CARA KERJA PENANGKAL PETIR
CARA KERJA PENANGKAL PETIR
Petir adalah peristiwa alam yang sering terjadi di bumi, terjadinya seringkali mengikuti peristiwa hujan baik air atau 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.
PROSES TERJADINYA PETIR
Terdapat 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir :
Terdapat 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir :
1. Proses Ionisasi
2. Proses Gesekan antar awan
2. Proses Gesekan antar awan
a. Proses Ionisasi
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.
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.
b.Gesekan antar awan
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. proses ini bisa digambarkan secara sederhana pada sebuah penggaris plastic 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.
PERLINDUNGAN TERHADAP BAHAYA PETIR
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam, salah satunya adalah Sambaran Petir. dan metode yang pernah dikembangkan:
1. Penangkal Petir Kovensional / Faraday / Frangklin
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam, salah satunya adalah Sambaran Petir. dan metode yang pernah dikembangkan:
1. Penangkal Petir Kovensional / Faraday / Frangklin
Kedua ilmuan diatas Faraday dan Frangklin mengketengahkan system yang hampir sama , yakni system penyalur arus listrik yang menghubungkan antara bagian atas bangunan dan grounding . Sedangkan system perlindunga yang dihasilkan ujung penerima / Splitzer adalah sama pada rentang 30 ~ 45 ‘ . Perbedaannya adalah system yang dikembangkan oleh Faraday bahwa Kabel penghantar terletak pada sisi luar bangunan dengan pertimbangan bahwa kabel penghantar juga berfungsi sebagai penerima sambaran, Berupa sangkar elektris atau biasa disebut sangkar Faraday.
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 misl. 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.
3. Penangkal Petir Elektrostatic
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
Penangkal petir Flash Vectron merupakan penangkal petir modern yang berbasis kerja E.S.E (Early Streamer Emission) Sistem ESE bekerja secara aktif dengan cara mengumpulkan ion dan melepaskan ion dalam jumlah besar ke lapisan udara sebelum terjadinya sambaran petir. Pelepasan ion ke udara secara otomatis akan membuat jalur untuk menuntun petir agar selalu memilih ujung Terminal Petir Flash Vectron ini dari pada areal sekitarnya. Dengan sistem ini akan meningkatkan areal perlindungan yang lebih luas dari pada sistem penangkal petir konvensional.
Disaat ada awan mendung melintas di atas bangunan yang dilindungi antipetir/penangkal petir Flash Vectron. Elektroda terpasang di dalam peralatan akan mengumpulkan dan menyimpan energi dari awan yang bermuatan listrik di dalam kapasitor yang mampu diisi ulang, setelah cukup besar kemudian dikirim ke unit ION GENERATOR. Ketika banyak energi petir di atmosfer maka awan menginduksi unit ION GENERATOR. Informasi ini di olah dalam unit Ion Generator untuk di manfaatkan sebagai memicu pelepasan energi. Akibat dari pelepasan energi yang menghentak ini akan menghasilkan lidah api penuntun ke udara (Streamer Leader) melalui Batang Utama penangkal petir Flash Vectron, lidah api penuntun ini yang kemudian di sambut oleh petir
Proses 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, sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan 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).
Mekanisme terjadinya sambaran petir dibagi menjadi 2, yaitu :
1. Sambaran Perintis (Initial Leader)
Peralihan muatan ke tanah dimulai dengan sambaran yang menjalar ke dekat dasar daerah bermuatan negatip dengan sambaran yang menjalar kedekat dasar daerah bermuatan negatip dalam awan melalui beberapa tahapan. Tiap tahapan akan terlihat sebagai kilatan petir yang bertambah. hal ini disebabkan oleh udara yang terionisasi di ujung sambaran. sambaran perintis menuju ke tanah dengan kecepatan rata-rata 10^8 cm/detik melalui zig-zag. Sambaran ini membawa muatan negatip sepanjang lintasannya sehingga menciptakan medan magnet listrik dalam ruang antara ujung sambaran perintis dengan tanah.
