Sambaran petir pada dasarnya adalah pelepasan percikan api dalam jumlah besar yang terjadi ketika muatan menumpuk pada titik tertentu antara awan badai petir dan tanah atau di antara keduanya, sehingga mengganggu isolasi udara. sambaran petir dipicu terutama oleh:
1. Sambaran petir langsung
Dalam kasus terburuk, petir menyambar langsung ke gedung, peralatan, atau manusia.
Kondisi pemicu: Benda-benda di tanah (misalnya gedung tinggi, pohon, menara transmisi, pepohonan, menara, orang-orang yang terisolasi) membentuk medan listrik terkuat bersama dengan awan petir, menjadikannya jalur terpendek untuk pelepasan muatan.
2. Efek Petir Tidak Langsung (Lebih Umum, Jangkauan Lebih Luas)
Meskipun petir tidak menyambar perangkat Anda secara langsung, petir dapat menyebabkan lonjakan arus yang merusak (sementara) dengan cara:
· Petir Terinduksi (dibagi menjadi Induksi Elektrostatis dan Induksi Elektromagnetik):
• Induksi elektrostatis: Ketika awan petir bermuatan melintas di atas, ia menginduksi sejumlah besar muatan berlawanan pada kabel di bawah. Saat awan melepaskan muatan ke target lain, muatan pengikat ini segera dilepaskan, sehingga menimbulkan-lonjakan tegangan tinggi yang merambat di sepanjang saluran.
Induksi elektromagnetik: Arus kuat dan sementara dalam saluran petir dapat menyebabkan tegangan sangat tinggi pada loop logam di sekitarnya (misalnya, loop saluran listrik, saluran sinyal).
· Konduksi (Kenaikan Potensi Tanah):
• Ketika petir menyambar sistem proteksi petir pada suatu gedung atau tanah di dekatnya, arus petir yang sangat besar akan melewati hambatan pentanahan, menyebabkan potensi listrik pada titik kontak meningkat hingga ratusan ribu atau bahkan jutaan volt dalam sekejap. Potensi tinggi ini dapat menjadi "kilas balik" ke perangkat internal melalui kabel ground perangkat, menyebabkan perbedaan potensial yang merusak di seluruh perangkat dan menghancurkannya.
· Intrusi Gelombang Petir:
• Petir menyambar kabel yang jauh, saluran telepon, saluran kabel, dll. Arus petir yang sangat besar mengalir sepanjang konduktor logam ini dalam bentuk gelombang, menyerang dan merusak perangkat yang terhubung.
Bagian 2: Cara menggunakan SPD untuk perlindungan
Tujuan dari Perangkat Pelindung Lonjakan bukan untuk mencegah sambaran petir, namun untuk menyediakan jalur arus petir-impedansi rendah dan energi lonjakan selama sambaran petir, sehingga membatasi voltase pada perangkat ke tingkat yang aman.
1. Prinsip Kerja Inti SPD
Anggap saja sebagai "saklar pintar" atau "katup sensitif tegangan":
Selama operasi normal: SPD impedansi tinggi dan pada dasarnya merupakan rangkaian terbuka dengan sedikit pengaruh pada rangkaian.
Ketika Terjadi Lonjakan/Tegangan Berlebih: Terjadi: SPD menjadi keadaan impedansi rendah (sangat cepat) dalam nanodetik, dengan cepat menghantarkan dan mengarahkan lonjakan arus besar ke tanah.
Setelah lonjakan mereda: SPD secara otomatis diatur ulang ke keadaan impedansi tinggi dan rangkaian kembali normal.
2.Sistem Perlindungan SPD yang Benar: Perlindungan Multi-Tahap
Untuk memberikan perlindungan yang komprehensif, sering digunakan konsep perlindungan hierarkis, seperti beberapa lini pertahanan:
Kategori 1 / I (Dulu Kelas B):
Lokasi pemasangan: papan distribusi utama (pintu masuk layanan).
Fungsi: Melepaskan sebagian besar sambaran petir berenergi tinggi dari sambaran petir langsung atau terinduksi (biasanya bentuk gelombang 10/350 μM). SPD dengan kapasitas debit tinggi biasanya digunakan berdasarkan celah percikan.
Tujuan: Untuk melindungi sistem kelistrikan seluruh gedung dari badai petir terbesar.
Kategori 2 / II (Sebelumnya Kelas C):
Lokasi: Papan distribusi (misalnya panel lantai) atau papan distribusi peralatan utama (misalnya ruang server, AC, lift).
Fungsi: Lebih lanjut membatasi tegangan sisa dan menyerap energi sisa melalui SPD Tipe 1. Solid state drive (SSD) berdasarkan Metal Oxide Varistor (MOV) biasanya digunakan.
Tujuan: Untuk melindungi sirkuit dan peralatan distribusi di area tertentu.
Kategori 3/III (sebelumnya D):
Lokasi: Bagian depan perangkat, seperti strip konektor untuk instrumen sensitif atau modul perlindungan lonjakan arus di dalam perangkat.
Fungsi: Memberikan perlindungan yang baik dengan menetapkan tegangan ke tingkat yang dapat ditahan perangkat dengan aman (biasanya kurang dari 1,5 kV).
Tujuan: Untuk memberikan garis pertahanan terakhir bagi peralatan elektronik yang paling sensitif dan mahal (misalnya server, peralatan medis, PLC industri).
SPD Sinyal: jalur seperti kabel jaringan, saluran telepon, dan kabel video pengawasan juga memerlukan sistem pemrosesan sinyal khusus. Mereka beroperasi dengan cara yang sama, tetapi dirancang untuk level tegangan dan jenis antarmuka saluran sinyal.
3. Poin-poin penting untuk Instalasi SPD
• Pengardean yang baik merupakan prasyarat: SPD SPD mentransfer energi secara efisien tanpa sistem pengardean{0}}impedansi rendah. Grounding adalah fondasi proteksi petir.
• Kabel sambungan pendek dan tebal: Sambungan SPD dan kabel ground harus sependek dan setebal mungkin untuk meminimalkan induktansi kabel. Kabel yang terlalu panjang dapat menyebabkan tegangan induksi yang nyata, sehingga sangat mengurangi efektivitas proteksi.
Koordinasi: tahapan SSD yang berbeda memerlukan koordinasi energi untuk memastikan pengosongan bertahap sebagaimana dirancang untuk mencegah kelebihan beban pada SPD tunggal mana pun.