GROUNDING SYSTEM (SISTEM PENTANAHAN) 

Maksud sistem pentanahan adalah penghubung dari bagian-bagian peralatan listrik yang dalam keadaaan normal tidak dialiri arus.Tujuan sistem pentanahan adalah  membatasi tegangan pada bagian-bagian dari peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian-bagian tersebut dengan tanah, sehingga tercapailah suatu nilai aman untuk semua kondisi operasi.Sistem pentanahan berguna untuk memperoleh tegangan yang merata serta untuk memperoleh jalan balik arus hubungan singkat ke tanah yang memiliki resistensi rendah.Materi pendukung sistem pentanahan :1. Konduktor pentanahan ( BC50)2. Batang elektroda3. Komponen-komponen lainnya seperti Clamp, Jointing dll4. Bak Kontrol.Sejak dahulu petir telah banyak menimbulkan kerusakan yang merugikan manusia. Semakin banyaknya pemakaian alat elektronik dan peralatan tegangan rendah saat ini telah meningkatkan jumlah statistik kerusakan yang timbul akibat sambaran petir, baik langsung maupun tidak langsung.Sambaran petir pada tempat yang jauh sekalipun sudah mampu merusak sistem elektronika dan peralatannya, misalnya instalasi jaringan komputer, perangkat telekomunikasi seperti PABX dan modem, sistem kontrol, alat-alat pemancar dan instrumen, serta peralatan elektronik sensitif lainnya.Untuk mengatasi masalah ini, perlindungan yang sesuai harus diberikan dan dipasang pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir langsung maupun induksinya.Selain kasus sambaran petir yang merupakan suatu fenomena alam, banyak pula terjadi kerusakan pada peralatan elektronik dan peralatan tegangan rendah lainnya yang disebabkan oleh kegagalan trafo distribusi PLN, di mana tegangan yang diterima melebihi batas tegangan yang seharusnya dialirkan.Semakin banyak dan semakin canggihnya peralatan listrik/elektronik yang digunakan menyebabkan semakin rumitnya sistem proteksi yang diperlukan. Untuk itulah dibutuhkan penanganan yang serius dalam hal perencanaan instalasi kelistrikan, sistem pentanahan dan sistem proteksi guna meminimalisasi kemungkinan-kemungkinan gangguan dan kerusakan seperti telah disebutkan di atas.Adapun harus disadari bahwa segala biaya yang berkaitan dengan instalasi kelistrikan, sistem pentanahan dan sistem proteksi yang mampu memberikan solusi perlindungan menyeluruh, bernilai relatif kecil jika dibandingkan dengan nilai investasi peralatan elektronik, bangunan, ketersediaan layanan, dan terutama keselamatan manusia. 

I. PendahuluanGroundSys adalah sebuah kegiatan usaha yang mengkhususkan diri pada jasa perencanaan instalasi kelistrikan, sistem pentanahan dan sistem proteksi, yang bertujuan untuk memberikan solusi menyeluruh berupa perlindungan peralatan elektronik, bangunan, ketersediaan layanan, dan keselamatan manusia terhadap kemungkinan bahaya kejut listrik serta kerusakan akibat petir/tegangan berlebih.Kata kunci dari semua kegiatan kami adalah Grounding System (Sistem Pentanahan), yang kemudian kami jadikan nama untuk wadah kegiatan kami, dan disingkat menjadi GroundSys.Maksud dari sistem pentanahan peralatan adalah penghubungan bagian-bagian peralatan listrik yang pada keadaan normal tidak dialiri arus.Tujuan sistem pentanahan adalah untuk membatasi tegangan pada bagian-bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian-bagian tersebut dengan tanah, hingga tercapai suatu nilai yang aman untuk semua kondisi operasi, baik kondisi normal maupun saat terjadi gangguan.

Pada saat terjadi gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke tanah akan menimbulkan perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang disebabkan karena adanya tahanan tanah.Sistem pentanahan berguna untuk memperoleh tegangan potensial yang merata dalam suatu bagian struktur dan peralatan, serta untuk memperoleh jalan balik arus hubung-singkat/arus gangguan ke tanah yang memiliki resistansi rendah. Sebab apabila arus gangguan dipaksakan mengalir ke tanah dengan tahanan yang tinggi, maka hal tersebut akan menimbulkan perbedaan tegangan yang besar sehingga dapat membahayakan.

