9 Nilai toleransi waktu muka dan waktu ekor gelombang untuk standar
Jepang adalah 0,5 – 2 μs dan 35 – 50 μs, standar Inggris 0,5 – 1,5 μs dan 40 – 60
μs, sedangkan untuk standar Amerika adalah 1,0 – 2,0 μs dan 30 – 50 μs seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3. Dari Gambar 2.3 dapat dilihat bahwa standar IEC
merupakan kompromi antara standar-standar tegangan impuls berbagai Negara
[2].
Gambar 2.3 Standar bentuk gelombang tegangan impuls petir
2.2 Mekanisme Sambaran Petir
Petir adalah mekanisme pelepasan muatan listrik di udara yang dapat terjadi di dalam awan, antar awan, awan dengan udara, dan antara awan dengan
tanah. Antara awan dan permukaan bumi dapat dianalogikan seperti kapasitor raksasa, dimana lempeng pertama adalah awan dan lempeng kedua adalah bumi.
Proses terjadinya muatan pada awan adalah akibat adanya pergerakan awan secara teratur dan terus menerus. Dan selama pergerakannya, awan akan terpolarisasi
sehingga muatan negatif akan berkumpul pada salah satu sisi, sedangkan muatan
10 positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Biasanya muatan negatif berada di bagian
bawah awan dan muatan positif berada di bagian atas. Muatan listrik pada awan ini mengakibatkan adanya beda potensial antara
awan dengan bumi, sehingga timbul medan listrik antara awan dengan bumi. Jika medan listrik lebih besar daripada kekuatan dielektrik udara yang mengantarai
bumi dengan awan, maka akan terjadi pelepasan muatan. Pelepasan pertama terjadi di udara yang berada di sekitar awan bermuatan.
Pelepasan ini disebut
pilot leader
. Di ujung
pilot leader
terjadi proses ionisasi sehingga terjadi pelepasan kedua yang disebut dengan
downward leader
. Di ujung
downward leader
terjadi lagi pelepasan muatan menuju ke bumi. Demikian seterusnya proses pelepasan berlangsung terus sehingga
downward leader
semakin mendekati bumi. Ujung dari
downward leader
semakin mendekati bumi disebut sebagai
leader
. Gambar mekanisme proses terjadinya petir dapat dilihat pada Gambar 2.13 berikut ini:
11
Gambar 2.4 Tahapan Sambaran Petir ke Tanah [3]
Ketika leader mendekati bumi terjadi medan listrik yang sangat tinggi antara ujung leader dengan bumi, sehingga terjadi penumpukan muatan di ujung
suatu objek yang berada di permukaan bumi. Dengan demikian muatan yang berasal dari bumi bergerak menuju ujung leader.
Titik bertemunya kedua aliran yang berbeda muatan ini disebut
striking point
dapat dilihat pada Gambar 2.13c, sesaat setelah itu terjadi perpindahan muatan dari tanah ke awan melalui sambaran balik. Perpindahan muatan dari
awan ke tanah akan kembali memunculkan beda potensial yang tinggi antara pusat muatan di awan seperti pada Gambar 2.13d. Akibatnya, terjadi pelepasan
muatan susulan atau yang disebut pelepasan muatan berulang
multiple stroke.
2.3 Gangguan Petir Pada Saluran Transmisi
