Komponen, Cara Pemasangan dan Prinsip Kerja Penangkal Petir

Apa pengertian penangkal petir? Apa fungsi penangkal petir? Bagaimana prinsip / cara kerja penangkal petir? Apa komponen sistem penangkal petir? bagaimana cara memasang penangkal petir?

Ketika terjadi hujan tidak jarang petir menyambar bangunan, pohon, gedung, jaringan listrik dll. Peristiwa tersebut tentunya sangat berbahaya bagi makhluk hidup serta dapat merusak peralatan-peralatan yang ada di dalam suatu bangunan. Kilat ataupun petir memuat energi listrik dengan tegangan yang begitu besar sehingga apabila makhluk hidup terkena petir tidak menutup kemungkinan akan mengalami kematian.

Efek lain yang ditimbulkan sambaran petir adalah kerusakan peralatan-perelatan elektronik dan gangguan sistem kelistrikan. Resiko tersebut sebenarnya bisa dihindari dengan memasang penangkal petir (Lightning Protection). Sebenarnya apa sih penangkal petir (lightning protection) itu? Bagaiaman cara kerja / prinsip kerja penangkal petir (lightning protection) itu? Apa saja komponen peralatan penangkal petir (lightning protection)? Bagaimana cara pemasangan penangkal petir (lightning protection) yang benar? 

Berikut ini kami akan menjelaskan lebih banyak terkait dengan penangkal petir (lightning protection)

Petir (Lightning)

Petir atau kilat merupakan gejala alam yang sering terjadi pada musim hujan yang ditandai dengan adanya kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan. Perlu diketahui bahwa petir mengandung energi listrik dengan tegangan tinggi yang tercipta karena adanya pergeseran awan sehingga terjadinya gesekan anatara dua jenis lempengan. Gesekan anatara lempengan yang dimaksud adalah gesekan lempengan awan dengan awan atau gesekan anatara lempengan awan dengan bumi.

Sambaran petir dibagi menjadi dua jenis sambaran, yaitu sambaran langsung dan sambaran tidak langsung.

A. Sambaran Petir Langsung

Sambaran petir langsung adalah sambaran petir yang secara langsung mengenai benda-benda sepeti bangunan, pohon, jaringan listrik dll. Sambaran petir secara langsung memberikan dampak atau efek yang lebih fatal dibandingkan sambaran petir tidak langsung. Oleh karena itu diperlukan suatu alat bernama pengakan petir yang diharapkan dapat menangkap sambaran petir tersebut dan mengamankan energi listriknya ke tanah.

B. Sambaran Petir Tidak Langsung

Sambaran petir tidak langsung adalah sambaran petir yang tidak mengenai objek atau benda namun efek yang ditimbulkannya menghasilkan induksi listrik yang dapat mengalir di jaringan listrik dan membuat tegangannya melonjak tinggi. Lonjakan tegangan tersebut dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan-peralatan listrik dan barang elektronik. Proteksi untuk sambaran petir tidak langsung ini bernama (lightning arrester) sehingga dapat meredam tegangan listrik yang ditimbulkan dari kejutan listrik (surge petir) akibat sambaran petir tidak langsung.

Penangkal Petir (Lightning Protection)

Penangkal petir atau sebutan lainnya lightning protection merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menangkap sambaran petir dan kemudian menyalurkannya ke tanah tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. 

Tujuan Pemasangan Penangkal Petir (Lightning Protection)

Penangkal petir dipasang agar sambaran petir diharapkan mengenai sistem penagkal petir yang kemudian di teruskan ke bumi sehingga tidak merusak benda lainnya. Dengan adanya penangkal petir maka resiko bahaya yang dapat terjadi ketika petir menyambar dapat diminimalisir.

Prinsip Kerja Penangkal Petir (Lightning Protection)

Pada dasarnya penangkal petir bekerja berdasarkan induksi muatan listrik (peristiwa pemisahan muatan listrik positif dan negatif). 

Prinsip kerja penangkal petir adalah ketika adanya awan yang bermuatan posistif (penyabab terjadinya petir) maka ujung penangkal petir akan bermuatan negatif sehingga muatan negatif tersebut dilepaskan ke molekul udara menuju ke arah awan. Sebaliknya muatan positif yang ada di awan akan bergerak menuju ujung lancip penangkal petir. Muatan positif tersebut  diteruskan / dialirkan ke bumi melalui konduktor dan pentanahan (grounding) untuk dinetralkan. Proses pemindahan muatan listrik tersebut terkadang menimbulkan bunga api / percikan api namun hanya sebagian kecil saja kasus yang terjadi.