I. 1. Dasar PemikiranPerkembangan piranti elektronik dewasa ini bergerak sangat pesat menuju era digital, di mana komponen-komponennya sangat sensitif terhadap kondisi listrik, sehingga mutlak diperlukan sumber daya listrik yang benar-benar baik.Pada umumnya, gangguan listrik bukan hanya berupa padamnya aliran listrik saja, melainkan juga gangguan listrik lainnya yang sering mengakibatkan transformer terbakar, kehilangan data, hubungan singkat, mempercepat keausan piranti akibat panas yang berlebih, dan lain-lain.Untuk mengatasi permasalahan tersebut di atas, instalasi kelistrikan harus dilakukan dengan benar dan sesuai dengan kaidah-kaidah dari persyaratan umum instalasi listrik yang dikeluarkan oleh badan yang berwenang dan mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI).Sistem proteksi kelistrikan seharusnya merupakan standar baku yang selalu diterapkan pada setiap instalasi kelistrikan, sedangkan sistem proteksi terhadap petir yang meliputi proteksi petir eksternal dan internal diterapkan berdasarkan kebutuhan tingkat perlindungan yang diperlukan.Petir merupakan gejala alam yang kejadiannya tidak dapat dihindari, namun manusia diberi kemampuan untuk memperkecil dampak bahaya yang ditimbulkan. Kemajuan teknologi arestor tegangan dan arestor arus telah memungkinkan diterapkannya konsep penyamaan potensial, dan dengan penerapan sistem proteksi petir internal yang benar, terjadinya kerusakan instalasi canggih di dalam bangunan dapat dihindari.

I. 2. Maksud dan TujuanKami di GroundSys menerjemahkan kebutuhan klien dan memberi nilai lebih dari segi keamanan, berupa perlindungan menyeluruh untuk investasi peralatan elektronik, bangunan, ketersediaan layanan, dan keselamatan manusia, yang semuanya tercakup dalam standar instalasi GroundSys sebagai berikut :

1. Instalasi GroundSys bertujuan untuk mencegah kerusakan/kerugian yang ditimbulkan akibat tegangan dan/atau arus berlebih yang terjadi pada kasus sambaran petir, kegagalan trafo distribusi PLN, atau kontak langsung secara tidak sengaja dengan kabel yang memiliki tegangan yang lebih tinggi, dengan penerapan sistem proteksi dan sistem pentanahan yang tepat dan terencana.

2. Instalasi GroundSys bertujuan untuk mengoptimalkan sistem kelistrikan agar tidak terjadi gangguan yang dapat mempengaruhi kualitas tegangan secara keseluruhan, dan menjamin berfungsinya instalasi listrik dengan baik sesuai dengan maksud kegunaannya.

3. Instalasi GroundSys bertujuan untuk memberikan jaminan keselamatan dari bahaya kejut listrik, baik perlindungan dari sentuh langsung maupun tak langsung, serta perlindungan terhadap suhu berlebih yang dapat mengakibatkan kebakaran, luka bakar ataupun efek cedera lainnya.

Perencanaan sistem pentanahan membutuhkan pengukuran karakteristik nilai resistansi tanah yang berbeda-beda dari satu daerah lokasi ke daerah lokasi lainnya. Dari hasil pengukuran tersebut diperoleh suatu data yang dijadikan acuan dasar dari keseluruhan perencanaan, guna menentukan target pencapaian nilai yang aman untuk semua kondisi operasi, baik kondisi normal maupun saat terjadi gangguan, yang selanjutnya diterapkan untuk segala jenis sistem instalasi, baik kelistrikan, maupun sistem proteksi.II. Permasalahan dan Akibat serta Penanggulangannya

Beberapa permasalahan dan akibat dari adanya gangguan listrik untuk peralatan elektronik adalah sebagai berikut :

1. Blackouts : Total hilangnya listrik AC untuk 1 cycle atau lebih lama, biasanya hilang lebih dari 20 milidetik. Mengakibatkan kerusakan pada perangkat keras dan lunak, dan kemungkinan kehilangan data.

2. Fluctuations : Tegangan naik lebih dari 220V atau tegangan turun dari 220V. Mengakibatkan kerusakan pada rangkaian catu daya yang sangat kritis terhadap input tegangan.

3. Line Noise : Gangguan noise pada jaringan listrik. Mengakibatkan kerusakan pada logic circuit, data file, juga merusak ketepatan hasil cetak dan ketepatan pengukuran suatu proses.

