungan pada Persamaan (2).
Ng = 4 . 10 -2 .T 1.26 (2) Sedangkan besar Ae dapat dihitung menggunakan Persamaan (3). Ae = ab + 6h(a+b) + 9πh 2 (3)
Sehingga  dari  substitusi  Persamaan  (2)  dan  (3) ke  Persamaan  (1),  maka  nilai Nd dapat  dicari dengan menggunakan Persamaan (4).
Nd = 4.10 -2 T 1.26 [ ab + 6 h ( a+ b ) + 9πh 2 ] (4)
dimana  a  dalah  panjang  atap  gedung  (m),  b adalah  lebar  atap  gedung  (m),  h  adalah  tinggi atap  gedung  (m),  T  adalah  hari  guruh  pertahun, Nd adalahKerapatan  sambaran  petir  ke  tanah (sambaran/km 2 /tahun)  dan Ae adalah  luas daerah  yang  masih  memiliki  angka  sambaran petir sebesar Nd (km 2 ).
Rata-rata frekuensi tahunan dari kilat yang mengenai  tanah  dekat  gedung (Nn) dapat
dihitung  dengan  perkalian  kerapatan  kilat  ke tanah  pertahun  ( Ng) dengan  cakupan  daerah  di sekitar  gedung  yang  disambar  ( Ag) ,  seperti terlihat pada Persamaan (5).
Nn = Ng . Ag
(5)
Daerah  di  sekitar  sambaran  petir  ( Ag ),  adalah daerah disekitar gedung dimana suatu sambaran ke  tanah  menyebabkan  suatu  tambahan  lokasi potensial  tanah  yang  dapat  mempengaruhi gedung.
Sambaran  petir  dapat  mengakibatkan beberapa kerusakan, yaitu: kematian atau korban jiwa, kerusakan mekanis, kerusakan thermal dan kerusakan elektrik.
Sistem  pengaman  gedung  dibuat  untuk melindungi  gedung  tersebut  dari  berbagai macam  gangguan.  Salah  satu  sistem  pengaman gedung  adalah  sistem  penangkal  petir  beserta pembumiannya. Instalasi bangunan yang menurut  letak,  bentuk,  penggunaanya  dianggap mudah  terkena  sambaran  petir  dan  perlu dipasang penangkal petir adalah sebagai berikut: bangunan  tinggi,  bangunan  penyimpanan  bahan mudah  terbakar,  bangunan  sarana  umum,  dan bangunan fungsi khusus perlu.
Adapun jenis penangkal petir juga dipengaruhi oleh keadaan atap dari gedung yang akan  diamankan.  Untuk  bangunan  dengan  atap datar, yaitu bangunan yang memiliki selisih tinggi antara  bumbungan  dan  lisplang  kurang  dari  1 meter  maka  sistem  yang  sesuai  adalah  sistem faraday yaitu sistem penangkal petir keliling pada atap  datar.  Sedangkan  untuk  atap  runcing  atau selisih tinggi bumbungan dan lisplang lebih dari 1 meter,  maka  sistem  yang  sesuai  adalah  metode franklin  yaitu  sistem  penangkal  petir  dengan elektroda batang (fiial) .

