| Tentang Petir |
|
|
|
|
SEKELUMIT TENTANG PETIR ( BAGIAN
I)
Intisari
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.
Indonesia memiliki hari guruh yang tinggi
dengan jumlah sambaran petirnya yang banyak, sehingga kerusakan dan kerugian
yang ditimbulkannya pun lebih besar. Upaya proteksi manusia dan peralatan telah
dilakukan, namun dengan semakin luas, semakin banyak dan semakin canggihnya
peralatan listrik dan elektronik yang digunakan menyebabkan semakin rumitnya
sistem yang diperlukan.
Kerusakan yang diakibatkan oleh petir
Keadaan alam iklim tropis Indonesia pada
umumnya termasuk daerah dengan hari petir yang tinggi setiap tahun. Karena
keterbatasan data besarnya hari petir untuk setiap lokasi di Indonesia, pada
saat ini diasumsikan bahwa lokasi-lokasi yang tinggi di atas gunung atau menara
yang menonjol ditengah- tengah area yang bebas (sawah, ladang, dll.) mempunyai
kemungkinan sambaran lebih tinggi daripada tempat-tempat di tengah-tengah kota
yang dikelilingi bangunan-bangunan tinggi lainnya.
Tempat-tempat dengan tingkat sambaran
tinggi (frekwensi maupun intensitasnya) mendapat prioritas pertama untuk
penanggulangannya, sedangkan tempat-tempat yang relatif kurang bahaya petirnya
mendapat prioritas ke dua dengan pemasangan protektor yang lebih sederhana.
Lokasi yang mempunyai nilai bisnis tinggi (industri kimia, pemancar TV, Telkom,
gedung perkantoran dengan sistem perkantoran dan industri strategis seperti :
hankam, pelabuhan udara, dll.), memerlukan proteksi yang dilakukan seoptimal
mungkin, sedangkan lokasi dengan nilai bisnis rendah mungkin makin sederhana
sistem protektor yang akan dipasang.
Pemakaian penangkal petir tradisional
(eksternal) sudah sangat dikenal sejak dulu untuk melindungi bangunan atau
instalasi terhadap sambaran petir. Bagaimanapun alat pelindung tradisional ini
hanya dapat digunakan sebagai perlindungan gedung itu sendiri terhadap bahaya
kebakaran atau kehancuran, sedangkan induksi tegangan lebih atau arus lebih
yang diakibatkan masih belum terserap sepenuhnya oleh penangkal petir
tradisional tadi. Induksi inilah yang bahayanya cukup besar terhadap peralatan
elektronik yang cukup sensitif dan mahal.
Dengan berkembangnya teknologi yang sangat
pesat hingga kini, maka pelepasan muatan petir dapat merusak jaringan listrik
dan peralatan elektronik yang lebih sensitif. Sambaran petir pada tempat yang
jauh sudah mampu merusak sistem elektronika dan peralatannya, seperti instalasi
komputer, perangkat telekomunikasi seperti PABX, sistem kontrol, alat-alat
pemancar dan instrument serta peralatan elektronik sensitif lainnya. Untuk
mengatasi masalah ini maka perlindungan yang sesuai harus diberikan dan
dipasang pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir langsung
maupun induksinya.
Salah satu penyebab semakin tingginya
kerusakan peralatan elektronika karena induksi sambaran petir tersebut adalah
karena sangat sedikitnya informasi mengenai petir dan masalah yang dapat
ditimbulkannya.
Kerusakan ini biasanya langsung mudah
diketahui sebabnya, karena jelas petir menyambar sebuah gedung dan sekaligus
peralatan listrik/elektronik yang ada di dalamnya ikut rusak (kemungkinan mengakibatkan
kebakaran gedung, PABX, kontrol AC, komputer, alat pemancar, dll. hancur
total).
