BAB I PENDAHULUAN 1.1. 1.1. Peng Penger erti tian an Peti Petirr Petir adalah salah satu fenomena fenomena kelistrikan kelistrikan udara di alam. Proses terjadinya terjadinya petir akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton). Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama adalah pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif, di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif, sement sementara ara di bagian bagian dasar dasar adalah adalah muatan muatan negati negatiff yang yang berba berbaur ur dengan dengan muatan muatan positif, pada bagian inilah petir biasa berlontaran. Petir dapat terjadi antara awan dengan awan, dalam awan itu sendiri, antara awan dan udara, antara awan dengan tanah (bumi). Energi yang dihasilkan oleh satu sambaran 55 kw/hour .
1.2. 1.2. Proses Proses terj terjadi adinya nya peti petirr
Petir terjadi diakibatkan terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian Ionisasi ini disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair.
Gambar 1.1. Proses sambaran petir
1
Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya , dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. Ion bebas menempati permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang berhembus, bila awan-awan terkumpul di suatu tempat maka awan bermuatan akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi maka inilah yang disebut petir. petir. proses ini bisa digambarkan secara s ecara sederhana pada sebuah penggaris plastik yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas. Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan terjadi karena electron-elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi. Ada 2 teori yang mendasari proses terjadinya terjadinya petir, diantarnya adalah; a. Proses Ionisasi
Sambar Sambaran an Petir Petir merupa merupakan kan peristi peristiwa wa alam alam yaitu yaitu proses proses pelepa pelepasan san muatan muatan listrik listrik (Elect (Electrica ricall Dischar Discharge) ge) yang yang terjad terjadii di atmosf atmosfer, er, hal ini disebabkan berkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian ionisasi ini disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau seba sebali likn knya ya,, bahk bahkan an pada padatt (es) (es) menj menjad adii cair cair.. Ion Ion beba bebass mene menemp mpat atii permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang berhembus, bila awan-awan terkumpul di suatu tempat maka awan bermuatan ion tersebut akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi maka inilah yang disebut petir. b. Gesekan Antar Awan
Pada Pada awalny awalnyaa awan berger bergerak ak mengik mengikuti uti arah angin, angin, selama selama proses proses bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya, dari
2
proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan awan.. Pros Proses es ini ini bisa bisa di simul simulasi asika kan n secar secaraa sede sederh rhan anaa pada pada sebu sebuah ah penggaris plastik yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas. Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan dimungkinkan terjadi karena electronelektr elektron on bebas bebas ini saling saling mengua menguatka tkan n satu dengan dengan lainny lainnya. a. Sehing Sehingga ga memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi.
1.3 PEMBENTUKAN AWAN PETIR
Awan adalah sekumpulan dari titik-titik uap air yang berasal dari proses pemanasan air di permukaan bumi oleh panas matahari. Karena adanya perbedaan temp tempera eratu turr di udar udaraa untu untuk k setia setiap p keti keting nggi gian an yang yang berb berbed eda, a, maka maka terja terjadi dila lah h perbedaan tekanan udara yang menyebabkan timbulnya aliran udara dari tempat yang ang bert bertek ekan anan an udara dara lebi lebih h ting tinggi gi ke arah arah tek tekanan anan udar udaraa yang ang lebi lebih h rendah rendah.. Tekana Tekanan n udara udara yang yang lebih lebih tinggi tinggi pada pada umumny umumnyaa terjadi terjadi pada pada daerah daerah ketinggian ketinggiannya nya yang lebih rendah. rendah. Hal ini menyebabk menyebabkan an adanya aliran udara naik ke atas yang akan mendorong mendorong naik titik-titik titik-titik air dari hasil penguapan yang terjadi oleh pemanasan matahari. Semakin tinggi dari permukaan bumi, maka semakin rendah temperatur udara yang menyeb menyebabk abkan an terjad terjadii konden kondensasi sasi dari dari keting ketinggia gian n terten tertentu. tu. Sete Setelah lah mencap mencapai ai temperatur kondensasi, titik-titik uap air yang terkandung pada bagian atas awan tersebut berubah menjadi kristal-kristal es. Karena adanya aliran angin ke atas, ke samping samping dan ke bawah, bawah, maka terjadilah tubrukan-tubruk tubrukan-tubrukan an atau gesekan-gesekan gesekan-gesekan antara kristal-kristal es tersebut yang menyebabkan terbentuknya ion-ion positif di bagian atas dan negatif di bagian bawah darl awan tersebut. Jenis awan seperti inilah yang menjadi cikal bakal awan petir apabila terbentuk proses lonisasi yang sangat besar.
