## Perancangan Sistem Proteksi Eksternal Penyalur Petir di Workshop PT. Bukaka Teknik Utama Balikpapan
Dimas Pangestu Danar P 1 , Mayda Waruni Kasrani 2 , A. Asni B 3 1,2,3 Teknik Elektro,Fakultas Teknologi Industri Universitas Balikpapan Jln. Pupuk Raya Gn. Bahagia Balikpapan 76114 INDONESIA Email: 1 dimas_pangestu@outlook.com
Abstract- PT Bukaka Teknik Utama is currently building a fairly spacious workshop building with a length of 60m, a height of 15m and  a  width  of  20m  which  almost  the  entire  building  is  made  of steel.  Considering  that  thunder  days  in  the  city  of  Balikpapan  are quite  high,  which  is  as  high  as  227  per  year,  the  building  is vulnerable to lightning strikes. Therefore, to avoid the impact of the lightning  strike  effect,  an  external  lightning  protection  system  is needed. The method to be used in determining lightning protection is the rolling ball method. Because the shape of the building has a horse gable type the protection level is at level IV with a protection radius  of  100.9m  and  is  able  to  protect  lightning  currents  up  to 234.89  kA.  After  simulation  using  Sparkta  software,  the  standard rolling ball method NFPA 780 and BS 7430 obtained detailed risk assessment calculation results which are quite safe.
Abstrak-  PT  Bukaka  Teknik  Utama  sedang  melakukan pembangunan  gedung  workshop  yang  cukup  luas  dengan panjang  60m,  tinggi  15m  dan  lebar  20m  yang  hampir keseluruhan  bangunan terbuat dari  baja. Mengingat hari guruh di  kota  Balikpapan  yang  cukup  tinggi  yaitu  sebanyak  227  per tahun,  maka gedung tersebut  rentan  akan sambaran  petir. Oleh karena itu untuk menghindari dampak dari efek sambaran petir diperlukan  sistem  proteksi  petir  eksternal.  Metode  yang  akan digunakan dalam menentukan proteksi petir adalah metode bola bergulir.  Karena  bentuk  bangunan  memiliki  tipe  atap  pelana kuda  tingkat  proteksi  terdapat  pada  level  IV  dengan  radius perlindungan  sebesar  100,9m  dan  mampu  memproteksi  arus petir  sampai  234,89  kA.  Setelah  dilakukan  simulasi  dengan menggunakan  software  Sparkta  metode  bola  bergulir  standar NFPA  780  dan  BS  7430  diperoleh  detail  hasil  kalkulasi  Risk Assesstment yang cukup aman.
Kata Kunci: Bola Begulir, Sistem Proteksi Petir, Sparkta.

## I. P ENDAHULUAN
Salah  satu  cara  untuk  melindungi  bangunan  tinggi  dari sambaran  petir  adalah  dengan  instalasi  atau  pemasangan penangkal  petir  yang  andal,  sehingga  jika  terjadi  sambaran petir  maka  instalasi  ini  yang  akan  menyalurkan  arus  petir kedalam  tanah. Sistem  Proteksi  Petir  eksternal  merupakan sebuah  rangkaian  sistem  perlindungan  bagian  luar  untuk melindungi  sebuah  obyek  dari  bahaya  sambaran  petir  secara langsung  atau  bahaya  sambaran  energi  utama  dari  petir, proteksi eksternal yang dikenal masyarakat luas dengan istilah penangkal petir, anti petir atau penyalur petir.
Penentuan kebutuhan suatu daerah akan proteksi penangkal petir yaitu perhitungan dengan memakai data hari guruh, data ukuran bangunan, area proteksi, frekuensi sambaran langsung
setempat  (Nd),  dan  frekuensi  sambaran  tahunan,  dengan terlebih dahulu menghitung kerapatan sambaran ke tanah (Ng).
Kerapatan  sambaran  petir  ke  tanah  (Ng)  dipengaruhi  oleh hari guruh di daerah tersebut. Adapun jumlah hari guruh yang terdapat  di  Kalimantan  yaitu  kurang  lebih  227  hari  guruh (Sumber: BMKG).
Seiring  perkembangan  zaman  melalui  riset  dan  penelitian ditemukanlah  salah  satu  teori  dan  metoda  yang  digunakan hingga saat ini untuk menentukan penempatan terminasi udara atau Air  Terminal serta  untuk  mengetahui  area  perlindungan yaitu  metoda  bola  bergulir  ( Rolling  Sphere  Method ).  Metode ini  sangat  baik  dipergunakan  pada  bangunan/ workshop yang bentuknya  rumit,  menggunakan  metode  ini  seolah-olah  ada suatu  benda  berbentuk  bola  dengan  radius  R  yang  bergulir diatas  struktur  bangunan  serta  sekeliling  struktur  ke  segala arah  hingga  bertemu  dengan  tanah  atau  struktur  bangunan yang  berhubungan  dengan  bumi  serta  dapat  bekerja  menjadi penghantar yang baik.
Metodologi  desain  menggunakan  Sparkta  adalah  proses berulang  yang  terdiri  dari  penambahan  terminal  udara  hanya pada  titik-titik  yang  memiliki  kemungkinan  sambaran  petir terbesar. Setiap kali, pengguna menambahkan hanya satu atau beberapa  terminal  udaha  dan  mengevaluasi  risikonya.  Proses selesai  ketika  komponen  risiko  kurang  dari  nilai  yang  dapat ditoleransi.  Program  ini  memungkinkan  analisis  perlindungan yang  diberikan  tidak  hanya  oleh  terminal  udara  tetapi  juga untuk  elemen  lain  seperti  atap  metalik,  cerobong  asap,  dan lain-lain.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Standar Desain Peerhitungan Lightning Protection
Badan  standar  nasional  amerika  telah  memberikan persetujuannya  terhadap  standar  NFPA,  yang  dibuat  melalui proses  menghasilkan  standar  konsekuensi.  Relawan  yang mewakili  berbagai  kepentingan  dan  sudut  pandang  terlibat dalam  proses  ini  untuk  mencapai  hasil  terkait  kebakaran  dan masalah keselamatan lainnya. Meskipun sedang dikembangkan,  proses  pemrosesan  dan  pembuatan  regulasi tidak  secara  independen  menguji,  meninjau  atau  memvalidasi keamanan dan keakuratan informasi dari setiap evaluasi  yang dibuat  dalam  standar  NFPA.  NFPA  mengadopsi  standar proteksi  petir  untuk  struktur  pertama  kali  pada  tahun  1904, dan  diperbarui  pada  tahun  2020  untuk  meningkatkan keamanan proteksi.
2.2 Tingkat Proteksi Petir
Parameter petir menyatakan karakteristik atau penggambaran  petir  itu  sendiri.  Parameter-parameter  tersebut antara  lain  :  kerapatan  sambaran  petir,  frekuensi  sambaran petir per tahun, dan arus puncak.
a. Kerapatan sambaran petir (N g )
b. Frekuensi sambaran petir per tahun (N d )
c. Arus puncak (Imax)
d. Luas  daerah  yang  masih  memiliki  angka  sambaran petir (A e )
Tabel 1. Parameter Petir
(Sumber: SNI 03-7015-2004, Sistem Proteksi Petir pada Bangunan Gedung, Agustus, 2006))
PARAMETER PETIR TINGKAT PROTEKSI I II III - IV Nilai Arus Puncak I (KA) 200 150 100 Muatan Total Q total (C) 300 225 150 Muatan Impuls Q impulse (C) 100 75 50 Energi Spesifik W/R (KJ/Ω)  100000 5600 2500 Kecuraman Rata - rata di / dt 30 / 90% 200 150 100 (KA / μs)

## 2.3 Hari Guruh
Hari  guruh  merupakan  banyaknya  hari  dimana  terdengar Guntur  paling  sedikit  satu  kali  dalam  jarak  kira  –  kira  15  km dari stasiun pengamatan. Hari guruh yang tinggi memungkinkan banyak terjadinya bahaya dan kecelakaan dari dampak sambaran petir.
Tabel 2. Hari Guruh rata-rata per tahun dan IKL di beberapa kota di Kalimantan
(Sumber: BSN, Sistem Proteksi Petir pada Bangunan Gedung, SNI 03-7015- 2004 ) Lokasi Hari Guruh rata – rata per tahun IKL (Isokeraunik Level) Tingkat Kerawana n Petir Balikpapan 227 62,10 Tinggi Banjarmasin 85 23,18 Rendah Kotabaru 58 15,89 Rendah Paloh 188 51,56 Tinggi Pangkalan Bun 237 65,04 Tinggi Palangkaraya 298 81,68 Tinggi Pontianak 219 60,00 Tinggi Samarinda 172 47,06 Sedang Tanjung Selor 88 24,20 Rendah
Pada  fenomena  petir  intensitas  sambaran  harus  selalu diamati disetiap periode untuk dapat menganalisa factor resiko sambaran  peda  suatu  daerah  sehingga,  dapat  diaplikasikan sistem  proteksi  petir.  Adapun  hal-hal  yang  diperlukan  untuk memperkirakan factor sambaran ialah:
1. IKL  ( Isokeraunic  Level )  :  jumlah  hari  sambaran per/tahun
2. Lightning  Strike  Rate :  jumlah  sambaran  ke  tanah  per km 2 per/tahun.
Lighting  strike  rate /  curah  petir  menentukan  tingkat bahaya  sambaran  pada  suatu  wilayah  dan  besarnya ditentukan oleh isokeraunik level.

## III. M ETODE PERHITUNGAN

## A. Menentukan Tingkat Proteksi Petir
Untuk menentukan tingkat pada proteksi petir maka terlebih dahulu menghitung kerapatan sambaran petir (N g ):
𝑁 𝑔 = 0,04.𝑇𝑑 1,25 𝑘𝑚2 /𝑘𝑚 2 /𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 ........................................ (1)
Dimana :
T d =  Hari  guruh  rata  –  rata  per  tahun  di  daerah  yang akan di proteksi N g = Kerapatan sambaran petir ke tanah (sambaran /km 2 / tahun)
Kemudian untuk mencari luas daerah yang masih memiliki angka  sambaran  petir  sebesar N d (km 2 )  dengan  persamaan berikut:
𝐴 𝑒 = 𝑎𝑏 + 6ℎ(𝑎 + 𝑏) + 9𝜋ℎ 2 .................................... (2)
Dimana : A e
= Luas daerah yang masih memiliki angka sambaran petir sebesar N d ( km 2 ) a = Panjang atap bangunan (m)
b = Lebar atap bangunan (m)
h
= Tinggi atap bangunan (m)
Kemudian mencari nilai frekuensi sambaran petir (N d ) 𝑁 𝑑 =   𝑁 𝑔 . 𝐴 𝑒 . 10 −6 /𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 ......................................... (3)
Dimana:
N d
= Frekuensi sambaran petir per tahun A e = Luas daerah yang masih memiliki angka sambaran petir sebesar N d ( km 2 ) N g = Kerapatan sambaran petir ke tanah
(sambaran/ km 2 /tahun)
N c = Ketetapan 10 -6
Penentuan  tingkat  proteksi  petir  bangunan  berdasarkan perhitungan Nd dan Nc, dilakukan sebagai berikut:
a. Jika N d ≤ N c tidak di perlukan sistem proteksi b. Jika N d ≥ N c di perlukan sistem proteksi Jika perhitungan di dapatkan Nd ≥ Nc maka nilai afesiensi:
𝐸 = 1 − 𝑁𝑐 𝑁𝑑 .................................................................. (4)
Dimana :
E = Efisiensi sistem proteksi petir N d
= Frekuensi sambaran petir langsung ke tanah N c = Frekuensi sambaran petir tahunan setempat yang di perbolehkan 10 -6
rs = Hubungan beras arus dan sambaran petir
Kemudian  tingkat  proteksinya  dapat  dikaitkan  dengan melihat nilai efisiensinya pada tabel berikut:
Tabel 3. Efisiensi Sistem Proteksi Petir
(Sumber: NFPA 780, 2020, std Lightning Protection System) Tingkat Proteksi Efisiensi SPP (E) R (m) I 0,98 20 II 0,95 30 III 0,90 45 IV 0,80 60

## B. Menghitung Arus Puncak
Radius proteksi dari bola bergulir ditentukan oleh tabel 3, untuk  tingkat  proteksi  level  IV  radius  proteksinya  adalah sebesar  60  m  dan  arus  puncaknya  (I)  dapat  di  cari  dengan persamaan:
R (m) = I 0,75
I = √𝑅 0,75 .................................................................. (5)
Menghitung  luas  daerah  proteksi  Menggunakan  Bola Bergulir, dengan parameternya yaitu :
a. jarak sambaran
Jarak sambaran dapat di tentukan dengan persamaan
𝑑 𝑠 (𝑚) = 10. 𝐼 0,65 ........................................................ (6)
b. radius proteksi
Radius  proteksi  pada  bola  gulir  dapat  menggunakan persamaan
𝑅 (𝑚) =   √ℎ 1 (2𝑑 𝑠 − ℎ 1 ) ........................................... (7)
c. Luas Radius Perlindungan Bangunan
𝐴 =  𝜋 . 𝑅 2 ................................................................... (8)
Dimana:
R = Radius proteksi bola gulir d = jarak sambar petir (m) h 1 = tinggi total penangkal petir (m)

## C. Menghitung Tahanan Sistem Pembumian
Pembumian  terbagi  atas  elektroda  batang,  elektroda  pita, dan  elektroda  pelat/  plat.  Untuk  menghitung  tahanan pembumian yaitu sebagai berikut:
Tabel 4. Untuk Elektroda Vertikal dalam Kotak Berongga (Sumber: BS7430 Code of Practice For Earthing )
Jumlah elektroda (n) Sepanjang sisi persegi Faktor λ Jumlah elektroda (n) Sepanjang Sisi Persegi Faktor λ 2 2,71 9 7,65 3 4,51 10 7,90 4 5,48 12 8,22 5 6,14 14 8,67 6 6,63 16 8,95 7 7,03 18 9,22 8 7,30 20 9,40
Catatan : Jumlah elektroda N di sekitar bujur sangkar adalah 4(n-1)
Elektroda dari pipa atau besi baja profil yang dipancangkan ke  dalam  tanah  biasa  disebut  dengan  elektroda  batang, merupakan  elektroda  yang  pertama  kali  digunakan  dan  teori-
teori  berawal  dari  elektroda  jenis  ini.  Elektroda  ini  banyak dipergunakan pada gardu induk. Secara teknis, elektroda jenis ini  mudah  pemasangannya  dan  tidak  memerlukan  lahan  yang luas.  Elektroda  batang  umumnya  ditanam  pada  kedalaman yang cukup dalam.

## Gambar 1. Batang [Sumber: : Endi Sopyandi, 2012]
Rumus tahanan pentanahan elektroda batang tunggal: 𝑅 = 𝜌 2𝜋𝐿 {𝑙𝑛 4𝐿 𝛼 − 1} ..................................................... (9)
Keterangan :
𝑅
= Tahanan Pertahanan Batang Tunggal ( Ω )
𝜌
= Tahanan Jenis Tanah ( Ω Meter)
𝐿 = Panjang Elektroda (m)
𝛼 = Diameter Elektroda (m)

## IV. ANALISA PERHITUNGAN
Penentuan  kebutuhan  suatu  daerah  akan  proteksi penangkal  petir  yaitu  perhitungan  dengan  memakai  data  hari guruh,  data  ukuran  bangunan,  area  proteksi,  frekuensi sambaran  langsung  setempat  (Nd),  dan  frekuensi  sambaran tahunan,  dengan  terlebih  dahulu  menghitung  kerapatan sambaran ke tanah (Ng).

## Tabel 4. 1 Denah Workshop PT Bukaka Teknik Utama
Kerapatan  sambaran  petir  ke  tanah  (Ng)  dipengaruhi  oleh hari guruh di daerah tersebut. Adapun jumlah hari guruh yang terdapat  di  Kalimantan  yaitu  kurang  lebih  227  hari  guruh (Sumber: BMKG).
Maka  kerapatan  sambaran  petir  ke  tanah  (Ng)  dapat dihitung dengan persamaan (1) :
Ng = 4 . 10 -2 . Td 1,27 Ng = 4 . 10 -2 . 227 1,27 Ng =  0,04 x 227 1,27
Ng = 39,28 Sambaran/km 2 /tahun
Sedangkan  luas  daerah  permukaan  tanah  yang  dianggap mempunyai  frekuensi  sambaran  langsung  tahunan  dapat dihitung dengan persamaan (2) :
P = 60 m (a) L = 20 m (b) T = 15 m (h) Ae = a . b + 6 . h (a + b) + 9 π h 2
Ae = 60 . 20 + 6 . 15 (60 + 20) + 9 . 3,14 . 15 2 Ae = 1200 + 7200 + 6358,5 Tipe Bangunan Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Luas (m 2 ) Workshop 60 20 15 18.000
Ae = 14.758,5 m 2
Sedangkan  cara  untuk  menghitung  jumlah  rata  –  rata frekuensi sambaran petir langsung per tahun (Nd) dapat dicari dengan persamaan (3):
Nd = Ng . Ae . 10 -6 Nd = 39,28 . 14.758,5 . 10 -6 Nd = 0,58 sambaran petir per/tahun
Dimana : A = Panjang bangunan (m)
B = Lebar bangunan (m) H = Tinggi bangunan (m)
Td = Hari guruh rata – rata pertahun
Ng = Kerapatan sambaran petir ke tanah (sambaran/km 2 /tahun) Ae = Luas daerah yang masih memiliki angka sambaran petir sebesar Nd (km 2 ) Nd = Frekuensi sambaran petir langsung per tahun
Nc = Ketetapan (10 -1 )
Frekuensi sambaran petir tiap tahun (Nc diketahui bernilai 10 -1 )  yang  diperbolehkan.  Penentuan  tingkat  proteksi  pada bangunan  berdasarkan  perhitungan  Nd  dan  Nc  dilakukan sebagai berikut :
a. Jika Nd ≤ Nc tidak perlu sistem proteksi petir.
b. Jika Nd ≥ Nc diperlukan sistem proteksi petir.
Dikarenakan  dalam  perhitungan  Nd  ≥  Nc,  maka  nilai efisiensi dengan persamaan(4):
E ≥ 1 − 𝑁𝑐 𝑁𝑑 E ≥ 1 − 10−1 0,58 E ≥ 1 − 0,1
0,58 E ≥ 0,82
E ≥ 80 E ≥ 80%
Dimana : E = Efisiensi sitem proteksi petir
Nd = Frekuensi sambaran petir langsung per/tahun
Nc =  Frekuensi  sambaran  petir  tahunan  setempat  yang diperbolehkan (10 -1 )
Dimana hubungan antara nilai E (efisiensi) dengan tingkat proteksi  sesuai  tabel  3.1  maka  dengan  demikian  nilai  E sebesar  0,80  berada  pada  tingkat  proteksi  IV  dengan  nilai efisiensi  diantara  80%  -  90%.  Oleh  karena  itu workshop PT Bukaka  memerlukan  SPP  minimal  tingkat  proteksi  dengan level IV.
Pada  metode  bola  bergulir  ini,  radius  proteksi  dari  bolah bergulir  telah  diketahui  melalui  tabel  3.1,  yaitu  untuk  tingkat proteksi  level  IV  radius  proteksinya  adalah  sebesar  60  m  dan untuk  arus  puncaknya  (I)  dapat  dicari  dengan  standar NFPA780  Metode  Bola  Bergulir  dengan  menggunakan persamaan(5):
R (m) = I 0,75
I = √𝑅 0,75 I = √60 0,75
I = 234,89 kA
Dapat dikatakan bahwa  gedung tersebut dapat  menangkap petir  dengan  arus  puncak  minimal  234,89  kA.  Bila  petir dengan  arus  dibawah  nilai  234,89  kA  tersebut  maka  gedung masih dapat bertahan namun jika nilai arus petir diatas 234,89 kA akan ditangkap oleh penyalur petir.
Jarak  sambar  (ds)  terhadap  bangunan  dapat  dihitung  dari persamaan yang banyak digunakan yaitu sebagai berikut: ds = 10 . I 0,65
Dengan  menggunakan  asumsi  hasil  perhitungan  parameter arus petir dimana harga arus puncak petir (I) minimal sebesar 234,89  kA  untuk  proteksi  level  IV,  maka  dengan  persamaan (6) :
Diperoleh jarak sambar (ds) : ds = 10 x 234,89 0,65 ds = 347,5 m
Pada gedung PT Bukaka secara teoritis bangunan workshop masih  aman  dari  bahaya  sambaran  langsung  petir.  Dengan tinggi  bangunan  ( workshop )  15  m,  maka  dapat  diacari  sudut perlindungan  penangkal  petir  menara  terhadap  gedung ( workshop ) menggunakan persamaan sudut lindung untuk h < rs  maka  didapat  perlindungan  terhadap workshop sebagai berikut :
Dan panjang radius proteksi bola bergulirnya menggunakan persamaan(7):
R = √ℎ 1 (2𝑑 𝑠 − ℎ 1 ) R = √15 (2 𝑥 347,5 − 15)
R = √15 (680)
R = √10.200 R = 100,9 m
Dengan  begitu  luas  radius  perlindungan  bangunan workshop adalah dengan persamaan(8) :
𝐴 =  𝜋 . 𝑅 2 𝐴 = 3,14 . 100,9 2
A = 3,14 . 10180.81 A = 31967,74 m 2
Dengan  perhitungan  diatas,  maka  R  =  100,9  m  untuk bangunan dengan panjang 60 m, membutuhkan 7 Splitzen atau air  terminal .  Dengan  3 Air  Terminal utama  pada  perhitungan dan  4  tambahan  Terminal  Udara  setelah  dilakukan  simulasi menggunakan program Sparkta Lightning Protection .

## Gambar 2. Sistem Proteksi Bola Bergulir [Sumber: Sparkta]
Pada  gedung  PT  Bukaka  sistem  pentanahan  dengan  cara menanambakan  elektroda  batang  (pentanahan  tunggal), sehingga  tahanannya  dapat  dihitung  dengan  persamaan sebagai berikut :
Perhitungan Single Rod Elektroda menggunakan persamaan(9):
𝑅 = 𝜌 2𝜋𝐿 {𝑙𝑛 4𝐿 𝛼 − 1}
𝑅 = 100 2 . 3,14 . 6 {𝑙𝑛 4. 6 0,01905 − 1} R = 2,65 x (2,53 -1) R = 2,65 x (1,53) R = 4,05 Ω
Dimana :
R = Tahanan pasak ke tanah (Ω)
ρ = Tahanan tanah rata – rata (Ω– cm)
L = Panjang pasak ke tanah (cm)
α = Jari – jari penampang pasak (cm)
Perhitungan Multi Rod Elektroda dengan standar BS740 :
𝑅 = 𝑅 ( 1+ 𝜆𝛼 𝑛 ) .................................................................. (10) Dimana : R = Tahanan pasak ke tanah (Ω)
S = Jarak antar batang (m)
ρ = Resistivitas tanah (Ω m)
n = Jumlah titik rod
λ = Faktor dari tabel 3.2
𝛼 = 𝜌 2𝜋𝑅𝑠 .......................................................................... (11) 𝛼 = 100 2 . 3,14 . 4,05 . 60 α = 0,065 Elektroda hollow square : ρ
= 100 Ωm
s = 60 m n = 4 point rod λ = 5,48 R = 4,05
𝛼 = 100 2 . 3,14 . 4,05 . 60 α = 0,065
𝑅𝑛 = 4,05 (1 + ( 5,48 . 0,065 4 ))
Rn = 4,05 x 0,33 Rn = 1,3 Ω
Total rod yang digunakan  = 4 (n – 1) = 4 (4 – 1) = 12 unit
Total rod per titik = 12/4 = 3 rod/titik
Maka  jatuh  tegangan  pada  elektroda  yang  terhubung  pada gedung  workshop  PT  Bukaka  pada  saat  terjadinya  sambaran petir adalah :
V = Ipetir x Rn V = 234,,89 kA x 1,3 Ω V = 305,357 kV
Tegangan  sebesar  ini  cukup  berbahaya  bila  hanya terkumpul disuatu titik tanah.
A. Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) Kebutuhan Material Penyalur Petir Metoda Bola Bergulir
Setelah mengetahui hasil kebutuhan material penyalur petir melalui  beberapa  metode  tersebut  langkah  selanjutnya  adalah melakukan  Perhitungan  Rencana  Anggaran  Biaya  (RAB) sebagai  proses  lanjutan  dalam  melakukan  perencanaan  sistem penyalur petir.
Tabel 5. Rencana Anggaran Biaya Kebutuhan Material Penyalur Petir Metoda Bola Bergulir dengan kebutuhan Elektroda Pentanahan Hollow Square
Nama Barang Jumlah Barang Harga Barang Jumlah Air Rod/Splitzen Tombak 7 ea Rp100.000/pcs Rp700.000 Konduktor/Kabel BC 228 m- run Rp70.000/m Rp15.960.000 Elektroda Batang 12 ea Rp750.000/pcs Rp9.000.000 Control Box 4 ea Rp350.000/pcs Rp1.400.000 Pipa Galvanis 3/4” 3 ea Rp120.000/pcs Rp360.000 Aksesoris 1 lot Rp1.000.000/lot Rp1.000.000 TOTAL Rp 28.060.000

## B. Simulasi Desain Sistem Penyalur Petir dengan Program Sparkta Lightning Protection
Metodologi  desain  menggunakan  Sparkta  adalah  proses berulang  yang  terdiri  dari  penambahan  terminal  udara  hanya pada  titik-titik  yang  memiliki  kemungkinan  sambaran  petir terbesar. Setiap kali, pengguna menambahkan hanya satu atau beberapa  terminal  udaha  dan  mengevaluasi  risikonya.  Proses selesai  ketika  komponen  risiko  kurang  dari  nilai  yang  dapat ditoleransi.  Program  ini  memungkinkan  analisis  perlindungan yang  diberikan  tidak  hanya  oleh  terminal  udara  tetapi  juga untuk  elemen  lain  seperti  atap  metalik,  cerobong  asap,  dan lain-lain.
Membuat  Proyek  menggunakan  perangkat  lunak  Sparkta. Caranya antara lain sebagai berikut :
1. Memilih jenis simulasi dan mengatur parameternya Masuk ke menu tool bar new project, pilih setting lalu mengisi  parameternya  serta  masukkan  data  kerapatan sambaran petir dan discharge current .
