BAB. IPENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Petir merupakan fenomena alam yang terjadi karena loncatan atau pelepasan muatan listrik akibat beda potensial antara awan dan bumi. Letak Indonesia pada daerah katulistiwa dengan iklim tropis dan kelembaban tinggi mengakibatkan terjadinya hari guruh yang sangat tinggi dan mempunyai kerapatan sambaran petir yang besar jika dibandingkan dengan Negara lain. Sambaran petir yang terjadi baik pengaruh anggin yang membawa uap air dengan kandungan partikel bebas. Semakin tinggi dari permukaan temperatur udara semakin dingin sehingga uap air dan partikel bebas berubah menjadi Kristal es. Di dalam awan, Kristal es bermuatan positif, Sedangkan titik-titik air bermuatan negative. Oleh karena itu efek yang ditimbulkan dari bahaya petir cenderung menghancurkan , maka tidak ada pilihan lain selain memasang alat penagkal petir.

Penangkal petir adalah sebuah batang logam atau konduktor yang dipasang di atas gedung dan pada perangkat listrik yang terhubung ke tanah melalui kawat, untuk melindungi bangunan pada saat terjadi petir. Sebuah batang logam, yang lebih tinggi dari gedung, dipasang di dinding bangunan. Salah satu ujung batang kawat ini berada di luar atap bangunan dan yang lainnya terkubur di dalam tanah. Jika petir menyambar bangunan itu, maka secara langsung petir akan menyambar pada kawat batang logam, kemudian petir akan melewati kawat menuju tanah, sehingga potensial listrik dari petir dapat di netralkan.

Penangkal petir adalah salah satu komponen di dalam sistem perlindungan dari petir. Selain itu, penangkal petir ditempatkan sesuai struktur pada bagian tertinggi dari bangunan. Sistem perlindungan dari petir biasanya mencakup hubungan antar konduktor logam pada atap, jalur konduktor logam dari atap ke tanah, koneksi ikatan objek logam dalam struktur dan jaringan landasan. Bagian atap penangkal petir terdiri dari strip logam atau batang, biasanya dari tembaga atau aluminium. Sistem perlindungan dari petir dipasang pada bangunan, pohon, monumen, jembatan atau kapal layar untuk melindungi dari bahaya petir. Penangkal petir  kadang-kadang disebut finial atau terminal udara. Penangkal petir pertama kali diciptakan oleh Benjamin Franklin di Amerika pada 1749 dan dikembangkan oleh Prokop divisi di Eropa pada 1754.

1

1.2 SEJARAH

Sebagai sebuah bangunan yang tinggi, petir menjadi lebih dari sebuah ancaman. Petir dapat merusak struktur yang terbuat dari bahan, seperti batu, kayu, beton dan baja yang dapat mengalirkan arus listrik yang tinggi dari petir sehingga dapat memanaskan bahan dan akan menyebabkan potensi kebakaran atau kerusakan berbahaya lainnya.

Beberapa konduktor petir paling kuno ditemukan di Sri Lanka di tempat-tempat seperti Kerajaan Anuradhapura yang ada pada ribuan tahun lalu. Raja-raja Sinhala, yang menguasai pembangunan stupa dan struktur bangunan canggih, memasang ujung logam yang terbuat dari perak atau tembaga pada titik tertinggi dari setiap bangunan untuk menangkap muatan petir. Di berbagai belahan dunia, monumen Buddha kuno telah hancur oleh sambaran petir, tapi tidak di Sri Lanka. Sebuah konduktor petir mungkin telah sengaja digunakan di Menara Miring Nevyansk, Rusia. Puncak dari menara-menara dimahkotai dengan batang logam dalam bentuk bola dengan paku di atasnya. Penangkal petir ini didasarkan melalui bangkai rebar, yang menembus seluruh bangunan. Menara Nevyansk dibangun antara tahun 1725 dan 1732, atas perintah industrialis Akinfiy Demidov. Menara Nevyansk dibangun 25 tahun sebelum percobaan Benjamin Franklin dan penjelasan ilmiah. Namun, maksud sebenarnya di balik atap logam dan baja tulangan tetap tidak diketahui.

Di Amerika Serikat, batang konduktor petir runcing, juga disebut "penarik petir" atau "Franklin rod," diciptakan oleh Benjamin Franklin pada 1749 sebagai bagian dari eksplorasi terobosan tentang listrik. Meski bukan yang pertama yang menunjukkan hubungan antara listrik dan petir, Franklin adalah orang pertama yang mengusulkan sistem yang bisa diterapkan untuk pengujian hipotesis. Franklin berspekulasi bahwa, dengan sebuah batang besi yang semakin tajam pada ujungnya, "Saya pikir api listrik akan ditarik diam-diam  keluar dari awan, sebelum ia datang cukup dekat untuk menyerang ...."

Pada abad ke-19, penangkal petir menjadi motif dekoratif. Penangkal petir yang dihiasi dengan bola kaca hias. Daya tarik hias dari bola-bola kaca telah digunakan pada baling-baling cuaca. Tujuan utama dari bola adalah untuk mengetahui adanya sambaran petir dengan hancurnya bola atau jatuhnya bola. Jika setelah badai bola ditemukan hilang atau rusak, pemilik properti harus mengecek bangunan, batang, dan landasan kawat dari kerusakan.