3
BAB II PERLINDUNGAN TERHADAP BAHAYA PETIR
2.1
Baha Bahaya ya sa sambara baran n peti petirr
Kerusakan harta benda dan kematian umat manusia yang disebabkan oleh sambaran petir relatif tinggi, mulai dari meninggalnya seorang petani yang sedang bekerja di sawah sampai terhentinya produksi sebuah kilang minyak penghasil devisa negara disebabkan oleh sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung yaitu melalui radiasi, konduksi atau induksi gelombang elektromagnetik petir. Dengan demikian ancaman sambaran petir (LEMP) pada peralatan cangg canggih ih perlu perlu diwa diwasp spad adai ai dan dan upay upayaa perl perlin indu dung ngan an terha terhada dap p insta instala lasi, si, bangunan yang berisikan peralatan elektronik seperti pada industri, bank, instalasi penting, militer, bahkan perorangan perlu ditingkatkan. Kerugian juga berdampak terhadap operasional sebuah perusahaan dimana sambaran petir dapat menimbulkan kerusakan yang cukup parah terhadap instrument kerja perusahaan danmengakibatkan terhentinya operasional. Apalagi pada saat saat sekara sekarang ng ini ini tida tidak k ada ada satu satu pun pun peru perusah sahaa aan n yang yang tida tidak k mema memaka kaii komponen yang berhubungan dengan elektronika. Sejalan dengan pesatnya perkembangan teknologi padadewasa ini, maka pelepasan muatan petir dapat merusak jaringanlistrik dan peralatan elektronika yang sensitive. Sambaran petir padatempat yang jauh +/- 1,5 km sudah sudah dapat dapat merusa merusak k sistem sistem elektro elektronik nikada adan n perala peralatan tan,, seperti seperti instala instalasi si komputer, telekomunikasi kantor daninstrumentasi serta peralatan elektornik senset sensetif if lainny lainnya.U a.Untu ntuk k mengat mengatasi asi hal terseb tersebut, ut, maka maka perlin perlindun dungan gan yang yang sesu sesuai ai haru haruss dite diterap rapka kan n pada pada peral peralat atan an atau atau inst instal alasi asi terh terhad adap ap baha bahaya ya sambaran petir secara langsung maupun tidak langsung. Memper Memperhat hatika ikan n bahaya bahaya yang yang diakib diakibatk atkan an sambar sambaran an petir petir di atas, atas, maka systemproteksi petir harus mampu melindungi fisik maupun peralatan
4
dari dari bahaya bahaya sambar sambaran an langsu langsung ng (extern (external al protect protection ion)) dan sambar sambaran an petir petir tidak langsung (internal protection) serta penyediaan grounding system yang memadai serta terintegrasi dengan baik 1.
Bahaya Akibat Sambaran Petir a. Sambaran Petir Langsung Melalui Bangunan
Sambaran petir r yan yang g langsu langsung ng mengen mengenai ai struktu strukturr bangun bangunan an rumah, rumah, kantor kantor dan gedung gedung,, tentu tentu saja hal ini sangat sangat membah membahaya ayakan kan bangun bangunan an tersebu tersebutt beserta beserta seluruh seluruh isinya isinya karena karena dapat dapat menimb menimbulk ulkan an kebaka kebakaran ran,, kerusakan kerusakan perangkat perangkat elektrik/elektroni elektrik/elektronik k atau bahkan korban korban jiwa. Maka dari itu setiap bangunan di wajibkan memasang instal instalasi asi penan penangkal gkal petir . Cara Cara penang penangana ananny nnyaa adalah adalah dengan dengan cara cara memasan memasang g termin terminal al peneri penerima ma sambaran petir sambaran petir ser serta ta insta instala lasi si pend penduk ukun ung g lain lainny nyaa yang yang sesua sesuaii deng dengan an standart yang telah di tentukan. Terlebih lagi jika sambaran petir sambaran petir langsung langsung mengen mengenai ai manusi manusia, a, maka maka dapat dapat beraki berakibat bat luka luka atau atau cacat cacat bahkan bahkan dapat dapat menimbulkan kematian. Banyak sekali peristiwa sambaran petir langsung yang mengenai manusia dan biasanya terjadi di areal terbuka. b. Sambaran Petir Melalui Jaringan Listrik
Bahaya Bahaya sambar sambaran an ini sering sering terjad terjadi, i, petir petir menya menyambar mbar dan mengenai mengenai sesuatu di luar area bangunan tetapi berdampak pada jaringan listrik di dala dalam m bang bangun unan an terse tersebu but, t, hal hal ini ini karen karenaa siste sistem m jari jaring ngan an distr distrib ibus usii listrik listrik/PL /PLN N memaka memakaii kabel kabel udara udara terbuk terbukaa dan letakn letaknya ya sangat sangat tinggi tinggi,, bilamana ada petir ada petir ya yan ng menya enyam mbar bar pada ada kab kabel terb terbu uka ini ini maka aka arus petir arus petir aka akan n tersalu tersalurka rkan n ke pemaka pemakaii langsu langsung. ng. Cara Cara penang penangana ananny nnyaa adal adalah ah deng dengan an cara cara mema memasa sang ng pera perang ngka katt arrester arrester seb sebaga agaii pengam pengaman an tegang tegangan an lebih lebih (over voltage voltage). ). Instalasi surge arrester listrik listrik ini dipasang harus dilengkapi dengan grounding system. system . c. Sambaran Petir Melalui Jaringan Telekomunikasi Telekomunikasi
Bahaya sambaran petir sambaran petir jenis jenis ini hampir serupa dengan yang ke-2 akan tetapi berdampak pada perangkat perangkat telekomunik telekomunikasi, asi, misalnya misalnya telepon telepon dan PABX. PABX. Penang Penangana ananny nnyaa dengan dengan cara pemasangan cara pemasangan arrester khusus khusus untuk untuk jaringan PABX yang di hubungkan dengan grounding grounding.. Bila bangunan yang
5
akan di lindungi mempunyai jaringan internet yang koneksinya melalui jaringan telepon maka alat ini juga dapat melindungi jaringan internet tersebut.
