BAB I PENDAHULUAN 1.1. Pengertian Petir Petir adalah salah satu fenomena kelistrikan udara di alam. Proses terjadinya petir akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton). Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama adalah pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif, di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif, sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif, pada bagian inilah petir biasa berlontaran. Petir dapat terjadi antara awan dengan awan, dalam awan itu sendiri, antara awan dan udara, antara awan dengan tanah (bumi). Energi yang dihasilkan oleh satu sambaran 55 kw/hour. 1.2. Proses terjadinya petir Petir terjadi diakibatkan terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian Ionisasi ini disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Pengertian Petir
Petir adalah salah satu fenomena kelistrikan udara di alam. Proses terjadinya
petir akibat perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif
(proton). Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada
beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama adalah pemampatan muatan listrik
pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan
adalah listrik muatan negatif, di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif,
sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan
positif, pada bagian inilah petir biasa berlontaran. Petir dapat terjadi antara awan
dengan awan, dalam awan itu sendiri, antara awan dan udara, antara awan dengan
tanah (bumi). Energi yang dihasilkan oleh satu sambaran 55 kw/hour.
1.2. Proses terjadinya petir
Petir terjadi diakibatkan terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif
dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga
kejadian Ionisasi ini disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair
menjadi gas atau sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair.
Gambar 1.1. Proses sambaran petir
1
Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses
bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya , dari
proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan.
Ion bebas menempati permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang
berhembus, bila awan-awan terkumpul di suatu tempat maka awan
bermuatan akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar
permukaan bumi maka inilah yang disebut petir.
proses ini bisa digambarkan secara sederhana pada sebuah penggaris
plastik yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu
menarik potongan kertas.
Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat
inilah petir dimungkinkan terjadi karena electron-elektron bebas ini saling
menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga memiliki cukup beda potensial
untuk menyambar permukaan bumi.
Ada 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir, diantarnya adalah;
a. Proses Ionisasi
Sambaran Petir merupakan peristiwa alam yaitu proses pelepasan
muatan listrik (Electrical Discharge) yang terjadi di atmosfer, hal ini
disebabkan berkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan,
ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian ionisasi ini
disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau
sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair. Ion bebas menempati
permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang berhembus, bila
awan-awan terkumpul di suatu tempat maka awan bermuatan ion tersebut
akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan
bumi maka inilah yang disebut petir.
b. Gesekan Antar Awan
Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses
bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya, dari
proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan
awan. Proses ini bisa di simulasikan secara sederhana pada sebuah
penggaris plastik yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan
2
mampu menarik potongan kertas. Pada suatu saat awan ini akan terkumpul
di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan terjadi karena electron-
elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga
memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi.
1.3 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.
3
BAB II
PERLINDUNGAN TERHADAP BAHAYA PETIR
2.1 Bahaya sambaran petir
Kerusakan harta benda dan kematian umat manusia yang disebabkan
oleh sambaran petir relatif tinggi, mulai dari meninggalnya seorang petani
yang sedang bekerja di sawah sampai terhentinya produksi sebuah kilang
minyak penghasil devisa negara disebabkan oleh sambaran petir baik secara
langsung maupun tidak langsung yaitu melalui radiasi, konduksi atau induksi
gelombang elektromagnetik petir.
Dengan demikian ancaman sambaran petir (LEMP) pada peralatan
canggih perlu diwaspadai dan upaya perlindungan terhadap instalasi,
bangunan yang berisikan peralatan elektronik seperti pada industri, bank,
instalasi penting, militer, bahkan perorangan perlu ditingkatkan. Kerugian
juga berdampak terhadap operasional sebuah perusahaan dimana sambaran
petir dapat menimbulkan kerusakan yang cukup parah terhadap instrument
kerja perusahaan danmengakibatkan terhentinya operasional. Apalagi pada
saat sekarang ini tidak ada satu pun perusahaan yang tidak memakai
komponen yang berhubungan dengan elektronika.
Sejalan dengan pesatnya perkembangan teknologi padadewasa ini,
maka pelepasan muatan petir dapat merusak jaringanlistrik dan peralatan
elektronika yang sensitive. Sambaran petir padatempat yang jauh +/- 1,5 km
sudah dapat merusak sistem elektronikadan peralatan, seperti instalasi
komputer, telekomunikasi kantor daninstrumentasi serta peralatan elektornik
sensetif lainnya.Untuk mengatasi hal tersebut, maka perlindungan yang
sesuai harus diterapkan pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya
sambaran petir secara langsung maupun tidak langsung.
Memperhatikan bahaya yang diakibatkan sambaran petir di atas,
maka systemproteksi petir harus mampu melindungi fisik maupun peralatan
dari bahaya sambaran langsung (external protection) dan sambaran petir
tidak langsung (internal protection) serta penyediaan grounding system yang
memadai serta terintegrasi dengan baik
4
1. Bahaya Akibat Sambaran Petir
a. Sambaran Petir Langsung Melalui Bangunan
Sambaran pe tir yang langsung mengenai struktur bangunan rumah,
kantor dan gedung, tentu saja hal ini sangat membahayakan bangunan
tersebut beserta seluruh isinya karena dapat menimbulkan kebakaran,
kerusakan perangkat elektrik/elektronik atau bahkan korban jiwa. Maka
dari itu setiap bangunan di wajibkan memasang instalasi penangkal petir.
Cara penanganannya adalah dengan cara memasang terminal penerima
sambaran petir serta instalasi pendukung lainnya yang sesuai dengan
standart yang telah di tentukan. Terlebih lagi jika sambaran petir langsung
mengenai manusia, maka dapat berakibat luka atau cacat bahkan dapat
menimbulkan kematian. Banyak sekali peristiwa sambaran petir langsung
yang mengenai manusia dan biasanya terjadi di areal terbuka.
b. Sambaran Petir Melalui Jaringan Listrik
Bahaya sambaran ini sering terjadi, petir menyambar dan mengenai
sesuatu di luar area bangunan tetapi berdampak pada jaringan listrik di
dalam bangunan tersebut, hal ini karena sistem jaringan distribusi
listrik/PLN memakai kabel udara terbuka dan letaknya sangat tinggi,
bilamana ada petir yang menyambar pada kabel terbuka ini maka
arus petir akan tersalurkan ke pemakai langsung. Cara penanganannya
adalah dengan cara memasang perangkat arrester sebagai pengaman
tegangan lebih (over voltage). Instalasi surge arresterlistrik ini dipasang
harus dilengkapi dengan grounding system.
c. Sambaran Petir Melalui Jaringan Telekomunikasi
Bahaya sambaran petir jenis ini hampir serupa dengan yang ke-2 akan
tetapi berdampak pada perangkat telekomunikasi, misalnya telepon dan
PABX. Penanganannya dengan cara pemasangan arresterkhusus untuk
jaringan PABX yang di hubungkan dengan grounding. Bila bangunan yang
akan di lindungi mempunyai jaringan internet yang koneksinya melalui
jaringan telepon maka alat ini juga dapat melindungi jaringan internet