II. 3. Penangkal Petir
Penangkal petir pertama kali dikenalkan oleh Benjamin Franklin. Penangkal petir tidak dapat menghindari terjadinya petir jadi istilah umum yang lebih cocok adalah
penyalur arus petir. Pada Bab II.1 telah dijelaskan mekanisme terjadinya sambaran petir. Saat
leader mendekati penangkal petir, muatan dari bumi merambat naik melalui sistem pentanahan penangkal petir kemudian ke kawat penghantar sampai ke batang penangkal
petir. Di ujung penangkal petir terjadi pelepasan pertama yang disebut upward streamer dimana muatan pada bumi mendekati leader. Karena leader semakin dekat dengan
batang penangkal petir yang menyalurkan muatan dari bumi maka terjadilah pelepasan muatan dari leader ke pengangkal petir. Dengan demikian sambaran petir tidak
mengenai bangunan tetapi penangkal petirlah yang disambar. Ada 3 bagian utama sistem penangkal petir yaitu:
a. Batang penangkal petir finial atau splitzer. b. Kawat pembumian penangkal petir down conductor.
c. Pembumian grounding. ad. a. Batang Penangkal Petir
Bagian ini berada di bagian luar gedung. Batang penangkal petir ditempatkan di atas atap bangunan. Ujung dari batang tersebut dibuat runcing untuk
Universitas Sumatera Utara
mengkonsentrasikan muatan pada ujung batang penangkal petir. Umumnya bagian ini terbuat dari batang baja yang ujungnya runcing namun ada juga terbuat dari bahan
radioaktif early streamer yang bertujuan untuk mempercepat pelepasan muatan oleh bahan radioaktif tersebut.
Kehandalan penangkal petir untuk melindungi suatu objek harus mempertimbangkan zona proteksi dari penangkal petir di bangunan tersebut. Zona
proteksi adalah daerah di sekitar penangkal petir yang dapat di lindungi oleh penangkal petir terhadap sambaran petir. Zona proteksi tergantung kepada besarnya sudut proteksi
batang penangkal petir. Penelitian mengenai sudut proteksi dimulai pada tahun 1777. Kebanyakan
tulisan menggunakan sudut proteksi pada sudut 30 - 45
Gambar 2.3. Namun sesungguhnya tidak ada suatu kebenaran yang pasti mengenai sudut proteksi untuk
batang penangkal petir yang vertikal R.H Golde.
30-45
Gambar 2.3 Sudut Proteksi Beberapa peneliti telah menentukan sudut proteksi yang berbeda beda seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Universitas Sumatera Utara
B D
F H
I G
E C
J L
O A
P M
K 100
100 100
75 50
25
x
Keterangan : Sudut yang dibentuk BAC oleh DeFonville 1892 Sudut yang dibentuk DAE oleh komisi di Paris 1875 Sudut yang dibentuk LFGM oleh Chapman 1875 Sudut yang dibentuk FAG oleh Adam 1881.Sudut yang dibentuk HAI oleh Mel
sen Sumber R. H. Golde
Gambar 2.4 Sudut Proteksi oleh Para Peneliti Ad. b. Kawat Pembumian Penangkal Petir down conductor
Batang penangkal petir finial harus dihubungkan ke tanah melalui kawat pembumian penangkal petir. Jadi fungsi utama dari kawat pembumian penangkal petir
ini adalah untuk menyalurkan arus dari batang penangkal petir ke tanah Panjang kawat diusahakan sependek mungkin untuk menghindari tegangan
induksi di sepanjang kawat pembumian. Jika bangunan cukup luas maka kawat pembumian dipasang di dalam bangunan tersebut agar panjang dari kawat pembumian
sependek mungkin. Pemasangan kawat pembumian ini tidak boleh terlalu dekat dengan jendela atau
pintu. Jarak minimal antara kawat pembumian dengan pintu atau jendela adalah 0,5 meter dan harus jauh dari tempat yang dapat membuat kawat pembumian terkena korosi.
Selain itu juga harus mudah dijangkau untuk proses inspeksi.
Universitas Sumatera Utara
Pada keadaan tertentu suatu bangunan dilindungi dengan konduktor yang ”dililit” pada bangunan tersebut Gambar 2.5. Cara ini biasa disebut dengan metode
sangkar burung. Konduktor ini dapat berfungsi sebagai penyalur arus petir dan penerima sambaran petir seperti halnya batang penangkal petir. Jadi konduktor ini dapat
melindungi hampir seluruh area bangunan.
Konduktor dililitkan pada
gedung Batang penangkal petir
Gambar 2.5 Metode Sangkar Burung
Kawat baja atau besi pilinan dapat digunakan sebagai material kawat pembumian.
Ad. c. Pentanahan grounding Tujuan dibuatnya pentanahan adalah untuk membuang arus petir ke tanah.
Besar tahanan pentanahan dipengaruhi oleh jenis tanah dan kedalaman elektroda pembumian ditanam. Semakin dalam elektroda pembumian ditanam maka tahanan
Universitas Sumatera Utara
pembumian semakin kecil. Tahanan jenis tanah sangat dipengaruhi oleh besarnya kedapan air di dalam tanah tersebut.
Tabel 2.3 di bawah menunjukkan beberapa tahanan jenis dari tanah dan air yang berbeda.
Tabel 2.3 Tahanan Jenis dari Tanah dan Air Jenis tanah atau perairan
Tahanan jenis m Air tanah atau sumur
10÷150 Danau atau sungai
100÷ 400 Air hujan
800÷1300 Tanah liat
25÷70 Tanah gambut
50÷250 Pasir
1000÷ 3000 Rawa
2÷2.7
Beberapa hal yang harus diperhatikan pada elektroda pembumian penangkal petir adalah:
a. Sifat kimiawi elektroda pembumian sendiri. Dimana hal ini dapat menurunkan tahanan pembumian elektroda.
b. Proses elektrolisis yang terjadi jika dua elektroda dibumikan dengan jenis yang berbeda.
Universitas Sumatera Utara
II. 4. Arus Petir