Proteksi Petir, Proteksi Surya dan Grounding pada
Menara Telekomunikasi
Masalah
Petir dan tegangan lebih transient adalah masalah yang
banyak terjadi untuk saluran telekomunikasi. Terutama di daerah tropis dengan
intensitas sambaran petir yang lebih tinggi. Menurut data, petir menyebabkan
kerugian jutaan dolar pada instalasi radio selular dan telekomunikasi tiap
tahun. Kerugian pada peralatan telekomunikasi di USA sendiri diperkirakan US$1
milyar per tahun, belum termasuk kerugian produktivitas dari industri dan
bisnis.
Energi yang besar dari tegangan lebih transient mungkin
berasal dari sambaran petir langsung ke tower-tower antena atau mungkin
disalurkan pada kabel tenaga dan kabel telepon yang masuk bangunan dan
fasilitas-fasilitas. Tegangan lebih transient terinduksi mungkin juga berasal
dari dekat sambaran karena kopling kapasitif atau induktif.
* Arus puncak dapat melampaui 200 kA
dengan bentuk gelombang 10/350 μs (I.E.C. 61024-1).
* Perubahan waktu arus naik antara 0.1 – 100 μs.
* Surja multipulsa dialami lebih dari 70 persen kondisi sambaran langsung.
* Arus lanjutan 200-500 A selama 1-2 detik mungkin juga terjadi.
* Perubahan waktu arus naik antara 0.1 – 100 μs.
* Surja multipulsa dialami lebih dari 70 persen kondisi sambaran langsung.
* Arus lanjutan 200-500 A selama 1-2 detik mungkin juga terjadi.
Perkiraan awal untuk kepekaan terhadap kerusakan akibat
sambaran petir dapat dilihat dari jumlah “hari guruh” tiap tahun :
ü Indonesia: 180-250
ü Malaysia / Brunei: 180-200
ü Singapura: 160-190
ü Thailand: 120-170
ü Filipina: 110-150
ü Vietnam: 90-140
ü Hong Kong, China : 80-100
ü Darwin, Australia : 80-90
Di Indonesia, salah satu menara komunikasi di Jawa Barat
terbukti peka terhadap sambaran petir. Semenjak waktu konstruksinya pada
Februari 1993 sampai Oktober 1995, menara diserang oleh petir di 34 kali (pada
enam belas hari terpisah) dengan kerugian peralatan terparah terjadi di hari ke
sembilan.
Prinsip Proteksi BTS
Tidak ada teknologi yang dapat mengatasi resiko dari
sambaran petir dan transiennya dengan tingkat keamanan 100 %.
Enam prinsip perencanaan proteksi yang direkomendasikan :
1. Menangkap sambaran petir langsung
pada suatu titik yang dipilih pada terminal udara yang telah dirancang sesuai
dengan tujuan .
2. Menyalurkan arus petir ke ground dengan aman melalui suatu sistem saluran konduktor ke tanah sesuai tujuan perancangan untuk mengurangi bahaya dari side-flashing.
3. Mengalirkan energi ke ground dengan meminimalkan kenaikan potensial ground melalui suatu sistem grounding impedansi rendah.
4. Menghilangkan loop-loop pentanahan dan diferensial dengan menciptakan bidang equipotensial grounding dalam kondisi transient.
5. Melindungi peralatan dari surja dan transient pada saluran daya.
6. Melindungi peralatan dari surja dan transient pada saluran telekomunikasi dan sinyal untuk mencegah kerusakan peralatan dan biaya operasional selama terjadi gangguan.
2. Menyalurkan arus petir ke ground dengan aman melalui suatu sistem saluran konduktor ke tanah sesuai tujuan perancangan untuk mengurangi bahaya dari side-flashing.
3. Mengalirkan energi ke ground dengan meminimalkan kenaikan potensial ground melalui suatu sistem grounding impedansi rendah.
4. Menghilangkan loop-loop pentanahan dan diferensial dengan menciptakan bidang equipotensial grounding dalam kondisi transient.
