By Kurnia · Published September 30, 2026 · Revised October 29, 2026 · Version 3 · 24 min read
Tegangan lebih, proteksi surja, dan proteksi petir
Bab ini menjelaskan sumber tegangan lebih pada instalasi 230/400 V (petir langsung dan tidak langsung, penyakelaran, netral putus), kategori tegangan lebih dan tegangan impuls pengenal Uw menurut PUIL 2020 443.6 dan Tabel 443.2, SPD Tipe 1, 2, dan 3 beserta Uc, Up, koordinasi, dan pengaruh panjang kabel sambungan, kewajiban proteksi surja menurut 443.4 dan metode CRL 443.5, ringkasan proteksi petir eksternal IEC 62305 dan kewajiban pemeriksaan Kemnaker, serta status klaim ESE. Contoh kerja menempatkan SPD di PHB utama dan di dekat papan kendali mesin ber-VFD dengan menghitung tingkat proteksi efektif Up ditambah L·di/dt. Angka contoh adalah ilustrasi, bukan nilai desain.
This chapter is still in Indonesian. Its English edition will follow.
Papan kendali mesin cuci komersial mati mendadak setelah hujan deras. Teknisi membuka panel, menemukan komponen terbakar pada modul elektronik, dan menyimpulkan bahwa mesin disambar petir. Diagnosis itu sebagian benar: yang merusak papan kendali adalah surja tegangan yang merambat melalui kabel instalasi, bukan petir yang menyentuh mesin. Di laundry dengan penggerak frekuensi variabel (variable frequency drive, VFD), elektronika semacam itu dapat rusak oleh lonjakan tegangan yang berlangsung hanya beberapa mikrodetik.
Batas pembahasan
Cakupannya PUIL 2020 442 dan 443, SPD pada sirkit daya AC, kewajiban proteksi surja, proteksi petir eksternal secara ringkas, dan klaim ESE. Tegangan sentuh akibat gangguan isolasi ada di Bab 21 tentang proteksi kejut listrik; uraian di sini membahas tegangan lebih transien dan sementara serta proteksinya.
Tidak dibahas: SPD untuk jaringan data dan telekomunikasi (IEC 61643-22, yang dikecualikan dari Ayat 443 oleh PUIL 2020 443.1); mitigasi EMC khusus VFD (Bab 69 tentang VFD); perhitungan desain sistem proteksi petir lengkap, yang menjadi pekerjaan perancang proteksi petir yang kompeten; prosedur kerja pada instalasi bertegangan; harga, merek, atau rekomendasi pabrikan tertentu.
Ayat 443.1 mengharuskan pemilihan dan pemasangan SPD mengikuti Ayat 534 SNI 0225-5-53, sedangkan proteksi petir eksternal bangunan berada di luar ruang lingkup PUIL 2020 (Bagian 1, 11.3 i), yang hanya mencakup efek fenomena atmosfer pada instalasi listrik. Ketentuan pemilihan SPD di bab ini mengikuti IEC 60364-5-53; klausul PUIL 2020 padanannya belum dapat dipastikan.
Sumber tegangan lebih
Petir langsung dan tidak langsung. Sambaran langsung pada bangunan atau jaringan distribusi menginjeksikan arus impuls sampai puluhan kiloampere ke sistem pembumian dan kabel instalasi; energinya tertinggi, tetapi jarang terjadi pada bangunan kecil. Yang lebih sering adalah sambaran ke tanah di dekat bangunan atau ke jaringan di luar bangunan, yang pulsanya merambat masuk lewat kabel daya atau data. Medan magnet arus petir yang berubah cepat juga menginduksi tegangan pada kabel yang membentuk lingkar, seperti pada belitan sekunder transformator, tanpa jalur konduksi langsung. Menurut PUIL 2020 443.6.1, tegangan lebih transien dari jaringan suplai tidak banyak teredam ke hilir sebagian besar instalasi, dan menurut 444.1 luas lingkar serta laju perubahan arus () memperbesar tegangan induksi.
Penyakelaran. Saat pemutus, kontaktor, atau sakelar memutus rangkaian induktif seperti motor, transformator, atau solenoida, energi medan magnetnya memaksa arus mengalir sesaat dan tegangan naik tajam sampai terjadi busur di celah kontak (Bab 11 tentang magnet dan induksi); inilah tegangan lebih penyakelaran (switching overvoltage). Menurut 443.1, amplitudonya umumnya lebih rendah daripada tegangan lebih asal atmosfer, tetapi dapat berlangsung lebih lama dan membawa energi lebih besar; kejadiannya lebih sering karena dapat muncul pada operasi sakelar beban induktif. Ayat 443.4 meminta proteksi terhadapnya dipertimbangkan bila instalasi memuat generator, motor, transformator, bank kapasitor, atau beban arus tinggi.
