Perlindungan Terhadap Sambaran Petir Dengan Penangkal 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.

Diagram Penangkal Petir dan Arrester

Sambaran petir mempunyai kemampuan merusak yang sangat berat dan merugikan bagi banyak obyek di bumi :
*  Merusak secara mekanik berupa hancurnya bangunan2 tinggi maupun bangunan 2 rendah;
*  Meledakkan, membakar dan memanaskan pada pada tangki minyak atau gas maupun bahan peledak serta kebakaran hutan;
*  Menyebabkan tegangan induksi pada obyek sekitar karena menamcarkan medan listrik dan medan magnet yang dapat merusak perangkat elektronik baik diluar maupun didalam gedung; dan
*  Kematian atau cedera manusia atau makhluk hidup secara mengerikan.

Akibat yang ditimbulkan Petir
Akibat elektrikal : terjadinya arus listrik berkekuatan tinggi dapat mencapai ribuan ampere
Akibat Thermal : terjadinya panas sehingga dapat membakar benda2 yang terkena petir. (pohon hangus)
Akibat Mekanikal : Terjadinya pergeseran atau pergerakan benda-benda yang dilalui arus listrik akibat getaran., ledakan atau pemuaian.

Daerah Sambaran Petir
1. Daerah yang basah dan berair (airadalah penghantar listrik yang baik)
2. Daerah yang terbuka
3. Pohon yang tinggi
4. Bangunan tingi maupun rendah
5. Tiang listrik (teg tinggi, menengah atau rendah)
6. Gardu2 distribusi listrik

Sistem Penangkal Petir

 1. Sistem Franklin (sistem Konvensional)

Penangkal petir Sistem Franklin

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.

2. Sistem Faraday (sangkar faraday) atau Strapping

Penangkal Petir Sistem Faraday / 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 penangkal petir.

3.  Sistem Radio Aktif

Batang Finial Sistem Penangkal Petir Radioaktif

Sistem ini cocok untuk bangunan tinggi. Satu bangunan cukup menggunakan sebuah penangkal petir.
Alatnya disebut Preventor, yang bekerja berdasarkan reaksi netralisasi ion dengan menggunakan bahan radio aktif. Keseluruhan kebocoran pada alat ini dapat mengakibatkan radiasi. Oleh karena itu, alat ini dilarang.

Sebagai gantinya ada system penangkal petir model Energi Froide (electrostatic Field) atau yang terkenal dengan EF.

EF Lightning Protection System

merupakan system penangkal petir modern. Ada 3 prinsip yang sangat penting dimiliki oleh EF :
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
Menciptakan electron bebas awal yang besar sebagai streamer emission pada bagian puncak dari system terminal
Penggabungan EF Terminal dengan EF Carier yang memiliki isolasi tegangan tinggi memberikan jaminan keamanan terhadap obyek yang dilindungi.
Sistem penangkal petir ini terbagi dalam 2 yaitun EF Terminal yang diletakkan dipuncak bangunan sebagai penangkal petir dan EF Carier (kabel Penghantar ) yang masuk kedalam tanah.

EF LIGHTNING TERMINAL

EF Carier (kabel Penghantar )

EF Lightning Stroke Counter

Identifikasi Bahaya dan Analisa Resiko

Terhadap Manusia
Apabila aliran listrik akibat sambaran petir mengalir melalui tubuh manusia maka organ-organ tubuh yang dilalui oleh aliran tersebut akan mengalami kejutan (shock). Arus tersebut dapat menyebabkan berhentinya kerja jantung. Selain itu efek rangsangan dan panas akibat arus petir pada organ-organ tubuh dapat juga melumpuhkan jaringan-jaringan / otot-otot bahkan bila energinya besar dapat menghanguskan tubuh manusia.

Perlu diketahui yang menyebabkan kematian bukan saja karena sambaran langsung tapi juga sambaran tidak langsung, karena di sekitar titik / tempat yang terkena sambaran akan terdapat muatan listrik dengan kerapatan muatan yang besar dimana muatan itu akan menyebar di dalam tanah dengan arah radial. Penyebaran muatan ini akan menyebabkan adanya tegangan langkah pada manusia yang ada di sekitar titik sambaran, serta dapat membahayakan. Tegangan langkah merupakan tegangan yang timbul antara dua bagian tubuh manusia yang berada pada suatu gradien tegangan, sehingga antara kedua bagian tubuh tersebut timbul beda tegangan dan menyebabkan arus listrik mengalir di dalam tubuh

Terhadap bangunan

Penyebab dari kerusakan bangunan yang diakibatkan oleh sambaran petir terutama adalah karena besar dari arus petir dan kecuraman arus petir, yang mana besarnya dapat mencapai 200 kA. Kerusakan tersebut dapat berupa kerusakan thermis, seperti terbakar pada bagian yang tersambar, bisa juga berupa mekanis, seperti atap runtuh, bangunan retak dan lain-lain. Bahan bangunan yang paling parah bila terkena sambaran petir adalah yang bersifat kering, isolasi maupun semi-isolasi.



Prosedur Tentang Petir

• Bila terjadi badai dan kelihatan ada petir, hindari tempat-tempat seperti: tempat yang basah / perairan, tempat terbuka, berlindung di bawah pohon tinggi, bangunan tinggi tanpa penangkal petir, tempat yang dekat dengan pentanahan penangkal petir, trafo pada gardu listrik, dekat bahan peledak dan lain-lain.
• Bila mengoperasikan benda-benda yang tinggi, seperti pipa bor, sebaiknya direndahkan.
• Bila kita berdiri di daerah terbuka, usahakan menunduk serendah mungkin, dan Jangan Menjadi Objek Yang Paling Tinggi, Jangan Merebahkan atau menelentangkan badan / tiarap di tanah.

Instalasi Penangkal 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 Penangkal Petir :

• Penangkap petir adalah penghantar-penghantar di atas bangunan yang berupa elektroda logam yang dipasang tegak dan mendatar
• Penghantar Penyalur Utama adalah penghantar dari logam dengan luas penampang serta bahan tertentu yang berfungsi untuk menyalurkan arus petir ke tanah.
• Penghantar pembantu yaitu semua penghantar lainnya yang dimanfaatkan sebagai pembantu penyalur arus petir, misalnya pipa air hujan dari logam, konstruksi logam dari bagian bangunan.
• Penghantar Hubung yaitu penghantar dari logam yang menghubungkan masing-masing penangkap petir atau dengan bagian-bagian logam di dalam atau di dalam bangunan
• Terminal Hubung yaitu suatu dudukan dari logam yang berfungsi sebagai titik hubung bersama dari beberapa penghantar penyalur dan benda logam lain yang akan dibumikan.
• Sambungan Ukur yaitu sambungan listrik antara penghantar penyalur dengan pembumian dengan cara penyambungan yang dapat dilepas untuk pengukuran besar tahanan penghantar dan tahanan pembumian.
• Pembumian 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.