Bagaimana Terjadinya Petir ?

 

Petir merupakan hasil pemisahan muatan listrik secara alami di dalam awan badai. Di dalam awan terjadi pemisahan muatan. Beberapa teori menyatakan bahwasanya didalam awan badai, terdapat kristal es bermuatan positif, sedangkan titik air bermuatan negatif. Mekanisme selanjutnya adalah peluahan petir yang diawali dengan pengembangan sambaran perintis (stepped downward leader ). Gerakan ke bawah ini bertahap sampai dekat ke tanah, sehingga muatan negatif yang dibawa oleh stepped leader tersebut

memperbesar induksi muatan positif di permukaan tanah, akibatnya gradien tegangan antara dasar awan dengan tanah semakin besar.
Apabila kedua akumulasi muatan ini saling tarik, maka muatan positif dalam jumlah yang besar akan bergerak ke atas menyambut gerakan stepped leader yang bergerak kebawah, akhirnya terjadi kontak pertemuan antara keduanya. Gerakan keatas muatan positif tersebut membentuk suatu streamer yang bergerak ke atas (upward moving streamer), atau yang lebih populer disebut sebagai sambaran balik (return stroke) yang menyamakan perbedaan potensial.
Ruang proteksi dari suatu penangkal petir adalah berbentuk kerucut dengan sudut puncak kerucut berkisar antara 30 derajat hingga 60 derajat. Besarnya jari-jari ini sama dengan besarnya jarak sambar dari lidah petir. Jarak sambar dari lidah petir ini ditentukan oleh besarnya arus petir yang terjadi. Dengan demikian, derajat kelengkungan dari bidang miring kerucut dipengaruhi oleh besarnya arus petir yang terjadi.
Sambaran petir dapat menimbulkan gangguan pada sistem tenaga listrik. Pada bangunan bertingkat atau menara, efek gangguan akibat sambaran petir ini semakin besar sesuai dengan semakin tingginya bangunan tersebut.
Kebutuhan bangunan akan proteksi petir ditentukan dengan cara klasifikasi area tempat bangunan atau dengan perhitungan menggunakan paramater hari guruh dan koefisien Ng, Nd dan Ne.
Suatu instalasi proteksi petir harus dapat melindungi semua bagian dari suatu bangunan, termasuk manusia dan peralatan yang ada di dalamnya terhadap bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir.
Penentuan besarnya kebutuhan bangunan akan proteksi petir menggunakan standar Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir (PUIPP), National Fire Protection Association (NFPA) 780 dan International Electrotechnical Commision (IEC)1024-1-1.
Pada tower yang tinggi dan memiliki jarak antar menara yang lebar, sambaran petir yang mengenai tower tersebut akan semakin banyak. Hal ini menunjukan bahwa jumlah sambaran yang mengenai menara dipengaruhi oleh tinggi menara dan lebar span
(jarak antar menara). Semakin tinggi menara maka lebar daerah perlindungan semakin besar, sehingga luasan daerah perlindungan antar menara juga lebar. Pada daerah yang lebar kemungkinan petir menyambar daerah tersebut juga akan semakin tinggi.
Untuk penentuan kebutuhan akan Proteksi Petir dapat dilakukan penentuan jenis kategori menara berdasar pada Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir (PUIPP)
Grounding adalah penghubung bagian-bagian peralatan listrik yang pada keadaan normal tidak dialiri arus. Tujuannya adalah untuk membatasi tegangan antara bagian-bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian-bagian ini dengan tanah sampai pada suatu harga yang aman untuk semua kondisi operasi, baik kondisi normal maupun saat terjadi gangguan.
Kontinuitas penyaluran tenaga listrik sangat tergantung dari keandalan sistem groundingnya. Sebuah bangunan gedung agar terhindar dari bahaya sambaran petir dibutuhkan nilai tahanan grounding <5 ohm (PUIL 2000), sedangkan untuk grounding peralatan-peralatan elekronika dibutuhkan nilai tahanan grounding < 3 ohm bahkan beberapa perangkat membutuhkan nilai tahanan <1 ohm. Untuk mendapatkan nilai tahanan grounding yang sekecil mungkin sangat sulit, karena nilai tahanan grounding dipengaruhi beberapa factor seperti : jenis tanah, jenis sistem grounding, suhu dan kelembaban, kandungan elektrolit tanah dan lainlain.
Untuk dapat memperkecil nilai tahanan grounding dapat dilakukan dengan penambahan zat aditip pada tanah. Zat aditip tersebut dapat berupa garam, bentonit, air, serbuk besi dan lain-lain. Namun zat aditif tersebut memiliki keterbatasan umur. Zat aditif tidak dapat berfungsi dengan baik pada waktu yang cukup lama. Sebuah sistem grounding harus dievaluasi setiap 6 bulan untuk mengetahui kelayakan operasi sistem grounding untuk dapat dilanjutkan (PUIL,2000) akibat penurunan kualitas tahanan grounding.

Posted in: