Oleh : Amrullah Samektowibowo
Gedung-gedung tinggi seperti hotel, perkantoran dan gedung yang menaungi perangkat vital yang rawan terjadi bahaya sambaran petir harus dipasang Penyalur Petir.
Langkah awal perencanaan Penyalur Petir adalah diketahuinya besaran parameter arus petir penyebab kerusakan. Perencanaan sistem Penyalur Petir meliputi sistem Penyalur Petir eksternal dan sistem Penyalur Petir internal. Sistem Penyalur Petir eksternal melindungi bangunan dari bahaya sambaran langsung petir dengan pengadaan finial Penyalur Petir, penyalur arus petir dan pentanahan, harus juga mampu mengurangi sekecil mungkin propagasi tegangan dan arus petir yang memasuki bangunan, yang dapat dimungkinkan melalui kabel antena, saluran telepon, listrik, pentanahan dll. Sedang sistem Penyalur Petir internal dengan didasarkan pada konsepsi Dynamic Zoning menyamakan potensial di setiap titik peralatan yang dilindunginya.
Penyalur Petir adalah rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya.
Ada 3 bagian utama pada Penyalur Petir yaitu :
(1) Kepala dan Tiang Penyalur Petir
Gambar 1. Kepala dan Tiang Penyalur Petir
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Batang Penyalur Petir berupa batang tembaga yang ujungnya runcing. Dibuat runcing karena muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian dapat memperlancar proses tarik menarik dengan muatan listrik yang ada di awan. Batang runcing ini dipasang pada bagian puncak suatu bangunan.
(2) Kabel Konduktor
Gambar 2. Konduktor Penyalur Petir
Sumber Gambar: http://www.antipetir.com/
Kabel konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Diameter jalinan kabel konduktor sekitar 1 cm hingga 2 cm . Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik ke tanah. Kabel konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian luar bangunan.
(3) Pembumian
Gambar 3. Grounding Rod Penyalur Petir
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Cara Kerja Penyalur Petir
Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor, menuju ke ujung batang Penyalur Petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung Penyalur Petir tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi sambaran petir dapat merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik dan bahayanya dapat merusak alat-alat elektronik di bangunan yang terhubung ke jaringan listrik itu, selain itu juga dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan.
Untuk mencegah kerusakan akibat jaringan listrik tersambar petir, biasanya di dalam bangunan dipasangi alat yang disebut penstabil arus listrik (surge arrester).
Gambar 4. Surge Arrester di Panel Listrik
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Perlindungan Terhadap Sambaran Petir
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam, salah satunya adalah bahaya sambaran petir. Ada beberapa metode untuk melindungi diri dan lingkungan dari sambaran petir. Metode yang paling sederhana tapi sangat efektif adalah metode Sangkar Faraday Yaitu dengan melindungi area yang hendak diamankan dengan melingkupinya memakai konduktor yang dihubungkan dengan pentanahan.
Bumi memiliki jumlah besar electron maupun proton dan terjadilah medan listrik yang saling tarik menarik untuk mencapai keseimbangan. Petir pada dasarnya merupakan loncatan listrik dari awan2 yang bermuatan ke bumi, dan benda2 yang berada dipermukaan bumi berfungsi sebagai penghantar muatan listrik ke tanah. Namun, kilat atau sambaran petir bisa terjadi antara awan dengan awan atau awan dengan bumi.
Akibat yang ditimbulkan petir antara lain sebagai berikut.
(a) Akibat elektrikal : terjadinya arus listrik berkekuatan tinggi dapat mencapai ribuan ampere
(b) Akibat Thermal : terjadinya panas sehingga dapat membakar benda2 yang terkena petir. (pohon hangus)
(c) Akibat Mekanikal : Terjadinya pergeseran atau pergerakan benda-benda yang dilalui arus listrik akibat getaran, ledakan atau pemuaian.
Daerah Sambaran Petir
Daerah yang berpotensi terkena sambaran petir antara lain:
• Daerah yang basah dan berair
• Daerah yang terbuka
• Pohon yang tinggi
• Bangunan tingi maupun rendah
• Tiang listrik (teg. tinggi, menengah atau rendah)
• Gardu2 distribusi listrik
Sistem Penyalur Petir
Ada beberapa macam sistem Penyalur Petir, beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.
