Pengenalan Dasar tentang Penangkal Petir dan Cara Kerjanya

Setiap kali kita menemukan gedung besar dan tinggi pasti terlihat ada batang besi panjang menjulang tinggi ke atas di atapnya. Jika diperhatikan lebih seksama batang besi ini hanya ada di bangunan besar seperti gedung dan rumah bertingkat saja. Kenapa demikian? Tentu saja bukan sebgai aksesoris tambahan.

Benda batang besi yang dimaksud disebut sebagai penangkal petir. Kita semua tahu petir merupakan fenomena alam yang sering kali mengundang kekaguman sekaligus kekhawatiran. Berdasarkan sifatnya, petir melepaskan energi listrik yang suhunya 5 kali lebih panas dari matahari, dengan begitu target sambaran petir bisa langsung terbakar.

Nah, agar petir tidak langsung menyambar langsung ke bangunan yang menyebabkan kerusakan masif maka dipasanglah penangkal petir. Jika bangunan tinggi tidak dipasang alat ini maka besar kemungkinan terjadi kebakaran atau kerusakan perangkat elektronik dan menyebabkan kerugian besar.

Sejarah Penangkal Petir

Penemuan penangkal petir tidak terlepas dari eksperimen seorang ilmuwan bernama Benjamin Franklin asal Amerika Serikat pada abad ke-18 atau sekitar tahun 1752. Sebelum adanya alat penangkal petir, petir masih dianggap sebagai sebuah kutukan dari langit.

Namun sang penemu sistem penangkal petir tidak percaya bahwa petir adalah sebuah kutukan dari langit, lalu ia pun menganalisa apakah ada persamaan antara petir dengan aliran listrik. Setelah dilakukan berbagai macam percobaan akhirnya Benjamin Franklin menyimpulkan bahwa petir merupakan proses pelepasan muatan atau aliran listrik. Dari kesimpulan yang didapat, kemudian dia memikirkan cara bagaimana cara agar melindungi makhluk hidup atau benda yang ada disekitarnya agar tidak tersambar petir.

Benjamin Franklin memulai percobaannya dengan menggunakan sebuah benda logam berbentuk runcing yang dikaitkan pada layang-layang yang diterbangkan. Apabila petir langsung menyambar benda logam yang ada di layang-layang, Benjamin Franklin berpikir, maka dapat dipastikan arus listrik petir dapat dialirkan menuju bumi melalui kawat logam seperti prinsip kerja aliran arus listrik.

Dari sinilah ia mulai menciptakan sistem penangkal petir dengan memasang rod/tombak besi berbentuk runcing kemudian dihubungkan dengan konduktor yang terbuat dari tembaga menuju sistem pembumian (grounding system). Penangkal petir ciptaannya akhirnya dikenal sebagai Franklin Rod.

Prinsip Kerja Penangkal Petir

Ketika pada saat permukaan awan sudah dipenuhi muatan ion negatif dan mulai siap melepaskannya maka secara otomatis muatan ion positif yang ada di dalam bumi (grounding system) akan tertarik oleh muatan ion negatif yang ada diawan, seperti magnet.

Penangkal petir merupakan media perantara penghantar ion positif yang ada dibumi agar energi utama arus petir tidak merusak benda apapun yang disambarnya, muatan ion positif yang ada dibumi merambat naik melalui elektroda yang sudah ditanam ke dalam bumi lalu menuju batang terminasi udara (air termination rod/lightning rod) yang berbentuk runcing melalui kabel penghantar.

Ketika muatan ion positif sudah berada di puncak maka terjadi daya tarik menarik seperti magnet antara ion poitif dan ion negatif yang ada dilangit sehingga tercipta arus listrik yang sangat besar yang disebut dengan petir. Aliran listrik yang diterima batang terminasi udara (air termination rod) akan mengalir ke ground rod melalui kabel konduktor sehingga arus listrik dari petir tidak mengenai bangunan atau benda disekitarnya.