## Ruang Proteksi
Pada masa awal diketemukannya penangkal  petir  dan  beberapa  tahun  setelah  itu, ruang  proteksi  dari  suatu  penangkal  petir berbentuk  ruang  kerucut  dengan  sudut  puncak kerucut  berkisar  antara  30 O hingga  45 O terlihat pada  Gambar  1.a.  Pemilihan  besarnya  sudut proteksi  ini  menyatakan  tingkat  proteksi  yang diinginkan.  Semakin  kecil  sudut  proteksi  maka semakin  tinggi  tingkat  proteksi  yang  diperoleh, namun  semakin  mahal  biaya  pembangunannya. Untuk  perhitungan  analitis,  ruang  proteksi  tiga dimensi dapat dilukiskan secara dua dimensi dan karena  bentuknya  simetri,  maka  analisis  dapat dilakukan  hanya  pada  separuh  bagian  terlihat pada Gambar 1.b.
Gambar 1. Ruang proteksi konvensional (Hutauruk, 1991)
Semua  benda-benda  yang  berada  di dalam  ruang  kerucut  proteksi  (atau  bidang  segi- tiga proteksi) akan terhindar dari sambaran petir. Sedangkan  benda-benda  yang  berada  di  luar ruang  kerucut  proteksi  (atau  di  luar  bidang  segi- tiga proteksi) tidak terlindungi.
Ruang proteksi menurut model elektrogeometri  hampir  sama  dengan  ruang proteksi berdasarkan konsep lama, yaitu berbentuk  ruang  kerucut  juga.  Hhanya  saja bidang  miring  dari  kerucut  tersebut  melengkung dengan  jari-jari  tertentu,  seperti  terlihat  pada Gambar 2.
Gambar 2. Konsep ruang proteksi model elektrogeometri (Hutauruk, 1991)
Besar  jari-jari  ini  adalah  sama  dengan besarnya  jarak  sambar  dari  lidah  petir.  Jarak sambar (kemampuan menyambar atau menjangkau  suatu  benda)  dari  lidah  petir  ini ditentukan  oleh  besarnya  arus  petir  yang  terjadi. Dengan  demikian,  derajat  kelengkungan  dari bidang miring kerucut dipengaruhi oleh besarnya arus petir yang terjadi.

## Bidang Sambar dan Garis Sambar
Jangkauan  proteksi  suatu  penangkal  petir dapat  dijelaskan  dengan  bidang  sambar  atau garis  sambar.  Bidang  sambar  adalah  tempat kedudukan titik-titik sambar, yaitu titik-titik dimana lidah  petir  telah  mencapai  suatu  jarak  terhadap suatu benda sama dengan jarak sambar. Bidang sambar  merupakan  bentuk  tiga  dimensi  dalam kondisi  nyata.  Untuk  keperluan  penyederhanaan analisis dapat dipergunakan bentuk dua dimensi, yaitu  garis  sambar  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 3.
Gambar. 3. Garis sambar suatu lidah petir untuk arus petir tertentu (Hutauruk, 1991)
Titik A dan B merupakan titik kritis, artinya semua petir  dengan  arus  I  yang  melewati  titik-titik  ini akan menyambar ke penangkal petir atau menuju ke  tanah  dengan  probabilitas  50%.  Gambar  4 memperlihatkan  grafik  area  cakupan  proteksi 30m pada jarak sambar.
Gambar 4. Grafik area cakupan proteksi 30 m pada jarak  sambar (NFPA 780, 2004)
Besar  arus  puncak  peluahan  petir  dapat  dicari dengan Persamaan (6).
I = 10.6 Q 0.7
(6)
dimana  I  adalah  Arus  puncak  petir  (kA)  dan  Q adalah Muatan lidah petir (Coulombs).
Sedangkan  hubungan  besar  arus  dengan  jarak sambaran ditunjukkan Persamaan (7).
S = 8 I 0,65
(7)
Jarak  sambar  S  adalah  jarak  jari-jari  yang dipakai  pada  ruang  proteksi  non  konvensional. Persamaan yang sering digunakan untuk menentukan  jarak  sambar  adalah  persamaan White  head,  yang  hingga  saat  ini  merupakan persamaan yang banyak diakui kebenarannya.

