Loading... Mohon tunggu...

Belanja murah, Mudah, Aman dan Nyaman

Info dari kami


ALAMAT KAMI



JOIN BERSAMA KAMI DI SOSMED

 

Sistem Proteksi Petir

Penangkal Petir | Anti Petir | Sistem Proteksi Petir 

Penangkal petir , anti petir atau penyalur petir adalah istilah berbeda kata namun bermakna sama dan merupakan bagian dari rangkaian sistem proteksi petir. artikel ini akan menjelaskan secara detail mengenai apa itu Sistem Proteksi Petir dan bagaimana cara kerja dari penangkal petir , anti petir atau penyalur petir.

petir-3.jpg

(gambar hanya ilustrasi)

Sistem Proteksi Petir

Sistem proteksi petir adalah sebuah rangkaian sistem proteksi atau perlindungan dari bahaya sambaran petir, baik itu sambaran petir secara langsung maupun tidak langsung. sebagaimana sudah sama-sama kita ketahui betapa bahayanya efek maupun dampak dari sambaran petir secara langsung maupun tidak langsung (baca : info detail mengenai petir) dan sistem proteksi petir merupakan salah satu cara atau upaya mengatasi sambaran petir.

Sistem proteksi petir terbagi menjadi 2 (dua) jenis yaitu :

  1. Sistem Proteksi Petir Eksternal 
  2. Sistem Proteksi Petir Internal

Untuk mengetahui apa itu sistem proteksi petir eksternal maupun sistem proteksi petir internal serta bagaimana cara kerjanya dan apa saja cakupan dari proteksi eksternal dan proteksi internal mari kita simak pembahasan secara mendalam di bawah ini :

sistem-proteksi-petir-2.jpg

1. Sistem Proteksi Petir Eksternal 

Sistem Proteksi Petir eksternal adalah sebuah rangkaian sistem perlindungan bagian luar untuk melindungi sebuah obyek dari bahaya sambaran petir secara langsung atau bahaya sambaran energi utama dari petir, proteksi eksternal inilah yang dikenal oleh masyarakat luas dengan istilah penangkal petir , anti petir atau penyalur petir. mari kita sebut dengan istilah penangkal petir sebelum kita bahas lebih mendalam dan menjadi tau istilah apa yang lebih tepat untuk sistem proteksi eksternal ini.

rangkaian-penangkal-petir-2-.jpg

1.1 Definisi atau Pengertian Penangkal Petir , Anti Petir atau Penyalur Petir Sistem Proteksi Petir Eksternal

Penangkal petir atau anti petir atau penyalur petir adalah sebuah istilah berbeda kata namun bermakna sama dari sebuah sistem rangkaian jalur yang berfungsi sebagai saluran atau jalan bagi energi utama sambaran petir untuk disalurkan menuju tempat pembuangan akhir alami yang telah diciptakan oleh Tuhan Sang Maha Pencipta yaitu bumi tanpa harus merusak benda atau obyek atau apapun yang dilewati oleh energi utama petir, oleh karena itu istilah yang lebih tepat dari sebuah sistem rangkaian jalur tersebut adalah Penyalur Petir tetapi apalah arti sebuah istilah kalau bermakna dan berfungsi sama.

1.2 Sejarah Penangkal Petir , Anti Petir atau Penyalur Petir Sistem Proteksi Petir Eksternal

Penangkal petir atau anti petir atau penyalur petir salah satu rangkaian sistem proteksi petir yang pertama kali ditemukan dan diperkenalkan oleh seorang ilmuwan asal amerika serikat bernama benjamin franklin sekitar tahun 1752. Sebelum sistem proteksi penangkal petir ini ditemukan oleh sang ilmuwan, petir masih dianggap sebagai sebuah kutukan dari langit.

penemu-penangkal-petir.jpg

(Benjamin Franklin Penemu Penangkal Petir)

Sang penemu sistem proteksi penangkal petir Benjamin Franklin tidak percaya bahwa petir adalah sebuah kutukan dari langit, lalu ia pun menganalisa apakah ada persamaan antara petir dan aliran listrik, setelah ia melakukan berbagai percobaan untuk mendukung analisanya itu akhirnya benjamin franklin dapat menyimpulkan bahwa petir adalah sebuah proses pelepasan muatan atau aliran listrik (baca : proses terjadi petir). kemudian dia mulai memikirkan bagaimana cara memberikan sebuah perlindungan terhadap makhluk hidup maupun benda-benda yang ada dibumi agar terhindar dari bahaya sambaran petir.

