Instalasi Penangkal Petir

Numpang lewat buat rekan2 yang mau meluangkan sedikit waktunya untuk membaca tulisan saya, kali ini saya akan jelaskan secara singkat tentang proteksi penangkal petir.

Pengertian instalasi penangkal petir pada hakekatnya adalah instalasi yang dipasang dengan maksud untuk mencegah, menghindari dan mengurangi bahaya yang ditimbulkan oleh kejadian sambaran petir. dengan demikian pengertian “Penangkal petir” adalah Penangkal bahaya sambaran petir.

Parameter arus petir yang menibulkan bahaya adalah :

- Arus petir (I)

- Kecuraman arus petir (di/dt)

- Muatan arus petir (Q)

- Integral kuadrat arus impulse petir

Ada 4 tipe sambaran petir :

1. Awan ke tanah

2. Awan ke udara

3. Awan dengan awan

4. Didalam awan itu sendiri

 

PROSES TERJADINYA SAMBARAN PETIR DIBAGI MENJADI EMPAT TAHAP, YAITU :

ü PEMBENTUKAN AWAN PETIR

ü DOWNWARD LEADER

ü UPWARD LEADER

ü RETURN STROKE

PEMBENTUKAN AWAN PETIR

 

Awan adalah sekumpulan dari titik-titik uap air yang berasal dari proses pemanasan air di permukaan bumi oleh panas matahari.  Karena adanya perbedaan temperatur di udara untuk setiap ketinggian yang berbeda, maka terjadilah perbedaan tekanan udara yang menyebabkan timbulnya aliran udara dari tempat yang bertekanan udara lebih tinggi ke arah tekanan udara yang lebih rendah.  Tekanan udara yang lebih tinggi pada umumnya terjadi pada daerah ketinggiannya yang lebih rendah.  Hal ini menyebabkan adanya aliran udara naik ke atas yang akan mendorong naik titik-titik air dari hasil penguapan yang terjadi oleh pemanasan matahari.

Semakin tinggi dari permukaan bumi, maka semakin rendah temperatur udara yang menyebabkan terjadi kondensasi dari ketinggian tertentu.  Setelah mencapai temperatur kondensasi, titik-titik uap air yang terkandung pada bagian atas awan tersebut berubah menjadi kristal-kristal es.  Karena adanya aliran angin ke atas, ke samping dan ke bawah, maka terjadilah tubrukan-tubrukan atau gesekan-gesekan antara kristal-kristal es tersebut yang menyebabkan terbentuknya ion-ion positif di bagian atas dan negatif di bagian bawah darl awan tersebut.  Jenis awan seperti inilah yang menjadi cikal bakal awan petir apabila terbentuk proses lonisasi yang sangat besar.

DOWNWARD LEADER

Proses ionisasi pada awan petir tersebut akan menghasilkan medan listrik antara awan petir dan bumi.  Apabila medan listrik yang dihasilkan mencapai level breakdown voltage terhadap bumi, maka akan terjadi pelepasan elektron dari awan petir ke bumi (Downward Leader).

Pelepasan muatan elektron (Downward Leader) ini pada umumnya berupa lidah-lidah petir yang bercahaya yang turun bertahap menuju permukaan bumi dengan kecepatan rambat rata-rata 100 - 800 km/detik.

UPWARD LEADER

Terbentuknya Downward Leader dengan kecepatan yang tinggi ini menyebabkan naiknya medan listrik yang dihasilkan antara ujung lidah petir tersebut dengan permukaan bumi.  Sehingga menyebabkan terbentuknya Upward Leader yang berasal dari puncak-puncak tertinggi dari permukaan bumi.  Proses ini berlanjut hingga keduanya bertemu di suatu titik ketinggian tertentu, yang dikenal dengan Striking point.

Dengan demikian maka lengkaplah sudah pembentukan kanal lonisasi antara awan petir dan bumi, dimana kanal ionisasi ini merupakan saluran udara yang memiliki konduktifitas yang tinggi bagi arus petir yang sesungguhnya.

RETURN STROKE

Return Stroke yang diistilahkan dengan sambaran balik merupakan arus petir yang sesungguhnya yang mengalir dari bumi menuju awan petir melalui kanal ionisasi yang sudah terbentuk di atas.

 

Oleh karena kanal udara yang terionisasi ini memiliki konduktivitas yang tinggi, maka kecepatan rambat arus petir ini jauh lebih cepat, yaitu ± 20.000 - 110.000 km/detik.

Proses terjadinya petir

 

Instalasi Sistem Proteksi Petir sistem franklin (perlindungan sambaran langsung)

- Penangkap Petir (Air termination System)

- Penyalur Petir (Down Conductor)

- Pentanahan (Grounding)



INDEK RESIKO BAHAYA SAMBARAN PETIR

A : Peruntukan bangunan      (-10      0          1          2          3          5          15)      

B : Struktur konstruksi         ( 0        1          2          3 )

C : Tinggi bangunan               ( 0        2          3          4          5          -           10)      

D : Lokasi bangunan ( 0        1          2)

E : Hari guruh                        ( 0        1          2          3          4          -           7)

R         = A + B + C + D + E

            <     11             ABAIKAN

            =     11             KECIL

            =     12             SEDANG

            =     13             AGAK BESAR

            =     14             BESAR

            >     14             SANGAT BESAR     

INDEK RESIKO BAHAYA SAMBARAN PETIR

A :       Peruntukan bangunan           

            Rumah tinggal                                                            1

            Bangunan umum                                                        2

            Banyak orang                                                             3

            Instalasi gas,minyak, rumah sakit    :           5

            Gudang handak                                              :           15

B :       Struktur konstruksi

            Steel structure                                                                        0

            Beton bertulang, kerangka baja atap logam            1

            Beton bertulang,  atap bukan logam                         2

            Kerangka kayu atap bukan logam                            3

C :       Tinggi bangunan

INDEK RESIKO BAHAYA SAMBARAN PETIR           

C :       Tinggi bangunan

            s/d       6 m                  0

                        12 m                2

                        17 m                3

                        25 m                4

                        35 m                5

                        50 m                6

                        70 m                7

                        100 m              8

                        140 m              9

                        200 m              10

PENERIMA (AIR TERMINAL)

1. Dipasang pada tempat yang akan tersambar.
2. Daerah terlindung
3. Tinggi lebih dari 15 cm dari sekitar
4. Jumlah dan jarak harus diatur (daerah perlindungan 112 derajat)

Penerima dapat berupa :

1. Logam bulat panjang yang terbuat dari tembaga
2. hiasan,-hiasan pada atap, tiang-tiang, cerobong logam yang disambung dengan instalasi penyalur petir.
3. Atap –atap dari logam yang disambung secara elekteris.

SYARAT-SYARAT PEMASANGAN

PENGHANTAR   PENURUNAN

1. Dipasang sepanjang bubungan ke tanah.
2. Diperhitungkan pemuaian dan penyusutan.
3. Jarak antara alat pemegang penghantar maximal 1,5 meter.
4. Dilarang memasang penghantar penurunan dibawah atap dalam bangunan.
5. Jika ada, penurunan dipasang pada bagian yang terdekat pohon, menonjol.
6. Memudahkan pemeriksaan.
7. Jika digunakan pipa logam, pada kedua ujung harus disambung secara elektris.
8. Dipasang minimal 2 penurunan.
9. Jarak antar kaki penerima dan titik percabangan penghantar maximal 5 meter.

BAHAN PENGHANTAR PENURUNAN

1. Kawat tembaga penampang min. 50 mm2 & Tebal minimal 2 mm.
2. Bagian atap, pilar, dinding, tulang baja yang mempunyai massa logam yang baik.
3. Khusu tulang beton harus memnuhi :
1. Sudah direncanakan untuk itu
2. Ujung-ujung tulang baja mencapai garis permukaan air dibawah tanah.
4. Kolom beton yang digunakan sebagai penghantar adalah kolom beton bagian luar.
5. Pipa penyalur air hujan + minimal dua pengantar penurusan khusus.
6. Jarak antar penghantar
1. Tinggi < 25 m           max. 20 m
2. Tinggi 25 – 50 m      max (30 – (0,4xtinggi bangunan))
3. Tinggi > 50 m           max 10 meter.

SYARAT PEMBUMIAN/TAHANAN PEMBUMIAN

1. Dipasang sedemikian sehingga tahan pembumian terkecil.
2. Sebagai elektroda bumi dapat digunakan
1. Tulang baja dari lantai kamar, tiang pancang (direncanakan).
2. Pipa logam yang dipasang dalam bumi secara tegak.
3. Pipa atau penghantar lingkar yang dipasang dalam bumi secara mendatar.
4. Pelat logam yang ditanam.
5. Bahan yang diperuntukkan dari pabrikan (spesifikasi sesuai standar)
3. Dipasang sampai mencapai permukaan air dalam bumi.
4. Masing-masing penghantar dari suatu instalasi yang mempunyai beberapa penghantar harus disambungkan dengan elektroda kelompok.
5. Terdapat sambungan ukur.
6. Jika keadaan alam tidak memungkinkan,
7. Masing-masing penghantar penurunan harus disambung dengan penghantar lingkar yang ditanam dengan beberapa elektro tegak atau mendatar sehingga jumlah tahan pembumian bersama memenuhi syarat.
8. Membuat suatu bahan lain (bahan kimia dan sebagainya) yang ditanam bersama dengan elektroda sehingga tahan pembumian memenuhi syarat.
9. g.   Elektroda bumi yang digunakan untuk pembumian instalasi listrik tidak boleh digunakan untuk pembumian instalasi penyalur petir.

BANGUNAN YANG MEMPUNYAI ANTENA

1.      Antena harus dihubungkan dengan instalasi penyalur petir dengan penyalur tegangan lebih, kecuali berada dalam daerah perlindungan.

2.      Jika antena sudah dibumikan, tidak perlu dipasang penyalur tegangan lebih.

3.      Jika antena dpasang pada bangunan yang tidak mempunyai instalasi petir, antena harus dihubungkan melalui penyalur tegangan lebih.

4.      Pemasangan penghantar antara antena dan penyalur petir sedemikian menghindari percikan bunga api.

5.      Jika suatu antena dipasang pada tiang logam, tiang tersebut harus dihubungkan dengan instalasi penyalur petir.

6.      Jika antena dipasang secara tersekat pada suatu tiang besi, tiang besi ini harus dihubungkan dengan bumi.

CEROBONG YANG LEBIH TINGGI DARI 10 M

1. Instalasi penyalur petir yang terpasang dicerobong tidak boleh dianggap dapat melindung bangunan yang berada disekitarnya.
2. Penerima harus dipasang menjulang min 50 cm di atas pinggir cerobong.
3. Alat penangkap bunga api dan cincin penutup pinggir bagian puncak dapat digunakan sebagai penerima petir.
4. Instalasi penyalur petir dari cerobong min harus mempunyai 2 penurunan dengan jarak yang sama satu sama lain.
5. Tiap-tiap penurunan harus disambungkan langsung dengan penerima.

PEMERIKSAAN DAN PENGUJIAN

1. Setiap instalasi penyalur petir harus dipelihara agar selalu bekerja dengan tepat, aman dan memenuhi syarat.
2. Instalasi penyalur petir petir harus diperiksa dan diuji :
1. Sebelum penyerahan dari instalatir kepada pemakai.
2. Setelah ada perubahan atau perbaikan (bangunan atau instalasi)
3. Secara berkala setiap dua tahun sekali.
4. Setelah ada kerusakan akibat sambaran petir.
3. Dilakukan oleh pegawai pengawas, Ahli K3 atau PJK3 Inspeksi.
4. Pengurus atau pemilik wajib membantu (penyedian alat)

Dalam pemeriksaan dan pengujian  hal yang perlu diperhatikan :

1. Elektroda bumi, terutama pada jenis tanah yang dapat menimbulkan karat.
2. Kerusakan-kerusakan dan karat dari penerima, penghantar
3. Sambungan-sambungan
4. Tahanan pembumian dari masing-masing elektroda maupun elektorda kelompok.
5. Setiap hasil pemeriksaan dicatat dan diperbaiki.
6. Tahanan pembumian dari seluruh sistem pembumian tidak boleh lebih dari 5 ohm.
7. Dilakukan pengukuran elektroda pembumian.