EN 62305 Perlindungan terhadap petir

Seri standar EN 62305 secara khusus mencakup perlindungan terhadap petir pada struktur, isinya, manusia dan ternak.

EN 62305 menerima bahwa kita sekarang hidup di era elektronik, menjadikan perlindungan LEMP (Lightning Electromagnetic Impulse) untuk sistem elektronik dan kelistrikan sebagai bagian integral dari standar melalui EN 62305-4. LEMP adalah istilah yang diberikan untuk keseluruhan efek elektromagnetik dari petir, termasuk lonjakan arus (tegangan lebih dan arus transien) dan efek medan elektromagnetik yang terpancar.

EN 62305 – 4 mengkategorikan sumber kerusakan, jenis kerusakan dan jenis kerugian.

Sumber kerusakan

Kerusakan yang dapat ditimbulkan oleh petir dibedakan menjadi:

• Kerusakan pada struktur (termasuk semua saluran listrik masuk dan saluran terkubur yang terhubung ke struktur)
• Kerusakan pada suatu layanan (layanan dalam hal ini adalah bagian dari jaringan telekomunikasi, data, pasokan listrik, air, gas, dan bahan bakar).

Jenis kerusakan

Setiap sumber kerusakan dapat mengakibatkan satu atau lebih dari tiga jenis kerusakan. Kemungkinan jenis kerusakan diidentifikasi sebagai berikut:

• D1 Cedera pada orang atau ternak akibat tegangan langkah dan sentuhan
• D2 Kerusakan fisik (kebakaran, ledakan, kerusakan mekanis, pelepasan bahan kimia) akibat efek arus petir termasuk percikan api
• D3 Kegagalan sistem internal akibat Lightning Electromagnetic Impulse (LEMP).

Jenis kerugian

Berikut jenis kerugian yang mungkin timbul akibat kerusakan akibat sambaran petir:

• L1 Hilangnya nyawa manusia
• L2 Hilangnya pelayanan kepada masyarakat
• L3 Hilangnya warisan budaya
• L4 Hilangnya nilai ekonomi

Hubungan semua parameter di atas:

Hubungan semua parameter di atas:

* Hanya untuk bangunan dengan risiko ledakan dan untuk rumah sakit atau bangunan lain di mana kegagalan sistem internal dapat membahayakan nyawa manusia.

** Hanya untuk properti di mana hewan mungkin hilang.

Kerusakan LEMP sangat umum sehingga diidentifikasi sebagai salah satu tipe spesifik (D3) yang harus diberikan perlindungan dan dapat terjadi dari SEMUA titik tumbukan ke struktur atau layanan yang terhubung – langsung atau tidak langsung. Pendekatan yang diperluas ini juga mempertimbangkan bahaya kebakaran atau ledakan yang terkait dengan layanan yang terhubung ke struktur, misalnya. listrik, telekomunikasi dan jalur logam lainnya.

EN 62305 memperjelas bahwa proteksi petir struktural tidak boleh lagi dipertimbangkan secara terpisah dari proteksi tegangan lebih/lonjakan transien dan mengingat bahwa petir dari semua titik sambaran, langsung atau tidak langsung, ke struktur atau layanan yang terhubung menimbulkan risiko dari transien, SPD adalah sarana perlindungan yang penting, baik ada proteksi petir struktural atau tidak.

Bentuk gelombang arus dan tegangan

EN 62305 memperhitungkan langkah-langkah perlindungan pada saluran layanan logam (biasanya saluran listrik, sinyal dan telekomunikasi) menggunakan tegangan lebih transien atau Perangkat Perlindungan Surge (SPD) terhadap sambaran petir langsung serta sambaran petir tidak langsung yang lebih umum dan peralihan transien. Standar seperti seri EN 61643 menentukan karakteristik arus dan tegangan petir untuk memungkinkan pengujian SPD (serta komponen proteksi petir) yang andal dan berulang.Meskipun bentuk gelombang ini mungkin berbeda dari transien sebenarnya, bentuk standarnya didasarkan pada pengamatan dan pengukuran selama bertahun-tahun (dan dalam beberapa kasus simulasi). Secara umum mereka memberikan perkiraan yang adil tentang dunia nyata yang bersifat sementara.

Bentuk gelombang transien memiliki tepi yang naik dengan cepat dan ekor yang lebih panjang. Mereka dijelaskan melalui nilai puncaknya (atau besarannya), waktu naiknya dan durasinya (atau waktu turunnya). Durasi diukur sebagai waktu yang dibutuhkan transien pengujian untuk meluruh hingga setengah nilai puncaknya.

Gambar di bawah mengilustrasikan bentuk gelombang arus dan tegangan umum yang digunakan untuk menguji SPD pada saluran listrik, sinyal, dan telekomunikasi.

Serangan langsung

Petir langsung dapat menyuntikkan sebagian arus petir dengan bentuk gelombang 10/350μs ke dalam sistem di mana struktur dengan Sistem Proteksi Petir struktural menerima sambaran langsung (Sumber S1) atau di mana petir langsung menyambar saluran layanan udara (Sumber S3).