Gambar 3. Pemilihan Tipe Simulasi [Sumber: Software Sparkta ]
2. Menampilkan  pemilihan  desain  bangunan  dalam  tampilan 3D
Pada  menu  roof  (klik  kanan)  kemudian  pilih  tipe bangunan yang akan dilakukan simulasi (tipe pelana kuda).
Gambar 4. Pemilihan Desain Bangunan [Sumber: Sparkta]
3. Menambahkan Air  Terminals struktur  dan  mengatur parameternya Pada  menu air  terminal masukkan  semua  parameter dan  posisi  terminal  udara  sesuai  dengan  hasil  yang diperoleh dari persamaan(8).
Gambar 5. Pemilihan Penempatan Air Terminals R1-R3 [Sumber: Sparkta]
Gambar 6. Pemilihan Penempatan Air Terminals R4-R7 [Sumber: Sparkta]
4. Menampilkan hasil rencana proyek dalam tampilan 3D
Setelah  semua  data  terminal  udara  dimasukkan kemudian pada menu toolbar pilih tampilan 3D.
Gambar 7. Hasil Penempatan Air Terminal R1-R7 [Sumber: Sparkta]
5. Menjalankan Simulasi
Pada  gambar  dibawah  ini  menunjukkan  simulasi dengan  hanya  menampilkan  3  terminal  udara  sesuai dengan  perhitungan  persamaan(8)  dan  menunjukkan bahawa  dibutuhkan  4  titik  terminal  udara  yang  harus ditambahkan pada sisi kanan dan kiri atap bangunan.
Gambar 8. Simulasi Radius Proteksi Lightning Strike R1-R3
[Sumber: Sparkta]
Setelah  hasil  dari  simulasi  pertama  diketahui  bahwa terminal  udara  dibutuhkan  4  terminal  udara  untuk menutupi  radius  proteksi  pada  sisi  kanan  dan  kiri  atap bangunan  serta  gambar  dibawah  ini  menunjukkan  bahwa semuanya telah terproteksi.
Gambar 9. Simulasi Radius Proteksi Lightning Strike R1-R7 [Sumber: Sparkta]
6. Menganalisa hasilnya
Kemudian setelah semua parameter terminal udara ditambahkan, pilih menu result untuk menampilkan hasil analisa simulasi yang telah dilakukan.
Gambar 10. Kemungkinan Hasil Sambaran Petir Per Tahun AR1 [Sumber:

## Sparkta]
Dengan  desain  sistem  menggunakan  program Sparkta Lightning  Protection telah  didapatkan  hasil  yang  perlu dilakukannya penambahan 4 terminal udara kepada setiap sisi kanan dan kiri atap bangunan sehingga metode tersebut dapat memenuhi  standar  perhitungan  NFPA  780  dan  BS  7430 sebagai  desain engineering Sistem  Proteksi  Penyalur  Petir Eksternal.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  penelitian  dan  analisis  pada perencanaan  penangkal  petir  dapat  diambil  kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari analisa diatas cara kerja proteksi penyalur petir adalah disaat  muatan  listrik  negatif  di  bagian  bawah  awan  sudah tercukupi maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik,  Muatan  listrik  kemudian  merambat  naik  melalui konduktor  menuju  ke  ujung  batang  penangkal  petir  ( air terminal ).
2. Pada  perancangan  sistem  penyalur  petir  di  PT.  Bukaka Teknik  Utama  menggunakan  tiga  metode  yang  mendekati dengan  desain  bangunan  tersebut  adalah  metode  bola bergulir,  metode  jala/sangkar  faraday  dan  metode  sudut proteksi  yang  mengacu pada standar NFPA 780 ( National Fire  Protection  Assosiation )  dan  BS  7430  ( British Standa rd) untuk sistem pentanahan.
3. Berdasarkan metode dan hasil perencanaan diperoleh RAB (Rencana Anggaran Biaya) bangunan dengan metode bola bergulir sebesar Rp 28.060.00.
4. Dari  penelitian  ini  secara  keseluruhan  metode  telah diterapkan  dengan  estimasi  biaya  yang  telah  ditentukan dapat  digambarkan  menjadi  sebuah  desain  perencanaan untuk  pembangunan  sistem  proteksi  penyalur  petir  pada Workshop /bangunan  di  PT.  Bukaka  Teknin  Utama  yang mengacu  pada  standar  perhitungan  desain  bangunan  tipe pelana  kuda  dengan  standar  NFPA  780  ( National  Fire Protection  Assosiation )  adalah  metode  bola  bergulir  dan pada  sistem  pentanahan  menggunakan  standar  BS  7430 ( British  Standard )  adalah  metode hollow  square dengan mengoptimasikan nilai tahanan paling rendah 1,3Ω.