2

BAB. IIPEMBAHASAN

A. PROSES TERJADINYA 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).

Terdapat 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir :

1. Proses Ionisasi

Sambaran Petir merupakan peristiwa alam yaitu proses pelepasan muatan listrik (Electrical Discharge) yang terjadi di atmosfer, hal ini disebabkan berkumpulnya 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 ion tersebut akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi maka inilah yang disebut petir.

2. Gesekan Antar Awan

Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses pergerakan ini maka ke dua awan tersebut saling bergesekan satu dengan yang lainya, dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. 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.

3

B. INSTALASI  PENANGKAL PETIR

Pemasangan Penangkal petir untuk rumah adalah memberikan saluran elektris dari atas bangunan ke tanah dengan tujuan bila ada sambaran petir yang mengenai atas bangunan maka arus petir bisa mengalir ke ground dengan baik. Standard kabel yang di gunakan adalah minimal 50 mm’’ (SNI), untuk memilih kabel di bawah 50 mm’’ tidak di sarankan walau kenyataan di lapangan banyak di gunakan.

Ada beberapa metode yang di gunakan untuk melindungi bangunan dan lingkungan dari sambaran petir. Yaitu :

1. Metode Penagkal petir Konvensional/Sangkar Faraday/ Franklin2. Metode Penangkal Petir Radio Aktif3. Metode Penangkal Petir Elektrostatic

1) Penangkal Petir Konvensional / Faraday / Franklin

Faraday dan Franklin menjelaskan system yang hampir sama, yakni system penyalur arus listrik yang menghubungkan antara bagian atas bangunan dan grounding, sedangkan system perlindungan yang di hasilkan ujung penerima/splitzer adalah sama pada rentang 30 - 40 derajat. Perbedaannya adalah system yang di kembangkan Faraday bahwa kabel penghantar berada pada sisi luar bangunan dengan pertimbangan bahwa kabel penghantar juga berfungsi sebagai material penerima sambaran petir, yaitu berupa sangkar elektris atau biasa di sebut dengan sangkar faraday.

Ada beberapa pilihan sistem pengamanan atas sambaran petir adalah

a) Faraday Cage/Sangkar Faraday Sangkar Logam Pelindung Sambaran Petir adalah hasil penelitian ilmuwan

Ingris abad 18 bernama Michael Faraday. Penelitiannya bertujuan menghasilkan lingkungan yang terlindung dari semua fenomena elektromagnetis . Pada penelitian awal Michael faraday ingin membuktikan bahwa medan elektromagnetis bisa di tangkal laju pengaruhnya , pada perkembangan selanjutnya teori Faraday ini dimanfaatkan sebagai penangkal petir dengan mengambil teori Sangkar sebagai penghalang.

4

Penangkal Petir Sangkar Faraday adalah rangkaian jalur elektris dari bagian atas bangunan menuju tanah/groundingdengan beberapa jalur penurunan kabel, sehingga menghasilkan jalur konduktor berbentuk sangkar yang melindungi bangunan dari sambaran petir.

Pemanfaatan struktur logam sebuah bangunan bisa dimanfaatkan, misalnya : Rangka baja (H-Beam/I-WF) Pertulangan Beton Frame Alumunium

Pemanfaatan struktur logam tersebut bisa dilakukan dengan catatan harus mengarah ke bawah/tanah di hubungkan dengan unit grounding system.

Cara kerja Tirai Bambu / sangkar Faraday bisa dipahami dengan gambaran sederhana yakni kerja Tirai Bambu penghalang sinar matahari dimana energi panas akan bisa di serap di selubung tirai dan hanya sebagian kecil sinar yang bisa masuk itupun cuma sinar biasnya saja tanpa ada energi yang mempengaruhi , demikian juga dari sisi dalam sangkar bebas untuk melihat keluar tapi dari sisi luar tidak bisa melihat dalam sangkar .

Sistem kerja sangkar logam faraday dengan menangkap segala macam muatan elektromagnetis ataupun listrik yang mengenai ke Tirai logam kemudian menyalurkan secara merata di permukaan sangkar logam ini . Dan apabila sangkar perisai ini dihubungkan dengan Ground ( tanah ) maka muatan elektromagnetis akan tersalurkan seluruhnya di tanah / grounding.

5

Sistem proteksi instalasi penangkal petir konvensional ini lebih cocok diterapkan pada daerah yang bangunannya padat dan tidak dari bahan logam semua. Misalnya untuk daerah pemukiman penduduk yang padat dan jarak antar bagunan sangat rapat. Sistem instalasi penangkal petir konvensional ini terdiri dari sejumlah elemen, yang bekerja bersama-sama untuk mencegah bahaya petir.

b) Franklin Rod/Jalur Instalasi Tunggal

Penangkal Petir Franklin Rod adalah rangkaian jalur elektris dari atas bangunan menuju sisi bawah/tanah dengan jalurkabel tunggal, dengan cara memasang alat berupa batang tembaga dengan daerah perlindungan berupa kerucut imajiner dengan sudut puncak 112 derajat. Agar daerah perlindungan luar maka Franklin Rod di pasang pada bangunan teratas (tinggi 1 - 3 Meter). Makin jauh dari Franklin Rod maka perlindungan akan semakin lemah pada areal tersebut.

6

Dari kedua system instalasi penangkal petir konvensional tersebut tentunya sangat di pertimbangkan mengenai standart keamanan, kualitas instalasi, biaya dan estetika menjadi titik tolak utama bagi kita untuk memilih, memakai system pengamanan sambaran petir manakah yang sesuai untuk bangunan kita.

Berikut material yang di perlukan untuk instalasi penangkal petir konvensional :

Ujung Penerima Sambaran / Splitzer Dudukan / Pipa penyangga Kabel Penghantar Grounding System Assesories dan material bantu

Pada perencanaan sistem terminasi udara (Splitzer) pada instalasi penangkal petir konvensional ada 3 metode yang digunakan untuk menentukan penempatan terminasi udara sekaligus untuk mengetahui daerah proteksi. Metoda tersebut adalah :

7

1. Metoda Sudut Proteksi (Protective Angle Metode)

Metode sederhana dengan membuat daerah lindung sesuai dengan konduktor tegak, dimana daerah yang diproteksi berada didalam kerucut dengan sudut proteksi sesuai dengan tingkat proteksi pada tabel 2.2.

Dimana: 1. Ujung finial atas 2. Daerah terliindung adalah ruang didalam kerucut,3. Permukaan tanah referensi. Ht ; tinggi titik A diatas permukaan referensi,OC : radius proteksi, a: sudut proteksi sesuai dengan tingkat proteksiseperti pada tabel satandar. t

Tabel 2.2 Penempatan terminasi-udara sesuai dengan tingkatProteksi

Level proteksi

Rolling sperer (m)

Sudut lindung (a derajat) Lebar mesh (m)

20m

30m

45m

60m

I 20 25 * * * 5II 30 35 25 * * 10III 45 45 35 25 * 10IV 60 55 45 35 25 20

*hanya menggunakan rolling sphere dan mesh

Adapun besar sudut proteksi penangkap petir E.F LightningProtection System dinyatakan dalam tabel berikut:

Metode sudut proteksi tidak dugunakan untuk perlindungan struktur yang lebih tinggi dari radius bola bergulir, karena secara geometris akan ada bagian dari struktur yang tidak terlindungi terhadap ancaman bahaya sambaran petir.

8

2. Metoda Jala (Mesh Size Metode)

Metode jala juga dikenal dengan metode sangkar faraday. Pada metode ini finial batang tegak, konduktor atap, saling dihubungkan sehingga membentuk polygon tertutup (jala), dengan ukuran sesuai dengan tingkat proteksi (tabel 2.2). Daerah ruang proteksi adalah keseluruhan daerah yang ada terletak dibawah jala.

Jika sistem terminasi udara terdiri dari jala konduktor, paling sedikit diperlukan dua konduktor penyalur dengan nilai rata- rata jarak antar konduktor penyalur tidak lebih dari nilai yang tercantum dalam tabel berikut:

Tabel 2.4 Jarak rata- rata antar konduktor penyalur menurut levelProteksi

Level proteksi Jarak rata-rata konduktor penyalur (m)

I 10

II 15

III 20

IV 25

Metoda ini digunakan untuk keperluan perlindungan permukaan yang datar karena bisa melindungi sebuah permukaan bangunan. Daerah yang akan diproteksi adalah keseluruhan daerah yang ada didalam jala tersebut. Permukaan disamping pada struktur yang tingginya lebih dari radius bola bergulir, yang sesuai dengan tingkat proteksi yang dipilih harus dilengkapi sistem terminasi udara. Pada umumnya digunakan ketentuan bahwa ukuran jala (Mesh) adalah 5 sampai 20 meter. Penghantar terminasi udara harus dipasang khususnya pada tepi atap, garis bubungan atap atau pada menara di atap. Penghantar terminasi udara instalasi penangkal petirkonvensional harus menggunakan lintasan sependek mungkin dan langsung

9

menuju ke grounding sistem supaya induktansinya dapat sekecil mungkin. Tinggi setiap splitzer yang digunakan antara 2-3 meter.

Atap bangunan dengan lembaran logam yang dilapisi pelindung atau atap bangunan berupa lembaran logam dengan lapisan tipis isolasi untuk isolasi thermal harus diberi terminasi udara seperti jika atap tidak terbuat dari logam. Atap bangunan yang terbuat dari bahan yang mudah terbakar harus dilindungi dari pengaruh bahaya pemanasan yang disebabkan arus petir yang mengalir melalui penghantar terminasi udara.