Serangan tidak langsung

Kilatan petir jarak jauh atau tidak langsung di dekat struktur (Sumber S2) atau di dekat layanan yang terhubung ke struktur (Sumber S4) hingga radius 1 km (dan karenanya jauh lebih umum) diwakili oleh bentuk gelombang 8/20μs. Lonjakan yang diinduksi dari kilatan petir langsung dan sumber peralihan juga diwakili oleh bentuk gelombang ini. Dengan waktu peluruhan atau jatuh yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan bentuk gelombang 10/350μs, bentuk gelombang 8/20μs menghasilkan energi yang jauh lebih sedikit (untuk arus puncak yang setara) namun tetapcukup dahsyat hingga merusak peralatan listrik dan elektronik.

EN 62305-1 mengakui bahwa kegagalan sistem internal (Kerusakan Tipe D3) karena Impuls Elektromagnetik Petir (LEMP) mungkin terjadi dari semua titik sambaran ke struktur atau layanan – langsung atau tidak langsung (semua Sumber: S1, S2, S3 dan S4).

Tindakan Perlindungan Lonjakan (SPM)

EN 62305-4 menjelaskan sejumlah tindakan untuk meminimalkan keparahan tegangan lebih transien yang disebabkan oleh petir dan peralihan listrik.

Langkah-langkah perlindungan utama dan mendasar adalah:

• Pembumian dan pengikatan
• Pelindung elektromagnetik dan perutean saluran
• Perangkat Pelindung Lonjakan Terkoordinasi

Tindakan perlindungan tambahan lebih lanjut meliputi:

• Perluasan ke LPS struktural
• Lokasi peralatan
• Penggunaan kabel serat optik (perlindungan dengan isolasi)

SPM juga harus beroperasi di dalam dan tahan terhadap lingkungan di mana mereka berada dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti suhu, kelembaban, getaran, tegangan dan arus.

Pemilihan SPM yang paling sesuai dilakukan dengan menggunakan penilaian risiko sesuai dengan EN 62305-2 dengan mempertimbangkan faktor teknis dan ekonomi. Misalnya, mungkin tidak praktis atau hemat biaya untuk menerapkan tindakan pelindung elektromagnetik pada struktur yang sudah ada sehingga penggunaan SPD yang terkoordinasi mungkin lebih sesuai. Idealnya SPD paling baik dimasukkan pada tahap desain proyek, meskipun SPD juga dapat langsung dipasang di instalasi yang sudah ada.

Untuk memastikan pengoperasian sistem kritis yang berkelanjutan bahkan jika terjadi sambaran langsung, SPD sangat penting dan harus diterapkan secara sesuai, berdasarkan sumber lonjakan dan intensitasnya menggunakan konsep Lightning Protection Zones (LPZ) dalam EN 62305-4.

Konsep Lightning Protection Zone (LPZ).

Perlindungan terhadap LEMP didasarkan pada konsep Lightning Protection Zone (LPZ) yang membagi struktur yang dimaksud menjadi beberapa zona sesuai dengan tingkat ancaman yang ditimbulkan oleh LEMP. Ide umumnya adalah untuk mengidentifikasi atau membuat zona di dalam struktur di mana paparan terhadap sebagian atau seluruh efek petir lebih sedikit dan mengoordinasikannya dengan karakteristik kekebalan peralatan listrik atau elektronik yang dipasang di dalam zona tersebut. Zona yang berurutan adalahditandai dengan penurunan keparahan LEMP yang signifikan sebagai akibat dari bonding, shielding, atau penggunaan SPD.

Zona luar:

• LPZ 0A adalah area yang terkena sambaran petir langsung dan oleh karena itu mungkin harus membawa arus petir hingga penuh. Ini biasanya merupakan area atap suatu struktur tanpa proteksi petir struktural. Medan elektromagnetik penuh terjadi di sini.
• LPZ 0B adalah area yang tidak terkena sambaran petir langsung dan biasanya merupakan dinding samping suatu struktur atau atap dengan proteksi petir struktural. Namun medan elektromagnetik penuh masih terjadi di sini dan arus petir parsial atau terinduksi serta lonjakan peralihan dapat terjadi di sini.

Zona dalam:

• LPZ 1 adalah area internal yang terkena arus petir parsial. Arus petir yang dihantarkan dan/atau lonjakan peralihan berkurang dibandingkan dengan zona eksternal LPZ 0A, LPZ 0B seperti halnya medan elektromagnetik jika tindakan pelindung yang sesuai digunakan. Ini biasanya merupakan area di mana layanan memasuki struktur atau di mana switchboard daya utama berada.
• LPZ 2 adalah area internal yang terletak lebih jauh di dalam struktur di mana sisa arus impuls petir dan/atau lonjakan arus switching berkurang dibandingkan dengan LPZ 1. Demikian pula, medan elektromagnetik akan semakin berkurang jika tindakan pelindung yang sesuai diterapkan. Ini biasanya berupa ruangan berpelindung atau, untuk sumber listrik di area dewan sub-distribusi.