3. Penangkal Petir 1 Mekanisme Terjadinya Petir

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