Usaha yang dapat dilakukan untuk mengurangi pemanasan tersebut diantaranya :

Mengurangi temperatur konduktor dengan cara memperbesar luas penampangkonduktor

Menambah jarak antara konduktor dengan konduktor lainnya yang dilindungi

Menyelipkan lapisan pelindung panas antara konduktor dengan material atap yang mudah terbakar

3. Metoda Bola Bergulir (Rolling Sphere Metode)

Metoda bola bergulir sangat baik digunakan pada bangunan yang bentuknya rumit. Dengan metoda ini seolah-olah ada suatu bola dengan radius (R) yang bergulir diatas tanah, sekeliling struktur dan diatas struktur kesegala arah hingga bertemu

10

dengan tanah atau struktur bangunan yang berhubungan dengan permukaan bumi yang mampu bekerja sebagai penghantar. Titik sentuh bola bergulir pada struktur adalah titik yang dapat di sambar petir dan pada titik tersebut harus diproteksi oleh konduktor terminasi udara.

Radius Proteksi Instalasi Penangkal Petir Konvensional

Radius proteksi instalasi penangkal petir konvensional berbeda dengan radius proteksi penangkal petir elektrostatis, hal ini di sebabkan karena instalasi penangkal petir konvensional bersifat pasif. Secara teori radius penangkal petir konvensional antara 2 Meter sampai 4 Meter atau 45 derajat dengan ketinggian splitzer 1 Meter. Maka dari itu jika luas struktur bangunan atau areal yang akan di lindungi sangat luas lebih praktis dan ekonomis dipasang penangkal petir elektrostatis. Terminal petir elektrostatis dengan merk Flash Vectron memiliki radius proteksi 157 Meter.

11

2) Penangkal Petir Sistem Radio Aktif

Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir, dan semua ilmuwan sepakat bahwa terjadinya petir karena ada muatan listrik di awan berasal dari proses ionisasi, maka untuk menggagalkan proses ionisasi dilakukan dengan cara menggunakan zat berradiasi seperti Radiun 226 dab Ameresium 241 karena kedua bahan ini mampu menghamburkan ion radiasinya yang dapat menetralkan muatan listrik awan. Maka manfaat lain hamburan ion radiasi tersebut akan menambah muatan pada ujung finial/splitzer, bila mana awan yang bermuatan besar tidak mampu di netralkan zat radiasi kemudian menyambar maka akan cenderung mengenai penangkal petir ini. Keberadaan penangkal petir jenis ini telah dilarang pemakaiannya, berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi zat beradiasi di masyarakat, selain itu penangkal petir ini dianggap dapat mempengaruhi kesehatan manusia.

Sistem proteksi instalasi penangkal petir sistem radio Aktif lebih cocok diterapkan pada daerah yang bangunannya agak jarang, baik dari bahan logam maupun bukan logam. Misalnya untuk daerah yang jarang ada pemukiman penduduk dan jarak antar bagunan cukup jauh. Instalasi penangkal petir sistem radio aktif dapat melindungi sambaran langsung petir terhadap bangunan dan dapat memproteksi wilayah yang jauh lebih luas akibat serangan peitr. Instalasi penangkal petir sistem radio aktif ini terdiri dari sejumlah elemen, yang bekerja bersama-sama untuk mencegah bahaya petirJalur Instalasi Tunggal / Franklin Rod

Penangkal Petir Franklin Rod adalah rangkaian jalur elektris dari atas bangunan menuju sisi bawah/tanah dengan jalur kabel tunggal, dengan cara memasang alat berupa batang tembaga dengan daerah perlindungan berupa kerucut imajiner dengan sudut puncak 112 derajat. Agar daerah perlindungan luar maka Franklin Rod di pasang pada bangunan teratas (tinggi 1 - 3 Meter). Makin jauh dariFranklin Rod maka perlindungan akan semakin lemah pada areal tersebut.

Berikut material yang di perlukan untuk instalasi penangkal petir konvensional :

Ujung Penerima Sambaran / Splitzer Dudukan / Pipa penyangga

Kabel Penghantar

Grounding System

12

Assesories

Radius proteksi instalasi penangkal petir konvensional berbeda dengan radius proteksi penangkal petir elektrostatis, hal ini di sebabkan karena instalasi penangkal petir konvensional bersifat pasif. Secara teori radius penangkal petir konvensional antara 2 Meter sampai 4 Meter atau 45 derajat dengan ketinggian splitzer 1 Meter. Maka dari itu jika luas struktur bangunan atau areal yang akan di lindungi sangat luas lebih praktis dan ekonomis dipasang penangkal petir elektrostatis. Terminal petir elektrostatis dengan merk Flash Vectron memiliki radius proteksi 157 Meter.kut :

Cara kerja instalasi penangkal petir sistem radius adalah sebagai beiMuatan listrik di atmosfir merupakan peristiwa alam yang menyebabkan

timbulnya petir. Badai yang terjadi diawan adalah merupakan kumpulan muatan listrik yang bergantungan di atmosfir. Udara sebagai isolator akan memisahkan muatan listrik diawan dari awan yang lain.Selama terjadi badai diatmosfir, muatan listrik akan terus terus terbentuk yang akan menimbulkan petensial muatan listrik berlawanan yang serupa ke bumi dan akan mengumpul dibawah permukaan awan yang nantinya akan menimbulkan petir.

Penangkal petir sistem radius dibuat untuk mencegah datangnya petir

langsung menuju objek yang akan diproteksi. Untuk mencegah sambaran petir, penangkal petir sistem radius akan mencegah sambaran petir langsung ke objek yang dituju.Untuk mencegah sambaran petir langsung menuju ke objek yang dituju, penangkal petir sistem radius akan terus menerus mengurangi muatan listrik yang diciptakan oleh badai disekitar areal yang akan diproteksi.

13

Petir yang timbul hanya terjadi luar areal yang diproteksi dan itupun akan langsung disalurkan ke bumi. Namun perlu diingat, bahwa jika kita mau memasang instalasi sistem penangkal petir, harus dipastikan bahwa alat penangkal petir nya harus benar-benar bekerja, karena jika tidak resiko dan kerusakan yang ditanggung akan jauh lebih besar. Hal ini karena cakupan wilayah yang diproteksi sangat luas.

3) Penangkal Petir Sistem Elektrostatic

Penangkal Petir Elektrostatis NeoFLASH adalah unit penerima sambaran petir terbaru dan modern yang didesain untuk bisa mengarahkan sambaran petir kedalam satu titik tuju sambaran , hal ini bisa terjadi karena Head terminal Neoflash memanfaatkan induksi elektromagnetis dari awan dengan menyerap muatan yang terjadi sesaat sebelum sambaran terjadi.

Penangkal petir ini juga dapat melindungi area dengan radius cukup luas karena penangkal petir akan mengeluarkan streamer lebih baik / lebih tinggi . Bukankah semakin tinggi sebuah loncatan lidah penuntun ( streamer ) akan menghasilkan radius proteksi lebih panjang ….! Sehingga sambaran liar (akar sambaran) akan tidak berbahaya lagi . Dengan kata lain fokus sambaran petir akan mengenai di satu tempat saja.

Dengan System Elektrostatik ini maka pengamanan jalur arus penyalur petir yaitu di Kabel Penghantar, lebih mudah untuk diamankan , penggunaan kabel dengan isolator yang baik.

Unit penerima petir Neoflash adalah jenis penangkal petir generasi ketiga setelah jenis konvensional dan radioaktif. System elektrostatik adalah penyempurnaan dari dua system penangkal petir sebelumnya. Neoflash boleh dibilang adalah penangkal petir yang ramah terhadap lingkungan karena tidak ada radiasi yang ditimbulkannya karena betul – betul memanfaatkan energi static yang di timbulkan akibat pergerakan awan yang bermuatan listrik sehingga tidak berbahaya bagi kesehatan manusia.

Penangkal Petir Elektrostatis adalah unit penerima sambaran petir yang didesain untuk bisa mengarahkan sambaran petir kedalam satu titik tujuan sambaran agar menghasilkan sentralisasi sambaran di satu titik saja.

Ujung terminal udara NeoFlash adalah alat penerima sambaran petir jenis Elektrostatis dengan sistem kerja memanfaatkan dan menyerap energi awan ( electric Field ) sistem ini dirancang untuk bisa mengarahkan sambaran dan mampu menerima beban sambaran petir yang menghantam unit ini, tentu beban sambaran begitu dasyat yang diterima unit ini ketahanan fisik terhadap beban hantam menjadi acuan kami . Agar kerjanya maksimal masih harus didukung oleh komponen lain Kabel dan grounding yakni kabel penghantar haruslah lebih dari 50 mm dan grounding pada tahanan tanah harus kurang dari 5 ohm .

14

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 beradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatik energi listrik dihasilkan dari Listrik Awan yang menginduksi permukaan bumi.

CARA KERJA PENANGKAL PETIR NEOFLASHMekanisme KerjaKetika awan bermuatan listrik melintas diatas sebuah bangunan yang

terpasang penangkal petir neoFlash, maka elektroda penerima pada bagian samping NeoFLASH ini mengumpulkan dan menyimpan energi listrik awan pada unit kapasitornya . Setelah energi ini cukup besar maka dilepas dan diperbesar beda potensialnya pada bagian Ion Generator.Pelepasan muatan listrik pada unit Ion Generator ini di picu oleh sambaran, yakni ketika lidah api menyambar permukaan bumi maka semua muatan listrik di bagian ion generator dilepaskan keudara melalui Central Pick Up agar menimbulkan lidah api penuntun keatas ( Streamer leader ) untuk menyambut sambaran petir yang terjadi kemudian menuntunya masuk kedalam satu titik sambar yang terdapat unit Neoflash ini.

Kerja SimultanPada unit Penangkal Petir NEOFLASH secara simultan bekerja bergantian

dari masing-masing unit penerima induksi , jumlahnya tergantung dari tipe dan modelnya. Bekerjanya secara bergantian dimana bila salah satu bagian unit melepaskan muatan ke udara / streamer maka ada bagian lain yang dalam proses pengisian muatan awan.

Tentu akurasi dan kemampuan Penangkal Petir NeoFlash masih tergantung dari 2 hal pendukung instalasi, yaitu:

1. Kabel Penghantar harus minimal 50 mm2. Grounding maksimal 5 Ohm

Bila 2 syarat pendukung ini sudah terpenuhi maka kemampuan penangkal petir neoflash akan maksimal.

C. CARA PEMASANGAN INSTALASI PENANGKAL PETIR FLASH VECTRON

Secara garis besar, cara pemasangan instalasi penangkal petir/anti petir Flash Vectron sebagai berikut :

1. Pada tahap awal pengerjaan di mulai dengan mengerjakan bagian grounding system terlebih dahulu, dengan pertimbangan keamanan dan kemudahan.