• Kerusakan Akibat Sambaran Tidak Langsung
Kerusakan ini sulit diidentifikasi dengan
jelas karena petir yang menyambar pada satu titik lokasi sehingga hantaran induksi
melalui aliran listrik/kabel PLN, telekomunikasi, pipa pam dan peralatan besi
lainnya dapat mencapai 1 km dari tempat petir tadi terjadi. Sehingga tanpa
disadari dengan tiba-tiba peralatan komputer, pemancar TV, radio, PABX terbakar
tanpa sebab yang jelas.
Sistem proteksi yang dibutuhkan berkaitan
erat dengan konsep zone atau induksi yang mungkin timbul diakibatkan dari petir
itu sendiri dan keinginan untuk memperoleh data petir akan terpenuhi dengan
semakin banyaknya dana dan daya yang diarahkan ke permasalahan petir.
Di samping itu pemahaman tentang masalah
atau pengaruh yang ditimbulkan perlu ditingkatkan sehingga usaha perlindungan
yang dilakukan dapat maksimal. Sistem perlindungan yang diaplikasikan pada
instalasi yang sudah dibangun akan menjadi lebih mahal daripada jika dilakukan
perlindungan pada saat instalasi baru pada tahap perencanaan.
Proses terjadinya awan bermuatan ini akan
semakin sering jika semakin dekat ke katulistiwa yang berudara lembab. Semakin
banyak terbentuknya awan bermuatan akan semakin tinggi jumlah sambaran petir
yang terjadi. Jumlah sambaran ini sering disebut juga sebagai jumlah HARI-GURUH
PER TAHUN (thunderstormdays).
Dari pengalaman bertahun-tahun para
peneliti petir telah menunjukkan bahwa sistem proteksi petir yang didasarkan
pada sistem proteksi eksternal dan internal yang klasik, misalnya seperti yang
diberikan pada standard DIN VDE 0185, sudah tidak memadai lagi untuk sitem yang
rumit dan menggunakan banyak fasilitas jaringan telekomunikasi yang padat
seperti pabrik, pusat komputer dan pembangkit listrik. Standar yang
konvensional hanya menentukan komponen secara sendiri-sendiri (individual),
seperti finial, down conductor, sistem pentanahan, sistem penyama tegangan
(Equipotential Bonding - EB), pembatasan medan, atau pembatasan gelombang
berjalan pada hantaran.
Ada satu referensi umum untuk semua
peraturan yang berlaku pada bidang teknik telekomunikasi, misalnya pada standar
Jerman DIN VDE 0800 dan DIN VDE 0845. Standar ini pun belum tentu sesuai dengan
standar lainnya, karena itu suatu metode telah dikembangkan untuk memungkinkan
perencanaan suatu sistem proteksi yang bisa mengintegrasikan seluruh individual
sistem tersebut.
Proteksi petir untuk instalasi
telekomunikasi pada dasarnya adalah masalah Electromagnetic Compatibility -
EMC. Peralatan elektronik harus tahan terhadap gangguan dari induksi dan
konduksi petir pada akibat sambaran langsung atau sambaran dekat dan bahkan
tidak boleh "upset" atau terputusnya komunikasi.
Untuk mengintegrasikan seluruh sistem
proteksi tersebut, dikenal istilah Lighting Protection Zones (LPZ) yang telah
digunakan sebagai standar di Hankam milik Jerman. Prinsipnya adalah sistem
proteksi dibagi menjadi beberapa bagian dengan intersection yang jelas antara
masing-masing zone. Untuk daerah proteksi, kondisi elektromagnetik dapat
didefinisikan, misalnya besarnya medan listrik dan medan magnet akibat pengaruh
petir atau besarnya tegangan lebih yang berjalan pada hantaran yang memasuki
daerah tersebut. Dari besaran dapat ditentukan ukuran hantaran dan
karakteristik alat proteksi yang dibutuhkan.
Metode ini telah dibahas untuk dijadikan
sebagai standar pada International Electrotechnical Commission (IEC) TC 81. LPZ
ini dimulai dari Zone 0, daerah yang memungkinkan terjadinya sambaran petir
(LEMP) langsung, yaitu:
1. Arus transient akibat sambaran petir
langsung.
2. Arus transient yang mengalir melalui
hantaran (terinduksi).