Namun masih ada kemungkinan dapat merusak perangkat elektronik dari bahaya sambaran petir yaitu radiasi kosmik. Radiasi kosmik adalah sumber bahaya dari sambaran petir secara tidak langsung yang menyebabkan kerusakan pada perangkat elektronik yang ada didalam bangunan. Radiasi kosmik merambat ke dalam bangunan melalui jaringan listrik yang menempel pada bangunan lalu menimbulkan arus tak terkendali yang lebih besar pada jaringan listrik sehingga dapat merusak perangkat elektronik secara perlahan.

Oleh karena itu selain memasang sistem penangkal petir eksternal, sangat diperlukan juga untuk memasang sistem penangkal petir internal untuk menghindari bahaya sambaran petir secara tidak langsung.

Komponen Penangkal Petir

Seperti pada awal pertama kali ditemukan oleh Benjamin Franklin, penangkal petir memiliki 3 komponen utama sebagai sistem proteksi ekternal yaitu:

Terminasi Udara / Lightning Rod

Salah satu komponen utama yang paling penting yaitu Terminasi Udara / Lightning Rod atau biasa disebut tombak, splitsen, atau head terminal air adalah sebuah perangkat terminasi udara yang terbuat dari logam (besi/tembaga/kuningan/aluminium) berbentuk runcing serta dipasang secara tegak pada bangunan atau objek lain yang difungsikan khusus untuk menangkap sambaran petir.

Setelah adanya penangkal petir buatan Benjamin Franklin, Michael Faraday yang meruapakan seorang ilmuwan asal Inggris menyempurnakan metode sistem proteksi penangkal petir Franklin Rod dengan sebutan metode bola bergulir dan pada akhirnya dirancanglah sistem proteksi penangkal petir Faraday Cage (Sangkar Faraday). Metode ini seolah-olah ada pembatas diatas struktur bangunan berbentuk bola dengan radius R dan sekeliling struktur ke segala arah hingga bertemu dengan tanah. Titik sentuh bola yang bergulir pada struktur bangunan ada adalah titik yang kemungkinan besar akan disambar petir dan pada titik tersebut harus dipasang lightning rod.

Seiring berkembangnya zaman dan semakin modern akhirnya ditemukan pula sistem proteksi penangkal petir modern bernama Early Steamer Emision (ESE) atau Elektrostatis yang merupakan perkembangan dari metode bola bergulir.

Konduktor Penyalur Arus Petir (Main/Down Conductor)

Konduktor penyalur arus petir adalah komponen utama atau bagian paling penting yang terbuat dari logam seperti tembaga/besi/aluminium/baja (penghantar listrik yang baik) yang berfungsi sebagai penghantar arus petir yang diterima lightning rod untuk disalurkan ke titik akhir yaitu bumi tanpa merusak benda atau apapun yang dilewatinya.

Ada beberapa jenis bahan meterial kabel penghantar penangkal petir, yaitu:

1. Kabel kawat tembaga murni, ada 3 jenis kabel kawat tembaga murni yaitu Kabel BC, Kabel NYY, Kabel NYA. Kabel BC (Bare Copper) tanpa isolatir sebagai pelindung, Kabel NYY adalah kabel tembaga murni dengan 2 lapis isolator pada bagian luarnya untuk menghindari induksi tembus samping dari tegangan arus petir yang besar, Kabel NYA adalah kabel tembaga murni dengan 1 lapis isolator pada bagian luarnya.
2. Kabel aluminium / kabel AAC (All Aluminium Cable).
3. Kabel campuran aluminium dengan baja / Kabel ACSR (Aluminium Cable Steel Reinforce).
4. Kabel kawat baja yang diberi lapisan tembaga / Copper Weld.
5. Kabel aluminium puntir berisolasi atau biasa disebut twisted wire.
6. Kabel coaxial / Kabel HVSC (High Voltage Shielded Cable). Kabel ini terbuat dari tembaga murni dengan impedansi rendah yang dilapisi dengan isolasi berlapis-lapis untuk digunakan pada aplikasi tegangan tinggi.

