Home PETIR
Friday August 29, 2014

Kerusakan yang di timbulkan dapat membahayakan peralatan serta manusia yang berada di dalam bangunan tersebut. Untuk melindungi dan mengurangi dampak kerusakan akibat sambaran petir maka harus di pasang sistem pengamanan pada bangunan tersebut. Sistem pengamanan itu salah satunya berupa sistem penangkal petir atau anti petir beserta kabel penyalur (Down Conduktor) dan pertanahannya (Grounding System) sesuai standart yang telah di tentukan. Petir merupakan fenomena alam yang sangat indah, akan tetapi juga merupakan ancaman bagi mahluk hidup yang ada di bumi. Dengan temperatur sambaran melebihi panas permukaan matahari dan kekuatan benturan yang menyebar ke segala arah. Terjadinya petir biasanya mengikuti peristiwa hujan baik air atau es, peristiwa ini dimulai dengan munculnya lidah api listrik yang bercahaya terang yang terus memanjang kearah bumi dan kemudian diikuti suara yang menggelegar dan efeknya akan fatal bila mengenai mahluk hidup.


PROSES TERJADINYA PETIR

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).

Terdapat 2 teori yang mendasari proses terjadinya petir :
1. Proses Ionisasi
2. Proses Gesekan antar awan


1. 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.

 

 

2. 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 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.


JENIS - JENIS PETIR YANG TERJADI DI BUMI

1. Petir St. Elmo's Fire

Petir ini telah ada selama berabad-abad, di mulai dari sejarah Yunani kuno, Julius Caesar, Columbus dan Magellan. Setelah ada teori penangkal petir Franklin fenomena ini terlihat lebih jelas di tanah/darat, menyebabkan rasa takut sebagai api biru terinspirasi cerita roh dan hantu.

2. Petir Boom

Petir Ball Thunder adalah fenomena alam yang aneh, dengan laporan peninjauan kembali ke Yunani kuno. Jenis yang paling umum adalah kilatan petir coret tapi petir ini menyebabkan ancaman terbesar terhadap kehidupan dan properti. Petir dapat di picu oleh berbagai peristiwa mulai dari ledakan termonuklir untuk meluncurkan roket seperti Challenger atau Apollo 12.


3. Petir Deadly

 

Di Amerika Serikat rata-rata 58 orang meninggal dunia setiap tahunnya oleh sambaran petir dan sekitar 250 orang bertahan hidup setiap tahunnya setelah di sambar petir namun sebagian besar mereka hidup dengan bekas luka permanen

 

 

4. Petir Cloud Flashes

Ketika terjadi di awan terkadang kita dapat melihat garis di udara di sekitar badai. Itu di sebut sambaran petir awan ke udara atau di sebut Anvil Crawler. Sambaran petir juga dapat melakukan perjalanan dari awan ke awan. Ketika sambaran petir terlihat tertanam di awan dan sepertinya pada luminositas selama bagian petir, di sebut lembar pencahayaan atau intra awan petir. Banyak orang telah melihat sambaran petir yang panas tapi tidak mengatakan mendengar guntur. Namun guntur di kejauhan itu terlalu jauh untuk di dengar. Setiap kali terjadi sambaran petir maka selalu ada guntur.

 

5. Petir Cloud-To-Sea Lightning

Air adalah konduktor yang sangat baik, sehingga orang memilih untuk tinggal jauh dari laut, danau dan kolam khususnya selama ada badai petir. Dalam badai para pelaut beresiko terkena sambaran petir awan ke laut, selain angin kencang, tinggi, gelombang berombak dan hujan deras. Pelaut di anjurkan untuk mancari pelabuhan yang aman sampai badai berlalu dan memastikan kru mengenakan jaket.



6. Petir Re-strike

Sambaran petir ini terdiri dari 3-4 stroke individu tetapi mungkin memiliki lebih. Di pisahkan oleh 40-50 milidetik, menyebabkan efek "Strobe Light". Yang pertama adalah yang terkuat. Setiap stroke berturut-turut biasanya kembali menggunakan saluran debit diambil oleh stroke sebelumnya. Berkepanjangan oleh gemuruh guntur yang menyerang kembali.


7. Petir Mind-Blowing Beauty

Petir melalui udara memancarkan cahaya putih, tetapi dapat muncul sebagai warna yang berbeda tergantung pada kondisi cuaca. Karena kelembaban, kabut, debu dan semacamnya, petir jauh dapat muncul merah atau oranye dalam cara yang tidak sama saat matahari terbenam.