5. Melindungi peralatan dari surja dan transient pada saluran daya.
6. Melindungi peralatan dari surja dan transient pada saluran telekomunikasi dan sinyal untuk mencegah kerusakan peralatan dan biaya operasional selama terjadi gangguan.
1. Menangkap Sambaran Petir
Secara umum, titik yang paling peka pada sambaran langsung
adalah pada titik tertinggi pada suatu struktur. Ini mungkin menara logam atau
berbagai antena yang menonjol di puncak menara yang merupakan bagian paling
peka terhadap sambaran langsung. Sistem antena satelit yang besar dan peralatan
kendalinya adalah jenis yang peka terhadap sambaran langsung.
Dengan menerapkan suatu terminal udara yang dirancang
sesuai dengan tujuan pada puncak menara komunikasi, sambaran petir langsung
dapat diarahkan ke suatu titik yang dipilih yang terletak jauh dari antena dan
kabel untuk mengurangi resiko kerusakan peralatan akibat energi dan kekuatan
langsung dari suatu discharge petir.
Suatu rancangan terminal udara baru – Dynasphere – memotong
discharge petir pada titik yang dipilih lebih awal daripada teknik proteksi
kilat konvensional. Terminal udara ini dikembangkan berdasar riset tentang
formasi korona dan efek muatan ruang disekitar titik-titik yang di-ground dalam
batasan waktu seperseribu detik terutama untuk pengembangan aliran petir.
Konstruksi ruang floating Dynasphere adalah pasif didekat
badai, dan menghasilkan korona yang minimal. Dalam seperseribu detik, sebagai
pendekatan dari datangnya petir yang lebih dahulu, menjadi aktif melalui
coupling kapasitif, itu menyerap energi dan membantu memicu pemotongan
discharge yang menaik untuk menangkap dan mengendalikan downleader utama.
Dynasphere adalah non-radioaktif yang tidak memerlukan sumber tenaga eksternal
atau baterei.
2. Menyalurkan Arus Petir ke Ground Secara Aman
Saat petir telah ditangkap di suatu titik yang dipilih,
perlu untuk manyalurkan arus discharge secara aman ke ground, dan untuk
meminimalkan penyaluran arus petir pada konduktor ancillary seperti kabel
feeder coaxial yang dapat membawa energi petir yang berbahaya secara langsung
ke rak peralatan.
3. Mendisipasi Energi ke tanah
Energi yang sangat besar dari petir dibuang petir dengan
tetap menjaga agar kenaikan potensial tanah seminimal mungkin dengan
menggunakan impdansi yang kecil.
4. Menghilangkan loop
Hal yang perlu diperhatikan adalah untuk menjaga casing
peralatan pada referensi ground yang tetap, yang tidak menghasilkan interaksi
resonansi dengan sinyal telekomunikasi itu sendiri. Oleh karena itu perlu
bonding yang efektif dan menyeluruh pada semua peralatan dan system yang
mengandung logam. Bonding dari berbagai casing peralatan tersebut di
interkoneksikan dalam satu busbar untuk diketanahkan ke ekipotensial tunggal.
Perlengkapan untuk menyusun grounding yang ideal.
1. Setiap system grounding (petir,
tenaga listrik, telekomunikasi, dll) harus secara individual dalam satu
kesatuan bonding. Hal ini ditujukan untuk mengamankan pada kondisi transient.
2. Ring Interkoneksi grounding harus dipasang di sekeliling ruangan yang berisi peralatan elektronik yang sensitif. Interkoneksi meliputi tower, ground instalasi tenaga listrik, dan peralatan logam lainnya. Sistem juga harus dihubungkan dengan ground ring di garis sekeliling (seperti pagar). Hal ini akan mengurangi resiko gradien potensial di sekitar area.
3. Proteksi untuk petir harus dengan langsung dibonding ke ground ring.
4. Ground ring harus mterbuat dari konduktor dengan ukuran tertentu dan dikubur 900mm di bawah tanah. BC-50 sepanjang 2 meter atau rod stainless stell dipasakkan di sekeliling groung ring dengan interval 3 sampai 4 meter. Untuk memastikan referensi grounding yang permanent.