(1) Sistem Franklin (Sistem Konvensional)
Sebuah batang yang runcing dari bahan cooper spit yang dipasang pada paling atas bangunan, dan dihubungkan dengan batang tembaga menuju elektroda tanah (mencapai permukaan air). Daerah yang dilindungi sari sambaran petir berbentuk segitiga kerucut dengan ujung penyalur petir pada puncaknya. Disistem ini hanya menggunakan sebuah spit pengangkal petir yang dipasang pada tempat tertinggi.
Gambar 5. Penyalur Petir Sistem Franklin
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
(2) Sistem Faraday (Sangkar Faraday) atau Strapping
Pada prinsipnya seperti franklin tetapi dibuat memanjang atau berbentuk sangkar sehingga jangkauan lebih luas. Sistem ini dipakai pada bangunan yang punya atap yang luas. Dalam satu bangunan menggunakan lebih dari 4 spit sebagai Penyalur Petir.
Gambar 6. Penyalur Petir Sistem Faraday / Strapping
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
(3) Sistem Radioaktif
Gambar 7. Batang Finial Sistem Penyalur Petir Radioaktif
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Sistem ini cocok untuk bangunan tinggi. Satu bangunan cukup menggunakan sebuah Penyalur Petir.
Alatnya disebut Preventor, yang bekerja berdasarkan reaksi netralisasi ion dengan menggunakan bahan radioaktif. Namun, kebocoran pada alat ini dapat mengakibatkan radiasi. Oleh karena itu, penyalur petir sistem radioaktif sudah dilarang penggunaannya.
Sebagai gantinya ada system Penyalur Petir model Energi Froide (Electrostatic Field) atau yang terkenal dengan EF.
(3) EF Lightning Protection System
EF Lightning Protection System merupakan system Penyalur Petir modern. Ada 3 prinsip yang sangat penting dimiliki oleh EF :
(a) Penyaluran arus petir yang sangat kedap atau tertutup terhadap obyek sekitar dengan menggunakan terminal penerima dan kabel penghantar khusus yang memiliki sifat isolasi tegangan tinggi
(b) Menciptakan electron bebas awal yang besar sebagai streamer emission pada bagian puncak dari system terminal
(c) Penggabungan EF Terminal dengan EF Carier yang memiliki isolasi tegangan tinggi memberikan jaminan keamanan terhadap obyek yang dilindungi.
Sistem Penyalur Petir ini terbagi dalam 2 yaitun EF Terminal yang diletakkan dipuncak bangunan sebagai Penyalur Petir dan EF Carier (kabel Penghantar) yang masuk ke dalam tanah.
Gambar 8. EF Lightning Terminal
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Gambar 9. EF Carier (Kabel Penghantar)
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Gambar 10. EF Lightning Stroke Counter
Sumber Gambar: http://jofania.wordpress.com/
Instalasi Penyalur Petir
Instalasi Penyalur Petir ialah suatu sistem dengan komponen-komponen dan peralatan-peralatan yang secara keseluruhan berfungsi untuk menangkap petir dan menyalurkannya ke tanah. Sistem tersebut harus dipasang sedemikian rupa sehingga semua bagian dari bangunan beserta isinya atau benda-benda yang dilindunginya terhindar dari bahaya sambaran petir baik secara langsung atau tidak langsung.
Komponen-Komponen dari Penyalur Petir, antara lain sebagai berikut :
(a) Penangkap petir, adalah penghantar-penghantar di atas bangunan yang berupa elektroda logam yang dipasang tegak dan mendatar
(b) Penghantar Penyalur Utama, adalah penghantar dari logam dengan luas penampang serta bahan tertentu yang berfungsi untuk menyalurkan arus petir ke tanah.
(c) Penghantar pembantu, yaitu semua penghantar lainnya yang dimanfaatkan sebagai pembantu penyalur arus petir, misalnya pipa air hujan dari logam, konstruksi logam dari bagian bangunan.
(d) Penghantar Hubung, yaitu penghantar dari logam yang menghubungkan masing-masing penangkap petir atau dengan bagian-bagian logam di dalam atau di dalam bangunan.
(e) Terminal Hubung, yaitu suatu dudukan dari logam yang berfungsi sebagai titik hubung bersama dari beberapa penghantar penyalur dan benda logam lain yang akan dibumikan.
(f) Sambungan Ukur, yaitu sambungan listrik antara penghantar penyalur dengan pengebumian dengan cara penyambungan yang dapat dilepas untuk pengukuran besar tahanan penghantar dan tahanan pengebumian.
Pengebumian yaitu elektrode dari logam yang di tanam di dalam tanah yang berfungsi untuk menyebarkan arus petir ke tanah, dapat berupa elektroda pita, batang atau plat.
Sumber :
Web dan Buku Literatur
A 