15

Kemudian dilakukan pengukuran resistansi/tahanan tanah menggunakan Earth Testermeter, apabila hasil pengukuran tersebut menunjukan < 5 Ohm maka tahapan kerja berikutnya dapat dilakukan. Seandainya hasil resistansi/tahanan tanah menunjukan > 5 Ohm maka di lakukan pembuatan atau penambahan grounding lagi di sebelahnya dan di pararelkan dengan grounding pertama agar resistansi/tahanan tanahnya menurun sesuai dengan standarnya < 5 Ohm.

2. Setelah selesai membuat grounding, langkah berikutnya adalah memasang kabel penyalur (Down Conductor) dari titik grounding sampai keatas bangunan, tentunya dengan mempertimbangkan jalur kabel yang terdekat dan hindari banyak belokan/tekukkan 90 derajat sehingga kebutuhan material dan kualitas instalasi dapat efektif dan efisien. Kabel penyalur petir yang biasa di gunakan antara lain BC (Bare Copper), NYY atau Coaxial. Untuk tempat - tempat tertentu sebaiknya di beri pipa pelindung (Conduite) dengan maksud kerapihan dan keamanan.

3. Bila kabel penyalur petir telah terpasang dengan rapih, maka tahap selanjutnya pemasangan head terminal petir tentunya harus terhubung dengan kabel penyalur tersebut sampai ke grounding system.

16

D.    STRATEGI PERLINDUNGAN BAHAYA PETIR

Sistem Franklin Ro,Terdiri dari komponen : Alat penerima logam tembaga (logam bulat panjang runcing)

Kawat penyalur dari tembaga

Pertanahan kawat penyalur sampai pada bagian tanah basah.

Sistem perlindungan dengan bentuk sudut ± 45 O.

Batang yang runcing ( bahan copper spit ) dipasang paling atas      bangunan dan batang tembaga elektroda yang ditanamkan ke tanah.

Batang elektroda pentanahan tersebut dibuatkan bak kontrol untuk memudahkan pemeriksaan dan pengetesan nilai grounding

Sistem ini cukup praktis dan biayanya murah meskipun jangkauannya terbatas.

Sistem Sangkar Faraday,Terdiri dari komponen : Alat penerima kawat mendatar

Kawat dari tembaga

Pertanahan kawat penyalur sampai pada bagian tanah yang basah

Perlindungan bangunan dengan jarak antar kawat mendatar tidak melebihi 20 m pada titik-titik yang tertentu diberi ujung vertikal ½ M.

Sistem pemasangan dibuat memanjang sehingga jangkauannya lebih luas darisistem Franklin, namun biaya sedikit mahal,  menggangu keindahan. 

Sistem Radio Aktif ,Terdiri dari komponen : Elektrode : Udara disekeliling elektrode akan di ionisasi, akibat pancaran

partikel alpa dari isotop ( americum 241 ). Elektrode akan terus menerus menciptakan arus ion ( Min. 10 8 ion/det. ).

17

Coaxial cabel : Untuk menghindari kerusakan benda-benda akibat muatan listrik petir yang menuju tanah maka coaxial cabel dibungkus pipa isolasiMetode tahanan langsung dari muatan listrik petir ke dalam tanah menyebabkan seluruh unit mempunyai potensial yang sama dengan bumi.Sehingga benda-benda yang berada disekitar system akan aman

Pentanahan ( Grounding ) : Perlu test lokasi geografis dari pentanahan untuk mendapat resistansi dibawah 5 ohm. Tahanan bumi maksimum yang terbaik untuk system grounding ini harus lebih kecil dari 5 ohm untuk proteksi sebuah bangunan. Sedang untuk proteksi perangkat listrik dan elektronik sebaiknya jauh dibawah resistansi 1 ohm.

E. PRINSIP PERLINDUNGAN PETIR

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 pasangnyapenangkal 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 proteksipetir 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

18

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 titikgrounding 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

 

F. KEBUTUHAN BANGUNAN TERHADAP PERLINDUNGAN PETIR

Suatu instalasi penangkal petir harus dapat melindungi semua bagian dari struktur bangunan dan arealnya termasuk manusia serta peralatan yang ada didalamnya terhadap ancaman bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir. Berikut ini akan dibahas mengenai cara menentukan besarnya kebutuhan bangunan akan proteksipetir menggunakan beberapa standart yaitu berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir, Nasional Fire Protection Association 780, International Electrotechnical Commision 1024-1-1.

19

A. Kebutuhan Bangunan Terhadap Instalasi Penangkal Petir Agar Terhindar dari Ancaman Bahaya Petir Berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir.