5. Hanya ada satu titik tunggal untuk grounding semua peralatan
6. Sistem grounding (pengetanahan) yang efektif juga penting di mana menara diletakkan pada puncak dari atap. Beberapa kasus telah diamati di mana sebuah saluran ground tunggal dilewatkan sejauh 10-20 lantai di samping bangunan pada sebuah batang pentanahan terisolasi tunggal. Hal ini belum cukup aman.
2. Ring Interkoneksi grounding harus dipasang di sekeliling ruangan yang berisi peralatan elektronik yang sensitif. Interkoneksi meliputi tower, ground instalasi tenaga listrik, dan peralatan logam lainnya. Sistem juga harus dihubungkan dengan ground ring di garis sekeliling (seperti pagar). Hal ini akan mengurangi resiko gradien potensial di sekitar area.
3. Proteksi untuk petir harus dengan langsung dibonding ke ground ring.
4. Ground ring harus mterbuat dari konduktor dengan ukuran tertentu dan dikubur 900mm di bawah tanah. BC-50 sepanjang 2 meter atau rod stainless stell dipasakkan di sekeliling groung ring dengan interval 3 sampai 4 meter. Untuk memastikan referensi grounding yang permanent.
5. Hanya ada satu titik tunggal untuk grounding semua peralatan
6. Sistem grounding (pengetanahan) yang efektif juga penting di mana menara diletakkan pada puncak dari atap. Beberapa kasus telah diamati di mana sebuah saluran ground tunggal dilewatkan sejauh 10-20 lantai di samping bangunan pada sebuah batang pentanahan terisolasi tunggal. Hal ini belum cukup aman.
Teknologi untuk membantu konstruksi jaringan pentanahan
yang efektif atau untuk sistem grounding:
1. Bahan campuran khusus dapat
digunakan untuk memperbaiki (memperkecil) impedansi grounding pada lokasi di
mana resistivitas tanah tinggi seperti di daerah berbatu, daerah berpasir atau
wilayah pegunungan dengan ukuran partikel tanah yang besar. Untuk menyesuaikan
dengan kondisi lingkungan yang bervariasi, bahan yang sesuai dibutuhkan untuk
menahan seperti harus tidak melepas ion konduktif ke air tanah yang tercemar
atau sekeliling tanah.
2. Molekul eksotermik (campuran tembaga dan campuran besi-tembaga) untuk grounding dan sistem proteksi petir akan memberikan keuntungan :
2. Molekul eksotermik (campuran tembaga dan campuran besi-tembaga) untuk grounding dan sistem proteksi petir akan memberikan keuntungan :
ü Permanent, tetap, kuat
ü Resistansi rendah
ü Sambungan yang bebas karat
ü Tidak menjadi rentan dan lemah karena usia pemakaian
5. Peralatan proteksi dari surja dan transient pada
saluran tenaga
Bahkan untuk sebuah struktur yang telah disediakan dengan
sebuah sistem proteksi langsung yang terintegrasi, tetap terdapat resiko-resiko
yang disebabkan tegangan lebih transient yang melalui kabel eksternal.
Energi yang besar dari tegangan lebih transient dapat
meningkat dari coupling kapasitif dan induktif dari sambaran petir terdekat
sebagai tambahan pada switching tenaga dan dari distribusi tenaga yang tidak
teratur. Clamping dan filtering yang efektif dari daya transient pada saluran
saluran daya hingga fasilitas adalah penting untuk mengurangi resiko kerusakan
fisik dari peralatan, kerugian operasi dan kerugian ekonomi.
Gambar1. Skema proteksi BTS
Peralatan proteksi surja sederhana yang dipasang pada
papan switch tidak cukup kuat untuk melindungi. Untuk melindungi peralatan yang
peka, perlu untuk membatasi tegangan sisa kurang dari tingkat kekebalan
internal peralatan. Untuk peralatan yang dioperasikan pada sistem 230 Vrms,
kerusakan komponen mungkin dihasilkan dalam waktu sesaat dengan nilai puncak
700 V.
Beberapa pembuat charger (pengisi) baterai dan penyearah
menetapkan toleransi puncak di bawah 800 V.