Netral putus. Netral putus (broken neutral) pada sistem tiga fasa 230/400 V menghasilkan tegangan lebih sementara berfrekuensi daya yang dapat berlangsung lama. Beban satu fasa yang tidak seimbang menjadi seri melintasi tegangan antarfasa, sehingga beban ringan menerima tegangan di atas 230 V dan beban berat di bawahnya (Bab 9 tentang netral putus). PUIL 2020 442.3 mengharuskan hal ini diperhitungkan, karena isolasi dan komponen berating fasa-netral dapat terkena tegangan sampai ; menurut 442.5, hubung pendek fasa-netral dapat menaikkan tegangan fasa lain terhadap netral sampai selama paling lama 5 s.
| Mekanisme | Sifat | Durasi | Penanganan utama |
|---|---|---|---|
| Petir langsung | Arus impuls puluhan kA | Mikrodetik | Proteksi petir eksternal + SPD Tipe 1 |
| Petir tidak langsung | Pulsa lewat kabel atau induksi lingkar | Mikrodetik | SPD Tipe 2 (dan 3), luas lingkar kecil |
| Penyakelaran | Amplitudo lebih rendah, sering | Mikrodetik sampai milidetik | SPD, peredam pada koil |
| Netral putus | Frekuensi daya, sampai | Detik sampai jam | Sambungan netral andal; bukan tugas SPD |
Kategori tegangan lebih dan tegangan impuls pengenal
PUIL 2020 443.6, mengacu pada IEC 60664-1, membagi peralatan ke dalam empat kategori tegangan lebih berdasarkan posisinya dalam instalasi dan ketersediaan layanan yang diharapkan. Tegangan impuls pengenal (rated impulse voltage, ) adalah tegangan ketahanan impuls yang ditetapkan pabrikan, yang mencirikan kemampuan isolasi peralatan menahan tegangan lebih transien (443.3.6). Nilai minimum untuk sistem 230/400 V dimuat dalam Tabel 443.2 dan diterapkan antara konduktor aktif dan PE (catatan kaki c tabel).
| Kategori | minimum (230/400 V) | Contoh peralatan menurut 443.6.2 | Posisi dalam instalasi |
|---|---|---|---|
| IV | 6 kV | Meter energi, gawai proteksi arus lebih primer | Pada atau dekat awal instalasi, hulu panel distribusi utama |
| III | 4 kV | Panel distribusi, pemutus sirkit, kabel dan busbar, sakelar, kotak kontak magun, motor stasioner | Instalasi magun, dari panel distribusi utama ke hilir |
| II | 2,5 kV | Peranti rumah tangga dan beban sejenis | Pemanfaat yang disambung ke instalasi magun |
| I | 1,5 kV | Peralatan dengan sirkit elektronik peka | Hanya boleh dipakai bila gawai proteksi surja di luar peralatan membatasi tegangan lebih transien |
Menurut 443.6.2 d), peralatan kategori I juga sebaiknya tidak dipasang pada atau dekat awal instalasi. Kategori sebuah VFD atau papan kendali mesin dibaca dari dokumen pabrikannya, bukan diandaikan dari jenis peralatannya.
SPD Tipe 1, 2, dan 3: letak, parameter, dan koordinasi
Gawai proteksi surja (surge protective device, SPD; istilah PUIL 2020: GPS) adalah gawai dengan sekurangnya satu komponen nonlinear yang membatasi tegangan dan mengalihkan arus surja (443.3.4). Ada tiga tipe menurut arus uji dan lokasinya; pemilihan dan penerapannya mengacu pada IEC 61643-12.
| Tipe | Arus uji | Letak lazim | Catatan |
|---|---|---|---|
| Tipe 1 | Arus impuls , gelombang 10/350 µs | PHB utama, di awal instalasi | Diperlukan bila bangunan memiliki proteksi petir eksternal |
| Tipe 2 | Arus lepas nominal , gelombang 8/20 µs | PHB utama dan PHB cabang | Proteksi utama instalasi tegangan rendah |
| Tipe 3 | Gelombang kombinasi 1,2/50 µs dan 8/20 µs | Dekat beban peka | Kemampuan lepas rendah; dipasang sebagai pelengkap Tipe 2, tidak berdiri sendiri |
Parameter utama. Tegangan operasi kontinu maksimum () harus di atas tegangan tertinggi yang terjadi terus-menerus agar SPD tidak menghantar dan menua pada kondisi normal: pada TN dan TT 230/400 V, fasa-netral dan fasa-PE sekurang-kurangnya V dan netral-PE sekurang-kurangnya , dengan nilai katalog yang lazim 260 V ke atas. Tingkat proteksi tegangan () adalah tegangan maksimum di terminal SPD saat SPD bekerja; nilainya harus di bawah peralatan yang dilindungi, dan tingkat proteksi terpasang yang umum untuk 230/400 V adalah 2,5 kV (kategori II). tidak dirancang untuk menahan netral putus; tegangan menurut 442.3 jauh di atasnya, sehingga SPD harus gagal secara aman dan dilepas oleh pemutus internal atau pengaman cadangannya.