3. Medan elektromagnetik akibat sambaran
langsung atau sambaran dekat.
Model ini dapat dikembangkan untuk
proteksi akibat tegangan lebih, akibat proses switching (SEMP) di dalam
industri, sehingga proteksi yang lengkap bisa diperoleh.
• Konsep Daerah Proteksi (LPZ) dan Tingkat
Proteksi (PL)
Untuk sistem yang rumit umumnya digunakan
Metode Bola Petir (Rolling Sphere Method) untuk menentukan letak finial. Dengan
demikian ada daerah yang kemungkinan mendapatkan sambaran petir langsung (LPZ
O), juga ada daerah yang tidak akan mendapat sambaran langsung karena
terproteksi oleh finial (LPZ O/E).
Dapat ditentukan klasifikasi dari daerah
proteksi dan tingkat proteksi, misalnya untuk pusat komputer. Hantaran yang
datang dari LPZ O masuk ke LPZ 1 harus dihubungkan dengan alat proteksi yang
sesuai yang dilengkapi dengan Equipotential Bonding (EB).
Pada sambaran petir diberikan besaran arus
petir yang mengalir pada sistem listrik akibat sambaran petir langsung pada
instalasi.
Sesuai dengan ketentuan International
Electrotechnical Commission TC 81 yang disahkan bulan Agustus 1989 maka sistem
penangkal petir yang sempurna harus terdiri atas 3 bagian:
Yang disebut Proteksi External adalah
instalasi dan alat-alat di luar sebuah struktur untuk menangkap dan menghantar
arus petir ke sistem pembumian atau berfungsi sebagai ujung tombak penangkap
muatan listrik/arus petir di tempat tertinggi.Proteksi External yang baik
terdiri atas:
-
Air Terminal atau Interseptor.
- Down Conductor.
- Equipotensialisasi.
2. Proteksi Pembumian/Pentanahan
Bagian terpenting dalam instalasi sistem
penangkal petir adalah sistem pembumiannya. Kesulitan pada sistem pembumian
biasanya karena berbagai macam jenis tanah. Hal ini dapat diatasi dengan
menghubungkan semua metal (Equipotensialisasi) dengan elektrode tunggal yang ke
bumi. Hal ini sesuai dengan IEC TC 81 Bab 2.3.
3. Proteksi Internal
Proteksi Internal berarti proteksi
peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir. Terutama efek medan magnet
dan medan listrik pada instalasi metal atau sistem listrik. Sesuai dengan
standar DIV VDE 0185, IEC 1024-1.
Proteksi Internal terdiri atas:
- Pencegahan sambaran langsung.
- Pencegahan sambaran tidak langsung.
- Equipotensialisasi.
4. Peralatan Proteksi Petir Untuk dapat mengantisipasi perkembangan peralatan listrik dan elektronika, maka peralatan proteksi dalam Konsep Daerah Proteksi yang berorientasi pada EMC juga mempunyai tugas yang disesuaikan dengan kebutuhan tersebut. contoh penggunaan alat protektsi adalah sbb: 1. SPARK GAP : Yaitu alat proteksi (Areester ) yang diletakan pada sisi power source atau line power utama. 2. MEDIUM SPARK : yaitu alat proteksi (Areester ) yang diletakan pada sisi power line atau dibawah power utama ( pada anak cabang instalasi) 3. FINE ARRESTER : Yaitu alat proteksi yang diletakan pada sisi perangkat atau ujung dari peralatan contoh pada telepon . televise atau jaringan computer.
Kesimpulan Perlunya dilakukan penyampaian informasi yang cepat dan tepat kepada perencanaan, pemeliharaan dan penyedia komponen peralatan proteksi tentang teknologi dan metode-metode baru yang berkembang pesat seirama dengan perkembangan teknologi elektronika dan mikroprosesor.Tingkat proteksi bangunan gedung atau perumahan yang ada, pada umumnya belum mengacu pada proteksi Eksternal dan Internal, apalagi konsep LPZ yang masih sangat baru untuk instalasi di Indonesia.
sumber: majalah
elektroindonesia-online |