4. Sags : Penurunan tegangan listrik lebih dari separuh nominal tegangan selama beberapa detik. Mengakibatkan gangguan kerja catu daya karena input tegangan tidak mencapai ambang batas minimal yang dibutuhkan.

5. Surges : Biasanya disebabkan oleh perubahan beban yang cukup besar pada jaringan listrik. Mengakibatkan keausan komponen listrik , yang akan berdampak pada kerusakan peralatan.

6. Spike/Lightning : Tegangan kejut yang tinggi, biasanya disebabkan induksi dari sumber listrik/tegangan yang sangat tinggi > 200KV, seperti petir misalnya. Mengakibatkan keausan komponen elektronik, kerusakan peralatan dan kesalahan penulisan data.

II. 1. Penanggulangan dengan Sistem ProteksiPenanggulangan dengan sistem proteksi terbagi menjadi 2 bagian, yaitu sistem proteksi kelistrikan dan sistem proteksi petir, yang kesemuanya terkait dengan pengadaan sistem pentanahan yang menjadi dasar prosedur dari semua usaha untuk menanggulangi gangguan yang mungkin terjadi.Sistem proteksi kelistrikan dilakukan dengan memasang alat proteksi yang bertujuan untuk membatasi tegangan berlebih pada bangunan yang tidak memiliki instalasi sistem proteksi petir eksternal, dan diterapkan berdasar butir I.2 tentang maksud dan tujuan yang menjadi standar instalasi GroundSys.Pada beberapa kasus, dibutuhkan pengadaan instalasi proteksi sambaran petir, yang meliputi proteksi eksternal dan proteksi internal terhadap petir.Hal-hal yang berkaitan dengan biaya investasi sistem proteksi ditentukan oleh tingkat perlindungan yang diperlukan. Sedangkan tingkat perlindungan yang diperlukan ditentukan oleh jenis, tipe dan fungsi bangunan, peralatan yang akan dilindungi, serta resiko yang timbul jika terjadi kegagalan perlindungannya.

Tahanan Pentanahan

Sabtu, 4 Oktober 2008 pada 10:31 (IPTEK) Tags: bentonite, elektroda, galvanic, garam, musim, service, tanah, temperatur 

Sambungan ke tanah diperlukan untuk melindungi peralatan – peralatan komunikasi dan personal terhadap bahaya petir atau kesalahan pada power sistem dan juga dapat berfungsi sebagai service pada suatu sistem.

Untuk merencanakan suatu  sistem pentanahan  ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan, antara  lain Tahanan Jenis  Tanah,  Struktur  tanah,  keadaan  lingkungan,  biaya,  ukuran dan bentuk sistemnya.

Biasanya tahanan pentanahan yang lebih rendah sangat efektif, tetapi biaya menjadi besar. Untuk itu perlu dipertimbangkan efek  fungsi  dan ekonomisnya.  Oleh karena  itu perlu kiranya bagi  kita untuk dapat merencanakan dan membuat sistem pentanahan yang sesuai dengan keperluannya.

SYARAT – SYARAT SISTEM PENTANAHAN YANG EFEKTIF

1. Tahanan   pentanahan   harus   memenuhi   syarat   yang   di   inginkan   untuk   suatu   keperluan pemakaian

2. Elektroda yang ditanam dalam tanah harus : o Bahan Konduktor yang baiko Tahan Korosio Cukup Kuat

3. Jangan sebagai sumber arus galvanis4. Elektroda harus mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya.5. Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.6. Biaya pemasangan serendah mungkin.

FAKTOR-FAKTOR YANG MENENTUKAN TAHANAN PENTANAHAN

Tahanan pentanahan suatu elektroda tergantung pada tiga faktor :

1. Tahanan  elektroda   itu   sendiri   dan  penghantar   yang  menghubungkan  ke  peralatan   yang ditanahkan.

2. Tahan kontak antara elektroda dengan tanah.3. Tahanan dari massa tanah sekeliling elektroda.

Namun demikian pada prakteknya tahanan elektroda dapat diabaikan, akan tetapi tahanan kawat penghantar  yang menghubungkan keperalatan akan mempunyai   impedansi  yang tinggi   terhadap impuls frekuensi tinggi seperti misal pada saat terjadi  lightningdischarge.  Untuk menghindarinya, sambungan ini di usahakan dibuat sependek mungkin.

