Penangkal Petir


Penangkal petir adalah rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. Ada 3 bagian utama pada penangkal petir:

  1. Batang penangkal petir
  2. Kabel konduktor
  3. Tempat pembumian

Batang penangkal petir berupa batang tembaga yang ujungnya runcing. Dibuat runcing karena muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian dapat memperlancar proses tarik menarik dengan muatan listrik yang ada di awan. Batang runcing ini dipasang pada bagian puncak suatu bangunan.

Kabel konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Diameter jalinan kabel konduktor sekitar 1 cm hingga 2 cm . Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik ke tanah. Kabel konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian luar bangunan.

Tempat pembumian yaitu dengan menanam batang tembaga (ground rod) dengan panjang 3 mtr.

Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor , menuju ke ujung batang penangkal petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi sambaran petir dapat merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik dan bahayanya dapat merusak alat-alat elektronik di bangunan yang terhubung ke jaringan listrik itu, selain itu juga dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan. Untuk mencegah kerusakan akibat jaringan listrik tersambar petir, biasanya di dalam bangunan dipasangi alat yang disebut penstabil arus listrik (surge arrestor).

Sumber : Wikipedia

Sistem konvensional ini memiliki jangkauan proteksi kurang lebih maksimum 10 meter, ada beragam material yang telah diuji kemampuan radius proteksinya. Berikut gambar – gambar sebagai ilustrasi.

Ilustrasi Penangkal Petir Konvensional

Gambar Batang Penangkal Petir

Tembaga Bagian Atas

Gambar contoh pemasangan diatas atap

Atap

Conductor BC 35 mm2

Bare Conductor (BC)

hasil pengukuran menggunakan ground tester maksimum 5 ohm maka grounding dinyatakan baik. Hendaknya ground rod ditanam pada kedalaman minimum 8 meter atau menggunakan system pararel yaitu menanam lebih dari satu ground rod khusus untuk tanah berkarang yang susah untuk digali namun dapat menghasilkan hasil test yang sama yaitu 5 ohm .

hasil pengukuran ground maks 5 ohm

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.

Bola kaca padat kadang-kadang digunakan dalam metode untuk mencegah sambaran petir pada kapal dan objek lain. Idenya adalah bahwa benda-benda berkaca, yang non-konduktor, jarang tersambar petir. Oleh karena itu, dengan dasar teori itu, harus ada sesuatu yang bersifat kaca yang dapat mencegah sambaran petir. Oleh karena itu, metode terbaik untuk mencegah sambaran petir pada kapal kayu adalah dengan mengubur bola kaca kecil padat di ujung tertinggi pada tiang kapal. Perilaku petir yang berbeda-beda dikombinasikan dengan bias konfirmasi pengamat menyimpulkan bahwa metode yang diperoleh dapat dipercaya bahkan telah ada pengembangan penangkal petir di laut setelah eksperimen awal Franklin.

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 bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya, dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. Proses ini bisa di simulasikan secara sederhana pada sebuah penggaris plastik yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas. 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.

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.

Sumber:

Dari berbagai sumber

 

Artikel oleh : Ketut Rudi Utama

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s