PABX atau Private Automatic Branch eXchange adalah perangkat
komunikasi telepon yang terletak di sisi pelanggan, misalnya di gedunggedung perkantoran yang memerlukan percabangan sambungan telepon. Secara umum perangkat PABX terhubung ke penyedia layanan telekomunikasi publik. Ukuran atau parameter PABX dalam kapasitas jumlah line telkom yang tersambung ke PABX dan jumlah Extention ( cabang ).Mulai yang kapasitas satuan,puluhan,ratusan maupun ribuan Ext. Pengamanan
terhadap
suatu
bangunan
atau
objek
dari
sambaran petir sambaran petir pa pada da prin prinsip sipny nyaa adal adalah ah sebag sebagai ai peny penyed edia ia saran saranaa untu untuk k menghantark menghantarkan an arus petir arus petir ya yang ng meng mengar arah ah ke bang bangun unan an yang yang akan akan kita kita lindungi tanpa melalui struktur bangunan yang bukan merupakan bagian dari dari sistem sistem protek proteksi si petir petir atau atau instal instalasi asi penang penangkal kal petir petir , tent tentun unya ya haru haruss sesuai dengan standart pemasangan instalasinya. Ada 2 jenis kerusakan yang di sebabkan sambaran petir petir,, yaitu :
1. Keru Kerusak sakan an Thermis, Thermis, keru kerusak sakan an yang yang meny menyeb ebab abka kan n timb timbul ulny nyaa kebakaran. 2.
Kerusakan Mekanis Kerusakan Mekanis,,
keru kerusa saka kan n
yang yang
meny menyeb ebab abka kan n
stru strukt ktur ur
bangunan retak, rusaknya peralatan elektronik bahkan menyebabkan kematian.
2.
Efek fek Sa Samba mbaran Pet Petir a. Efek Listrik
Ketika arus petir melalui petir melalui kabel penyalur ( penyalur (konduktor ) menuju menuju resistansi resistansi elektroda bumi instalasi penangkal petir , akan menimbulkan tegangan jatuh
6
resistif resistif,, yang yang dapat dapat dengan dengan segera segera menaik menaikan an tegang tegangan an sistem sistem protek proteksi si kesuatu nilai yang tinggi dibanding dengan tegangan bumi. Arus petir ini petir ini juga menimbulkan gradien tegangan yang tinggi disekitar elektroda bumi, yang yang sang sangat at berb berbah ahay ayaa bagi bagi makl makluk uk hidu hidup. p. Deng Dengan an cara cara yang yang sama sama induktansi sistem proteksi harus pula diperhatikan karena kecuraman muka gelombang gelombang pulsa petir pulsa petir . Deng Dengan an demi demiki kian an tegan teganga gan n jatu jatuh h pada pada sistem proteksi petir petir ada adalah lah jumlah jumlah aritma aritmatik tik kompon komponen en tegang tegangan an resisti resistiff dan induktif b. Efek Tegangan Tembus - Samping
Titik sambaran petir sambaran petir pada pada sistem proteksi petir proteksi petir bisa bisa memiliki tegangan yang lebih tinggi terhadap unsur logam didekatnya. Maka dari itu akan dapat menimbulkan resiko tegangan tembus dari sistem proteksi petir yang petir yang telah terpasang menuju struktur logam lain. Jika tegangan tembus ini terjadi maka sebagian arus petir akan petir akan merambat melalui bagian internal struktur loga logam m sep seperti erti pip pipa besi esi dan kawa kawat. t. Teg Teganga angan n tem tembus bus ini ini dapa dapatt menyebabkan resiko yang sangat berbahaya bagi isi dan kerangka struktur bangunan yang akan dilindungi dilindungi c. Efek Termal
Dalam kaitannya dengan sistem proteksi petir , efek termal pelepasan muatan petir muatan petir ada adalah lah terbat terbatas as pada pada kenaik kenaikan an temper temperatu aturr konduk konduktor tor yang yang dilalui arus petir arus petir . Walaupun arusnya besar, waktunya adalah sangat singkat dan pengar pengaruhn uhnya ya pada pada sistem sistem protek proteksi si petir petir biasan biasanya ya diabai diabaikan kan.. Pada Pada umumny umumnyaa luas luas penamp penampang ang konduk konduktor tor ins instala talasi si pen penang angkal kal pet petir ir dipilih dipilih teruta terutama ma umtuk umtuk memenu memenuhi hi persyar persyarata atan n kualit kualitas as mekani mekanis, s, yang yang berarti berarti sudah cukup besar untuk membatasi kenaikan temperatur 1 derajat celcius. d. Efek Mekanis
Apabila aru aruss pe peti tir r melalui melalui kab kabel el pen penyal yalur ur pararel pararel (konduktor ) yang ang berdekatan atau pada konduktor dengan tekukan yang tajam akan menimbulkan gaya mekanis yang cukup besar, oleh karena itu diperlukan ikat ikatan an meka mekani niss yang yang cuku cukup p kuat kuat.. Efek Efek meka mekani niss lain lain diti ditimb mbul ulka kan n
7