## Sistem  Penangkal  Petir  Gedung  Beratap Kerucut
Sistem  penangkal  petir  untuk  gedung beratap  kerucut  lebih  cocok  menggunakan metode  Franklin.  Metode  ini  merupakan  metode yang  paling  tua.  Tetapi  metode  ini  masih  cukup handal  untuk  melindungi  gedung  dari  sambaran petir.  Sehingga  sistem  ini  masih  banyak digunakan  orang  terutama  untuk  gedung  yang beratap kerucut / kubah.
Pada  Gambar  5  diperlihatkan  sistem penangkal petir metode Franklin.
dimana: 1.
Tiang terminasi-udara 2. Bangungan gedung yang diproteksi 3. Bidang referensi 4. Kawat terminal-udara horisontal 5. Sudut proteksi
Gambar 5. Sistem penangkal petir metode Franklin (SNI 03-7015-2004)
Elektroda  batang  pada  metode  Franklin mempunyai daerah perlindungan yang berbentuk kerucut  dengan  elektroda  batang  sebagai porosnya.  Setengah  dari  sudut  puncak  disebut sebagai  sudut  perlindungan.  Biasanya  diambil sudut  56 O ,  khusus  untuk  gedung  yang  mudah terbakar  biasanya  sudut  perlindungan  diambil dari 45 O .
Berdasarkan
SNI
03-7015-2004
menjelaskan  perancangan    sistem  proteksi  petir eksternal  terisolasi  untuk  bangunan  gedung tanpa saluran pelayanan eksternal seperti terlihat pada Gambar 6.
dimana:
1 Terminasi-udara 2 Tiang terminasi-udara 3 Konduktor penyalur 4 Sambungan tipe-T bahan korosi 5 Sambungan uji 6 Elektroda bumi, susunan pembumian tipe-A bumi radial 7 Elektroda bumi vertical, jika dapat diterapkan s Jarak pisah α Sudut proteksi
Gambar 6. Sistem proteksi petir eksternal terisolasi untuk bangunan gedung tanpa saluran pelayanan eksternal (SNI 03-7015-2004)

## METODE PENELITIAN
Metode  Franklin  yang  digunakan  untuk perancangan  instalasi  penangkal  petir  eksternal ini  dilakukan  secara  bertahap.  Pertama  adalah proses pengambilan data dan gambar pengukuran dimensi gedung-gedung.
Informasi  mengenai  gedung-gedung  yang berada  di  dalam  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama terdiri gedung Vocational DTY, Gedung Administrasi, Gedung Kuliah, Gedung Workshop, Gedung UKM dan Gedung Mushola.
Letak  dan  ketinggian  dataran  masing- masing  gedung  terlihat  pada  Gambar  7.  Pada Gambar  7  diperlihatkan  pula  perancangan  area cakupan  proteksi  petir  pada  gedung  Politeknik Enjinering Indorama (Suryadi, 2016).
Gambar 7. Perancangan area cakupan proteksi petir pada gedung Politeknik Enjinering Indorama
Pada  Gambar  8  terlihat  lokasi  kampus Politeknik  Enjinering  Indorama  yang  terletak pada  posisi  107 O 25’06,0”  Bujur  Timur  dan 6 O 33’12,1”  Lintang  Selatan  pada  perancangan masing-masing  radius  proteksi  pada  gedung- gedung Politeknik Enjinering Indorama.
Gambar 8. Perancangan masing-masing radius (r = 30m) proteksi gedung kampus
Kemudian, dilakukan proses untuk menentukan tingkat proteksi, kepadatan sambaran petir, menentukan besarnya  arus petir terhadap ketahanan gedung-gedung.
Setelah  itu,  adalah  penentuan  konduktor penyaluran,  pentanahan  yang  akan  di  tentukan letaknya  sesuai  nilai  ketahanaan  yang  diizinkan sesuai  dengan  SNI  03-7015-2004  mengenai Sistem Proteksi Petir pada Bangunan Gedung.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil Pengukuran Situasi Gedung
Adapun  data-data  mengenai  gedung- gedung  yang  berada  di  area  kampus  Politeknik Enjinering  Indorama  telah  didapatkan.  Pada Tabel  1  diperlihatkan  data  fisik  dan  non  fisik gedung  vocational  DTY.      Kemudian,  secara berurutan, Tabel 2 hingga Tabel 6
memperlihatkan  data  fisik  dan  non  fisik  gedung administrasi,  gedung  kuliah,  gedung  workshop, gedung UKM dan gedung mushola.