 

8. Petir Upper Atmospheric Ligthning

Walaupun jarang terlihat dengan mata telanjang, petir sangat istimewa, jarang terlihat seperti flash sprite merah, biru dan elf jet. Sprite lebar, berkedip lemah dalam badai. Sprite petir muncul seperti ubur-ubur raksasa dengan cahaya merah darah-biru panjang tergantung pada tentakel. Jet Blue sempit dan di tembak dari atas badai. Jet Blue lebih terang dari sprite dan pertama kali di rekam dari pesawat.

 


9. Petir Scary Powerfull Strike To Tower, Buildings

Biasanya selama badai, 80 % petir terlihat di awan dan 20 % di darat. Bangunan, menara dan titik tertinggi lainnya sering di sambar petir, karena listrik menemukan jalan dan perlawanan terendah. Sambaran petir turun dari langit ke bawah, tetapi bagian yang Anda lihat berasal dari bawah ke atas. Bisa menyerang tempat yang sama lebih dari sekali.

10. Petir Double Ligthning

Petir merupakan kekuatan alam yang mengesankan. Indah, sekaligus berbahaya. Lampu kilat biru-putih cemerlang petir disebabkan oleh panas yang ekstrim. Sambaran petir lebih panas dari permukaan matahari. Petir ganda memiliki ancaman yang berganda pula.

 

11. Petir Mulitple Strike & Long exposure Photos

Ini adalah tipe dasar awan petir yang muncul untuk membubarkan menjadi string pendek, lampu, yang berlangsung lebih lama dari biasa. Sambaran petir terlihat agak seperti pita. Hal ini terjadi dalam angin badai dengan trafik tinggi dan stroke yang lalu. Angin bertiup kembali dalam satu baris ke setiap stroke, juga ke salah atu sisi belakang stroke sebelumnya, menunjukan efek dari pita. Pita staccato memiliki durasi stroke pendek, muncul sebagai petir tunggal sangat cerah dan sering memiliki dampak yang cukup besar.

12. Petir Rocket Lightning

 

Rocket kilat petir biasanya horizontal dan di dasar awan. Saluran Luminous muncul melalui udara dengan kecepatan visual tinggi, sering terputus-putus. Gerakan ini menyerupai gerakan roket. Ini adalah salah satu tipe sambaran petir yang paling langka.

 

 

 

 

13. Petir Volcanic Triggered Lightning

Petir dipicu vulkanik bukanlah sesuatu yang sering kita lihat. Setidaknya sebelum neraka meledak di Islandia. Ada tiga jenis pencahayaan vulkanik. Sambaran petir dapat di picu oleh letusan gunung berapi yang sangat besar, yang mengeluarkan gas dan material ke atmosfer. Jenis perantara dari ventilasi gunung berapi, kadang-kadang memiliki panjang 1,8 km. Lalu ada percikan petir jenis jauh lebih pendek dan hanya berlangsung beberapa milidetik.


14. Petir Sensational Volcanic-Lightning

Petir, api, es dan abu bersatu disini, vulkanik memicu petir terdengar sesuatu seperti tembakan senapan, sementara listrik yang diproduksi menghasilkan gemuruh panjang.

 

 

 

Sebuah majalah "intisari" pernah mengungkapkan bahwa sambaran petir berarus listrik terbesar terdapat di Indonesia, tepatnya di wilayah Depok Jawa Barat. Pada bulan April, Mei dan Juni 2002 dengan menggunakan teknologi lightning position and tracking system (LPATS), itu untuk mengenali perilaku sambaran petir di wilayah kota di selatan Jakarta. Tak di sangka, para peneliti mendapati arus petir negatif berkekuatan 379,2 kA dan petir positif mencapai 441,1 kA.

Dengan kekuatan sambaran petir tersebut, maka petir mampu meratakan sebuah bangunan gedung yang terbuat dari beton sekalipun. Selama ini Indonesia memang di kenal sebagai negara dengan sambaran petir cukup tinggi. Kondisi meteorologis Indonesia memang sangat ideal bagi terciptanya petir. Tiga faktor yang mempengaruhi terjadinya petir adalah udara naik, kelembaban dan partikel bebas atau aerosol terpenuhi dengan baik di Indonesia sebagai negara maritim.

Dalam majalah Intisari edisi Desember 2000, di sebutkan bahwa bumi bisa di ibaratkan sebagai kapasitor. Antara lapisan ionesfer dan bumi, jika langit cerah ada arus listrik yang mengalir terus menerus dari ionosfer yang bermuatan positif ke bumi yang bermuatan negatif. Tapi bumi tidak terbakar karena ada awan petir yang bermuatan listrik positif maupun negatif sebagai penyeimbang. Yang positif turun ke bumi dan yang negatif naik ke ionosfer.