Setelah sekian lama berpikir dan melakukan pengamatan, Benjamin Franklin mulai melakukan percobaan atau eksperimen dengan menggunakan sebuah benda dari metal atau logam berbentuk runcing yang telah diikatkan pada sebuah layang-layang yang diterbangkan. Apabila petir menyambar benda logam yang diikatkan pada layang-layang tersebut maka dapat dipastikan arus listrik pada petir akan dapat dialirkan menuju bumi melalui tali atau kawat yang terbuat dari logam sesuai dengan prinsip kerja mengalirkan arus listrik pikir benjamin.

Atas dasar itulah akhirnya ia mulai menciptakan sebuah sistem penangkal petir dengan memasang rod / tombak penerima / terminasi udara menggunakan besi atau tembaga (sebagai penghantar listrik yang baik) berbentuk runcing sesuai dengan percobaannya itu yang kemudian dihubungkan dengan sebuah konduktor terbuat dari tembaga menuju sistem pembumian. Penangkal petir ciptaannya inilah yang akhirnya dikenal dengan nama franklin rod.

1.3 Komponen Penangkal Petir , Anti Petir atau Penyalur Petir Sistem Proteksi Petir Eksternal

Sesuai penjelasan diatas berdasar sejarah ditemukannya penangkal petir sistem proteksi petir oleh Benjamin Franklin, ada 3 (tiga) komponen atau bagian utama dalam rangkaian sistem penangkal petir , anti petir atau penyalur petir sistem proteksi eksternal yaitu :

  • Terminasi udara ( Air Terminal ) atau Lightning Rod
  • Konduktor penyalur arus petir ( Main/Down Conductor ) atau Kabel Penghantar
  • Sistem Pembumian atau Grounding System

komponen-sistem-penangkal-petir.jpg

1.3.1 Terminasi Udara ( Air Terminal ) atau Lightning Rod

Salah satu komponen utama atau bagian penting dari rangkaian sistem penangkal petir , anti petir atau penyalur petir sistem proteksi eksternal adalah air terminal atau lghtning rod, air terminal atau lightning rod atau yang biasa kita dengar dengan istilah tombak, splitsen, head terminal air adalah sebuah perangkat terminasi udara terbuat dari logam (besi/tembaga/kuningan/aluminium) berbentuk runcing serta dipasang secara tegak pada bangunan atau obyek lain yang difungsikan khusus untuk menangkap atau menerima sambaran langsung energi utama dari petir.

metode-bola-bergulir-penangkal-petir.jpg

Area perlindungan dari sebuah terminasi udara atau air terminal penangkal petir ditentukan oleh jarak sambar suatu sambaran petir yang panjangnya ditentukan oleh berapa tinggi kekuatan dari arus petir. Seiring perkembangan zaman melalui riset dan penelitian ditemukanlah salah satu teori dan metoda yang digunakan hingga saat ini untuk menentukan penempatan terminasi udara atau air terminal serta untuk mengetahui area perlindungan yaitu metoda bola bergulir ( rolling sphere method ).

Metode bola bergulir sangat baik digunakan pada bangunan yang bentuknya rumit, dengan metode ini seolah-olah ada suatu benda berbentuk bola dengan radius R yang bergulir diatas struktur bangunan dan sekeliling struktur ke segala arah hingga bertemu dengan tanah atau struktur bangunan yang berhubungan dengan bumi serta dapat bekerja sebagai penghantar yang baik. Titik sentuh bola yang bergulir pada struktur adalah titik yang kemungkinan besar akan disambar oleh petir dan pada titik tersebut harus di proteksi oleh air terminal / lightning rod / tombak / splitsen atau head terminal air.

michael-faraday-penemu-penangkal-petir-faraday-cage.jpg

( Penemu Faraday Cage )

Teori metoda bola bergulir inilah yang pada akhirnya menjadi dasar pemikiran perancangan sistem proteksi penangkal petir Faraday Cage (Sangkar Faraday) yang ditemukan dan diperkenalkan oleh penemu sistem proteksi penangkal petir Faraday Cage (Sangkar Faraday) yaitu Michael Faraday seorang ilmuwan asal inggris untuk menyempurnakan sistem proteksi penangkal petir Franklin Rod yang ditemukan oleh Benjamin Franklin yang hingga saat ini dikenal oleh masyarakat sebagai Penangkal Petir sistem Konvensional. Karena teori metoda bola bergulir pula seiring waktu zaman berkembang semakin canggih dan modern akhirnya ditemukan pula sistem proteksi penangkal petir modern bernama Early Streamer emision (ESE) atau Elektrostatis.