Efek induktansi kabel sambungan. Induktansi kabel dari terminal SPD ke konduktor aktif dan ke rel PE menimbulkan tegangan tambahan saat arus surja naik cepat, sehingga peralatan di dekat SPD menerima tingkat proteksi efektif , yaitu tegangan yang benar-benar sampai ke peralatan (bukan nilai rms):
dengan induktansi total kabel sambungan (H) dan laju kenaikan arus surja (A/s). Untuk arus frekuensi tinggi, induktansi kabel sambungan sekitar 1 µH/m, dan gelombang 8/20 µs berpuncak 8 kA menimbulkan kenaikan sekitar 1 kV per meter kabel, setara dengan kecuraman rata-rata dari waktu muka µs:
Rumus ini pendekatan, bukan batas atas: kecuraman maksimum gelombang 8/20 sekitar 1,2 kali rata-ratanya dan terjadi ketika tegangan SPD sudah mendekati , dan surja nyata dapat bermuka lebih curam, sehingga hasilnya dibaca dengan cadangan, bukan sebagai angka pas. Karena itu panjang total sambungan SPD ke jaringan dan ke terminal pembumian sebaiknya tidak melebihi 50 cm, dan kabel sambungan yang panjang membatalkan manfaat yang rendah.
Koordinasi SPD memastikan SPD hulu memikul sebagian besar energi surja, sehingga SPD hilir yang lebih kecil, yang bertegangan jepit lebih rendah dan dapat menghantar lebih dulu, tidak dibebani melebihi kemampuannya; induktansi kabel di antara keduanya membantu SPD hulu bekerja. Cukup tidaknya panjang kabel itu bergantung pada teknologi kedua SPD dan dibuktikan dengan data koordinasi pabrikan; bila tidak cukup, dipakai SPD kombinasi Tipe 1+2 yang dirancang terkoordinasi atau induktor pemisah sesuai petunjuk pabrikan.
Posisi terhadap RCD dan pengaman cadangan. SPD di PHB utama biasanya dipasang di sisi suplai RCD (gawai proteksi arus sisa, GPAS), agar arus surja ke PE tidak melewati RCD. Pada sistem TT, SPD di hulu RCD dipasang dengan susunan fasa-netral ditambah netral-PE (susunan 3+1), supaya kegagalan SPD tidak menjadi gangguan bumi yang tidak terdeteksi RCD. Bila SPD berada di hilir RCD, RCD tipe S lebih tahan terhadap trip tak diinginkan akibat surja; ciri tipe S ada di Bab 22 tentang RCD. SPD juga memerlukan pengaman cadangan arus lebih sesuai data pabrikan agar kegagalan SPD tidak menjadi hubung pendek yang bertahan (PUIL 2020 5110.9.1.4), dan pemasangannya di PHB mengikuti ketentuan "proteksi lengkap" PSDK termasuk GPS (5110.8.4.3) di Bab 34 tentang PHB dalam instalasi.
Kapan proteksi surja wajib dan metode penilaian risiko
PUIL 2020 443.4 mewajibkan proteksi terhadap tegangan lebih transien bila konsekuensi tegangan lebih memengaruhi: a) kehidupan manusia, misalnya layanan keselamatan dan fasilitas medis; b) layanan publik dan warisan budaya, misalnya pusat TI dan museum; c) aktivitas komersial atau industri, misalnya hotel, bank, industri, pasar, dan pertanian. Laundry komersial, bengkel, dan produksi industri ringan termasuk butir c), sehingga proteksi surja wajib tanpa perlu menghitung risiko; laundry yang menempati rumah tinggal tetap diperlakukan sebagai aktivitas komersial. Untuk semua kasus lain, manajemen risiko menurut 443.5 dilakukan; bila tidak dilakukan, instalasi harus dilengkapi proteksi surja. Unit rumah tunggal dikecualikan dari kewajiban ini.
Ayat 443 berlaku untuk tegangan lebih lewat jaringan suplai dan penyakelaran. Proteksi terhadap sambaran langsung atau dekat struktur dinilai dengan manajemen risiko IEC 62305-2, dan Ayat 443 tidak berlaku untuk struktur berisiko ledakan atau struktur yang kerusakannya dapat melibatkan lingkungan (443.1).
Metode CRL. CRL (calculated risk level, tingkat risiko yang dihitung) adalah angka untuk menentukan perlu tidaknya proteksi terhadap tegangan lebih transien asal atmosfer (443.3.5, 443.5):
dengan faktor lingkungan ( untuk pedesaan dan suburban, untuk urban, = 1 sampai 3 menurut Tabel 443.1; contoh bab ini memakai , nilai yang paling aman), kerapatan sambaran petir ke tanah (sambaran/km²/tahun), dan panjang asesmen risiko (km) dari saluran udara dan kabel tanah tegangan rendah (, ) serta tegangan menengah (, ). Panjang totalnya dibatasi 1 km atau jarak dari gawai proteksi tegangan lebih pertama di jaringan ke titik masuk instalasi, mana yang lebih kecil; bila panjang tidak diketahui, sisanya dianggap saluran udara tegangan rendah. Bila data tidak ada, catatan 443.5 memberi dengan jumlah hari guruh per tahun. CRL ≥ 1.000 berarti proteksi tidak diperlukan; CRL < 1.000 berarti diperlukan.
Aktivitas petir di Indonesia tinggi, sehingga hasil CRL cenderung menuntut proteksi; data hari guruh atau kerapatan sambaran lokasi dapat dicari dari BMKG. CRL hanya menjawab perlu tidaknya proteksi, bukan tipe SPD; tipe ditentukan oleh ada tidaknya proteksi petir eksternal dan oleh peralatan.
Proteksi petir eksternal: ringkasan dan kewajiban pemeriksaan
Sistem proteksi petir eksternal mencegat sambaran dan mengalirkan arus impuls ke tanah lewat jalur terkendali, jauh dari struktur dan instalasi di dalamnya. Edisi yang berlaku adalah IEC 62305-1 sampai -4 edisi 3 (2024), dan IEC 62305-3 mengatur desainnya. Bagiannya terminasi udara yang menangkap sambaran di puncak bangunan, konduktor turun dari atap ke tanah, dan sistem pembumian yang menyebarkan arus ke tanah.
Terminasi udara (air termination) dapat berupa batang vertikal, konduktor jala di atas atap, atau kombinasi keduanya. Penempatannya ditentukan dengan salah satu dari tiga metode IEC 62305-3: sudut proteksi, bola bergulir (rolling sphere), atau jala (mesh method). Radius bola bergulir bergantung pada tingkat proteksi petir (lightning protection level, LPL) hasil kajian risiko: 20, 30, 45, dan 60 m untuk LPL I sampai IV.
Konduktor turun (down conductor) menghubungkan terminasi udara ke sistem pembumian; jumlah dan jaraknya bergantung pada keliling bangunan dan kelas sistem proteksi, dan jalurnya dibuat lurus dan sesingkat mungkin, tanpa lekukan tajam atau lingkar yang menaikkan impedansi. Di dekat tanah dipasang sambungan uji (test joint) untuk inspeksi dan pengukuran. PUIL 2020 444.4.2 h) mensyaratkan kabel daya dan sinyal dipisah dari konduktor turun dengan jarak minimum yang ditentukan perancang proteksi petir menurut IEC 62305-3, atau diberi skrin.
Sistem pembumian proteksi petir menyebarkan arus surja agar tidak timbul beda potensial berbahaya; elektrodenya batang vertikal atau cincin di sekeliling fondasi. IEC 62305-3 menekankan bentuk dan panjang minimum elektrode menurut kelas proteksi dan resistivitas tanah, dengan resistansi rendah sebagai anjuran, bukan satu angka ohm menurut LPL. PUIL 2020 444.5.1 mengharuskan semua elektrode bumi bangunan, yaitu proteksi, fungsional, dan proteksi petir, diinterkoneksi. Pemisahan elektrode petir dari pembumian instalasi tanpa ikatan justru menimbulkan beda potensial saat sambaran; ikatan ekuipotensial dan terminal pembumian utama dibahas di Bab 29 tentang pembumian dan ikatan ekuipotensial.
Kewajiban pemeriksaan. Di tempat kerja, instalasi penyalur petir diatur Permenaker PER.02/MEN/1989 tentang Pengawasan Instalasi Penyalur Petir, yang diubah Permenaker 31/2015; Pasal 49A-nya dicabut Permenaker 11/2026 yang berlaku sejak 3 Juli 2026. Pemeriksaan dan pengujiannya meliputi kondisi fisik terminasi udara, konduktor turun, sambungan, dan pengukuran pembumian, dengan hasil yang didokumentasikan. Pemilik fasilitas memastikan jadwal pemeriksaan dipatuhi dan temuan pemeriksa ditindaklanjuti. Regulasi Kemnaker adalah kewajiban hukum; IEC 62305 edisi 2024 adalah praktik desain terbaru.
Klaim ESE dan posisi IEC 62305
Terminasi udara early streamer emission (ESE) dipromosikan dengan klaim bahwa terminal ini memancarkan pemimpin ke atas (upward leader) lebih awal, sehingga satu terminal melindungi "radius proteksi" yang jauh lebih besar daripada batang konvensional, dihitung dari waktu pra-pelepasan () yang dinyatakan pabrikan; radius yang diklaim dapat mencapai 120 m.
IEC 62305-3 tidak memuat metode ESE dan tidak memberi tambahan zona proteksi berdasarkan waktu pra-pelepasan. Metode radius ESE memang dibakukan dalam standar nasional tertentu, misalnya NF C 17-102 di Prancis, tetapi tidak menjadi bagian seri IEC 62305 yang dirujuk PUIL 2020. Terminal ESE hanya dapat dihitung sebagai batang terminasi udara biasa dengan dimensi fisiknya, dan desain harus memakai salah satu dari tiga metode yang diakui. Fasilitas yang hanya memasang satu terminal ESE di atap berdasarkan radius brosur kemungkinan besar tidak memenuhi IEC 62305; bagian atap dan sisi bangunan di luar cakupan desain yang benar tetap rentan.
Contoh kerja
Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Angka itu bukan nilai desain atau data produk. Pemasangan dan penggantian SPD dikerjakan personel kompeten setelah isolasi dan verifikasi bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan tentang verifikasi keadaan aman, di luar badai petir.
Contoh 1: SPD di PHB utama laundry dengan mesin ber-VFD. Laundry komersial bersuplai TN-C-S tanpa proteksi petir eksternal memiliki dua mesin cuci industri ber-VFD di panel mesin berjarak 15 m dari PHB utama. Menurut dokumen pabrikan, papan kendali elektronik mesin berkategori I dengan = 1,5 kV. Laundry adalah aktivitas komersial, jadi proteksi surja wajib menurut 443.4 c) tanpa CRL, dan tanpa proteksi petir eksternal SPD Tipe 2 -F1 di PHB utama menjadi proteksi pokok; Tipe 1 atau Tipe 1+2 diperlukan bila kelak dipasang proteksi petir eksternal. -F1 ber- 1,5 kV dengan sambungan ke rel fasa dan rel PE total 0,8 m ( µH), lalu dipendekkan menjadi 0,4 m; arusnya 8 kA bentuk 8/20 µs:
Nilai 2,3 kV masih di bawah tingkat proteksi terpasang umum 2,5 kV, tetapi sambungannya melampaui anjuran 50 cm. Kedua nilai di atas 1,5 kV, sehingga -F1 saja tidak melindungi papan kendali kategori I, dan SPD Tipe 3 -F2 di panel mesin diperlukan. Pantulan gelombang pada kabel belasan meter juga dapat menaikkan tegangan di terminal peralatan di atas , hingga sekitar dua kali lipat; ini alasan kedua memasang -F2 di dekat beban.
Contoh 2: SPD Tipe 3 di panel mesin ber-VFD. Lanjutan Contoh 1: -F2 ber- 1,0 kV di panel mesin bersambungan total 0,4 m dan mengalirkan sisa arus 3 kA bentuk 8/20 µs:
Syarat terpenuhi, 1,15 kV < 1,5 kV, dengan cadangan 0,35 kV. Bila sambungan -F2 dibiarkan 0,8 m, naik menjadi 1,3 kV dan cadangannya tinggal 0,2 kV; pada arus yang lebih besar atau muka yang lebih curam cadangan itu habis. Koordinasi -F1 dan -F2 yang terpisah 15 m kabel dicek pada data pabrikan.
Contoh 3: CRL untuk hotel resor di pedesaan. Pengelola hotel resor bertanya apakah hitungan CRL dapat meniadakan SPD. Hotel tercantum di 443.4 c), sehingga proteksi surja wajib tanpa CRL. Sebagai pembanding, suplainya saluran udara tegangan rendah dan tegangan menengah masing-masing 0,5 km di lokasi 150 hari guruh per tahun, dengan :
Panjang fisiknya 1 km, tepat di batas asesmen. CRL 4,7 jauh di bawah 1.000, sehingga jalur CRL pun menuntut proteksi.
Contoh 4: SPD di PHB dapur hotel. SPD Tipe 2 ber- 1,5 kV di PHB dapur hotel melindungi papan kendali peralatan masak berkategori II ( 2,5 kV menurut dokumen pabrik); sambungannya total 0,5 m dan arusnya 8 kA bentuk 8/20 µs:
Dengan kecuraman maksimum sekitar 1,2 kali, menjadi 600 V dan 2,1 kV, masih di bawah 2,5 kV. Bila sambungan dibiarkan 1,0 m, hasilnya 2,5 sampai 2,7 kV dan cadangannya habis.
Contoh 5: memilih SPD PHB utama rumah sakit. Rumah sakit termasuk 443.4 a), dan gedungnya memiliki proteksi petir eksternal, sehingga PHB utama memakai SPD Tipe 1 atau Tipe 1+2. Pada TN-C-S 230/400 V, syarat fasa-netral dan fasa-PE serta tegangan saat netral putus adalah
Netral-PE cukup 230 V, dan katalog 275 V memenuhi dengan cadangan. Tegangan netral putus jauh di atas 275 V, sehingga SPD harus gagal secara aman lewat pemutus internal atau pengaman cadangan menurut data pabrikan (5110.9.1.4).
Contoh 6: SPD gosong setelah netral putus di PHB lantai hotel. SPD fasa-netral 275 V pada L1 di PHB lantai sebuah hotel gosong, dan beberapa televisi kamar di L1 rusak. Netral PHB ditemukan putus; saat itu L1 memikul 1 kW, L2 4 kW, dan L3 hampir tanpa beban. Dengan model resistif Bab 9 tentang netral putus:
Tegangan itu di atas 275 V, sehingga SPD menghantar sampai gagal. Menurut kondisi berhenti butir 4, netral diperbaiki dan PHB diperiksa sebelum SPD diganti; angka model ini hanya perkiraan arah.
Kondisi berhenti
Pada keadaan berikut, pekerjaan berhenti atau tidak dimulai, dan kelanjutannya diputuskan personel kompeten yang bertanggung jawab atas instalasi:
- Pekerjaan pemasangan atau pemeriksaan sistem proteksi petir eksternal (terminasi udara, konduktor turun, elektrode di area terbuka) dihentikan dan dijadwalkan ulang bila ada awan badai aktif, kilat terlihat, atau guruh terdengar, atau bila prakiraan cuaca hari itu menunjukkan potensi badai petir di lokasi.
- Pekerjaan di atap, menara, atau struktur tinggi di luar ruangan tidak dimulai tanpa prosedur tertulis untuk penghentian dan evakuasi saat cuaca memburuk.
- Pekerjaan pada sambungan masuk, PHB utama, dan SPD ditunda selama badai petir, terutama bila suplai lewat saluran udara, karena surja dapat masuk walaupun sakelar utama terbuka. Di luar badai, pekerjaan itu dilakukan setelah isolasi dan verifikasi bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan tentang verifikasi keadaan aman.
- SPD yang panas, berbau, gosong, atau indikator akhir umurnya menunjukkan gagal dianggap tanda bahaya kebakaran dan kehilangan proteksi. PHB dibebaskan dan diperiksa sebelum SPD diganti; penyebabnya, misalnya netral putus atau tegangan suplai tinggi, dicari lebih dulu.
- Uji resistansi isolasi tidak dilakukan dengan SPD masih tersambung, kecuali pedoman pabrikan mengizinkan, seperti ditetapkan di Bab 17 tentang uji resistansi isolasi.
Salah tafsir yang sering terjadi
Guess what’s wrong first, then open the explanation.
Common misconception
SPD adalah penangkal petir.
Why is it wrong?
SPD di panel tidak menangkap atau menarik petir; SPD membatasi tegangan dan mengalihkan energi surja yang sudah masuk ke instalasi. Proteksi petir eksternal dan SPD adalah dua lapis proteksi berbeda fungsi; keduanya diperlukan bila bangunan membutuhkan proteksi petir eksternal.
Common misconception
Arester memutus rangkaian saat tegangan lonjak.
Why is it wrong?
SPD tegangan rendah tidak memutus rangkaian; SPD menyediakan jalur impedansi rendah antara konduktor aktif dan PE atau netral selama arus surja berlangsung, lalu kembali ke keadaan impedansi tinggi. Yang memutus adalah pemutus internal atau pengaman cadangannya bila SPD gagal.
Common misconception
SPD sama dengan tegangan di peralatan.
Why is it wrong?
Nilai berlaku di terminal SPD; tegangan di peralatan lebih tinggi karena kabel sambungan menambah sekitar 1 kV per meter pada arus 8 kA, seperti ditunjukkan Contoh 1.
Common misconception
Satu SPD Tipe 2 cukup untuk seluruh instalasi.
Why is it wrong?
SPD Tipe 2 di PHB utama melindungi jalur distribusi, tetapi tingkat proteksi efektifnya dapat di atas peralatan kategori I di ujung sirkit. Peralatan peka memerlukan SPD Tipe 3 di dekatnya.
Common misconception
ESE memberikan proteksi lebih luas.
Why is it wrong?
IEC 62305-3 tidak mengakui radius proteksi ESE. Perencanaan berdasarkan klaim itu menghasilkan instalasi yang tidak memenuhi standar.
Hubungan dengan bab lain
Prasyarat bab ini adalah Bab 4 tentang arus bolak-balik, Bab 9 tentang beban tak seimbang dan netral putus, dan Bab 20 tentang sistem pembumian TN, TT, dan IT; kategori ukur alat ukur ada di Bab 14 tentang keselamatan alat ukur. Kualitas suplai jangka panjang ada di Bab 13 tentang sistem suplai tegangan rendah, dan pemilihan SPD dalam rancangan lengkap ada di Bab 38 tentang studi kasus instalasi tiga fasa laundry.
Penangkap surja pada trunk telepon masuk dibahas di Bab 96 tentang sentral telepon hotel. Sisi DC PLTS atap, yang lariknya tetap bertegangan selama ada cahaya dan menurut manual pabrik tidak dikerjakan saat petir, dibahas di Bab 90 tentang keselamatan sisi DC PLTS atap.
Latihan dan pembahasan
Try to answer first, then open the worked solution.
SPD Tipe 2 ber- 1,8 kV di PHB utama bersambungan total 1,2 m (1 µH/m); arus surja 8 kA bentuk 8/20 µs. (a) Hitung . (b) Apakah motor pompa kategori III ( = 4 kV) terlindung? (c) Apakah tingkat proteksi terpasang 2,5 kV terpenuhi, dan berapa panjang sambungan maksimumnya?
See the worked solution
(a) Pada 8 kA bentuk 8/20 µs, kecuraman rata-ratanya 1 kA/µs, sehingga:
(b) Ya, 3,0 kV < 4 kV. (c) Tidak: 3,0 kV > 2,5 kV, dan 1,2 m melampaui anjuran 50 cm. Anggaran 0,7 kV memberi 0,7 m pada 1 kV/m, sehingga anjuran 0,5 m yang menentukan; dengan 0,5 m, kV. Motor tidak terancam, tetapi peralatan kategori II di hilir terancam.
SPD Tipe 3 ber- 1,0 kV melindungi modul elektronik ber- 1,5 kV dan diperkirakan mengalirkan 3 kA bentuk 8/20 µs (1 µH/m). Hitung panjang sambungan maksimum, ulangi untuk 8 kA, dan jelaskan arti perbedaannya.
See the worked solution
Anggaran tegangan sambungan kV memberi induktansi maksimum pada 3 kA dan 8 kA:
Panjang maksimumnya 1,33 m pada 3 kA dan 0,5 m pada 8 kA; dengan kecuraman maksimum (sekitar 1,2 kali) yang kedua tinggal sekitar 0,42 m, sehingga anjuran 50 cm tepat menghabiskan anggaran tanpa cadangan. Arus sebenarnya tidak diketahui pasti, jadi sambungan dibuat sesingkat mungkin.
SPD fasa-netral pada instalasi 230 V menghadapi tegangan sampai V pada batas toleransi. Apakah = 260 V memadai, dan apakah SPD itu tahan terhadap netral putus?
See the worked solution
Memadai untuk kondisi normal: 260 V > 253 V, sesuai syarat minimum , dan 275 V memberi cadangan lebih. SPD itu tidak tahan netral putus: tegangan sekitar 398 V (442.3) jauh di atas 260 V maupun 275 V, sehingga SPD menghantar dan harus gagal secara aman lewat pemutus internal atau pengaman cadangannya; setelah kejadian, SPD diperiksa.
Di bengkel tiga fasa, L1 memikul mesin gerinda 4 kW, L2 mesin las 6 kW, dan L3 kosong, lalu netral di PHB utama putus. Perkirakan tegangan di gerinda dengan model resistif dan sebutkan klausul PUIL 2020 yang mengaturnya.
See the worked solution
Dengan model resistif, gerinda dan mesin las terhubung seri melintasi tegangan antarfasa sekitar 398 V:
Gerinda menerima sedikit di atas 230 V; kenaikan menjadi besar bila perbandingan bebannya ekstrem, seperti kasus beban kecil di Bab 9 tentang netral putus. Motor dan mesin las tidak berperilaku resistif, jadi angka ini hanya perkiraan arah. Klausulnya PUIL 2020 442.3: tegangan fasa-netral dapat mencapai .