Grounding System

Sistem pembumian / grounding system dengan ground rod merupakan komponen terakhir dari penangkal petir, grounding system adalah tempat pembuangan akhir dari arus sambaran petir yang ditangkap lightning rod kemudian disalurkan melalui kabell penghantar menuju ground rod di bawah tanah.

Ground rod adalah suatu benda dari logam padat yang difungsikan sebagai pembuangan arus energi petir. Elektroda akan tersimpan dan tertanam di dalam tanah dengan kedalaman tertentu pada nilai resistansi tertentu.

Jenis-Jenis Penangkal Petir

Ketika anda ingin memasang penangkal petir, sebaiknya anda harus mengetahui jenis penangkal petir seperti apa yang sesuai untuk digunakan. Ada 3 jenis penangkal petir, yaitu:

Penangkal Petir Konvensional

Perangkat ini bekerja secara pasif dan hanya aktif ketika ada petir yang menyambar. Karena bersifat pasif, bangunan dengan area yang luar akan membutuhkan banyak penangkal sekaligus pada atap bangunan. Penangkal petir konvensional lebih ideal dipasang pada area sempit seperti rumah tempat tinggal.

Penangkal Petir Elektrostatis

Sudah menggunakan sistem ESE (Early Streamer Emission) yang lebih aktif dalam menangkap petir. Perangkat ini memiliki tambahan elemen yaitu head terminal yang berisi muatan listrik statis pada bagian ujung final (splitzen). Head dapat menyimpan ion-ion positif dalam jumlah besar yang berasal dari dalam bumi. Seperti magnet, bagian head akan menarik ion-ion negatif yang ada di dalam awan sebelum ion-ion tersebut menghasilkan petir yang dahsyat.

Semakin tinggi head dipasang maka semakin luas jangkauan area yang dapat dilindungi. Penangkal jenis ini ideal dipasang pada area yang luas seperti rumah bertingkat, gedung pencakar langit, kawasan industri dan perkebunan dengan radius 50-150 m.

Penangkal Petir Radioaktif

Penangkal petir radioaktif dilarang dipergunakan berdasarkan kesepakatan International terhadap pemakaian zat radioaktif yang dapat mengganggu makhluk hidup dan menimbulkan bencana dari zat yang digunakan. Cara kerja penangkal petir ini dengan reaksi netralisasi ion yang menggunakan bahan radio station aktif Radiun 226 dan Amersium 241. Zat ini mampu menetralkan listrik pada awan.

Instalasi Penangkal Petir

Dibandingkan menggunakan jenis elektrostatis, penangkal petir konvensional termasuk mudah dipasang bahkan bisa dipasang sendiri. Tetapi, sebelum melakukan pemasangan sebaiknya konsultasi terlebih dahulu dengan penjual alat tersebut serta membaca panduan dengan benar.

Berikut langkah-langkah pemasangan penangkal petir:

1. Siapkan komponen pemasangan, pastikan setiap komponen lengkap dan siap untuk dipasang.
2. Pemasangan ground rod di tanah, lakukan pengecekan dan struktur tanah yang akan dipasang ground rod, kemudian bor tanah dan tentukan kedalaman juga nilai tahanan tertentu agar arus petir bisa dialirkan sempurna ke dalam tanah.
3. Buat jalur kabel konduktor, setelah grounding sudah tertanam, selanjutnya buat jalur kabel konduktor sebagai penghantar dari tanah menuju lightning rod. Hindari pemasangan kabel berlekuk atau membentuk sudut runcing agar tidak terjadi loncatan muatan listrik saat adanya petir.
4. Tentukan posisi Splitzen, penempatan alat penangkal petir ini harus pada bagian yang paling tinggi dari rumah. Standar tinggi penangkal petir yaitu 6 meter, jika lebih dari itu maka perlu penyangga untuk menahan penangkal petir dari terpaan angin.
5. Pastikan seluruh komponen terpasang dengan benar dan aman, agar jika petir menyambar maka yang disambar terlebih dahulu adalah penangkal petir.