Sambaran petir terjadi dalam bentuk setidaknya dua sambaran. Pada sambaran pertama muatan negatif (-) mengalir dari awan ke permukaan tanah. Ini bukanlah sambaran yang sangat terang. Sejumlah sambaran petir percabangan biasanya dapat terlihat menyebar keluar dari jalur sambaran petir utama. Ketika sambaran pertama ini mencapai permukaan tanah, sebuah muatan berlawanan terbentuk pada titik yang akan di sambarnya dan arus petir kedua yang bermuatan positif terbentuk dari dalam jalur sambaran utama tersebut langsung menuju awan. Dua sambaran tersebut biasanya beradu sekitar 50 meter di atas permukaan tanah. Arus pendek terbentuk di titik pertemuan antara awan dan permukaan tanah tersebut, dan hasilnya sebuah arus listrik yang sangat kuat dan terang mengalir dari dalam jalur sambaran petir utama itu menuju awan. Perbedaan tegangan pada aliran listrik antara awan dan permukaan tanah ini melebihi beberapa juta volt.

 

INDONESIA NEGERI PETIR

Mengingat letak geografis Indonesia yang di lalui garis khatulistiwa menyebabkan Indonesia beriklim tropis, akibatnya Indonesia memiliki hari guruh rata-rata per tahun sangat tinggi. Dengan demikian seluruh bangunan di Indonesia memiliki resiko lebih besar mengalami kerusakan akibat terkena sambaran petir. Kerusakan yang di timbulkan dapat membahayakan peralatan serta manusia yang berada di dalam bangunan tersebut. Untuk melindungi dan mengurangi dampak kerusakan akibat sambaran petir.

maka harus di pasang sistem pengamanan pada bangunan tersebut. Sistem pengamanan itu salah satunya berupa sistem penangkal petir atau anti petir beserta kabel penyalur (Down Conduktor) dan pertanahannya (Grounding System) sesuai standart yang telah di tentukan.

Dibawah ini adalah Tabel Tingkat Isokeraunik di Indonesia :
INTENSITAS PETIR (Curah Petir Tahunan)
Tingkat Isokeraunik di Indonesia