1.3.2 Konduktor Penyalur Arus Petir ( Main / Down Conductor ) atau Kabel Penghantar

Konduktor penyalur arus petir atau yang biasa kita dengar dengan istilah main conductor atau down conductor adalah komponen utama atau bagian paling penting lainnya dari sistem proteksi penangkal petir, down conductor atau kabel penghantar adalah sebuah material terbuat dari logam bisa tembaga / besi / aluminium / baja (penghantar listrik yang baik) yang berfungsi sebagai penghantar atau penyalur arus petir yang ditangkap atau diterima oleh air terminal ( terminasi udara ) untuk disalurkan ke tempat pembuangan akhir yaitu bumi tanpa merusak benda atau apapun yang dilewatinya.

kabel-nyy-1x70mm.jpg

Jenis-jenis bahan material kabel penghantar penangkal petir yang baik sebagai berikut :

  • Kabel kawat tembaga murni, ada 3 (tiga) jenis kabel kawat tembaga murni yang baik digunakan sebagai penghantar arus petir yaitu kabel bc , kabel nyy dan kabel nya. Kabel BC adalah kabel tembaga murni (bare copper) tanpa isolator alias telanjang, Kabel NYY adalah kabel tembaga murni dengan 2 (dua) lapis isolator pada bagian luarnya untuk menghindari induksi tembus samping dari tegangan arus petir yang sangat besar dan Kabel NYA adalah kabel tembaga murni dengan 1 (satu) lapis isolator pada bagian luarnya.
  • Kabel aluminium atau biasa disebut dengan Kabel AAC (All Aluminium Cable)
  • Kabel campuran aluminium dengan baja atau biasa disebut Kabel ACSR (Aluminium Cable Steel Reinforce)
  • Kabel kawat baja yang diberi lapisan tembaga atau biasa disebut Copper Weld
  • Kabel aluminium puntir berisolasi atau biasa disebut twisted wire 
  • Kabel Coaxial atau biasa disebut Kabel HVSC (High Voltage Shielded Cable), Kabel Coaxial atau Kabel HVSC adalah suatu kabel penghantar terbuat dari tembaga murni dengan impedansi rendah yang dilapisi dengan isolasi berlapis-lapis untuk digunakan pada aplikasi tegangan tinggi.

kabel-coaxial-kabel-hvsc.jpg

Pemilihan jumlah besaran dan posisi dari kabel penghantar arus petir diharuskan mempertimbangkan dan memperhitungkan resiko loncatan ke samping dan gangguan elektro magnetik penyebab arus liar pada struktur atau perangkat bangunan dapat diminimalisir sekecil mungkin.

1.3.3 Sistem Pembumian atau Grounding System 

Sistem pembumian atau yang sering kita dengar dengan istilah grounding system merupakan komponen utama yang terakhir dari sebuah sistem proteksi penangkal petir, sistem pembumian atau grounding system adalah tempat pembuangan akhir dari arus sambaran petir yang ditangkap atau diterima oleh terminasi udara (air terminal) yang kemudian disalurkan melalui kabel penghantar atau down conductor menuju grounding system. 

pengeboran-grounding-system-2.png

Sistem pembumian atau grounding system adalah sebuah cara untuk melakukan penanaman satu atau beberapa elektroda ke dalam tanah dengan cara pengeboran maupun penggalian dengan kedalaman tertentu untuk mendapatkan sebuah nilai resistansi atau tahanan pembumian yang diharuskan.