## Tabel 1. Gedung Vocational DTY
Karakteristik Ukuran Tinggi Gedung 15 m Panjang Gedung 31 m Lebar Gedung 30 m Panjang Atap Gedung 35 m Tinggi Atap Gedung 3 m Lebar Atap Gedung 34 m Resistansi Tanah 2.41 Ω Jumlah Orang 10 orang Waktu Hadir 56 jam/minggu IKL 50 Material Rangka Metal

## Tabel 2. Gedung Administrasi
Karakteristik Ukuran Tinggi Gedung 11 m Panjang Gedung 80 m Lebar Gedung 14.1 m Panjang Atap Gedung 84 m Tinggi Atap Gedung 3 m Lebar Atap Gedung 18 m Resistansi Tanah 2.64 Ω Jumlah Orang 50 orang Waktu Hadir 40 jam/minggu IKL 50 Material Rangka Metal

## Tabel 3. Gedung Kuliah
Karakteristik Ukuran Tinggi Gedung 11 m Panjang Gedung 90 m Lebar Gedung 7.2 m Panjang Atap Gedung 94 m Tinggi Atap Gedung 3 m Lebar Atap Gedung 12 m Resistansi Tanah 2.37 Ω Jumlah Orang 270 orang Waktu Hadir 40 jam/minggu IKL 50 Karakteristik Material Metal

## Tabel 4. Gedung Workshop
Karakteristik Ukuran Tinggi Gedung 15 m Panjang Gedung 96 m Lebar Gedung 30 m Panjang Atap Gedung 100 m Tinggi Atap Gedung 3 m Lebar Atap Gedung 34 m Resistansi Tanah 1.27 Ω Jumlah Orang 120 orang Waktu Hadir 40 jam/minggu IKL 50 Karakteristik Material Metal

## Tabel 5. Gedung UKM
Karakteristik Ukuran Tinggi Gedung 8 m Panjang Gedung 24 m Lebar Gedung 12 m Panjang Atap Gedung 26 m Tinggi Atap Gedung 3 m Lebar Atap Gedung 14 m Resistansi Tanah 2.22 Ω Jumlah Orang 20 orang Waktu Hadir 12 jam/minggu IKL 50 Karakteristik Material Metal

## Tabel 6. Gedung Mushola
Karakteristik Ukuran Tinggi Gedung 6 m Panjang Gedung 6 m Lebar Gedung 6 m Panjang Atap Gedung 8 m Tinggi Atap Gedung 2 m Lebar Atap Gedung 8 m Resistansi Tanah 2.83 Ω Jumlah Orang 20 orang Waktu Hadir 15 jam/minggu IKL 50 Karakteristik Material Metal Penentuan Tingkat Proteksi Kepadatan sambar petir didapatkan dengan  memasukkan  nilai  hari  guruh  (T)  pada Persamaan (8).
Fg = 0,25 T
(8)
dengan  nilai  hari  guruh  T=64  ,  maka  didapatkan Fg adalah 16 sambaran/km 2 /tahun.

