Petir merupakan peristiwa alam berupa pelepasan energi sesaat (energy storage) berupa rangkaian aliran listrik yang sangat besar yang akan di lepaskan oleh alam semesta dengan tujuan ke bumi yang bersifat netral.Apabila aliran listrik akibat sambaran petir mengalir melalui tubuh manusia maka organ tubuh yang dilaluinya akan mengalami shock (terkejut).
Arus tersebut dapat menyebabkan terhentinya kerja jantung. selain itu efek rangsangan dan panas akibat dari arus petir pada organ tubuh dapat juga melumpuhkan jaringan otot bahkan bila energinya terlalu kuat dapat menghanguskan tubuh manusia.
Petir telah banyak membuat kerugian pada manusia dan kerusakan pada peralatan sejak dulu. Semakin banyaknya pemakaian alat elektronik dan peralatan tegangan rendah saat ini telah meningkatkan jumlah statistik kerusakan yang ditimbulkan oleh pengaruh sambaran petir baik langsung maupun tidak langsung.
Manusia merasa terancam dengan adanya fenomena alam tersebut.
Maka dari itu manusia berusaha menciptakan sebuah alat yang dapat menghindari sambaran petir yang dapat merusak atau bahkan menghilangkan nyawanya sendiri. Bila kita melihat atau sedang terjadi hantaran petir sebaiknya kita menghindari tempat yang terbuka dan basah.
Penangkal petir adalah perangkat yang digunakan untuk menyalurkan listrik dari petir ke tanah. Penangkal petir diperlukan agar aliran listrik dari petir bisa ‘dijinakkan’ sehingga tidak membahayakan struktur atau makhluk hidup.
Alat ini sering disebut pula sebagai konduktor petir atau batang Franklin. Penangkal petir secara luas digunakan di seluruh dunia sebagai sistem perlindungan petir.
Penangkal petir dianggap efektif karena mengurangi kerugian terkait kebakaran dan kerusakan struktural akibat sambaran petir. Alat ini umumnya terbuat dari logam, idealnya logam yang sangat konduktif seperti tembaga.
Ketika petir menyambar logam tersebut, listrik akan disalurkan melalui kawat menuju ke tanah (grounding). Penangkal petir bekerja dengan mengalihkan listrik dari struktur bangunan yang rentan. Itu sebab, alat ini lazim dipasang di atap bangunan.
Cara kerja penangkal petir adalah 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 dinetralisirkan kedalam tanah.
Penangkal petir harus dihubungkan dengan kawat atau kabel yang akan langsung menyalurkan energi listrik ke tanah, alih-alih merambat melalui kabel telepon atau listrik yang bisa memicu kebakaran. Benjamin Franklin merupakan orang yang diakui sebagai penemu penangkal petir.
Franklin melakukan sejumlah eksperimen dengan petir, termasuk menggunakan layang-layang yang dicanteli kunci. Dia merupakan ilmuwan yang sangat tertarik mengeksplorasi petir dan listrik. Menyadari bahwa petir merupakan ancaman besar, Franklin datang dengan ide penangkal petir yang kemudian langsung melejit kepopulerannya.
Ratusan tahun kemudian, orang masih menggunakan desain dasar yang ditemukan Benjamin Franklin. Ada beberapa perdebatan bagaimana bentuk ujung penangkal petir. Penangkal petir rancangan Franklin berbentuk seperti jarum raksasa dengan ujung yang lancip.
Banyak orang Amerika menyukai desain ini karena dianggap sangat efektif. Namun, sebagian desainer Inggris berpendapat bahwa penangkal petir akan lebih baik jika ujungnya berbentuk bola.
Semua perbedaan desain ini tampaknya sama-sama bekerja efektif. Perbedaan desain penangkal petir akhirnya lebih ditentukan oleh preferensi masing-masing pengguna.