2. Sambaran Balik (Return Stroke)
Pada saat sambaran perintis mencapai ketinggian tertentu dari permukaan bumi maka dimulailah sambaran bermuatan positip ke atas untuk menemui ujung sambaran perintis yang bermuatan negatip. Kilasan cahaya dari sambaran balik ini jauh lebih besar dari sambaran perintis. Sambaran balik menjalar melalui lintasan sambaran perintis yang terionisasi dengan kecepatan 3.10^9 cm/detik. Arus dari sambaran balik inilah yang menjadi arus utama petir yang berkisar 5 kA sampai 200 kA dengan nilai rata-rata arus puncak 20 kA.
Jika kita memperhatikan bahaya yang di akibatkan sambaran petir, maka sistem perlindungan petir harus mampu melindungi struktur bangunan atau fisik maupun melindungi peralatan dari sambaran langsung dengan di pasangnya penangkal petir eksternal (Eksternal Protection) dan sambaran tidak langsung dengan di pasangnya penangkal petir internal (Internal Protection) atau yang sering di sebur surge arrester serta pembuatan grounding system yang memadai sesuai standart yang telah di tentukan. sampai saat ini belum ada alat atau system proteksi petir yang dapat melindungi 100 % dari bahaya sambaran petir, namun usaha perlindungan mutlak dan wajib sangat di perlukan. Selama lebih dari 60 tahun pengembangan dan penelitian di laboratorium dan lapangan terus dilakukan, berdasarkan usaha tersebut suatu rancangan system proteksi petir secara terpadu telah di kembangan oleh Flash Vectron Lightning Protection ”SEVEN POINT PLAN”.
Tujuan dari “SEVEN POINT PLAN” adalah menyiapkan sebuah perlindungan efective dan dapat di andalkan terhadap serangan petir, “Seven Point Plan‘ tersebut meliputi :
1. Menangkap Petir
Dengan cara menyediakan system penerimaan (Air Terminal Unit) yang dapat dengan cepat menyambut sambaran arus petir, dalam hal ini mampu untuk lebih cepat dari sekelilingnya dan memproteksi secara tepat dengan memperhitungkan besaran petir. Terminal Petir Flash Vectron mampu memberikan solusi sebagai alat penerima sambaran petir karena desainnya dirancang untuk digunakan khusus di daerah tropis.
2. Menyalurkan Arus Petir
Sambaran petir yang telah mengenai terminal penangkal petir sebagai alat penerima sambaran akan membawa arus yang sangat tinggi, maka dari itu harus dengan cepat disalurkan ke bumi (grounding) melalui kabel penyalursesuai standart sehingga tidak terjadi loncatan listrik yang dapat membahayakan struktur bangunan atau membahayakan perangkat yang ada di dalam sebuah bangunan.
3. Menampung Petir
Dengan cara membuat grounding system dengan resistansi atau tahanan tanah kurang dari 5 Ohm. Hal ini agar arus petir dapat sepenuhnya diserap oleh tanah tanpa terjadinya step potensial. Bahkan dilapangan saat ini umumnya resistansi atau tahanan tanah untuk instalasi penangkal petir harus dibawah 3 Ohm.
4. Proteksi Grounding System
Selain memperhatikan resistansi atau tahanan tanah, material yang digunakan untuk pembuatan grounding juga harus diperhatikan, jangan sampai mudah korosi atau karat, terlebih lagi jika didaerah dengan dengan laut. Untuk menghindari terjadinya loncatan arus petir yang ditimbulakn adanya beda potensial tegangan maka setiap titik grounding harus dilindungi dengan cara integrasi atau bonding system.
5. Proteksi Petir Jalur Power Listrik
Proteksi terhadap jalur dari power muntak diperlukan untuk mencegah terjadinya induksi yang dapat merusah peralatan listrik dan elektronik.
6. Proteksi Petir Jalur PABX
Melindungi seluruh jaringan telepon dan signal termasuk pesawat faxsimile dan jaringan data.
7. Proteksi Petir Jalur Elektronik
Melindungi seluruh perangkat elektronik seperti CCTV, mesin dll dengan memasang surge arrester elektronik