KOTA - PULAU
CURAH PETIR
I K L
TINGKAT
Alor - Nusa Tenggara Timur 39 10.56 Rendah
Amahai - Maluku 109 29.95 Sedang
Ambon - Maluku 82 22.36 Rendah
Bogor - Jawa 201 55.15 Tinggi
Banyuwangi - Jawa 101 27.56 Sedang
Bawean - Jawa 141 38.68 Sedang
Banda Aceh - Sumatera 55 15.12 Rendah
Batam - Batam 131 35.94 Sedang
Belawan - Sumatera 246 67.36 Tinggi
Balikpapan- Kalimantan 227 62.10 Tinggi
Banjarmasin - Kalimantan 85 23.18 Rendah
Bandanaira - Kep. Maluku 63 17.26 Rendah
Bima - Nusa Tenggara Barat 102 27.84 Sedang
Bitung - Sulawesi 55 15.07 Rendah
Bau-Bau - Sulawesi 137 37.54 Sedang
Cilacap - Jawa 85 23.29 Rendah
Citeko - Jawa 227 62.30 Tinggi
Curug - Jawa 20 60.22 Tinggi
Denpasar - Bali 61 16.71 Rendah
Dabo - Singkep 107 29.32 Sedang
Dumai - Sumatera 218 59.75 Tinggi
Flores - Nusa Tenggara Timur 88 24.03 Rendah
Gunung Sitoli - Sumatera 112 30.68 Sedang
Gorontalo - Sulawesi 212 58.08 Tinggi
Geser - Maluku 91 25.04 Sedang
Indramayu - Jawa 187 51.23 Tinggi
Jakarta - Jawa 193 52.88 Tinggi
Jatiwangi - Jawa 189 51.78 Tinggi
Jambi - Sumatera 76 20.74 Rendah
Jaya Pura - Irian 197 53.88 Tinggi
Kairatu - Maluku 101 27.56 Sedang
Kalianget - Madura 166 45.45 Sedang
Kupang - Nusa Tenggara Timur 79 21.60 Rendah
Kota Baru - Kalimantan 58 15.89 Rendah
Lekunik Baa - Nusa Tenggara Timur 78 21.34 Rendah
Lembang - Jawa 132 36.05 Sedang
Lokseumawe - Sumatera 201 55.07 Tinggi
Labuha - Maluku 130 35.59 Sedang
Luwuk - Kep. Maluku 110 30.25 Sedang
Majene - Sulawesi 139 38.19 Sedang
Makasar - Sulawesi 152 41.76 Sedang
Manado - Sulawesi 128 34.52 Sedang
Manokwari - Irian Jaya 162 44.41 Sedang
Masamba - Sulawesi 248 67.88 Tinggi
Mataram - Nusa Tenggara Barat 126 34.56 Sedang
Maumere - Irian Jaya 87 23.87 Rendah
Medan - Sumatera 224 61.34 Tinggi
Meulaboh - Sumatera 178 48.77 Sedang
Muara taweh - Kalimantan 267 73.20 Tinggi
Nanga Pinoh - Kalimantan 112 30.82 Sedang
Naha - Sulawesi 72 19.62 Rendah
Namlea - Maluku 69 18.90 Rendah
Padang Panjang - Sumatera 122 33.47 Sedang
Palembang - Sumatera 156 42.67 Sedang
Pang Brandan - Sumatera 214 58.60 Tinggi
Pangkal Pinang - Kalimantan 118 32.33 Sedang
Palu - Sulawesi 182 49.73 Sedang
Pangkalan Bun - Kalimantan 237 65.04 Tinggi
Paloh - Kalimantan 188 51.56 Tinggi
Palangkaraya - Kalimantan 298 81.68 Tinggi
Pontianak - Kalimantan 219 60.00 Tinggi
Putussibau - Kalimantan 169 46.30 Sedang
Poso - Sulawesi 127 34.79 Sedang
Riau - Sumatera 217 59.33 Tinggi
Semarang - Jawa 148 40.63 Sedang
Serang - Jawa 112 30.01 Sedang
Surabaya - Jawa 159 43.56 Sedang
Sumbawa Besar - Nusa Tenggara Barat 119 32.61 Sedang
Sibolga - Sumatera 158 43.29 Tinggi
Subang - Jawa 31 8.55 Rendah
Samarinda - Kalimantan 172 47.06 Sedang
Susilo Sintang - Kalimantan 144 39.45 Sedang
Saumlaki - Maluku 83 22.83 Rendah
Sorong - Irian Jaya 147 40.27 Sedang
Tanjung Karang - Sumatera 112 30.68 Sedang
Tanjung Pandan - Sumatera 46 12.6 Rendah
Tanjung Pinang - Sumatera 148 40.61 Sedang
Tanjung Selor - Sumatera 88 24.2 Rendah
Tarempa - Sumatera 74 20.27 Rendah
Tegal - Jawa 198 54.34 Tinggi
Ternate - Maluku 130 35.73 Sedang
Tual - Maluku 26 7.12 Rendah
Timika - Irian Jaya 149 40.9 Sedang
Toli-Toli - Sulawesi 132 36.05 Sedang
Tuntu - Sumatera 204 55.89 Tinggi
Waingapu - Nusa Tenggara Timur 107 29.38 Sedang
Wamena - Irian Jaya 39 10.68 Rendah

Dokumentasi dari BMG Tahun 1999

IKL : Hari Petir (Guruh)
Tingkat Kerawanan Petir

- Tinggi : IKl > 50%
- Sedang : 25% < IKL < 50%
- Rendah : IKl < 25%

Di Indonesia sambaran petir sangat sering terjadi sepanjang tahun, mereka menyambar apa saja, mulai dari pohon, bangunan tinggi hingga orang. Indonesia bisa di bilang surganya petir. Kenapa ? Karena Indonesia mempunyai semua bahan yang diperlukan petir untuk membetuk diri. Wilayah Indonesia yang terdiri dari darat, laut dan udara terbentang luas sepanjang 5.110 kilometer dari Barat hingga ke Timur Khatulistiwa. Garis Meridiannya sendiri membujur dari Utara ke Selatan sepanjang 1.888 km. Luas wilayah darat dan laut Indonesia membuat semua unsur pembentuk petir tersedia dalam jumlah yang melimpah. Seperti udara naik, kelembaban dan partikel bebas atau aerosol. Oleh sebab itu sangat tidak mengherankan jika Indonesia merupakan salah satu tempat di dunia yang memiliki hari sambaran petir tertinggi. Bahkan Indonesia memiliki wilayah favorit sambaran petir, diantaranya :

1. Kota Bogor
Bogor identik dengan sebutan kota hujan, karena curah hujan pertahunnya rata-rata 2.500 mm - 4.400 mm. Kota yang dikelilingi Gunung Salak, Pangrago dan Gunung Gede ini memiliki kelembaban cukup tinggi, yakni sekitar 40 %, dengan suhu rata-rata 26 derajat celcius. Konon dalam 365 hari setahun, sambaran petir terjadi di langit Bogor sekitar 322 hari.

