Penangkal Petir
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Pengertian Petir
Petir adalah suatu fenomena alam, terjadinya seringkali mengikuti peristiwa hujan baik hujan air atau hujan es, peristiwa ini dimulai dengan munculnya lidah api listrik yang bercahaya terang yang terus memanjang kearah bumi dan kemudian diikuti suara yang menggelegar dan efeknya akan fatal bila mengenai mahluk hidup. 1.2. Proses terjadinya petir 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
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 Politeknik Negeri Bandung
1
Penangkal Petir
potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi maka inilah yang disebut petir. proses ini bisa digambarkan secara 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.
Politeknik Negeri Bandung
2
Penangkal Petir
BAB II PERLINDUNGAN TERHADAP BAHAYA PETIR
2.1
Bahaya sambaran petir 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 canggih perlu diwaspadai dan upaya perlindungan terhadapinstalasi, bangunan yang berisikan peralatan elektronik seperti pada industri, bank,instalasi penting, militer, bahkan
perorangan
perlu
ditingkatkan.
Kerugian
jugaberdampak
terhadap
operasional sebuah perusahaan dimana sambaran petir dapatmenimbulkan kerusakan yang cukup parah terhadap instrument kerja perusahaan danmengakibatkan terhentinya operasional. Apalagi pada saat sekarang ini tidak ada satupunperusahaan yang tidak memakai 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 dapat merusak sistem elektronikadan peralatan, seperti instalasi komputer, telekomunikasi kantor daninstrumentasi serta peralatan elektornik sensetif lainnya.Untuk mengatasi hal tersebut, maka perlindungan yang sesuai harus diterapkan pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir secara langsung maupun tidak langsung. Memperhatikan bahaya yang diakibatkan sambaran petir di atas, maka systemproteksi petir harus mampu melindungi fisik maupun peralatan dari bahaya sambaran langsung (external protection) dan sambaran petir tidak langsung (internal protection) serta penyediaan grounding system yang memadai serta terintegrasi dengan baik
Politeknik Negeri Bandung
3
Penangkal Petir
2.2. Metode Penangkal Petir
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam , salah satunya adalah Sambaran Petir. dan metode yang pernah dikembangkan: 2.2.1. Penangkal petir konvensional
Teknik penangkal petir yang sederhana dan 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 bangunanbangunan
dan
perlindungan
terhadap
struktur,
Benjamin
franklin
memperkenalkan 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.
Politeknik Negeri Bandung
4
Penangkal Petir
2.2.2
Penangkal Petir RadioAktif Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir , dan dihasilkan kesimpulan bahwa petir terjadi karena ada muatan listrik di awan yang dihasilkan oleh proses ionisasi , maka penggagalan proses ionisasi di lakukan dengan cara memakai Zat berradiasi. Radiun 226 dan Ameresium 241 , karena 2 bahan ini mampu menghamburkan ion radiasinya yang bisa menetralkan muatan listrik awan. Sedang manfaat lain adalah hamburan ion radiasi 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. Keberadaan penangkal petir jenis ini sudah dilarang pemakaiannya , berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi pemakaian zat beradiasi dimasyarakat.
Gambar 2.2. Sistem Proteksi Penangkal Petir radio aktif
Politeknik Negeri Bandung
5
Penangkal Petir
2.2.3Penangkal Petir Elektrostatik Prinsip kerja penangkal petir Elektrostatik mengadopsi sebagian system penangkal petir Radioaktif , yakni menambah muatan pada ujung finial / splitzer agar petir selalu memilih ujung ini untuk disambar . Perbedaan dari sisten Radioaktif dan Elektrostatik ada pada energi yang dipakai. Untuk Penangkal Petir Radioaktif muatan listrik dihasilkan dari proses hamburan zat berradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatik energi listrik dihasilkan dari Listrik Awan yang menginduksi permukaan bumi.