oleh sambar sambaran an petir petir yang yang disebabkan kenaikan temeratur udara yang tibatiba tiba mencap mencapai ai 30.000 30.000 K dan menyeb menyebabk abkan an ledakk ledakkan an pemuai pemuaian an udara udara diseki disekitar tar jalur jalur muatan muatan berger bergerak. ak. Hal ini dikaren dikarenaka akan n jika jika konduk konduktif tifitas itas logam diganti dengan konduktifitas busur api listrik, enegi yang timbul akan meningkatkan sekitar ratusan kali dan energi ini dapat menimbulkan kerusakan pada struktur bangunan yang dilindungi. e. Efek Kebakaran Karena Sambaran Langsung
Ada Ada dua dua peny penyeb ebab ab utam utamaa keba kebaka kara ran n baha bahan n yang yang muda mudah h terb terbak akar ar karena sambaran petir , pertam pertamaa akibat akibat sambaran sambaran langsu langsung ng pada pada fasilit fasilitas as tempat tempat penyim penyimpan panan an bahan bahan yang yang mudah mudah terbak terbakar. ar. Bahan Bahan yang yang mudah mudah terbakar ini mungkin terpengaruh langsung oleh efek pemanasan sambaran atau jalur sambaran petir sambaran petir . Kedua efek sekunder, penyebab utama kebakaran miny inyak. ak.
Terdi erdiri ri
dari ari
muata uatan n
terk terkur urun ung, g,
puls pulsaa
elek elektr tros osta tati tiss
dan
elektromagnetik dan arus tanah f. Efek Muatan Terjebak
Muatan statis ini di induksikan oleh badai awan sebagai kebalikan dari proses pemuatan lain. Jika proses netralisasi muatan berakhir dan jalur sambaran sudah netral kembali, muatan terjebak akan tertinggal pada benda yang terisolir dari kontak langsung secara listrik dengan bumi, dan pada bahan bukan konduktor seperti bahan yang mudah terbakar. Bahan bukan konduktor tidak dapat memindahkan muatan dalam waktu singkat ketika terdapat jalur sambaran.
3. Mengapa Mengapa Gedung Gedung Perlu Perlu Di Beri Penangk Penangkal al Petir Petir 1. Kebu Kebutu tuha han n
Bang Bangun unan an Terh Terhad adap ap Anca Ancama man n
Baha Bahaya ya
Petir
Suatu Suatu instal instalasi asi penang penangkal kal petir petir ya yang ng telah telah terpa terpasa sang ng haru haruss dapa dapatt melindungi semua bagian dari struktur bangunan dan arealnya termasuk manusia serta peralatan yang ada didalamnya terhadap ancaman bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir. Berikut ini akan dibahas mengenai cara
8
menentukan
besarnya
kebutuhan
bangunan
akan
proteksi petir meng petir menggunak gunakan an beberapa beberapa standart standart yaitu berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir, Nasional Petir, Nasional Fire Protection Association 780, 780 , International Electrotechnical Commision 1024-1-1. 1024-1-1. Kebutuhan Kebutuhan Bangunan Bangunan Terhadap Terhadap Ancaman Ancaman Bahaya Bahaya Petir Berdasarkan Petir Berdasarkan Peraturan Peraturan Umum Instalasi Instalasi Penangkal Penangkal Petir. Jenis Jenis Bangun Bangunan an yang yang perlu perlu diberi penangkal petir dikelompokan menjadi : 1. Bangunan tinggi seperti gedung bertingkat, menara dan cerobong pabrik. 2. Bang Bangun unan an peny penyim impa pana nan n baha bahan n muda mudah h mele meleda dak k atau atau terb terbak akar ar,, misalnya pabrik amunisi, gudang bahan kimia. 3. Bangunan untuk kepentingan umum seperti gedung sekolah, stasiun, bandara dan sebagainya. 4. Bang Bangun unan an yang yang memp mempun unya yaii fung fungsi si khus khusus us dan dan nila nilaii estet estetik ikaa misalnya museum, gedung arsip negara. Besar Besarny nyaa
kebu kebutu tuha han n
suat suatu u
bang bangun unan an terh terhad adap ap inst instal alasi asi prot protek eksi si
petir ditentukan petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerusakan serta bahaya yang terjad terjadii jika jika bangun bangunan an terseb tersebut ut tersamb tersambar ar petir. petir. Berdasa Berdasarka rkan n Peratur Peraturan an umum umum Instala Instalasi si Penang Penangkal kal Petir Petir besarnya besarnya kebutuhan tersebut mengacu kepa kepada da penj penjum umla laha han n inde indeks ks-in -inde deks ks tert terten entu tu yang yang mewak mewakil ilii kead keadaan aan bangunan di suatu lokasi dan dituliskan dituliskan sebagai berikut; R
=
A+B+C+D+E Dari persamaan tersebut maka akan terlihat bahwa semakin besar nilai inde indeks ks akan akan sema semaki kin n besa besarr pula pula resik resiko o (R) (R) yang yang di tangg tanggun ung g suatu suatu bangunan
sehingga
semakin
besar
kebutuhan
bangunan
tersebut
akan sistem proteksi petir.