## Kondisi Cakupan 1
Dalam menentukan tingkat proteksi terlebih  dahulu  dilakukan  perhitungan  luas daerah  yang menarik sambaran petir dan tingkat kebutuhan akan penangkal petir yang merupakan tingkat  bahaya  bangunan  terhadap  sambaran petir.
Adapun kondisi daerah cakupan 1 terhadap  sambaran  petir  dapat  dipergunakan Persamaan (3), maka:
Ae = 2686.34 m 2
Menentukan  jumlah  sambaran  petir  per  hari  per km 2 sebagaimana Persamaan (9), maka:
Ne = ( 0,1 + 0,35 sin λ ) ( 0,4 ± 0,2 ) (9)
Nilai λ  adalah  garis  geografis  lokasi  kampus Politeknik  Enjinering  Indorama  sebesar  33,12 O yang berada di wilayah Kabupaten Purwakarta.
Ne =  0,17466    sambaran petir / hari / km 2
C1  adalah  indeks  faktor  kerusakan  berdasarkan situasi  bangunan  dengan  nilai  1  (satu),  dan  IKL sebesar  50  pada  kota  Purwakarta  dimungkinkan gedung  di  area  cakupan  1  pada  kampus Politeknik  Enjinering  Indorama  tersambar  petir sebagai berikut:
Ps = Ae Ne IKL 10 -6 (10)
Dengan  memasukkan  nilai-nilai  Ae,  Ne  dan  IKL pada Persamaan (9) maka didapatkan:
Ps = 0,02345  sambaran petir/tahun Adapun  tingkat  bahaya  dari  gedung  di  area cakupan  1  pada  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama  dapat  ditentukan  dengan  persamaan sebagai berikut:
Pr = Ps C2 C3 C4 C5
(11)
Dengan  memasukkan  nilai-nilai  Ps,  C2,  C3,  C4, dan C5 pada Persamaan (11) maka didapatkan:
Pr = 0,7035
Pada  Tabel  7  diperlihatkan  indeks  kebutuhan instalasi  petir  berdasarkan  faktor  kerusakan untuk cakupan 1.
Tabel 7. Indeks Kebutuhan Instalasi Petir berdasarkan Faktor Kerusakan untuk Cakupan 1
1 Faktor Kerusakan berdasarkan Penggunaan Bangunan A Bangunan dan isinya cukup penting misalkan menara air, pabrik, gedung pemerintahan 2 2 Faktor Kerusakan berdasarkan Konstruksi Bangunan. B Bangunan dengan kontruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atau bukan logam 2 3 Faktor Kerusakan berdasarkan Ketinggian Bangunan (dalam meter) C >12 s.d 17 3 4 Faktor Kerusakan berdasarkan Situasi Bangunan. D Di kaki Bukit sampai tiga per empat tinggi Bukit atau di Pegunungan sampai 1000 meter. 1 5 Faktor Kerusakan berdasarkan Hari Guruh per Tahun E 64 5 6 Tingkat kebutuhan Instalasi Petir berdasarkan faktor kerusakan. R Perkiraan bahaya (agak besar) dan Instalasi Petir (dianjurkan) 13

## Kondisi Cakupan 2
Dalam menentukan tingkat proteksi terlebih  dahulu  dilakukan  perhitungan  luas daerah  yang menarik sambaran petir dan tingkat kebutuhan akan penangkal petir yang merupakan tingkat  bahaya  bangunan  terhadap  sambaran petir.
Adapun kondisi daerah cakupan 2 terhadap  sambaran  petir  dapat  dipergunakan Persamaan (3), maka:

## Ae = 3120.78 m 2
Menentukan  jumlah  sambaran  petir  per hari per km 2 sebagaimana Persamaan (9), maka:
Ne = 0,17466    sambaran petir / hari / km 2
Nilai    λ    adalah  garis  geografis  lokasi  kampus Politeknik  Enjinering  Indorama  sebesar  33,12 O yang berada di wilayah Kabupaten Purwakarta.
C1 adalah indeks faktor kerusakan berdasarkan  situasi  bangunan  dengan  nilai  1 (satu) dan IKL sebesar 50 pada kota Purwakarta dimungkinkan  gedung  di  area  cakupan  1  pada kampus
Politeknik
Enjinering Indorama tersambar petir sebagai berikut , sehingga sesuai dengan Persamaan (10), maka:
Ps = 0,02345  sambaran petir/tahun
Adapun tingkat bahaya dari gedung di area cakupan  2  (dua)  pada  kampus  Politeknik Enjinering  Indorama  dapat  ditentukan  dengan Persamaan (11), maka:
Pr = 0,469
Pada  Tabel  8  diperlihatkan  indeks  kebutuhan instalasi  petir  berdasarkan  faktor  kerusakan untuk cakupan 2.
Tabel 8. Indeks Kebutuhan Instalasi Petir berdasarkan Faktor Kerusakan untuk Cakupan 2
1 Faktor Kerusakan berdasarkan Penggunaan Bangunan A Bangunan untuk umum, misalkan bioskop, sekolah, masjid, dan gereja 3 2 Faktor Kerusakan berdasarkan Konstruksi Bangunan. B Bangunan dengan kontruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atau bukan logam 2 3 Faktor Kerusakan berdasarkan Ketinggian Bangunan (dalam meter) C >6 s.d 12 2 4 Faktor Kerusakan berdasarkan Situasi Bangunan. D Di kaki Bukit sampai tiga per empat tinggi Bukit atau di Pegunungan sampai 1000 meter. 1 5 Faktor Kerusakan berdasarkan Hari Guruh per Tahun E 64 5 6 Tingkat kebutuhan Instalasi Petir berdasarkan faktor kerusakan. R Perkiraan bahaya (agak besar) dan Instalasi Petir (dianjurkan) 13 Kondisi Cakupan 3 Dalam menentukan tingkat proteksi terlebih  dahulu  dilakukan  perhitungan  luas daerah  yang menarik sambaran petir dan tingkat kebutuhan akan penangkal petir yang merupakan tingkat  bahaya  bangunan  terhadap  sambaran petir.
Adapun kondisi daerah cakupan 3 terhadap  sambaran  petir  dapat  dipergunakan Persamaan (3), maka:
Ae = 5896.78 m 2
Menentukan  jumlah  sambaran  petir  per hari per km 2 , sesuai Persamaan (8), maka:
Ne = 0,17466    sambaran petir / hari / km 2
C1 adalah indeks faktor kerusakan berdasarkan  situasi  bangunan  dengan  nilai  1 (satu), dan IKL sebesar 50 pada kota Purwakarta dimungkinkan  gedung  di  area  cakupan  3  (tiga) pada  kampus  Politeknik  Enjinering  Indorama tersambar petir, sesuai Persamaan (10), maka:
Ps = 0,02345  sambaran petir/tahun
Adapun tingkat bahaya dari gedung di area cakupan  1  pada  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama  dapat  ditentukan  dengan  Persamaan (11), maka:
Pr = 0,7035
Pada Tabel 9 diperlihatkan indeks kebutuhan  instalasi  petir  berdasarkan  faktor kerusakan untuk cakupan 3.
Tabel 9. Indeks Kebutuhan Instalasi Petir berdasarkan Faktor Kerusakan untuk Cakupan 3
1 Faktor Kerusakan berdasarkan Penggunaan Bangunan A Bangunan dan isinya cukup penting misalkan menara air, pabrik, gedung pemerintahan 2 2 Faktor Kerusakan berdasarkan Konstruksi Bangunan. B Bangunan dengan kontruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atau bukan logam 2 3 Faktor Kerusakan berdasarkan Ketinggian Bangunan (dalam meter) C >12 s.d 17 3 4 Faktor Kerusakan berdasarkan Situasi Bangunan. D Di kaki Bukit sampai tiga per empat tinggi Bukit atau di Pegunungan sampai 1000 meter. 1 5 Faktor Kerusakan berdasarkan Hari Guruh per Tahun E 64 5 6 Tingkat kebutuhan Instalasi Petir berdasarkan faktor kerusakan. R Perkiraan bahaya (agak besar) dan Instalasi Petir (dianjurkan) 13

## Pemilihan Penangkal Petir
Pada  perencanaan  instalasi  penangkal petir  untuk  gedung  kampus  Politeknik  Enjinering Indorama tahapan sebagai berikut :

## Pengukuran Resistansi Pentanahan
Dalam  pengukuran  resistansi  pentanahan di  dapatkan  data  akhir  untuk  masing-masing
lokasi  dengan  5  (lima)  kali  pengukuran  pada Tabel 10 sebagai berikut :
Alat ukur yang digunakan pada pengukuran resistansi tanah adalah Earth Tester Digital Model 4105A serta dilakukan pemeriksaan kondisi  alat  ukur  sebelum  digunakan  seperti diperlihatkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Pengecekan alat ukur Model 4105A Digital  Earth Tester.
Setelah  dilakukan  pengukuran  dengan  5 (lima)  kali  pengukuran  untuk  masing-masing lokasi didapatkan nilai resistansi tanah pentanahan  akhir  rata-rata  yang  terlihat  pada Tabel 10.