Dari ketiga faktor tersebut diatas yang dominan pengaruhnya adalah tahanan sekeliling elektroda atau dengan kata lain tahanan jenis tanah (ρ).

TAHANAN JENIS TANAH (ρ)

Dari   rumus   untuk   menentukan   tahanan   tanah   dari   statu   elektroda   yang   hemispherical  R = ρ/2πr terlihat  bahwa tahanan pentanahan berbanding   lurus  dengan  besarnya  ρ.  Untuk  berbagai tempat harga ρ ini tidak sama dan tergantung pada beberapa faktor :

1. sifat geologi tanah2. Komposisi zat kimia dalam tanah3. Kandungan air tanah4. Temperatur tanah5. Selain itu faktor perubahan musim juga mempengaruhinya.

Sifat Geologi Tanah

Ini merupakan faktor utama yang menentukan tahanan jenis tanah. Bahan dasar dari pada tanah relatif bersifat bukan penghantar. Tanah liat umumnya mempunyai tahanan jenis terendah, sedang batu-batuan dan quartz bersifat sebagai insulator.

Tabel dibawah ini menunjukkan harga-harga ( ρ ) dari berbagai jenis tanah.

Tabel. 1

No.JENIS TANAH

TAHANAN JENIS TANAH( ohm.meter )

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Tanah   yang   mengandung   air garam

Rawa

Tanah liat

Pasir Basah

Batu-batu kerikil basah

Pasir dan batu krikil kering

Batu

5 – 6

30

100

200

500

1000

3000

KOMPOSISI ZAT – ZAT KIMIA DALAM TANAH

Kandungan zat  –  zat  kimia dalam tanah terutama sejumlah zat  organik  maupun anorganik  yang dapat larut perlu untuk diperhatikan pula.

Didaerah yang mempunyai tingkat curah hujan tinggi biasanya mempunyai tahanan jenis tanah yang tinggi disebabkan garam yang terkandung pada lapisan atas larut. Pada daerah yang demikian ini untuk memperoleh pentanahan yang efektif yaitu dengan menanam elektroda pada kedalaman yang lebih dalam dimana larutan garam masih terdapat.

KANDUNGAN AIR TANAH

Kandungan air tanah sangat berpengaruh terhadap perubahan tahanan jenis tanah ( ρ ) terutama kandungan air tanah sampai dengan 20%.

Dalam salah satu test laboratorium untuk tanah merah penurunan kandungan air tanah dari 20% ke 10% menyebabkan tahanan jenis tanah naik samapai 30 kali.Kenaikan kandungan air tanah diatas 20% pengaruhnya sedikit sekali.

TEMPERATUR TANAH

Temperatur bumi pada kedalaman 5 feet (= 1,5 m) biasanya stabil terhadap perubahan temperatur permukaan.

Bagi Indonesia daerah tropic perbedaan temperatur selama setahun tidak banyak, sehingga faktor temperatur boleh dikata tidak ada pengaruhnya.

ELEKTRODA PENTANAHAN

Jenis Elektroda pentanahan

Pada dasarnya ada 3 (tiga) jenis elektroda yang digunakan pada sistem pentanahan yaitu :

1. Elektroda Batang2. Elektroda Pelat3. Elektroda Pita

Elektroda – elektroda ini dapat digunakan secara tunggal maupun multiple dan juga secara gabungan dari ketiga jenis dalam suatu sistem.

ELEKTRODA BATANG

Elektroda   batang   terbuat   dari   batang   atau   pipa   logam   yang   di tanam   vertikal   di   dalam   tanah.Biasanya dibuat dari bahan tembaga, stainless steel atau galvanised steel. Perlu diperhatikan pula dalam   pemilihan   bahan   agar   terhindar   dari   galvanic   couple   yang   dapat   menyebabkan   korosi.Ukuran   Elektroda   :diameter 5/8 ”   - 3/4 ”Panjang   4   feet   –   8   feetElektroda   batang   ini   mampu   menyalurkan   arus   discharge   petir   maupun   untuk   pemakaian pentanahan yang lain.

ELEKTRODA PELAT

Bentuk   elektroda   pelat   biasanya   empat   perseguí   atau   empat   persegi panjang   yang   tebuat   dari   tembaga,   timah   atau   pelat   baja   yang   ditanam   didalam   tanah.   Cara penanaman   biasanya   secara   vertical,   sebab   dengan  menanam   secara   horizontal   hasilnya   tidak berbeda jauh dengan vertical. Penanaman secara vertical adalah lebih praktis dan ekonomis.