2. Kalimantan Tengah
Propinsi ini memiliki sambaran petir yang sangat tinggi, hal ini disebabkan awan petir yang terbentuk relatip rendah yakni sekitar 900 kaki saja dari permukaan tanah. Potensi terjadinya petir semakin besar karena tafografi daerah ini datar dan tingkat elevasinya rendah. Stasius Badan Meteorologi dan Geofisika Bandara Tjilik Riwut Palangkaraya mencatat sambaran petir di daerah ini bisa mencapai 90 ribu kali sehari, baik sambaran dalam awan sendiri (dari awan ke awan, dari awan ke udara) atau dari awan ke tanah. Dalam bulan November 2007 lalu rata-rata tiap hari di wilayah Kalimantan Tengah terjadi 17.385 kali sambaran petir atau setiap menit terjadi sambaran petir sebanyak 12,1 kali. Sambaran petir tertinggi pada bulan itu mencapai 95.855 kali per hari dan terendah 63 kali per hari. Tingginya frekuensi petir ini membuat Kalimantan Tengah di juluki Tanjung Nyaho, dalam bahasa Dayak, Nyaho artinya petir.

3. Depok
Bila di Kalimantan Tengah sambaran petir paling banyak, maka di Depok petir menyambar dengan energi paling tinggi di dunia. Arus petir negatif di Depok mencapai kekuatan 379,2 kiloampere, sedang arus positifnya mencapai 441,1 kiloampere. Dengan kekuatan sehebat itu, satu sambaran bisa menghancurkan bangunan yang terbuat dari beton sekalipun. Depok terjadi hampir sepanjang tahun, yang tertinggi pada bulan Maret, April dan Mei atau pada musim hujan, sambaran petir agak mereda mulai bulan Pebuari. Data yang didapat dari laboratorium ITB, Jaringan Deteksi Petir Nasional, bahwa Indonesia memiliki hari guruh 200 hari, sementara Brazil 140 hari, Amerika Serikat 100 hari dan Afrika Selatan 60 hari.

Jika melihat tabel di atas maka kita dapat mengetahui daerah mana saja yang mempunyai curah petir yang tinggi sehingga kita dapat segera mengatasi ancaman bahaya petir yang selalu membayangi kita. Salah satu cara untuk mencegah terjadinya dampak yang kurang baik dari sambaran petir yaitu dengan cara memasang instalasi penangkal petir Flash Vectron yang telah teruji kualitasnya.


SEJARAH PERLINDUNGAN TERHADAP SAMBARAN PETIR

Jauh sebelum daya listrik alam dari sambaran petir di kenal, telah tercatat adanya laporan mengenai karakteristik perlindungan petir sangat luar biasa yang bahannya terbuat dari Metalhuellen terhadap gelombang radio dan sambaran petir. Begitu pula yang dikisahkan dalam sejarah perjalanan Nabi Musa (Yahudi) pada tahun 1300 SM, pada saat itu telah ada penelitian yang mampu dilakukan dengan menggunakan kondensator raksasa yang diberi muatan listrik dari atmosfir, terkadang perangkat tersebut pada saat itu digunakan penguasa untuk mengeksekusi orang yang dianggap bersalah, dengan cara di alirkannya suatu muatan dari kondensator tersebut. Kemudian pada suatu hari, Nabi Musa mendemonstrasikan mukjizatnya  dimana dia menggunakan bungkus atau pakaian yang bersepuh emas dan duduk di kursi yang terbuat dari struktur logam kemudian kursi tersebut dialiri arus listrik dari kondensator raksasa tersebut, akan tetapi sambaran listrik tersebut tidak menewaskannya. Josephus Flavius (37-100 M) menulis dalam sebuah buku yang menceritakan tentang sejarah orang Yahudi, bahwa kuil atau istana  Nabi Sulaiman mempunyai konstruksi unik dimana atap dan tembok bagian luar dilapisi dengan emas kemudian dialirkan air hujan melalui pipa metal kedalam Zisternen. Meskipun kuil tersebut didirikan di tempat yang mudah tersambar petir namun kuil tersebut tetap bertahan dari tahun 925 SM sampai dengan tahun 587 SM tanpa mengalami kerusakan apapun yang disebabkan sambaran petir.