## Tabel 10. Resistansi Tanah Pentanahan
Cakupan Lokasi Resistansi Tanah (Ohm) 1 Gedung DTY 2,41 2 Gedung Kelas 2,37 3 Gedung Workshop 1,27
Pada Gambar 10 diperlihatkan pengukuran  yang dilakukan  untuk  cakupan  1  yang  berlokasi  di sekitar  gedung  DTY.  Sedangkan,  Gambar  11 diperlihatkan  pengukuran  yang  dilakukan  untuk cakupan  2  yang  berlokasi  di  sekitar  gedung kelas. Sementara itu, pengukuran yang dilakukan untuk cakupan 3 yang berlokasi di sekitar gedung workshop diperlihatkan pada Gambar 12.
Gambar 10. Pengukuran pentanahan di area cakupan 1
Gambar 11. Pengukuran pentanahan di area cakupan 2
Gambar 12. Pengukuran pentanahan di area cakupan 3

## Persiapan Pelat dan Batang Konduktor Tembaga
Adapun  persiapan  pelat  pada  setiap  titik acuan  yang  akan  dipasangkan  BC  50  mm 2 dengan cara di las pada setiap ujung-ujung yang di  buat  menjadi  tiga  penjuru  (cakar  ayam) dengan  titik  tumpuan  yang  dikaitkan  (clem) dengan sekrup diperlihatkan pada Gambar 13.
Gambar 13. Persiapan pelat  dan batang tembaga.

## Kontruksi Pemasangan Pole Air Terminal
Untuk  konstruksi  pemasangan  pole  pada air  terminal  dapat  dilakukan  seperti  yang  terlihat pada Gambar 14.
Gambar 14. Konstruksi pemasangan pole untuk air terminal

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  dan  pembahasan perencanaan  instalasi  penangkal  petir  untuk gedung-gedung  Politeknik  Enjinering  Indorama dapat  disimpulkan  sebagai  berikut.  Pertama, berdasarkan hasil perhitungan diperoleh besarnya  indeks  perkiraan  bahaya  13  sehingga mempinyai  tingkat  bahaya  yang  tergolong  besar
dan membutuhkan instalasi penangkal petir yang baik  dan  andal.  Dalam  satu  tahun  kepadatan sambaran  petir  di  kota  Purwakarta  sebesar  16 sambaran/km/tahun.  Kemudian,  luas  daerah yang  menarik  sambaran  petir  untuk  cakupan  1 sebesar  2686,34  m 2 ,  untuk  cakupan  2  sebesar 3120,78 m 2 sedangkan untuk cakupan 3 sebesar
5896,78  m 2 dengan  jumlah  sambaran  petir 0,17466 sambaran petir/hari/km 2 Selain  itu,  dari  hasil  analisa  perhitungan untuk  nilai  tingkat  kebutuhan  instalasi  petir berdasarkan  faktor  kerusakan  dari  masing- masing cakupan diperoleh indeks total kerusakan gedung sebesar 13 (tiga belas) dengan ini dapat digambarkan  bahwa  perkiraan  bahaya  agak besar dan dianjurkan untuk pemasangan instalasi petir.
Terakhir,  dapat  dikatakan  bahwa  sistem pentanahan yang digunakan dalam perencanaan instalasi  penangkal  petir  adalah  penanaman elektroda  pentanahan  secara  vertical  di  dalam tanah  dan  penanaman  pelat  secara  horizontal dengan  kedalaman  2  (dua)  meter  sebanyak  2 (dua)  titik  elektroda  dan  1  (satu)  pelat  untuk setiap titik acuan air terminal.

## DAFTAR NOTASI
Adapun  daftar  notasi  dapat  diuraikan  sebagai berikut:
a = panjang atap gedung Ae = luas  daerah  perlindungan  efektif  pada gedung
Ag = cakupan  daerah  di  sekitar  gedung yang disambar
b = lebar atap gedung C1  = faktor  kerusakan  berdasarkan  situasi bangunan C2  = faktor kerusakan berdasarkan konstruksi bangunan C3  = faktor kerusakan berdasarkan ketinggian bangunan C4  = faktor  kerusakan  berdasarkan  hari guruh per tahun C5  = faktor kerusakan berdasarkan penggunaan bangunan d = jarak pukul petir Fg = kepadatan sambaran petir h = tinggi atap gedung I = arus puncak petir Nd = frekuensi  sambaran  petir  langsung pertahun
Ne = jumlah sambaran petir per hari per km 2 Ng = kepadatan kilat ke bumi pertahun Nn = rata – rata frekuensi tahunan dari kilat yang mengenai tanah dekat gedung Pr = tingkat bahaya dari gedung
Ps  = kemungkinan sambaran petir Q = muatan lidah petir S = jari-jari jarak sambar petir T = hari guruh pertahun