ELEKTRODA PITA

Elektroda   pita   jenis   ini   terbuat   dari   bahan   metal berbentuk pita atau juga kawat BCC yang di tanam di dalam tanah secara horizontal sedalam ± 2 feet. Elektroda pita ini bisa dipasang pada struktur tanah yang mempunyai tahanan jenis rendah pada   permukaan   dan   pada   daerah   yang   tidak   mengalami   kekeringan.Hal ini cocok untuk daerah – daerah pegunungan dimana harga tahanan jenis tanah makin tinggi dengan kedalaman.

PENGKONDISIAN TANAH

Bagi daerah – daerah yang mempunyai struktur tanah dengan tahanan jenis tanah yang tinggi untuk memperoleh tahanan pentanahan yang diinginkan seringkali sukar diperoleh. Ada tiga cara untuk mengkondisikan tanah agar  pada  lokasi  elektroda ditanam tahanan  jenis   tanah menjadi   rendah, yaitu :

1. Dengan membuat   lubang penanaman elektroda yang  lebar  dan dimasukkan mengelilingi elektroda tersebut bahan – bahan seperti tanah liat atau cokas.

2. Mengelilingi   elektroda   pada   statu   jarak   tertentu   diberi   zat-zat   nimia   yang   mana   akan memperkecil   tahanan  jenis  tanah di  sekitarnya.  Zat-zat  nimia yang biasa di  pakai  adalah sodium chloride, calsium chloride, magnesium sulfat, dan coper sulfat.

3. Dengan   Bentonite.Bubuk bentonita bersifat mengabsorb air, karena itu dengan mencampur bubuk bentonite, garam dapur dan air maka campuran bentonite tersebut dapat menghasilkan tahanan jenis tanah   yang   rendah.   Dengan   menanamkan   campuran   bentonite   tersebut   disekeliling elektroda   maka   tahanan   pentanahandapat   diperkecil   1/10   –   1/15 kali.Komposisi campuran bentonite menurut perbandingan :Bentonite : garam dapur : air = 1 : 0,2 : 2

Grounding System  (Sistem Pentanahan) atau banyak orang menyebutnya sebagai penangkal petir, adalah suatu sistem yang fungsinya untuk menetralisir jalaran arus listrik akibat dari sambaran petir di tanah.

Lalu apa itu petir dan bagaimana proses terjadinya?

Petir

Petir adalah suatu fenomena alam yang pembentukannya berasal dari terpisahnya muatan di dalam awan comulunimbus yang terbentuk akibat adanya pergerakan udara ke atas akibat penguapan air laut dan adanya uadara yang lembab. Pada umumnya muatan negatif akan berkumpul di bagian bawah   dan   ini   akan   menyebabkan   terjadinya   induksi   muatan   positif   diatas   permukaan   tanah sehingga membentuk medan  listrik  antara awan dan tanah.  Jika  medan  listrik  cukup besar,  dan medan listrik di udara membesar, maka akan terjadi pelepasan muatan berupa petir atau menjadi sambaran petir yang bergerak dengan kecepatan tinggi disertai dengan efek merusak yang sangat dahsyat.

Indonesia   yang   terletak   di   daerah   katulistiwa   yang   panas   dan   lembab   dengan   iklim   tropisnya, berpotensi   terjadinya   hari   guruh   yang   sangat   tinggi   dibanding   dengan  daerah   lainnya.   Sebagai catatan hari guruh tertinggi pernah terjadi pada tahun 1988 yaitu di daerah Cibinong. Selain hari guruh yang sangat tinggi yang perlu diperhatikan bahwa kerapatan sambaran petir di Indonesia juga sangat besar, jadi daerah-daerah di Indonesia ini pada umumnya rawan terhadap sambaran petir.

Bahaya Sambaran Petir

Kerusakan harta benda dan kematian manusia yang disebabkan oleh sambaran petir di negara kita relative tinggi, mulai dari meninggalnya patani yang sedang menggarap sawah sampai terhentinya produksi sebuah kilang minyak disebabkan oleh sambaran petir, baik langsung maupun tak langsung yaitu melalui radiasi, konduksi, atau induksi gelombang elektro magnetik.