Ketika abad ke 17 mulai berkembang  anggapan bahwasannya sambaran petir mengandung muatan listrik dan setengah abad kemudian seorang  ilmuwan Fisika bernama Sepheh Graf (1670-1735) mulai berhasil memilah benda apa saja yang berfungsi sebagai penghantar arus listrik dan benda yang bukan sebagai penghantar arus listrik, maka tidak lama kemudian seorang ilmuwan Fisika lainnya yang bernama Heinrich Winkler (1703-1770) pada tahun 1753 melanjutkan penelitian dan mengembangkan konsep atau rancangan instalasi penangkal petir. Pada awal pengembangan instalasi penangkal petir tercatat para ilmuwan yang sangat berperan dalam bidang tersebut diantaranya Prokop Divisch (1696-1765) dan Benyamin Franklin (1706-1790).

Benyamin Franklin adalah seorang negarawan dan politikus serta penulis, pada tahun 1749 mengadakan penelitian mengenai lompatan muatan listrik terhadap benda runcing. Dalam penelitiannya Benyamin franklin menggunakan sebatang besi yang berujung runcing dengan panjang 6 meter dan didekatkan pada suatu pipa bermuatan listrik yang panjangnya 3 m kemudian digantungkan pada bentangan kawat yang telah di isolasi  dengan sutra. Pada saat yang bersamaan Praemonstratenser Ae Moench dari Hohemia yang juga seorang peneliti Ilmu Pengetahuan Alam. Prokop Divisch juga mengadakan penelitian terhadap muatan listrik pada benda yang berujung runcing. Dari hasil penelitian ini di dapat temuan yang mengilhami untuk menciptakan suatu mesin cuaca. saat itu Benyamin Franklin telah memahami secara jelas adanya keterbatasan daya perlindungan dari tiang penangkal petir.

Pada tahun 1760 untuk pertama kalinya Benyamin Franklin berhasil merealisasikan keinginannya dengan pemasangan tiang pada rumah seorang pedagang Philadelpia Barat. Pada suatu hari terjadi sambaran petir pada bagian ujung dari tiang penangkal petir dan menyebabkan tiang tersebut meleleh, hal ini merupakan suatu bukti yang meyakinkan Ae rekan kerja Benyamin Franklin membuat kesimpulan bahwa disamping kegunaan yang sangat besar dari Metode ini ternyata menimbulkan dampak negatif  dari sambaran petir yang harus dihindari. Masih pada tahun yang sama suatu Mercusuar Edystone di Plyimouth yang dibangun oleh Smeaton dilengkapi dengan penangkal petir franklin dan ini merupakan yang pertama kalinya di eropa. Alat ini terdiri dari 216 ujung runcing yang dikemas pada papam kayu dan dipasang pada tiang setinggi 14 meter (kemudian menjadi 40 meter) yang terpancang dilapangan terbuka, ujung - ujung runcing tersebut melalui suatu rantai dihubungkan kedalam tanah, ujung-ujung runcing runcing tersebut dimasukan kedalm tanah untuk dapat secara diam-diam dapat menyerap muatan listrik yang ada di awan. Ini percobaan pertama kali penangkal petir di Eropa. Tidak lama kemudian Benyamin Franklin juga melakukan penyelidikan mengenai penyerapan muatan listrik, dalam percobaannya kali ini dia membuat model atau rancangan yang lain yaitu dengan menggunakan rumah, gereja bahkan kapal yang semuanya diberi sebatang besi berujung runcing pada puncaknya. Selain itu dia mencoba dengan memberikan suatu hubungan yang menuju ke dalam tanah (grounding) pada bangunan dengan kawat, sedangkan pada kapal yaitu dengan merenrangkan kawat yang dihubungkan ke dalam air.

Hubungan tiang penangkapan (Terminal Petir) dengan bumi (grounding) pada awal tahun 1755 Benyamin franklin telah membicarakannya secara gamblang bahwa tujuan tiang berujung runcing tidak hanya berfungsi sebagai penyerap muatan listrik awan saja, akan tetapi dimaksudkan juga sebagai penangkap petir (Terminal Petir) dan melalui penghantar (kabel) di teruskan menuju bumi (grounding) yang mempunyai sifat lembab  untuk menghilangkan dan mengurangi adanya bahaya arus petir. Penerapan hal ini menyusul 2 tahun kemudian suatu bangunan rumah yang memanjang diberi dua buah tiang yang berujung runcing setinggi 1,8 m - 2,5 m dan dihubungkan dengan jaringan kawat menuju bumi. hal ini dimaksudkan sebagai pengaman dari sambaran petir.