Elektroda sistem pembumian atau grounding system adalah suatu benda terbuat dari logam padat (bisa tembaga maupun penghantar arus listrik yang baik lainnya) yang difungsikan sebagai pusat akhir pembuangan atau penghantaran arus energi utama petir, elektroda yang sudah di koneksikan dengan kabel penghantar tersebut membuat kontak langsung dengan bumi. Kabel penghantar tidak ber-isolasi yang juga ditanam ke dalam bumi juga dapat dikategorikan sebagai elektroda, pembahasan mendalam mengenai grounding system dapat klik disini.

1.4 Cara Kerja Penangkal Petir , Anti Petir atau Penyalur Petir Sistem Proteksi Petir Eksternal

Cara kerja penangkal petir , anti petir atau penyalur petir sistem proteksi petir eksternal adalah pada saat permukaan awan sudah dipenuhi muatan ion negatif dan mulai mencari pembuangan maka secara otomatis muatan ion positif yang ada didalam bumi (grounding system) akan tertarik oleh muatan ion negatif yang ada di awan (seperti magnet).

cara-kerja-penangkal-petir.jpg

Oleh karena itu dapat dikatakan penangkal petir , anti petir atau penyalur petir sistem proteksi petir eksternal adalah sebuah media perantara penghantaran ion positif yang ada dibumi agar energi utama arus petir tidak merusak benda apapun yang dilewatinya, muatan ion positif yang ada dibumi merambat naik melalui elektroda yang sudah ditanam kedalam bumi lalu menuju ujung batang terminasi udara (air terminal) yang berbentuk runcing melalui kabel penghantar. 

Ketika muatan ion positif dari dalam bumi sudah berada di puncak tertinggi terminasi udara (air terminal) maka terjadi daya tarik menarik seperti magnet, ketika muatan ion positif di puncak terminasi udara tertarik menuju muatan ion negatif yang ada di awan begitupun sebaliknya yang pada akhirnya kedua muatan tersebut saling bertemu maka disitulah akan tercipta arus aliran listrik yang sangat besar yang disebut petir. Arus aliran listrik sangat besar yang diterima oleh terminasi udara (air terminal) tersebut akan mengalir menuju sistem pembumian atau grounding system melalui kabel penghantar atau down conductor sehingga arus aliran listrik dari petir yang sangat besar tersebut tidak mengenai bangunan atau apapun yang ada disekitarnya (baca : Tata Cara Pasang Penangkal Petir). 

Akan tetapi masih ada kemungkinan besar lainnya yang dapat merusak dari bahaya sambaran petir yaitu radiasi kosmik, untuk mengetahui apa itu radiasi kosmik baca : Petir. Radiasi kosmik adalah bahaya sambaran petir tidak langsung yang dapat menyebabkan kerusakan pada struktur maupun perangkat listrik maupun elektronik yang ada dalam bangunan, radiasi kosmik merambat kedalam bangunan melalui kawat jaringan listrik yang menempel pada bangunan lalu menimbulkan arus liar yang lebih besar pada jaringan listrik sehingga dapat merusak secara perlahan seluruh perangkat listrik maupun elektronik yang ada didalam bangunan. Oleh karena itu sangat diperlukan juga memasang sistem proteksi petir internal tersebut untuk menghindari bahaya sambaran petir secara tidak langsung.

2. Sistem Proteksi Petir Internal 

Sistem proteksi petir internal adalah sebuah rangkaian sistem yang difungsikan sebagai perlindungan dari bahaya sambaran petir secara tidak langsung yang dapat merusak segala perangkat listrik maupun elektronik yang berada didalam bangunan.

sistem-proteksi-petir-internal-pada-bangunan.jpg

Pengertian sistem proteksi petir internal menurut International Electrotechnical Commision (IEC) TC 81/1989 mengenai konsep Lightning Protection Zone (LPZ), sistem proteksi petir internal adalah sebuah upaya perlindungan (proteksi) perangkat listrik maupun perangkat elektronik terhadap efek dari arus petir, terutama efek medan magnet dan medan listrik yang disebabkan oleh radiasi kosmik pada instalasi metal maupun sistem listrik didalam struktur bangunan. 