Beberapa hal yang membuat sistem penangkal petir menjadi baik adalah dengan menggunakan komponen Head Terminal yang baik dan juga komponen dengan tahanan yang lebih rendah. Tahanan lebih rendah yang dimaksud terlektak pada komponen konduktor dan pada sistem groundingnya.

Perlu diketahui bahwa istilah yang lebih tepat untuk alat ini adalah penangkap petir bukan penangkal petir, hal tersebut didasari pada prinsip kerja alat ini yang menangkap muatan positif awan penyebab sambaran petir.

Komponen Sistem Penangkal Petir (Lightning Protection)

Suatu sistem penangkal petir setidaknya terdiri dari tiga komponen utama yang berperan dalam menangkap dan menyalurkan energi listrik ke tanah / bumi.

1. Head Terminal

Head terminal pada penangkal petir berfungsi untuk menangkap sambaran petir. Contoh head terminal penangkal petir seperti Thomas TP 125 dengan radius mencapai 125 meter.

2. Konduktor (Kawat Penyalur)

Konduktor atau kawat penyalur berfungsi untuk menyalurkan listrik sambaran petir yang dimulai dari head terminal penangkal petir menuju ke grounding. Konduktor harus memiliki nilai tahanan yang rendah agar dapat menyalurkan energi listrik dengan baik. Contoh konduktor yang baik dalam sistem penangkal petir adalah kondukotr berbahan tembaga seperti kawat BC (Bare Copper) 50 mm2.

3. Grounding Rod (Elektroda Pentanahan)

Grounding Rod atau elektroda pentanahan berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari konduktor menuju ke tanah. Sama halnya seperti konduktor, tahanan dari grounding juga harus lebih rendah oleh karena itu disarankan menggunakan elektroda berbahan tembaga. 

Grounding rod (elektroda) terbagi menjadi tiga jenis, yaitu elektroda batang, elektroda pelat dan elektroda pita. Dari ketiga jenis elektroda tersebut dipilih berdasarkan kondisi tanah atau media penanamannya.

Berdasarkan PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik) yang antara lain bahwa nilai tahanan pentanahan jaringan penangkal petir tidak boleh lebih dari 5 ohm. Sehingga apabila nilai tahanan pentanahan suatu sistem grounding lebih dari itu maka perlu dilakukan usaha penurunan nilai tahanan pentanahannya berupa penambahan grounding yang dihubung paralel atau dengan mengkondisikan media tanahnya (dengan penambahan garam dan arang).

Cara Pemasangan Penangkal Petir (Lightning Protection)

Berikut ini merupakan cara pemasangan sistem penangkal petir (Lightning Protection)

1. Pemasangan Head Terminal

Head terminal penangkal petir dipasang diatas tiang atau tower bangunan dengan mempertimbangkan radius penangkal petirnya sehingga dapat melindungi seluruh bagian bangunan. Contohnya penangkal petir Thomas 125 dengan radius 125 meter.

Ketinggian pemasangan head terminal di atas bangunan disesuaikan dengan sudut kemiringannya, yaitu sebesar 45 derajat sehingga dapat mencakup seluruh area bangunan.

2. Pemasangan Konduktor (Kawat Penyalur)

Konduktor dipasang dari head terminal menuju ke sistem grounding. Panjang konduktor disesuaikan dengan jarak antara head terminal dengan grounding. Salah satu konduktor yang baik untuk sistem penangkal petir adalah BC (Bare Copper) 50 mm2 atau luas penampangnya disesuaikan dengan standar PUIL atau SPLN.

3. Pemasangan Grounding

Pemasangan Grounding dapat dilakukan pada media tanah yeng lembab agar dapat memperoleh nilai tahanan pentanahan yang rendah. Untuk mengetahui nilai tahanan pentanahan maka dapat diukur menggunakan alat Earth Tester. Nilai tahanan pentanahan sistem grounding yang terpasangang tidak boleh lebih dari 5 ohm agar dapat menghantarkan energi listrik dari sambaran petir menuju ke tanah dengan baik.

Pertanyaan Tekait

Mengapa benda yang bermuatan listrik negatif menjadi netral apabila diteruskan ke tanah / bumi? Jawaban : Karena muatan negatif (elektron) yang ada pada suatu benda tersebut berpindah ke tanah / bumi dan membuatnya kehilangan muatan negatif sehingga menjadi netral.

Jadi itulah materi tentang apa itu penangkal petir, bagaimana prinsip kerja penangkal petir, tujuan dipasangnya penangkal petir, komponen uatama penangkal petir dan cara pemasangan peangkal petir. Semoga dapat menambah wawasan dan ilmu kalian, sekian dan terima kasih.