Seiring dengan kemajuan teknologi yang berkembang semakin besar pula tingkat kerusakan yang diakibatkan oleh sambaran petir. Dengan demikian ancaman sambaran petir pada semua perlatan baik  peralatan  canggih  maupun  konvensional  perlu  diantisipasi  dengan   jalan  membangun   suatu sistem instalasi yang diharapkan dapat melindungi paralatan-peralatan tersebut dari sambaran petir.

Prinsip Proteksi Petir

Memperhatikan bahaya yang diakibatkan oleh sambaran petir,  maka sistem proteksi  petir harus mampu melindungi gedung maupun peralatan-peralatan dari bahaya sambaran langsung (external protection)   dan   sambaran   tidak   langsung  (internal protection),   serta   membuat   suatu   sistem pentanahan (grounding system) yang memadai dan terintegrasi (bonding) dengan baik.

Proteksi Petir Eksternal (External Protection)

<!–[if !vml]–><!–[endif]–>Bagian Penangkap Petir / finial, bagian ini dapat berupa finial batang tegak, finial  mendatar  dan finial-finial   lain  dengan memanfaatkan benda  logam yang terpasang  di  atas bangunan, seperti atap yang terbuat dari logam, menara logam, dan lain-lain. Tingkat perlindungan yang   diinginkan   akan   menentukan   susunan   dan   jumlah   finial,   dimensi   dan   jenis   bahan   yang digunakan

Finial batang tegak biasa digunakan untuk bangunan atap runcing, menara telekomunikasi, dan lain-lain.

Satu   hal   perlu   dipertimbangkan   untuk   bangunan   tinggi   seperti   menara   telekomunikasi   adalah adanya   kemungkinan   kejadian   sambaran   samping,   yang   berarti   diantisipasi   bahwa   petir   dapat menyambar   dari   samping.Antena yang disambar petir akan dialiri arus petir, dan arus petir yang mengalir dapat diperkirakan besarnya berdasarkan sudut lindung finial terpasang, yang dengan demikian dapat pula diperkiran resiko yang ditimbulkan.

Finial mendatar biasanya digunakan pada bangunan atap datar dengan menggunakan penghantar yang   dipasang  mendatar,   dengan  menggunakan   atap   bangunan   atau   atap   tangki   suatu   kilang minyak. Konsepsi yang diterapkan adalah konsepsi Sangkar Faraday.

Penangkal Petir Internal

Implementasi Konsepsi penangkal petir internal pada dasarnya adalah upaya menghindari terjadinya beda potensial pada semua titik pada instalasi atau peralatan yang diproteksi di dalam bangunan.

<!–[if   !vml]–><!–[endif]–>   <!–[if   !vml]–><!–[endif]–>Langkah-langkah   yang   dapat   dilakukan   ialah mengintegrasikan sarana penyama potesial, pemasangan arestor tegangan dan arus, dan filtering. Biaya   yang   diperlukan   untuk   pengadaan   penangkal   petir   internal   adalah   sangat   besar   karena berbagai mekanisme dapat menyebabkan terjadinya beda potential di dalam peralatan/bangunan yang diproteksi  yang dapat  berupa propagasi   tegangan,   terlebih  melalui  saluran  telpon,  antene, supply daya listrik, dan berbagai induksi elektromagnetik.

Upaya   minimalisasi   biaya   dapat   dilakukan   dengan   langkah   pendefinisian   Zoning   Area   Proteksi terutama dengan upaya mengurangi  menjadi  sekecil  mungkin  semua arus  atau tegangan  impuls petir yang menjalar ke dalam bangunan dan instalasi.

Sistem Pentanahan

Sistem pentanahan berfungsi sebagai sarana mengalirnya arus petir yang menyebar ke segala arah di dalam   tanah.  Hal   yang  perlu   diperhatikan  dalam  perancangan   sistem  pentanahan  adalah  tidak timbulnya   bahaya   tegangan   yang   mengalir.   Kriteria   yang   dituju   dalam   pambuatan   sistem pentanahan   adalah   bukannya   rendahnya   harga  tahanan   tanah  akan   tetapi   dapat   dihindarinya bahaya seperti tersebut didepan.

Selain itu baik-buruknya sistem pentanahan sangat menentukan rancangan sistem penangkal petir internal, semakin tinggi harga tahanan pentanahan akan semakin tinggi pula tegangan yang terdapat pada penyama potensial  (Potensial Equalizing Bonding), sehingga upaya proteksi internalnya akan lebih berat.

Nah, dengan demikian kita bisa menilai betapa perlunya sistem pentanahan/grounding system untuk menghindari kerugian yang lebih besar dari bahaya sambaran petir. 