9
2.2. 2.2. Metod Metodee Penang Penangkal kal Peti Petirr
Manusia Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan menjinakkan keganasan keganasan alam , salah satunya adalah Sambaran Petir. dan metode yang pernah dikembangkan: 2.2.1. 2.2.1. Penan Penangka gkall petir petir konven konvensio sional nal
Teknik penangkal petir yang yang sederhana dan pertama pertama kali dikenal menggunakan prinsip yang pertama, yaitu dengan membentuk sebuah tameng atau perisai yang berupa konduktor yang akan mengambil alih sambaran petir. Penangkal petir semacam ini biasa disebut groundwires (kawat tanah) pada jaringan hantaran udara, sedangkan pada bangunan-bangunan dan perlindungan terhadap struktur, Benjamin franklin memperkenalkan
10
dengan sebutan lightning rod. Istilah ini tetap digunakan sampai sekarang. Gambar 2.1. Sistem Proteksi Penangkal Petir Konvensional
Penangkal petir konvensional sifatnya pasif, menunggu petir untuk menyambar dengan mengandalkan posisinya yang lebih tinggi dari objek sekitar serta ujung runcingnya.
2.2. 2.2.2 2
Pena Penang ngka kall Peti Petirr Radi RadioA oAkt ktif if
Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir , dan dihasilkan kesimpulan bahwa petir terjadi karena ada muatan list listri rik k di awan awan yang yang diha dihasi silk lkan an oleh oleh pros proses es ioni ionisa sasi si , maka maka penggagalan proses ionisasi di lakukan dengan cara memakai Zat berradiasi. Radiun 226 dan Ameresium 241 , karena 2 bahan ini mampu mampu mengha menghambu mburka rkan n ion radias radiasiny inyaa yang yang bisa bisa menetr menetralk alkan an muatan listrik awan. Seda Sedang ng manf manfaat aat lain lain adal adalah ah hamb hambur uran an ion ion radi radiasi asi akan akan menambah muatan pada Ujung Finial / Splitzer dan bila mana awan yang bermuatan besar yang tidak mampu di netralkan zat radiasi kemuadian menyambar maka akan condong mengenai penangkal petir ini. Kebe Kebera rada daan an pena penang ngka kall peti petirr jeni jeniss ini ini suda sudah h dila dilara rang ng pemakaiannya , berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi pemakaian zat beradiasi dimasyarakat.
11
Gambar 2.2. Sistem Proteksi Penangkal Petir radio aktif
2.2.3
Penangkal Petir Elektrostatik Elektrostatik
Prinsi Prinsip p kerja kerja penang penangkal kal petir petir Elektr Elektrost ostatik atik mengad mengadops opsii sebagia sebagian n system system penang penangkal kal petir petir Radioa Radioakti ktiff , yakni yakni menamb menambah ah muatan pada ujung finial / splitzer agar petir selalu memilih ujung ini untuk disambar . Perbedaan Perbedaan dari sisten Radioaktif Radioaktif dan Elektrostatik Elektrostatik ada pada energi energi yang yang dipaka dipakai. i. Untuk Untuk Penang Penangkal kal Petir Petir Radioa Radioakti ktiff muatan muatan listrik dihasilkan dihasilkan dari proses hamburan hamburan zat berradiasi berradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatik energi listrik dihasilkan dari Listrik Awan yang menginduksi permukaan bumi.
12
BAB III PEMASANGAN INSTALASI PETIR
3.1. Pemasang Pemasangan an Penangka Penangkall Petir Petir
Sist Sistem em prot protek eksi si peti petirr tida tidakl klah ah dapa dapatt menc menceg egah ah atau atau mena menang ngka kall terjadinya petir. Suatu sistem proteksi petir yang dirancang dan dipasang sesuai dengan standar, tidak dapat menjamin menjamin proteksi proteksi terhadap terhadap bangunan bangunan gedung, manusia atau obyek secara mutlak. Namun demikian penggunaan sistem proteksi petir akan mengurangi secara nyata resiko kerusakan yang disebabkan petir terhadap bangunan gedung yang memiliki sistem proteksi petir. Jenis Jenis dan lokasi lokasi sistem sistem protek proteksi si petir petir sebaikn sebaiknya ya diperti dipertimba mbangk ngkan an secara seksama pada tahap perancangan suatu gedung baru, sehingga bagian bangunan gedung yang secara listrik bersifat konduktif dapat dimanfaatkan secara secara maksim maksimum. um. Dengan Dengan demiki demikian an rancan rancangan gan dan kontru kontruksi ksi instal instalasi asi
13