Dokumen lama merencanakan proteksi petir gudang industri 60 m kali 40 m dengan satu terminal ESE berklaim radius 150 m di atap. Mengapa rencana itu tidak dapat diterima, dan apa langkahnya?
See the worked solution
IEC 62305-3 tidak mengakui radius ESE, sehingga klaim 150 m tidak berdasar. Langkahnya: (1) kajian risiko menurut IEC 62305-2 untuk menentukan LPL; (2) rancang ulang terminasi udara dengan sudut proteksi, bola bergulir, atau jala sampai seluruh atap 60 m kali 40 m dan tepinya tercakup, dengan terminal ESE dihitung sebagai batang biasa; (3) periksa konduktor turun, jarak pisah, dan ikatan elektrode (444.4.2 h, 444.5.1); (4) minta pemeriksaan dan pengujian menurut PER.02/MEN/1989 jo. 31/2015.
SPD Tipe 1+2 di PHB utama dan SPD Tipe 3 di panel VFD terpisah 8 m kabel. Seorang teknisi menyarankan induktor di antara keduanya "karena kurang dari 10 m". Nilailah saran itu.
See the worked solution
Saran itu belum tentu benar. Tidak ada angka 10 m yang berlaku umum; 8 m kabel sudah memberi sekitar 8 µH di antara kedua SPD. SPD Tipe 1+2 umumnya ber- rendah dan terkoordinasi dengan SPD hilir menurut data pabrikan, jadi yang benar adalah memeriksa data koordinasi kedua SPD menurut IEC 61643-12; induktor pemisah hanya dipasang bila pabrikan mensyaratkannya.
Referensi
External sources
- IEC 60364-5-53:2019+AMD1:2020+AMD2:2024 CSV, Devices for protection for safety, isolation, switching, control and monitoringwebstore.iec.ch
- IEC 61643-12:2020 (Ed. 3.0), Low-voltage surge protective devices, Part 12: Selection and application principleswebstore.iec.ch
- Electrical Installation Guide, The Surge Protection Device (SPD)electrical-installation.org
- Electrical Installation Guide, Common characteristics of SPDs according to the installation characteristicselectrical-installation.org
- Electrical Installation Guide, Connection of Surge Protection Deviceelectrical-installation.org
- IEC 62305-2:2024 (Ed. 3.0), Protection against lightning, Part 2: Risk managementwebstore.iec.ch
- IEC 62305-3:2024 (Ed. 3.0), Protection against lightning, Part 3: Physical damage to structures and life hazardwebstore.iec.ch
- Permenaker No. 31 Tahun 2015 tentang Perubahan atas PER.02/MEN/1989 tentang Pengawasan Instalasi Penyalur Petirperaturan.bpk.go.id
- Permenaker No. 11 Tahun 2026 tentang Tata Cara Pengawasan Ketenagakerjaanperaturan.bpk.go.id
Revision history
| Date | Version | Change |
|---|---|---|
| October 29, 2026 | 3 | Revised to the chapter standard |
| October 20, 2026 | 2 | Expanded in wave R10: worked examples, stop conditions, and cross-chapter references |
| September 30, 2026 | 1 | First published |
How to cite
Kurnia (2026). Tegangan lebih, proteksi surja, dan proteksi petir. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/tegangan-lebih-proteksi-surja-dan-proteksi-petir
Self-check · 3 questions
Check your understanding before moving on
Write your answer in your own words, then compare it with the worked solution from this chapter’s exercises. The system doesn’t judge open answers as right or wrong; you decide which parts you’ve understood.
SPD Tipe 2 ber- 1,8 kV di PHB utama bersambungan total 1,2 m (1 µH/m); arus surja 8 kA bentuk 8/20 µs. (a) Hitung . (b) Apakah motor pompa kategori III ( = 4 kV) terlindung? (c) Apakah tingkat proteksi terpasang 2,5 kV terpenuhi, dan berapa panjang sambungan maksimumnya?
SPD Tipe 3 ber- 1,0 kV melindungi modul elektronik ber- 1,5 kV dan diperkirakan mengalirkan 3 kA bentuk 8/20 µs (1 µH/m). Hitung panjang sambungan maksimum, ulangi untuk 8 kA, dan jelaskan arti perbedaannya.
SPD fasa-netral pada instalasi 230 V menghadapi tegangan sampai V pada batas toleransi. Apakah = 260 V memadai, dan apakah SPD itu tahan terhadap netral putus?
Nearby chapters
Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 36.
Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 34.