## R EFERENSI
[1] A.  S.  Sampeallo,  E.  R.  Mauboy,  and  Y.  M.  Moron,  “Perencanaan Sistem Penyalur Petir Elektrostatis Dengan Metode Sangkar Faraday Pada  Gedung  Keuangan  Negara  Kupang,”  Perenc.  Sist.  Penyalur Petir  Elektrostatis  Dengan  Metod.  Sangkar  Faraday  Pada  Gedung Keuang. Negara Kupang, vol. IX, no. 2, 2020.
[2] Syafriyuddin,  M.  Suyanto,  Subandi,  and  M.  E.  Efendi,  “Analisa Perencanaan  Penangkal  Petir  Pada  Gedung  Kampus Bima  Sakti  IST Akprind Yogyakarta,” Pros. Semin. Nas. Teknoka, vol. 4, no. 2502, pp. E1–E8, 2019, doi: 10.22236/teknoka.v4i0.3978.
[3] H.  Henderawan,  “Evaluasi  Sistem  Proteksi  Petir  Eksternal  ‘Studi Kasus  Office  PT  Adaro  Indonesia  Site  Dahai,’”  J.  EEICT  (Electric,
Electron.  Instrumentation,  Control.  Telecommun.,  vol.  4,  no.  1,  pp.
28–38, 2021, doi: 10.31602/eeict.v4i1.4546.
[4] M. Septian, “Desain Sistem Proteksi Petir Internal Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya Kuala Behe Kabupaten Landak,” 2014.
[5] Jamaaluddin and Sumarno, “Perencanaan Sistem Pentanahan Tenaga Listrik  Terintegrasi  Pada  Bangunan,”  JEEE-U  (Journal  Electr.
Electron.  Eng.,  vol.  1,  no.  1,  pp.  29–33,  2017,  doi:  10.21070/jeee- u.v1i1.375.
[6] Anonim,  “Standard  For  The  Installation  Of  Lighting  Protection System,  National  Fire  Protection  Association  (NFPA  780),”  United States. 2004.
[7] E. Krisna, “Pengertian Petir,” academia.edu, 2013. https://www.academia.edu/12975637/BAB_II_PEMBAHASAN_2.1. _PENGERTIAN_PETIR
[8] A. Zubair, “Bagaimana Proses Terjadinya Petir?,” https://www.studiobelajar.com/proses-terjadinya-petir/, 2018. https://www.studiobelajar.com/proses-terjadinya-petir/
[9] Anonim, “Flammable And Combustible Liquids Code, National Fire Protection Association (NFPA 30).” United States, 2003.
[10] Rohani and N. Yuniarti, “Evaluasi Sistem Penangkal Petir Eksternal Di  Gedung  Rektorat  Universitas  Negeri  Yogyakarta,”  J.  Edukasi Elektro, vol. 1, no. 2, pp. 187–195, 2017, doi: 10.21831/jee.v1i2.17423. [11] P. P. T. Indonesia, “Sistem Proteksi Petir,” 2015. http://jasapasangpenangkalpetir.com/pages.php?pageid=12  (accessed Mar. 04, 2022).
[12] Z.  Hakim,  I.  Danial,  and  M.  Rajagukguk,  “Perencanaan  Sistem Proteksi  Petir  Masjid  Raya  Mujahidin  Menggunakan  Metode  Bola Bergulir  (Rolling  Sphere  Method),”  J.  Tek.  Elektro  Univ.
Tanjungpura, pp. 1–7, 2015. [13] R. Yulian, “Prinsip Proteksi Petir,” 2012. https://id.scribd.com/doc/85606474/prinsip-proteksi-petir  (accessed Mar. 04, 2022).
[14] E.  Sopyandi,  “Jenis  -  jenis  Elektroda  Pentanahan,”  2012. http;//electricdot.wordpress.com/2012/12/23/jenis-jenis-elektroda- pentanahan/amp/ (accessed Mar. 06, 2022).
[15] F.  E.  Taryana,  “Jenis  Elektroda  Dan  Pemasanagannya,”  2017. https://id.scribd.com/document/360995610/jenes-elektroda-dan- pemasangannya (accessed Mar. 06, 2022).
[16] Sparkta Lightning Protection. http://www.spartalightning.com/
[17] SNI-7015-2004,  Sistem  Proteksi  Petir  pada  Bangunan  Gedung, http://www.google.co.id/SNI_03-7015-2004.pdf. Agustus, 2006.