secara keseluruhan akan lebih mudah dilaksanakan dan efektivitas sistem proteksi petir dapat ditingkatkan dengan biaya dan usaha usaha yang minimum. Pemasangan penangkal petir untuk rumah adalah memberikan saluran elektris dari atas bangunan ke tanah dengan tujuan bila ada sambaran petir yang yang mengen mengenai ai atas atas bangun bangunan an maka maka arus arus petir petir bisa bisa mengal mengalir ir ke ground ground dengan baik. Lang Langka kah h pert pertam amaa yang yang haru haruss di lakuk lakukan an adal adalah ah memi memili lih h jalu jalur r penurunan kabel , ada 2 hal penting penting dalam pemilihan jalur kabel ini. a) Pertama, jalur jalur terpen terpendek dek dengan dengan pertim pertimban bangan gan Hemat Hemat dan Tahana Tahanan n
kabel kecil, b) Kedua, Sesedikit mungkin belokan agar tidak terjadi loncatan keluar
jalur kabel (Site Flasing)
14
Untuk indeks keperluan pemasangan instalasi penangkal petir dapat diketahui dengan menghitung nilai indeks R, R ditentukan dengan melihat indeks nilai A,B,C,D dan E,jika nilai R : < 11
Diabaikan Tidak Perlu
=11
Kecil Tidak Perlu
=12
Sedang Agak Dianjurkan
=13
Agak Besar Dianjurkan
=14
Besar Sangat Dianjurkan
> 14
Sangat Besar Sangat Perlu
Tabel A. Faktor berdasarkan penggunaan bangunan NO
Penggunaan dan Isi
Indeks
1
Bangunan dan isinya jarang digunakan
0
2
Bangunan tempat tinggal, toko, pabrik kecil
2
3
Bangunan dan isi isinya cukup pen penting misalnya
2
menara air, pabrik, gedung pemerintahan 4
Bangunan untuk umum, misalnya bioskop,
3
sekolah, masjid, dan gereja 5
Instalasi gas, bensin, dan rumah sakit
5
6
Bangunan yang mudah meledak
15
Tabel B. Faktor berdasarkan kontruksi bangunan NO
Kontruksi Bangunan
Indeks
15
1
Seluruh ban bangunan ter terbuat dar dari log logam (mu (mudah
0
menyalurkan arus listrik) 2
Bangunan dengan konstruksi beton bertulang
1
atau rangka besi dengan atap logam 3
Bangunan dengan konstruksi beton bertulang
2
atau rangka besi dengan atap bukan logam 4
Bangunan kayu dengan atap bukan logam
3
Tabel C. Faktor berdasarkan ketinggian bangunan NO
Tinggi bangunan (dalam meter)
Indeks
1
0 sampai dengan 6
0
2
> 6 sampai dengan 12
2
3
> 12 sampai dengan 17
3
4
> 17 sampai dengan 25
4
5
> 25 sampai dengan 35
5
6
> 35 sampai dengan 50
6
7
> 50 sampai dengan 70
7
8
> 70 sampai dengan 100
8
9
> 100 sampai dengan 140
9
10
> 140 sampai dengan 200
10
Tabel D. Faktor berdasarkan situasi bangunan
16
No
Situasi bangunan
Indeks
1
Pada tanah datar di semua ketinggian
0
2
Di kaki kaki bukti ukti sam sampai pai tig tigaa per per emp empat ting tingg gi bu bukit kit
1
atau di pegunungan sampai 1000 meter 3
Di pu puncak cak gu gunung at atau pe pegunungan le lebih da dari
2
1000 meter
Tabel E. Faktor berdasarkan intensitas guruh NO
Hari guruh pertahun
Indeks
1
2
0
2
4
1
3
8
2
4
1
3
5
32
4
6
64
5
7
128
6
8
256
7
Bangunan bertingkat
bahaya sambaran petir Penangkal petir
Penangkal petir : dipasang pada bangunan min. 2 lantai (paling tinggi diantara sekitarnya, konstruksi bangunan yang menonjol : cerobong asap, antena TV, tiang bendera )
Instalasi terdiri dari : -
Alat Alat pene peneri rima ma logam logam temba tembaga ga ( logam logam bulat bulat panja panjang ng yang yang runc runcin ing g ) atau atau penerima kawat mendatar.
-
Kawa Kawatt peny penyal alur ur dari dari temb tembag agaa
17
-
Pentan Pentanaha ahan n kawat kawat penya penyalur lur sampa sampaii dengan dengan pada pada bagi bagian an tanah tanah yang yang basah basah,, ukur ukuran an dari dari insta instala lasi si diten ditentu tuka kan n berd berdas asark arkan an daera daerah/ h/ba bang ngun unan an yang yang dilindungi.
3.2
Strategi perlindungan bahaya petir
1. Frank rankli lin n rod rod..
Terdiri dari komponen-komponen : -
Alat Alat pener penerima ima logam logam temb tembaga aga ( logam logam bula bulatt panja panjang ng runc runcing ing )
-
Kawa Kawatt peny penyal alur ur dari dari temb tembag agaa
-
Pertan Pertanaha ahan n kawat kawat penyal penyalur ur sampa sampaii pada pada bagi bagian an tana tanah h basah basah..
-
Sistem perlindungan dengan bentuk sudut
45 O
±
45 O.
45 O
Batang yang runcing ( bahan copper spit )
dipasang paling atas
batang tembaga elektroda yang ditanamkan. Bata Batang ng elek elektr trod odaa pent pentan anah ahan an dibu dibuat at bak bak kont kontro roll
memudahkan
pemeriksaan dan pengetesan. Sistem ini cukup praktis dan biayanya murah
jangkauannya terbatas.
