Pengamanan Perangkat terhadap petir

Pengamanan perangkat ONU terhadap petir sebenarnya merupakan masalah klasik yang selalu harus dihadapi oleh rekan-rekan MFRAN. Pengamanan perangkat ini secara langsung berkontribusi mengamankan revenue wireline yang pada saat ini semakin lama semakin turun. Dalam tulisan ini saya ingin sharing kepada rekan-rekan dengan mencoba merangkum pengalaman serta pembelajaran mengenai grounding tersebut. Sebelumnya jika ada asumsi dan pemikiran saya yang kurang dalam tulisan ini saya mohon koreksi dan tanggapannya.

Pengamanan pada perangkat ONU terhadap petir sesungguhnya tidak hanya bicara sebatas grounding saja namun juga bicara masalah kualitas integrasi grounding, arrester, dan tegangan netral terhadap ground (Vn-g).

Grounding
Grounding atau pentanahan untuk perangkat ONU sesuai dengan standard Telkom harus mempunyai ukuran <= 1 ohm.

KWH meter sebaiknya mempunyai pole grounding tersendiri dan terintegrasi ke sistem grounding perangkat.
Yang disebut instalasi grounding, jika melihat gambar di atas yaitu mulai dari bar grounding utama sampai dengan grounding rod (stick grounding). Material instalasi grounding terdiri dari bar grounding, kabel grounding (kabel BC), grounding clamp, grounding rod. Material tersebut harus benar-benar asli tembaga, bukan sepuhan. Sebagai contoh untuk stick grounding, harga material asli tembaga tiga kali lebih mahal dibanding dengan stick grounding yang sepuhan tembaga.
Tinggi rendahnya ukuran tahanan grounding tergantung pada :

1. Komposisi tanah, Tanah hitam yang banyak mengandung organik biasanya merupakan konduktor yang baik karena memelihara kelembaban dalam tanah. Tanah berpasir mempunyai sedikit kelembaban. Tanah berbatu dan abu volkanik tidak mempunyai kelembaban.
2. Kelembaban tanah, Semakin lembab tanah maka semakin rendah resistivitas tanah-nya.
3. Temperatur tanah, Temperatur tinggi dan kering atau temperatur di bawah titik beku dapat menyebabkan resistivitas tanah menjadi tinggi.

Mengingat ukuran tahanan grounding sangat bergantung pada resistivitas tanah maka sebelum instalasi grounding sebaiknya dilakukan test resistivitas tanah. Test resistivitas tanah terdiri dari beberapa metode yaitu metoda 4 pole, metoda 3 pole, dan metoda 2 pole. Metoda 4 pole lebih direkomendasikan karena memiliki tingkat akurasi yang lebih baik.

Metoda 4 pole :

1. 4 pasak test dipasang dalam garis lurus dengan jarak yang sama dan ditanam dalam tanah dengan kedalaman tidak lebih dari 1/20 jarak antar pasak terdekat. Misal jarak antar pasang 1 meter, maka kedalaman ujung pasak berkisar 5 cm.
   
2. Alat ukur grounding terpasang seperti gambar di bawah ini. P1 dan P2 adalah probe untuk mengukur tegangan drop. Arus konstan dialirkan ke C1 dan C2.
3. Pilih test DC, dan tulis nilai resistansi R.
4. Resistivitas tanah (Soil resistivity) dengan syarat kedalaman pasak < a =" jarak" r =" nilai" p =" 191.5" p =" soil">
5. Agar hasil ukur lebih akurat, maka pengukuran dilakukan dengan : Jarak A untuk 1 arah diukur bervariasi misal mulai dari jarak 1,5 m, 3m, 6m,9m,dst. Arah pengukuran minimal 3 arah.
6. Pilih arah yang mempunyai resistivitas paling kecil untuk penanaman grounding rod.

Instalasi grounding mempunyai titik kritis sebagai berikut :

1. Kualitas penyambungan kabel grounding dengan bar grounding. Penyambungan kabel grounding dengan bar grounding sebaiknya tidak menggunakan skun kabel dan sekrup, tapi di-las menggunakan las tembaga. Untuk sistem pengelasan yang mempunyai kualitas baik direkomendasikan menggunakan CADWELD PLUS.
2. Kualitas penyambungan kabel grounding dengan grounding rod Sama halnya dengan penyambungan kabel grounding dengan bar grounding, sebaiknya disambung menggunakan CADWELD PLUS.
3. Penanaman kabel grounding Penanaman kabel grounding yaitu kabel yang menghubungkan antara bar grounding dan stick grounding. Kabel grounding tersebut harus ditanam di kedalaman sekitar 70 cm. Kabel grounding yang digunakan minimal menggunakan BC-35. Untuk mendapat hasil grounding yang lebih baik, kabel grounding dapat diselubungi campuran arang dan bubuk semen super konduktif khusus grounding + air misal GEM (Ground Enhanced Material). Penggunaan semen superkodukif ini diperlukan untuk menurunkan tahanan grounding dan memelihara tahanan grounding rendah secara permanen. Tahapan penanaman kabel grounding dengan GEM dapat dilihat pada gambar di bawah ini.


4. Penanaman grounding rod Pangkal Grounding rod atau stick grounding ditanam dikedalaman 15 cm dari permukaan tanah. Grounding rod yang digunakan minimal menggunakan diameter ¾ inchi. Untuk mendapat hasil grounding yang lebih baik, kabel grounding dapat diselubungi campuran arang dan bubuk semen super konduktif khusus grounding + air misal GEM (Ground Enhanced Material). Tahapan penanaman grounding rod dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Integrasi Grounding

Integrasi grounding yaitu integrasi dari perangkat ke bar grounding dan integrasi dari bar grounding ke bar grounding lainnya.

Prinsip dari integrasi grounding yaitu :

1. Kualitas penyambungan antara kabel grounding (BCC) ke perangkat. Penyambungan kabel grounding ke perangkat wajib menggunakan skun. Kabel dikoneksikan ke pole grounding yang tersedia pada perangkat.
2. Kualitas penyambungan antara kabel grounding (BCC) ke bar grounding. Penyambungan kabel grounding ke bar grounding wajib menggunakan skun dan ring. Sekrup yang digunakan sebaiknya menggunakan bahan tembaga agar tidak mudah berkarat. Jika memungkinkan, sebaiknya kabel grounding dilas menggunakan CADWELD PLUS.
3. Alur kabel grounding tidak boleh bertumpukan dengan kabel lainnya.
4. Semakin panjang alur kabel, maka kabel yang digunakan sebaiknya diameter kabel semakin besar. Untuk kabel grounding dari perangkat ke bar grouding pada ONU biasanya berkisar 1-2 meter, maka minimal menggunakan kabel BCC -10 sedangkan untuk kabel grounding antar bar grounding di ONU minimal menggunakan kabel BCC-25.
5. Semakin besar kabel semakin baik untuk grounding, semakin besar kabel grounding semakin kecil tahanannya. Ingat rumus : R = ρ (Ω mm2/m) x l(mtr)/A(mm2) dengan ρ = resistivitas, l = panjang label, A = luas penampang kabel.
6. Bar grounding yang terpasang wajib menggunakan isolator, misal isolator antara bar grounding dengan tembok, isolator antara bar grounding dengan rack MDF.
7. Hasil ukur tahanan penyambungan grounding diusahakan <>

Integrasi grounding pada ONU atau perangkat radio :

1. Perangkat Radio(IDU)/OLTE/DLC/Rectifier ke bar grounding
2. Rack MDF/DDF ke Bar Grounding
3. Back Mount Frame (BMF) LSA Plus ke grounding
4. Bar Grounding perangkat ke bar grounding utama.
5. IDU-ODU pada sistem radio
6. Grounding Kit pada sistem radio yang terkoneksi dengan kabel grounding ODU-IDU, terpasang pada lokasi sbb : Kabel feeder dekat antena,Kabel feeder posisi horizontal dekat dengan posisi vertikal(pada bagian bawah tower),Kabel feeder dekat dengan perangkat, Jika kabel feeder posisi vertikal dipasang dg jarak maksimal antar grounding kit yaitu 60 meter.

Arrester

Arrester merupakan pengaman perangkat terhadap arus lebih atau tegangan lebih yang diantaranya diakibatkan oleh petir. Pada perangkat ONU biasanya yang dipasang yaitu arrester yang bertype untuk over voltage protection.

Pemasangan arrester pada perangkat ONU yaitu :

1. Arrester tegangan AC setelah MCB PLN (sebanyak 2 bh baik untuk L maupun N). Yang harus diperhatikan pada PDB yaitu bar untuk Netral dan bar untuk grounding terpisah.
2. Arrester tegangan DC setelah rectifier.(sebanyak 2 bh, baik untuk (+) maupun (-)). Yang harus diperhatikan pada PDB yaitu bar untuk (+) dan bar untuk grounding terpisah.
3. Arrester Feeder baik di saat masuk ke ODU maupun IDU dipasang tiap tarikan kabel feeder.
4. Arrester pada Terminal Blok Terminal blok pada ONU biasanya menggunakan terminal blok type LSA Plus yang bertype connection module. Terdapat kelemahan untuk terminal blok type ini, yaitu jika arrester tidak terpasang dengan benar, line telepon masih dapat dipergunakan. Sehingga sebaiknya terminal blok yang digunakan yaitu type LSA Plus yang bertipe disconnection module. Pada type terminal blok ini, line telepon baru bisa aktif jika arrester dipasang.

Tegangan netral terhadap ground

Standard tegangan netral PLN terhadap ground Vn-g yaitu <> 2 volt maka direkomendasikan menggunakan Isolation Transformer.