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada  pihak  yang telah  membantu  penelitian  baik  alat  ukur, peralatan, maupun tempat pada Darwin Bynur,
Manager  Deputy  Electrical,  Indorama  Grup dan Sumiarsa, Laboran Teknik Elektro, Politeknik Enjinering Indorama. REFERENSI Bandri, Sepannur. Perancangan
Instalasi
Penangkal Petir Eksternal Gedung Bertingkat, Jurnal Teknik Elektro ITP ,  2012; 1 (2): 12-18. Bandri, Sepannur. Sistem Proteksi Petir  Internal Dan  Eksternal. Jurnal  Teknik  Elektro  ITP , 2014; 3 (1): 51-56.
Cooray,  Vernon. Basic  Principles  of  Lightning Protection.  In:  An  Introduction  to  Lightning .
Springer, Dordrecht. 2015. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-017-8938-
7_17
Du,  Y., Binghao  Li,  Mingli  Chen,  Surges induced in  building  electrical  systems  during  a lightning  strike, Electric  Power  Systems Research , 2016; 139: 68-74. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsr.2015.11.034 Gagné, Martin., Daniel Therriault, Lightning strike protection of composites, Progress in
Aerospace Sciences , 2014; 64: 1-16. http://dx.doi.org/10.1016/j.paerosci.2013.07.0 02
Hosea,  Emmy.,  Iskanto,  Edy  dan  M.  Harnyatris Luden.,  Penerapan  Metode  Jala,  Sudut Proteksi  dan  Bola  Bergulir  Pada  Sistem Proteksi  Petir  Eksternal  yang  Diaplikasikan pada  Gedung  W  Universitas  Kristen  Petra.
Jurnal Teknik Elektro , 2004; 4 (1): 1-9. Hutauruk. Pengetanahan  Netral  Sistem  Tenaga dan Pengetanahan Peralatan. Jakarta:
Erlangga,1991. IEC  1024-1-1: Protection  of  Structures  Against Lightning. International Electrotechnical Commision 81, 1993.
IEC, Assement  of  The  Risk  of  Damage  Due  to Lightning,  Internasional  Standard ,  CEI  IEC 1662 First Edition, 1995.
Johns,  David.,  Designing  building  structures  for protection  against  EMP  and  lightning, IEEE
Electromagnetic Compatibility Magazine. 2016; 5 (1): 50-58. http://dx.doi.org/10.1109/MEMC.2016.747713 4
NFPA  780: Standard  for  the  Installation  of Lightning Protection Systems. 2004 .
Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir Untuk Bangunan di Indonesia. Direktorat penyelidikan  masalah  bangunan.  Jakarta. 1983.
Russell,  Katie  W.,  Cochran,  Amalia  L.,  Mehta, Sagar T. Morris, Stephen E., McDevitt, Marion C.  Lightning  Burns, Journal  of  Burn  Care  & Research . 2014; 35 (6): e436-e438.
http://dx.doi.org/10.1097/BCR.0b013e318295
7783
SNI  03-7015-2004. Sistem  Proteksi  Petir  Pada Bangunan  Gedung .  Badan  Standardisasi Nasional. 2004.
Suryadi,  Aris.    Studi  Harmonisa  Arus  Dan Tegangan  Listrik  213  Studi  Harmonisa  Arus Dan Tegangan Listrik Pada Kampus Politeknik  Enjinering  Indorama, SINERGI. 2016; 20 (3): 213-222.
http://dx.doi.org/10.22441/Sinergi.2016.3.007
Tabrani, Aan. Sistem Proteksi Penangkal Petir di Gedung  PT.  Bhakti  Wasantara  Net  Jakarta. Tugas  Akhir  S1,  Universitas  Mercu  Buana. Jakarta. 2009 Ugahari, Yudi dan Garniwa, Iwa. Analisi Proteksi Sambaran  Petir  Eksternal  menggunakan Metode  Collection  Volume. Jurnal  Teknik Elektro UI. 2007; 1-7.