2. Sang Sangka karr Fara Farady dy
Terdiri dari komponen : -
Alat Alat pene peneri rima ma kawa kawatt mend mendat atar ar
-
Kawat da dari te tembaga
18
-
Pertan Pertanaha ahan n kawat kawat penya penyalur lur samp sampai ai pada pada bagi bagian an tanah tanah yang yang basah. basah.
Perlindungan bangunan
jarak antar kawat mendatar tidak melebihi 20 m
pada titik-titik yang tertentu diberi ujung vertikal ½ M.
Sistem pemasangan dibuat memanjang sehingga jangkauannya lebih luas dari sistem Franklin Biaya sedikit mahal, menggangu keindahan 3. Radio Ak Aktif
Terdiri dari komponen : a. Elektrode Udara disekeliling elektrode akan di ionisasi, akibat pancaran partikel alpa dari isotop ( americum 241 ). Elektrode akan terus menerus menciptakan arus ion ( Min. 10 8 ion/det. ). b. Coaxi oaxia al cabe cabel l Untuk menghindari kerusakan benda-benda akibat muatan listrik petir yang menuju tanah maka coaxial cabel dibungkus pipa isolasi. Meto Metode de taha tahana nan n lang langsu sung ng dari dari muat muatan an list listrik rik peti petirr ke dalam dalam tana tanah h menyebabkan seluruh unit mempunyai potensial yang sama dengan bumi. Sehingga benda-benda yang berada disekitar system akan aman.
19
c. Pentanahan Perlu test lokasi geografis geografis dari pentanahan pentanahan
5 ohm. Tahanan bumi max.
Yang terbaik untuk system ini = 5 ohm.
Elektrode
Saat petir mengenai electroda maka muatan negatif akan menetralkan muatan. Sistem cocok untuk bangunan tinggi dan besar Pemasan Pemasangan gan tidak tidak perlu perlu dibuat dibuat karena karena sistem sistem payung payung yang yang diguna digunakan kan dapat dapat melindunginya. Bentangan cukup besar satu bangunan cukup satu tempat penagkal petir
Cara pemasangan ketiga sistem adalah titik puncak/kepala dari alat penangkal petir dihubungkan dengan pipa tembaga menuju ke dasar tempat sebagai pentanahan yaitu pipa tembaga tersebut harus mencapai tanah berair. Oleh karena itu, tempattempat tesebut harus dibuat sedemikian rupa, sehingga tidak menggangu keindahan bangunan dan tetap berfungsi baik terhadap penanggulangan penanggulangan bahaya petir.
20
3.3
Bagian – Bagian Sistem Proteksi Petir Konvensional Konvensional
Secara umum sistem proteksi petir konvensional dapat dibagi kedalam 3 bagian
3.3.1.
Air
Terminal
Gambar 3.1. Air terminal
Dalam sistem proteksi petir konvensional di Indonesia Air Terminal juga disebut sebagai splitzen dan untuk orang awam di Indonesia mengenalnya sebagai tombak penangkal petir ( walaupun seharusnya penangkap petir bukan penangkal petir). Splitzen atau tombak ini di pasang vertikal diatas atap bangunan dengan posisi ujung tombak yang runcing menghadap ke atas. Ada 2 bentuk Tombak atau Splitzen yang pada umumnya dipasan dipasang g dalam dalam sistem sistem protek proteksi si petir petir konven konvension sional al di bangun bangunan an rumah atau gedung, yang pertama berbentuk tombak lurus (yang banyak digunakan saat ini pada bangunan gedung dan rumah), yang kedua berbentuk trisula (dipercaya beberapa orang memiliki radius penangkapan sambaran petir lebih luas dari yang berbentuk lurus). lurus).
21
3.3.2. Konduktor
Gambar 3.2 kawat konduktor
Kabel Konduktor dalam sistem proteksi petir konvensional berfungsi
menghubungkan
Air
Terminal/tombak/splitzen
ke
komponen sistem proteksi petir lainnya dan ke sistem grounding atau sistem pertanahan. Jika ada sambaran petir yang tertangkap oleh oleh air terminal terminal/to /tomba mbak/s k/spli plitzen tzen maka maka arus arus petir petir tersebu tersebutt akan akan segera disalurkan melalui kabel konduktor tersebut. Kabel Kabel Konduk Konduktor tor untuk untuk sistem sistem protek proteksi si petir petir umumny umumnyaa berbahan tembaga tanpa bungkus atau dikenal dengan sebutan Kabel BC (Bare Cooper). Kabel BC ini terdiri dari beberapa ukuran kabel kabel yang yang dapat dapat disesu disesuaik aikan an dengan dengan kebutu kebutuhan han,, semaki semakin n besar besar ukuran kabelnya semakin baik penyaluran arus petirnya. 3.3.3
Sistem
Grounding/Pentanahan
Gambar 3.3. Sistem Grounding
22
Sistem grounding / pertanahan merupakan bagian dari sistem proteksi petir konvensional yang sangat penting, di sistem grou ground ndin ing g ini ini semu semuaa arus arus peti petirr yang yang di salu salurk rkan an oleh oleh kabe kabell kond konduk ukto torr akan akan di-el di-elim imin inas asii secar secaraa maks maksim imal al.. maks maksim imal al atau atau tidaknya suatu sistem grounding dapat di lihat menggunakan alat ukur grounding atau pertanahan, untuk wilayah indonesia sesuai dengan standarisasi yang dikeluarkan oleh SNI (Standar Nasional Indonesia) maksimal tahanan tanah yang bagus untuk perlindungan terha terhada dap p bang bangun unan an adal adalah ah haru haruss diba dibawa wah h 5 ohm ohm (mak (makin in keci kecill ukuran tahanan tanahnya semakin bagus). Mater Materia iall yang yang digu diguna naka kan n dala dalam m siste sistem m grou ground ndin ing g ada ada beberapa macam, material yang biasa digunakan adalah Ground Rod Rod yang yang berb berben entu tuk k sepert sepertii tong tongka katt deng dengan an panj panjan ang g 2 mete meter, r, 3meter, atau 4meter yang nantinya Ground Rod tersebut ditanam dengan dengan kedalaman kedalaman tertentu untuk untuk mendapatka mendapatkan n hasil tahanan tanah yang yang bagus. bagus. Selain Selain Ground Ground Rod, Rod, bisa bisa juga juga menggu menggunak nakan an kabel kabel konduktor sebagai pengganti Ground Rod untuk ditanam didalam tanah, opsi ini biasanya digunakan untuk menghemat menghemat biaya. Untuk daerah tidak memungkinkan menggunakan Ground Rod atau Kabel BC sistem sistem ground grounding ing dapat dapat dibuat dibuat menggu menggunak nakan an Plat Plat tembag tembagaa dengan ukuran 1mX1m yang sudah di rangkai dengan kabel BC seperti gambar dibawah ini
23
3.3.4
Tips
Untuk
Menghindari
Tersambar Petir : a. Jika Jika anda melihat melihat sambara sambaran n petir petir atau atau mendeng mendengar ar gelegar gelegar guruh guruh seg segera eralah
menu enuju
bangunan
yang
telah
terlindungi
dengan penangkal petir atau mendekatlah ke mobil atau truk. b. Pakailah sepatu dari kulit atau karet yang tidak bocor, usahakan memakai kaos kaki yang kering, sebagai upaya memisahkan tubuh kita dari tanah sehingga petir enggan melalui tubuh kita. c. Jika Jika anda berad beradaa di luar rumah rumah maka maka hinda hindaril rilah ah berada berada di areal areal terbuka terbuka,, tempat tempat keting ketinggia gian, n, berada berada di tempat tempat yang yang berair berair,, di bawah pohon tinggi atau benda benda logam yang menjulang tinggi. d. Jika Jika tempat berlin berlindun dung g tidak ada, sebaik sebaiknya nya anda anda jongkok jongkok tapi tapi hindar hindarii tangan tangan anda anda menyen menyentuh tuh tanah tanah dan jangan jangan berbar berbaring ing karena akan memudahkan penyaluran tenaga petir ke tanah. e. Jik Jika anda berada ada di luar rua ruangan maka hindari berdiri bergerombol dengan orang lain. f. Jika Jika kita kita bera berada da di area areall terb terbuk ukaa dan dan mera merasa saka kan n ramb rambut ut kita kita berdiri itu pertanda petir akan menyambar kita, kita harus melakukan gerakan rukuk yaitu menekuk badan ke arah depan (Syukur bila menghadap kiblat ) dan menempatkan kedua tangan di lutut, cara ini akan membuat kita selamat. g. Jika kita kita berada berada di dalam dalam ruangan ruangan hindari hindarilah lah berdiri berdiri dekat dekat pintu, pintu, jendela dan tempat yang berair. h. Perangkat Perangkat elektronik elektronik seperti televisi, televisi, radio, radio, kompute komputerr sebaiknya sebaiknya di
matikan
dan
di
cab cabut
stop
kontaknya,
bila
tidak
memungkinkan menjauhlah dari perangkat elektronik tersebut. i. Bag Bagi kita ita menb menbaw awaa HP, HT dan dan radi radio o saku saku sebai sebaikn knya ya di matikan segera, pisahkan antena dengan body untuk mengurangi rangsangan petir menyambar. j.
Jika ada korban terkena petir tangani dengan hati-hati dan jangan dibawa bersama barang yang bermuatan listrik agar tidak terkena sambaran ulang
24
DAFTAR PUSTAKA
PROF.DR.IR.H.
Djuheri.
Definisi
Penangkal
Petir.from Petir.from
http://deltanarendra.com/definisi-penangkal-petir Fajr Fajria iant nto o
Hand Handar aru. u.
Indonesia
Tempat
Segudang
Petir???.
From
http://www.bloggaul.com/ kargo23/readblog/108514 kargo23/readblog/108514/indonesia-tempat-segudang/indonesia-tempat-segudang petir P.T.
Aman
Barkah
Sejaht ahtera, ra,
Sistem
Proteksi
Petir
Terpadu.from
http://www.petir.com/ http://networking.jaringan-komputer.com/instalasi-penangkal-petir.html http://id.wikipedia.org/wiki/Penangkal_petir http://www.instalasijaringan.com/petir.html
25