Politeknik Negeri Bandung
6
Penangkal Petir
BAB III PEMASANGAN INSTALASI PETIR
3.1. Pemasangan Penangkal Petir
Sistem proteksi petir tidaklah dapat mencegah atau menangkal terjadinya petir.Suatu sistem proteksi petir yang dirancang dan dipasang sesuai dengan standar, tidak dapat menjamin proteksi terhadap 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 dan lokasi sistem proteksi petir sebaiknya dipertimbangkan secara seksama pada tahap perancangan suatu gedung baru, sehingga bagian bangunan gedung yang secara listrik bersifat konduktif dapat dimanfaatkan secara maksimum. Dengan demikian rancangan dan kontruksi instalasi secara keseluruhan akan lebih mudah dilaksanakan dan efektivitas sistem proteksi petir dapat ditingkatkan dengan biaya dan usaha yang minimum. Pemasangan penangkal petir untuk rumah adalah memberikan saluran elektris dari atas bangunan ke tanah dengan tujuan bila ada sambaran petir yang mengenai atas bangunan maka arus petir bisa mengalir ke ground dengan baik. Langkah pertama yang harus di lakukan adalah memilih jalur penurunan kabel , ada 2 hal penting dalam pemilihan jalur kabel ini. a) Pertama jalur terpendek dengan pertimbangan Hemat dan Tahanan kabel kecil, b) Kedua Sesedikit mungkin belokan agar tidak terjadi loncatan keluar jalur kabel
(Site Flasing)
Politeknik Negeri Bandung
7
Penangkal Petir
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
Politeknik Negeri Bandung
8
Penangkal Petir
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 isinya cukup penting misalnya menara air, pabrik, gedung pemerintahan
2
4
Bangunan untuk umum, misalnya bioskop, sekolah, masjid, dan gereja
3
5
Instalasi gas, bensin, dan rumah sakit
5
6
Bangunan yang mudah meledak
15
Tabel B. Faktor berdasarkan kontruksi bangunan NO
Kontruksi Bangunan
Indeks
1
Seluruh bangunan terbuat dari logam (mudah
0
menyalurkan arus listrik) 2
Bangunan dengan konstruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atap logam
1
3
Bangunan dengan konstruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atap bukan logam
2
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
Politeknik Negeri Bandung
9
Penangkal Petir
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 No
Situasi bangunan
Indeks
1
Pada tanah datar di semua ketinggian
0
2
Di kaki bukti sampai tiga per empat tinggi bukit atau di pegunungan sampai 1000 meter
1
3
Di puncak gunung atau pegunungan lebih dari 1000 meter
2
Tabel E. Faktor berdasarkan intensitas guruh NO
Hari guruh pertahun
Indeks
1
2
0
2
4
1
3
8
2
Politeknik Negeri Bandung
10
Penangkal Petir
4
1
3
5
32
4
6
64
5
7
128
6
8
256
7
3.2. Bagian – Bagian Sistem Proteksi Petir Konvensional Secara umum sistem proteksi petir konvensional dapat dibagi kedalam 3 bagian: 3.2.1. 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 dipasang dalam sistem proteksi petir konvensional di bangunan 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). Politeknik Negeri Bandung
11
Penangkal Petir
3.2.2. 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
air
terminal/tombak/splitzen maka arus petir tersebut akan segera disalurkan melalui kabel konduktor tersebut. Kabel Konduktor untuk sistem proteksi petir umumnya berbahan tembaga tanpa bungkus atau dikenal dengan sebutan Kabel BC (Bare Cooper). Kabel BC ini terdiri dari beberapa ukuran kabel yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan, semakin besar ukuran kabelnya semakin baik penyaluran arus petirnya. 3.2.3.
Sistem Grounding / Pentanahan
Gambar 3.3. Sistem Grounding Politeknik Negeri Bandung
12
Penangkal Petir
Sistem grounding / pertanahan merupakan bagian dari sistem proteksi petir konvensional yang sangat penting, di sistem grounding ini semua arus petir yang di salurkan oleh kabel konduktor akan di-eliminasi secara maksimal. maksimal 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 terhadap bangunan adalah harus dibawah 5 ohm (makin kecil ukuran tahanan tanahnya semakin bagus). Material yang digunakan dalam sistem grounding ada beberapa macam, material yang biasa digunakan adalah Ground Rod yang berbentuk seperti tongkat dengan panjang 2 meter, 3meter, atau 4meter yang nantinya Ground Rod tersebut ditanam
dengan kedalaman
tertentu
untuk
mendapatkan hasil tahanan tanah yang bagus. Selain Ground Rod, bisa juga menggunakan kabel konduktor sebagai pengganti Ground Rod untuk ditanam didalam tanah, opsi ini biasanya digunakan untuk menghemat biaya. Untuk daerah tidak memungkinkan menggunakan Ground Rod atau Kabel BC sistem grounding dapat dibuat menggunakan Plat tembaga dengan ukuran 1mX1m yang sudah di rangkai dengan kabel BC seperti gambar dibawah ini.
DAFTAR PUSTAKA PROF.DR.IR.H. Djuheri. Definisi Penangkal Petir.from http://deltanarendra.com/definisipenangkal-petir Fajrianto Handaru. Indonesia Tempat Segudang Petir???. From http://www.bloggaul.com/ kargo23/readblog/108514/indonesia-tempat-segudang-petir P.T. Aman Barkah Sejahtera, Sistem Proteksi Petir Terpadu.from http://www.petir.com/ http://networking.jaringan-komputer.com/instalasi-penangkal-petir.html Politeknik Negeri Bandung
13
Penangkal Petir
http://id.wikipedia.org/wiki/Penangkal_petir http://www.instalasijaringan.com/petir.html
Politeknik Negeri Bandung
14