Beberapa peralatan yang dihubungkan secara paralel dapat
memenuhi tegangan yang direkomendasikan, Rating dari kenaikan arus dapat
mencapai 10 kA/microsecond dari nilai awalnya dan magnitude menjadi lebih tinggi
untuk sambaran selanjutnya pada sambaran petir yang terjadi berulang kali.
Nilai dI/dt dan dV/dt yang sangat tinggi dapat menginduksi tegangan tinggi yang
merusak sepanjang konponen, menyebabkan kerusakan peralatan dan kegagalan.
Teknologi low pass filter (LPF) yang dirancang dengan
tepat akan mengurangi tegangan puncak sisa dan mengurangi tingkat kenaikan arus
dan tegangan pada peralatan. Surja Reduction Filters (SRFs) dan filter DINLINE
menyediakan berbagai tingkat pelemahan surja dengan clamping dan kemudian
disaring.
Tingkat proteksi yang baik ditawarkan oleh SRFs berarti
meningkatkan keandalan operasional untuk peralatan elektronik dan
telekomunikasi yang dihubungkan catu daya utama dari filter tegangan. Proteksi
seharusnya juga dipasang pada catu daya eksternal sebagai pelindung terhadap
arus dan tegangan lebih transient.
6. Peralatan proteksi dari surja dan transient pada
saluran telekomunikasi
Peralatan proteksi surja coaxial (CSP = Coaxial Surge
Protector) penting untuk proteksi terhadap tracking transient dari menara
secara langsung ke peralatan transmisi dan telemetri melalui kabel RF. Meskipun
tujuan perancangan konduktor membatasi arus petir secara luas, akan terjadi
induksi ke kabel coaxial dengan sambaran ke menara atau sebagai hasil dari coupling
magnetic dan kapasitif komponen saluran udara dari sambaran petir.
CSPs didasarkan pada peralatan arrester gas yang
diletakkan pada blok kuningan pipih yang dikrom. Peralatan ini memiliki
ketelitian mesin untuk mencocokan impedansi dengan kabel coaxial. Proteksi yang
disediakan pada tingkat daya 50 W dan beroperasi pada frekuensi di atas 3GHz.
Secara khusus, CSPs seharusnya secara langsung dihubungkan ground pada titik
masuk dari kabel feeder ke dalam fasilitas untuk menyediakan proteksi yang
maksimal. Telecommunications line protectors (TLPs) didesain untuk melindungi
terminal dan interface peralatan dari gejala transient yang terbawa pada
saluran transmisi
Posisi anda berada dalam kurang lebih range 2000m dari BTS yang memancarkan sinyal pada phone cell anda. Walau akurasi posisi pada My Location belum maksimal karena menggunakan posisi BTS sebagai dasar posisi anda, namun aplikasi ini sudah cukup membantu mengetahui posisi anda pada sebuah daerah. Dari hasil percobaan, My Location memiliki akurasi yang cukup baik pada daerah perkotaan besar (Yogyakarta, Jakarta, Malang, Semarang, dll), atau jika anda berada di jalan-jalan penghubung utama provinsi.
My Location berada pada aplikasi Google Maps for Mobile yang berjalan pada Java, Blackberry, Windows Mobile, dan Nokia / Symbian. Ada beberapa fitur-fitur yang menarik di Google Maps for Mobile ini. My Location (Beta) ini akan terus dikembangkan untuk mendapatkan akurasi yang laebih baik. Tidak ada salahnya jika anda mencoba aplikasi gratis dari Google ini. Anda cukup mengunjungi situs Google Mobile, dan kemudian memasukkan nomor telepon dan jenis phone cell anda. Anda akan memperoleh sms pada phone cell anda yang berisikan link untuk mendownload Google Maps dari phone cell anda.
0 komentar:
Posting Komentar