2.3 JENIS-JENIS PETIRJenis-jenis petir dapat digolongkan atas interaksi antara ion-ion yang bermuatan negatif dan positif yaitu sebagai berikut:o Awan dengan awanPetir antar awan terjadi antara dua buah awan atau lebih yang disebabkan karena interaksi ion-ion bermuatan negatif dengan ion-ion yang bermuatan positif.o Dalam awan itu sendiriHal ini bisa terjadi karena pada suatu awan dapat dibagi atas tiga ruang. Ruang pertama merupakan kumpulan ion-ion yang bermuatan listrik negatif. Ruang ini terdapat pada dasar atau bagian atas dari awan. Ruang kedua , merupakan ruangan yang diisi oleh ion-ion yang bermuatan listrik positif. Ruang ini bisa didasar atau bagian atas dari awan. Sedangkan ruang ketiga merupakan ruangan antara ruang ion-ion yang bermuatan listrik negatif dan ion-ion yang bermuatan listrik positif. Pada ruang ini terjadi tubrukan antara listrik yang berbeda muatan sehingga terjadi percikan api (petir).Sering kali percikan api yang terjadi di dalam suatu awan tidak terlihat oleh mata telanjang. Hal ini karena percikan api yang terjadi antara ion yang berbeda muatan terlalu kecil (hanya secercah cahaya).

o Awan dengan tanah (bumi)Petir yang terjadi antara awan dengan bumi merupakan petir yang bisa diamati langsung dengan mata telanjang dan merupakan jenis petir yang sering menyebabkan kerusakan baik pada manusia maupun peralatan elektronik. Prinsip atau proses terjadinya petir ini hampir sama dengan jenis petir lainnya, yaitu berupa interaksi antara ion-ion yang bermuatan listrik yang berbeda.Pada jenis petir ini, ion-ion yang bermuatan listrik positif berasal dari bumi dan ion yang bermuatan listrik negatif berasal dari awan, atau sebaliknya. Kebanyakan sambaran petir awan-bumi membawa energi negatif ke permukaan tanah, namun ada pula diantaranya yang membawa energi positif. Sambaran energi positif lebih jarang terjadi dan itupun hanya di kawasan yang lebih tinggi dari awan petirnya. Banyak meteorologis meyakini bahwa sambaran energi positif ini menandakan adanya badai yang kadang mirip tornado.2.4 Akibat Atau Bahaya Yang Ditimbulkan Oleh PetirMenurut Ketua Progam Studi Meteorologi Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung, Dr. Bayong Tjasyono, secara meteorologis, periode petir ini terjadi antara bulan desember hingga bulan februari, periode ini adalah periode konveksi untuk bumi selatan karena matahari berada di sebelah selatan. (angkasa No. 2 November 1999 tahun X).[5]Secara umum, kondisi meteorologis Indonesia memang sangat ideal bagi terciptanya petir karena letaknya berada di khatulistiwa yang panas dan lembab, sehingga cukup ideal sebagai daerah yang memiliki beberapa syarat untuk menimbulkan potensi terjadinya petir, seperti suhu udara naik, kelembapan maupun adanya partikel-partikel bebas.