Jenis Bangunan yang perlu diberi penangkal petir dikelompokan menjadi :1. Bangunan tinggi seperti gedung bertingkat, menara dan cerobong pabrik.2. Bangunan penyimpanan bahan mudah meledak atau terbakar, misalnya

Pabrik amunisi, gudang bahan kimia.3. Bangunan untuk kepentingan umum seperti gedung sekolah, stasiun,

bandara dan sebagainya.4. Bangunan yang mempunyai fungsi khusus dan nilai estetika.Besarnya kebutuhan suatu bangunan akan suatu instalasi proteksi

petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerusakan serta bahaya yang terjadi jika bangunan tersebut tersambar petir. Berdasarkan Peraturan umum Instalasi Penangkal Petir besarnya kebutuhan tersebut mengacu kepada penjumlahan indeks-indeks tertentu yang mewakili keadaan bangunan di suatu lokasi dan dituliskan sebagai berikut R = A+B+C+D+E. Dari persamaan tersebut maka akan terlihat bahwa semakin besar nilai indeks akan semakin besar pula resiko (R) yang di tanggung suatu bangunan sehingga semakin besar kebutuhan bangunan tersebut akan sistem proteksi petir.

Bebarapa Indeks perkiraan bahaya petir di tunjukkan ke dalam tabel berikut ini ;

20

Indeks A : Bahaya Berdasarkan Jenis Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 17.

21

  Indeks B : Bahaya Berdasarkan Konstruksi Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 18.

Indeks C : Bahaya Berdasarkan Tinggi Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir Untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

22

Indeks D : Bahaya Berdasarkan Situasi Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

Indeks E : Bahaya Berdasarkan Hari Guruh, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

23

Dengan memperhatikan keadaan di tempat yang hendak di cari resikonya dan kemudian menjumlahkan indeks - indeks tersebut di peroleh suatu perkiraan bahaya yang di tanggung bangunan dan tingkat yang harus di terapkan. Di samping ini adalah tabel Perkiraan bahaya Sambaran PetirBerdasarkan PUPP, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi PenangkalPetir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

B. Kebutuhan Bangunan Terhadap Instalasi Penangkal Petir Agar Terhindar Dari Ancaman Bahaya Petir Berdasarkan International Electrotechnical Commision (IEC) 1024-1-1.

Untuk keperluan perhitungan yang lebih detail dan terperinci digunakan standart IEC 1024-1-1. Berdasarkan standart ini pemilihan tingkat proteksi yang memadai untuk suatu sistem proteksi petir didasarkan pada frekuensisambaran petir langsung di daerah setempat (Nd) yang diperkirakan ke struktur yang di proteksi dan frekuensi sambaran petir tahunan di daerah setempat (Nc) yang diperbolehkan. Kerapatan kilat petir ke tanah atau kerapatan sambaran petir ke tanah rata-rata tahunan di daerah tempat struktur yang akan di proteksi. Nd - Ng.Ae.10^ / tahun. Dimana Ae adalah area cakupan dari struktur (m2) yaitu daerah permukaan tanah yang di anggap sebagai struktur yang mempunyai frekuensi sambaran petir langsung tahunan.

24

Daerah yang di proteksi adalah daerah di sekitar struktur 3h dimana h adalah tinggi struktur yang di proteksi. Contoh penentuan Ae ditunjukkan sebagai berikut : (a) Proyeksi ke bidang vertikal, (b) Proyeksi ke bidang horizontal. Pengambilan keputusan perlu atau tidaknya memasang sistem proteksi petir pada bangunan berdasarkan perhitungan Nd dan Nc dilakukan sebagai berikut : Jika NdNc diperlukan sistem proteksi petir dengan efisiensi E>1-(Nc/Nd) dengan tingkat proteksisesuai tabel 2.17.

Tabel 2.17. Efisiensi Sistem Proteksi Petir, sumber : Standar Engineering Pertamina 1999. Hal 20.

 

25

  Sistem proteksi terhadap sambaran petir berdasarkan IEC TC 81 menjelaskan bahwa suatu instalasi penangkal petir yang terpasang sempurna harus terdiri dari 3 bagian, yaitu proteksi eksternal, proteksi internal dan sistem pembumian (grounding). Maka dari itu Flash Vectron Lightning Protection melakukan pengembangan dan penelitian di laboratorium serta dilapangan, berdasarkan usaha tersebut suatu rancangan system proteksi petir secara terpadu telah diterapkan oleh Flash Vectron Lightning Protection yaitu " SEVEN POINT PLAN ".

G. AKIBAT YANG DI TIMBULKAN PETIR Akibat Elektrikal, Terjadinya arus listrik berkekuatan tinggi dapat mencapai

ribuan ampere.

Akibat Thermal, Terjadinya panas sehingga dapat membakar benda-benda yang terkena (pohon hangus).

Akibat Mekanikal, Terjadinya pergeseran atau pergerakan benda-benda yang di lalui arus listrik akibat getaran, ledakan atau pemuaian. 

Di bawah ini beberapa tips untuk menghindari tersambar petir :

1. Jika anda melihat sambaran petir atau mendengar gelegar guruh segeralah menuju bangunan yang telah terlindungi dengan penangkal petir atau mendekatlah ke mobil atau truk.

2. Pakailah sepatu dari kulit atau karet yang tidak bocor, usahakan memakai kaos kaki yang kering, sebagai upaya memisahkan tubuh kita dari tanah sehingga petir enggan melalui tubuh kita.

3. Jika anda berada di luar rumah maka hindarilah berada di areal terbuka, tempat ketinggian, berada di tempat yang berair, di bawah pohon tinggi atau benda logam yang menjulang tinggi.