Pada jaman modern ini banyak sekali sistem proteksi petir yang tentunya tidak terlepas dari serangkaian penelitian para ilmuwan tersebut. Yang umumnya kita ketahui ada 2 instalasi penangkal petir yaitu konvensional dan elektrostatis. Penangkal Petir Flash Vectron merupakan salah satu merk anti petir elektrostatis yang berbasis kerja ESE yang di desain khusus untuk digunakan di daerah tropis. Penangkal Petir Flash Vectron mampu memerikan solusi petir terbaik di Indonesia.

 

FAKTA UNIK TENTANG SAMBARAN PETIR

1. Sambaran petir terjadi karena pemampatan dan pemuaian udara sekitar awan petir. Sambaran petir sendiri lebih panas 5 kali dari panas permukaan matahari atau sekitar 15.000 - 20.000 Derajat Celcius. Saking panasnya, udara tersebut kemudian memuai menjadi sangat banyak dalam waktu yang sangat singkat. Akhirnya terjadilah suara petir yang sangat keras, hal ini terjadi karena tumbukan udara yang memuai secara cepat tadi dengan udara sekitar.

2. Suara petir tidak akan terjadi tanpa sambaran kilat terlebih dulu. Begitu pula sebaliknya bila terlihat sambaran kilat pasti akan timbul petir. Terkadang sambaran kilat tidak di ikuti suara, hal itu terjadi karena jarak kita dengan sambaran petir tersebut cukup jauh.

3. Sambaran kilat berlangsung sangat cepat, kira-kira 0,2 detik. Sambaran petir ini di ikuti oleh banyak sambaran lain dalam jalur yang sama. Sambaran yang terjadi dapat menyalakan 100 juta bola lampu dalam sesaat. Namun hanya sambaran utama yang mengenai target.

4. Diperkirakan 1800 kali sambaran petir terjadi dalam selang waktu yang sama di Bumi. Florida , Amerika Serikat merupakan salah satu daerah yang paling banyak terjadi sambaran petir. Disana petir terjadi sebanyak 25 juta hingga 30 juta kali pertahun.

5. Seseorang yang terkena sambaran petir sebenarnya masih memungkinkan untuk bertahan hidup. 5 dari 30 orang dilaporkan masih hidup setelah tersambar petir. Salah satunya adalah seorang Pria bernama Roy Sullivan, dia masih hidup walaupun sudah tersambar petir 7 kali dalam hidupnya hingga umur 71 tahun.

 

TEORI PENUNJANG TENTANG SAMBARAN PETIR

Sumber tegangan lebih yang sering menimbulkan gannguan dalam sistem tenaga listrik berasal dari dua sumber utama yaitu tegangan lebih internal dan tegangan lebih eksternal. Sumber tegangan lebih internal meliputi operasi on atau off switching dan gangguan tidak simetris terutama pada sistem instalasi listrik yang nentralnya tidak di hubungkan dengan grounding. Sedangkan tegangan lebih eksternal berasal dari gangguan yang terjadi di atmosfer. Penyebab utama tegangan lebih ekesternal adalah sambaran petir. sambaran petir ini dapat menimbulkan gangguan pada jaringan listrik seperti yang telah di jelaskan dalam pembahasan induksi arus petir.

Petir terjadi apabila muatan dibeberapa bagian atmosfer kuat medan listriknya mencapai nilai yang cukup tinggi menyebabkan kegagalan listrik di udara sehingga timbul peralihan muatan listrik yang besar. Peralihan muatan ini dapat terjadi didalam awan, antara awan dan dari awan ke permukaan bumi. Sumber terjadinya petir adalah awan Commulonimbus atau awan guruh yang berbentuk gumpalan  dengan ukuran vertikal lebih besar dari ukuran horizontal. Ukuran vertikal dapat mencapai 14 Km dan ukuran horizontal dapat mencapai 1,5 Km sampai 7,5 Km. Karena ukuran vertikalnya yang cukup besar maka terjadi perbedaan temperatur antara bagian bawah dengan bagian atas. Temperatur bagian bawah mencapai 5 derajat Celcius sedangkan bagian atas mencapai -60 derajat Celcius. Loncatan diawali dengan berkumpulnya uap air didalam awan. Karena perbedaan temperatur yang sangat besar antara awan bagian bawah dengan bagian atas, butiran air bagian bawah yang temperaturnya lebih hangat berusaha berpindah ke bagian atas sehingga mengalami pendinginan dam membentuk kristal es. Kristal es yang lebih berat dari butiran air yang naik saling mendesak sehingga timbul gesekan yang menimbilkan pemisahan muatan. Butir air yang bergerak naik membawa mutan positip sedangkan kristal es membawa muatan negatip sehingga terbentuknya awan yang mirip dipole listrik. Pada saat tegangan antara ujung awan sudah cukup besar terjadilah pelepasan muatan listrik.