Metode-Metode Penangkal Petir
Manusia selalu mencoba untuk menjinakkan keganasan alam, salah satunya adalah Sambaran Petir. dan metode yang pernah dikembangkan:1. Penangkal Petir Kovensional / Faraday / Frangklin
Kedua ilmuan diatas Faraday dan Frangklin mengketengahkan system yang hampir sama , yakni system penyalur arus listrik yang menghubungkan antara bagian atas bangunan dan grounding . Sedangkan system perlindunga yang dihasilkan ujung penerima / Splitzer adalah sama pada rentang 30 ~ 45 ‘ . Perbedaannya adalah system yang dikembangkan oleh Faraday bahwa Kabel penghantar terletak pada sisi luar bangunan dengan pertimbangan bahwa kabel penghantar juga berfungsi sebagai penerima sambaran, Berupa sangkar elektris atau biasa disebut sangkar Faraday.2. Penangkal Petir RadioAktif
Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir , dan dihasilkan kesimpulan bahwa petir terjadi karena ada muatan listrik di awan yang dihasilkan oleh proses ionisasi , maka penggagalan proses ionisasi di lakukan dengan cara memakai Zat berradiasi misl. Radiun 226 dan Ameresium 241 , karena 2 bahan ini mampu menghamburkan ion radiasinya yang bisa menetralkan muatan listrik awan.Sedang manfaat lain adalah hamburan ion radiasi akan menambah muatan pada Ujung Finial / Splitzer dan bila mana awan yang bermuatan besar yang tidak mampu di netralkan zat radiasi kemuadian menyambar maka akan condong mengenai penangkal petir ini.
Keberadaan penangkal petir jenis ini sudah dilarang pemakaiannya , berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi pemakaian zat beradiasi dimasyarakat.
3. Penangkal Petir Elektrostatic
Penangkal Petir Electrostatic tidak terlarang, namun tetap kurang populer digunakan. Prinsip kerjanya penangkal dianggap meniru sebagian dari metode dan sistem penangkal petir Radioaktif , yaitu dengan menambah muatan pada bagian ujung finial atau splitzer agar petir selalu menuju ujung komponen ini untuk disambar. Selanjutnya tetap dibutuhkan komponen kondukor dan Gounding untuk mengubur muatan listrik.Perbedaan dari sisten Radioaktif dan Elektrostatik ada pada energi yang dipakai. Untuk Penangkal Petir Radioaktif muatan listrik dihasilkan dari proses hamburan zat berradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatik energi listrik dihasilkan dari Listrik Awan yang menginduksi permukaan bumi
Selain ketiga jenis penangkal petir diatas, ada pula EF Lighting Protection System yang mana memiliki prinsip menyaluran arus petir dengan menggunakan terminal receiver serta kabel penghantar khusus yang mempunyai sifat isolasi tegangan tinggi.
Demikian pengenalan mengenai alat penangkal petir beserta metode kinerjanya. Semoga bermanfaat dan Anda beserta gadget Anda terlindungi dari bahaya petir yang menyambar.
MEKANISME KERJA PENANGKAL PETIR FLASH VECTRON
Penangkal petir Flash Vectron merupakan penangkal petir modern yang berbasis kerja E.S.E (Early Streamer Emission) Sistem ESE bekerja secara aktif dengan cara mengumpulkan ion dan melepaskan ion dalam jumlah besar ke lapisan udara sebelum terjadinya sambaran petir. Pelepasan ion ke udara secara otomatis akan membuat jalur untuk menuntun petir agar selalu memilih ujung Terminal Petir Flash Vectron ini dari pada areal sekitarnya. Dengan sistem ini akan meningkatkan areal perlindungan yang lebih luas dari pada sistem penangkal petir konvensional.
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).
Mekanisme terjadinya sambaran petir dibagi menjadi 2, yaitu :
1. Sambaran Perintis (Initial Leader)
Peralihan muatan ke tanah dimulai dengan sambaran yang menjalar ke dekat dasar daerah bermuatan negatip dengan sambaran yang menjalar kedekat dasar daerah bermuatan negatip dalam awan melalui beberapa tahapan. Tiap tahapan akan terlihat sebagai kilatan petir yang bertambah. hal ini disebabkan oleh udara yang terionisasi di ujung sambaran. sambaran perintis menuju ke tanah dengan kecepatan rata-rata 10^8 cm/detik melalui zig-zag. Sambaran ini membawa muatan negatip sepanjang lintasannya sehingga menciptakan medan magnet listrik dalam ruang antara ujung sambaran perintis dengan tanah.
2. Sambaran Balik (Return Stroke)
Pada saat sambaran perintis mencapai ketinggian tertentu dari permukaan bumi maka dimulailah sambaran bermuatan positip ke atas untuk menemui ujung sambaran perintis yang bermuatan negatip. Kilasan cahaya dari sambaran balik ini jauh lebih besar dari sambaran perintis. Sambaran balik menjalar melalui lintasan sambaran perintis yang terionisasi dengan kecepatan 3.10^9 cm/detik. Arus dari sambaran balik inilah yang menjadi arus utama petir yang berkisar 5 kA sampai 200 kA dengan nilai rata-rata arus puncak 20 kA.
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 pasangnya penangkal 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 proteksi petir 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 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 titik grounding 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