Sebagai negara maritim, ketiga hal tersebut terpenuhi di Indonesia. Karena kondisi yang seperti itu pula maka aktivitas petir di Indonesia tergolong tinggi bahkan bisa dikategorikan tertinggi di dunia (100 – 200 hari pertahun.bahkan kerapatan petir petir di Indonesia juga sangat besar yaitu 12 km2 pertahun, artinya setiap luas area 1 km2 memiliki potensi menerima sambaran petir sebanyaj 12 kali tiap tahunnya sehingga Indonesia dikenal dengan sarang petir dunia .Karena kondisi inilah, petir seringkali menyebabkan kerugian dan kerusakan baik kematian pada nyawa manusia ataupun kerugian materi (kebakaran akibat petir, kerusakan alat-alat elektronik dan lain-lain).Untuk menanggulangi kerusakan yang diakibatkan oleh fenomena alam yang sangat menakjubkan ini maka diperlukan sebuah alat yang bisa mengurangi, menangkal atau menghilangkan sama sekali efek atau akibat dari petir. Alat tersebut dikenal dengan sistem proteksi petir.Penggunaan sistem proteksi disesuikan dengan kondisi geografis dan meteorologis serta jenis alat yang memungkinkan terkena sambaran petir tinggi. Urutan penggunaan sistem proteksi petir adalah sebagai berikut:1. Tempat atau daerah yang kemungkinan memiliki intensitas sambaran petir cukup rapat dan sering pertahunnya mendapat prioritas pertama untuk penanggulangannya.2. Sedangkan tempat-tempat yang relatif kurang bahaya petirnya mendapat prioritas ke dua dengan pemasangan protektor yang lebih sederhana.3. Lokasi yang mempunyai nilai bisnis tinggi (industri kimia, pemancar TV, Telkom, gedung perkantoran dengan sistem perkantoran dan industri strategis seperti : hankam, pelabuhan udara, dll.), memerlukan proteksi yang dilakukan seoptimal mungkin.4. Sedangkan lokasi dengan nilai bisnis rendah mungkin makin sederhana sistem protektor yang akan dipasang.Pada dasarnya pemakaian penangkal petir sudah dikenal sejak dulu untuk melindungi bangunan atau instalasi terhadap sambaran petir. Namun alat pelindung ini hanya dapat digunakan sebagai perlindungan gedung itu sendiri terhadap bahaya kebakaran atau kehancuran, sedangkan induksi tegangan lebih atau arus lebih yang diakibatkan masih belum terserap sepenuhnya oleh penangkal petir tadi. Induksi inilah yang bahayanya cukup besar terhadap peralatan elektronik yang cukup sensitif..Dengan berkembangnya teknologi eletronik yang sangat pesat hingga kini, maka pelepasan muatan petir dapat merusak jaringan listrik dan peralatan elektronik yang sangat sensitif. Sambaran petir pada tempat yang jauh sudah mampu merusak sistem elektronika dan peralatannya, seperti instalasi komputer, perangkat telekomunikasi seperti PABX, sistem kontrol, alat-alat pemancar dan instrument serta peralatan elektronik sensitif lainnya. Untuk mengatasi masalah ini maka perlindungan yang sesuai harus diberikan dan dipasang pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir langsung maupun induksinya.Jenis Kerusakan Yang Diakibatkan Petir· Kerusakan Akibat Sambaran LangsungKerusakan ini biasanya langsung mudah diketahui sebabnya, karena petir menyambar sebuah gedung dan sekaligus peralatan litrik/elektronik yang ada didalam ikut rusak.1. terhadap manusia. Apabila aliran listrik akibat sambaran petir mengalir melalui tubuh manusia maka organ-organ tubuh yang dilalui oelh aliran tersebut akan mengalami kejutan. Arus lisrik dapat menyebabkan berhentinya kerja jantung. Selain itu efek rangsangngan panas akibat arus petir pada organ tubuh dapat juga melumpuhkan jaringan-jaringan otot bahkan dapat menghanguskan tubuh manusia.2. terhadap bangunan. Apabila aliran listrik akibat sambaran petir mengalir melalui gedung, yang mana besarnya dapat mencapai 200 kA, maka kerusakan yang terjadi adalah kerusakan thermis dan mekani. Bahan bangunan yang paling parah apabila terkena sambaran petir adalah yang bersifat kering, isolasi maupun semi-isolasi.

· Kerusakan Akibat Sambaran Tidak Langsung

Kerusakan ini sulit diidentifikasi dengan jelas karena petir yang menyambar pada satu titik lokasi sehingga hantaran induksi melalui aliran listrik/kabel PLN, telekomunikasi, pipa pam dan peralatan besi lainnya dapat mencapai 1 km dari tempat petir tadi terjadi. Sehingga tanpa disadari dengan tiba-tiba peralatan komputer, pemancar TV, radio, PABX terbakar tanpa sebab yang jelas.Contoh : Petir menyambar tiang PLN lokasi A sehingga tegangan/arusnya mencapai dan merusak peralatan rumah sakit dan peralatan telekomunikasi di lokasi B karena jarak tiang PLN (A) ke rumah sakit dan peralatan telekomunikasi tersebut (B) adalah kurang atau sama dengan 1 km.

2.5 PARAMETER PETIRSetiap sambaran petir dapat diuraikan secara matematis kelistrikan. Hal tersebut diperlukan guna mengetahui sejauh mana akibat pada obyek sambaran yang ditimbulkan masing-masing parameter tersebut dan untuk menentukan mutu pengaman yang harus didesain. Berikut ini akan dijelaskan tentang jenis-jenis parameter petir