Resiko Tanpa Penangkal Petir

Tanpa penangkal petir, bangunan beresiko terkena sambaran petir dan dapat menyebabkan gangguan hubungan arus listrik pada bangunan tersebut serta dapat menyebabkan kerusakan dan kebakaran. Jika ada bangunan tinggi yang memasang penangkal petir maka bangunan rendah dan rumah-rumah yang ada di sampingnya dapat terlindungi dari sambaran petir.

Berikut resiko bahaya yang akan terjadi jika tidak memasang penangkal petir:

1. Menyebabkan kerusakan pada perangkat elektronik.
2. Menyebabkan kerusakan pada peralatan kontrol industri.
3. Menyebabkan terganggunya sistem komunikasi.
4. Menyebabkan kebakaran pada kilang minyak.
5. Menyebabkan kematian bagi siapa saja yang tersambar petir.
6. Mengganggu nelayan ketika melakukan pelayaran.

Manfaat dan Tujuan Penangkal Petir

Pemakaian penangkal petir sangat direkomendasikan pada bangunan gedung yang tinggi untuk menghindari kerusakan akibat petir seperti gedung pencakar langit, menara radio, antena siaran, dan lain sebagainya. Namun penangkal petir bisa juga digunakan pada struktur bangunan yang kecil untuk menghindari bahaya signifikan yang ditimbulkan oleh petir.

Berikut tujuan dan manfaat yang didapatkan dari pemasangan penangkal petir:

Menyalurkan Arus Petir

Petir yang menyambar lightning rod akan membawa arus yang sangat tinggi, maka agar arus dari sambaran petir tidak membahayakan bangunan dan perangkat didalamnya maka harus disalurkan langsung ke bumi (grounding) melalui kabel penghantar yang sesuai standar.

Menangkap Petir

Dengan memasang lightning rod yang dapat langsung dengan cepat menerima sambaran petir akan membuat bangunan dan perangkat elektronik terlindungi dengan tepat.

Melindungi Jalur Power Listrik Utama

Dapat melindungi jalur power listrik utama sehingga mencegah terjadinya induksi yang dapat merusak peralatan elektronik.

Melindungi Grounding System

Untuk menghindari terjadinya lonjakan arus petir yang tinggi maka disetiap titik grounding harus dilindungi dengan cara integrasi atau bonding system. Selain mengukur resistansi tanah, material grounding rod yang digunakan harus tidak mudah berkarat atau korosi apalagi jika didaerahnya dekat dengan laut.

Melindungi Jalur PABX

Agar jalur komunikasi tetap aman maka bangunan wajib memasang penangkal petir, hal ini dilakukan untuk melindungi seluruh jaringan telepon dan signal termasuk pesawa faxsimile dan jaringan data.

Melindungi Jalur Elektronik

Agar tidak langsung menyambar perangkat elektronik maka perlu memasang tambahan alat surge arrester.

Penyedia Penangkal Petir di Balikpapan

Kebutuhan pemasangan penangkal petir di bangunan gedung bertingkat sangat dibutuhkan guna melindungi struktur bangunan dan perangkat elektronik dari sambaran petir yang tidak menentu kapan akan terjadi. Jika anda membutuhkan penangkal petir dan jasa pemasangannya sekaligus maka Daniz adalah pilihan yang tepat.

Kami telah melakukan pemasangan dan perbaikan di berbagai wilayah di Kalimantan Timur. Anda dapat langsung konsultasi dan melakukan survey bersama kami secara gratis khusus wilayah Balikpapan untuk mendapatkan saran terbaik dari teknisi yang sudah berpengalaman.

Langsung aja hubungi kami melalui 0811 5422 582 / cv.daniz@gmail.com