Sistem proteksi petir internal terdiri atas pencegahan terhadap bahaya dampak sambaran petir secara tidak langsung dan pencegahan terhadap kemungkinan bahaya ekuipotensialisasi atau perbedaan potensial pada arus listrik, ada 2 (dua) jenis sistem proteksi petir internal yang optimal digunakan sebagai upaya perlindungan terhadap bangunan dari bahaya sambaran petir secara tidak langsung, yaitu :

  • Surge Arrester System
  • Grounding System Internal

Mari kita bahas satu persatu :

2.1 Surge Arrester System | Sistem Proteksi Petir Internal 

Surge arrester system adalah salah satu metode pada sistem proteksi petir internal yang difungsikan untuk mengatasi gangguan surja petir, gangguan surja petir merupakan salah satu gangguan alamiah yang pasti dialami oleh setiap sistem tenaga listrik yang disebabkan oleh efek medan magnet dan efek medan listrik yang diakibatkan oleh radiasi kosmik atau sambaran petir secara tidak langsung. 

surge-arrester-system.jpg

Surge arrester system pada sistem proteksi petir internal adalah sebuah rangkaian sistem yang bekerja dengan cara meng-implementasikan resistor non linier pada peralatan listrik yang mempunyai nilai tegangan sangat besar serta berlebihan dari arus sambaran petir secara tidak langsung. Pada saat sparkover maka tegangan akan menurun dan tegangan residu akan discharge. Besaran nilai sparkover dan tegangan residu pada arus listrik tergantung dari karakteristik surge arrester yang digunakan. Sebagai contoh pada saat tegangan surja atau arus liar mencapai 51 Kv melebihi tegangan residu pada surge arrester yang hanya 10 Kv maka sepersekian detik nilai tegangan surja tersebut akan menurun drastis menyesuaikan dengan tegangan residu pada surge arrester, kelebihan nilai tegangan tersebut akan dibuang menuju sistem pembumian atau grounding system yang telah dihubungkan pada surge arrester.

Surge arrester system ini akan sangat bermanfaat jika di aplikasikan pada peralatan atau perangkat elektronik dan listrik pada bangunan mengingat efek yang ditimbulkan oleh bahaya sambaran petir secara tidak langsung sangatlah besar.

2.2 Grounding Internal System | Sistem Proteksi Petir Internal 

Grounding internal merupakan salah satu metoda yang dapat dilakukan dalam rangkaian sistem proteksi petir internal, grounding internal adalah sebuah rangkaian sistem pembumian yang difungsikan membuang arus liar yang disebabkan oleh efek medan magnet dan efek medan listrik yang dihasilkan oleh radiasi kosmik dari sambaran petir secara tidak langsung.

sistem-penangkal-petir.png

Cara kerja grounding internal hampir sama dengan surge arrester system hanya pada grounding internal tidak memiliki teknologi yang dimiliki oleh surge arrester system, grounding internal sangat cocok digunakan ketika memiliki budget terbatas. hanya saja sayangnya ada kekurangan pada grounding internal yaitu tidak dapat mengendalikan nilai tegangan residu seperti surge arrester system.

3. Kesimpulan 

Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan :

  1. Secara umum ada 4 (empat) tahapan pada sistem proteksi petir eksternal dari bahaya sambaran petir secara langsung yaitu, menangkap atau menerima arus energi petir, menyalurkan arus energi petir, menampung arus energi petir dalam pembuangan akhir yaitu sistem pembumian atau grounding system dan memproteksi atau melindungi benda atau obyek apapun yang dilalui oleh aliran arus energi petir, yang keempat hal tersebut direpresentasikan oleh terminasi udara (air terminal), kabel penghantar (down conductor) dan sistem pembumian (grounding system).
  2. Sistem proteksi petir internal difungsikan untuk melindungi struktur dan perangkat listrik maupun elektronik dari bahaya sambaran petir secara tidak langsung (lightning electromagnetic pulse), pemanfaatan surge arrester system dan grounding internal system adalah metoda yang dapat dilakukan untuk melindungi peralatan listrik dan elektronik dari bahaya tegangan surja berlebih maupun medan elektromagnetik yang timbul dari bahaya sambaran petir secara tidak langsung

4. Sumber Referensi 

  1. Pendidikan dan Pelatihan Ahli K3 Umum, Ahli K3 Kelistrikan dan Ahli K3 Konstruksi
  2. Fakultas Teknik Elektro , Institut Teknologi Bandung (ITB)
  3. Fakultas Teknik Elektro , Institut Teknologi Padang (ITP)
  4. Fakultas Teknik Industri , Universitas Mercubuana Jakarta

Semoga Artikel ini bermanfaat.