4. Jika tempat berlindung tidak ada, sebaiknya anda jongkok tapi hindari tangan anda menyentuh tanah dan jangan berbaring karena akan memudahkan penyaluran tenaga petir ke tanah.

5. Jika anda berada di luar ruangan maha hindari berdiri bergerombol dengan orang lain, buatlah jarak orang ke orang sekitar 5 meter.

6. Jika kita berada di areal terbuka dan merasakan rambut kita berdiri itu pertanda petir akan menyambar kita, kita harus melakukan gerakan rukuk

26

yaitu menekuk badan ke arah depan (Syukur bila menghadap kiblat) dan menempatkan kedua tangan di lutut, cara ini akan membuat kita selamat.

7. Jika kita berada di dalam ruangan hindarilah berdiri dekat pintu, jendela dan tempat yang berair.

8. Perangkat elektronik seperti televisi, radio, komputer sebaiknya di matikan dan di cabut stop kontaknya, bila tidak memungkinkan menjauhlah dari perangkat elektronik tersebut.

9. Bagi kita menbawa HP, HT dan radio saku sebaiknya di matikan segera, pisahkan antena dengan body untuk mengurangi rangsangan petir menyambar.

10. Jika ada korban terkena sambaran petir tangani dengan hati-hati dan jangan dibawa bersama barang yang bermuatan listrik agar tidak terkena sambaran ulang.

11. Jika anda orang Jawa dan masih percaya pada legenda ucapkanlah "Amit-amit saya ini cucunya Ki Ageng Selo"

H. FIRE PROTECTION 

Kebakaran adalah bahaya yang diakibatkan oleh adanya ancaman potensial berupa terkena percikan api sejak dari awal terjadinya api hingga penjalaran api dan asap lalu gas yang ditimbulkan

Sistem Proteksi Kebakaran

Pada awalnya hanya ada satu sistem proteksi kebakaran yaitu sistem proteksi kebakaran aktif, yang berupa sistem springkle, smoke and heat detector, tabung pemadam api ringan. Dimana pada sistem tersebut memiliki kelebihan dan kelemahan. Karena adanya kelemahan tersebut maka manusia mulai mencari solusi untuk mengatasinya, yaitu dengan sistem proteksi kebakaran pasif.

Ada dua  macam sistem proteksi kebakaran :

27

1. Sistem proteksi aktif adalah kemampuan peralatan dalam mendeteksi dan memadamkan kebakaran, pengendalian asap, dan sarana penyelamatan kebakaran .

2. Sistem proteksi pasif adalah kemampuan stabilitas struktur dan elemennya, konstruksi tahan api

kompartemenisasi dan pemisahan, serta proteksi pada bukaan yang ada untuk menahan dan membatasi kecepatan menjalarnya api dan asap kebakaran. Tolok ukur proteksi api pasif adalah kemampuan untuk mengendalikan kandungan api, hal ini berarti membatasi penjalaran api dan asap dalam hal periode waktu yang telah dijelaskan dalam peraturan bangunan dan peraturan api.

Ada dua tipe utama dari proteksi api pasif, yaitu :

1. Intumescent Fire ProtectionIntumescent fire protection  adalah sistem proteksi api pasif yang berupa lapisan coating. Bahan ini memiliki ketebalan tertentu, dapat di finishing dengan indah, dan memiliki nilai estetik yang cukup tinggi, serta tahan pada kondisi lingkungan yang korosif.

2. Vermiculite Fire ProtectionPada vermiculite fire protection, bagian struktural bangunan akan dilapisi oleh bahan permaikulit, yaitu lapisan yang sangat tipis. Pilihan ini lebih murah dibandingkan Intumescent fire protection, namun lebih tidak estetik. Pada lingkungan yang korosif, bahan permaikulit bukan merupakan suatu pilihan yang tepat, karena bahan permaikulit memungkinkan air masuk dan menyebabkan korosi.

I. SISTEM PROTEKSI API

Ada beberapa persyaratan yang harus diperhatikan dalam mendesain ruangan dengan menggunakan sistem proteksi pasif, bangunan harus dibedakan menurut tipe konstruksi dan kelas  bangunan. Dari penentuan kelas bangunan dan tipe konstruksi  akan diperoleh persyaratan mengenai lamanya waktu (Tingkat Ketahanan Api) yang harus didesain ketika terjadi kebakaran (SNI 03 -1736 – 2000). 

Tingkat Ketahanan Api (TKA) diukur dalam satuan menit, dan  ditentukan berdasarkan standar uji ketahanan api dengan kriteria sebagai berikut :

ketahanan memikul beban (stability)

28

ketahanan terhadap penjalaran api (integrity)

ketahanan terhadap penjalaran panas (insulation)

BAB III

PENUTUP

Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi penangkal petir yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini.

Penulis banyak berharap para pembaca untuk memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di kesempatan – kesempatan berikutnya.Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.

29

BAB IV

DAFTAR PUSTAKA

http://www.penangkalpetir.com/article-7.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Lightning_rod

http://penyalurpetir.com/

http://solusipetir.com/petir/penangkal-petir.html

30