 

HARI GURUH

Hari guruh adalah jumlah hari dimana terdengar guntur paling sedikit satu kali dalam jarak kira-kira 15 km dari lokasi stasiun pengamatan. Hari guruh biasa disebut juga hari badai guntur (thunderstormdays), Isokeraunik Level adalah jumlah hari guruh dalam satu tahun di suatu wilayah yaitu garis pada peta yang menghubungkan daerah-daerah dengan rata-rata jumlah hari guruh yang sama. Di Indonesia yang berada di wilayah khatulistiwa mempunya kondisi iklim tropis yang lembab dan wilayah perairan yang sangat luas sehingga banyak sekali terjadi pembentukan awan bermuatan sangat tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya banyak sambaran petir setiap tahunnya, khususnya di daerah-daerah tertentu. Parameter dan karakteristik gelombang surja petir terdiri atas besar arus dan tegangan sambaran petir, kecepatan pembangkitan serta bentuk gelombang petir tersebut.

 

ARUS PETIR

Oscilogram dari arus petir menunjukan bahwa bagian muka gelombang dari arus petir dapat dicapai dalam waktu kurang lebih 10 lvs. Arus puncak petir mungkin dicapai dalam waktu kurang lebih 10 JJS kemudian bagian gelombang arus berikutnya mengalami penurunan dalam durasi beberapa mikrodetik. Arus petir dapat di ukur dengan menggunakan alat Magnetic Link yaitu batang berbentuk silinder terbuat dari baja berlapis plastik yang mempunyai tingkat kekerasan (coercive) yang cukup tinggi. Hal ini dimaksudkan agar ketika Magnetic Link berada dalam medan magnet meskipun beberapa saat kemudian medan magnetnya hilang, magnetic link tetap dapat menyimpan sisa magnet yang proporsional dengan intensitas medan magnet di tempat tersebut. Magnetic link biasanya dipasang pada menara telekomunikasi, bangunan tinggi atau menara transmisi.

Sambaran petir pada suatu objek di bumi yang di ikuti oleh aliran arus petir yang tinggi dalam waktu yang sangat singkat di sebut arus impuls petir. Kerusakan yang dapat ditimbulkan ditentukan oleh parameter tertentu yaitu :

1. Arus Puncak Impuls Petiryaitu nilai maksimum dari arus impuls petir yang dapat menyebabkan tegangan lebih pada tempat sambaran.
2. Kecuraman Arus Petiryaitu laju kenaikan terhadap waktu yang dapat menyebabkan timbulnya tegangan induksi elektromagnetik pada benda logam di dekat instalasi penangkal petir.
3. Muatan Listrik Arus Petir, yaitu jumlah muatan arus petir yang dapat menyebabkan peleburan pada ujung objek sambaran.
4Integral Kuadrat Arus Impuls, yaitu efek thermis yang timbul sebesar W - R jr dt yang menyebabkan panas yang berlebihan pada penghantar.


ENERGI LISTRIK

Energi listrik yang kita gunakan sehari-hari pada dasarnya dihasilkan oleh proses yang bersumber dari dua hal, yaitu dari sumber daya listrik yang tak terbaharukan dan dari sumber listrik yang terbaharukan. Sehingga untuk mengantisipasi gangguan dari sumber energi listrik tersebut sebaiknya diperlukan suatu alat atau perangkat UPS, alat ini berguna untuk memperbaiki dan meminimalisir gangguan listrik yang terjadi, sehingga listrik yang akan di supplyke beban misalnya ke komputer kualitasnya menjadi lebih stabil dan handal dibandingkan jika langsung dari sumber listrik PLN, selain itu UPS juga memberikan listrik cadangan jika sumber listrik utama mati. Cara lain untuk mengantisipasi gangguan listrik yaitu dengan pemasangan surge arrester sebagai internal protection system proteksi petir. Adapun gangguan listrik yang sering terjadi diantaranya :

1. Power Failure / Outages
Power Failure atau Outages sumber listrik utama mati, kalau di Indonesia boleh dikatakan mati lampu atau PLN mati. Penyebabnya mungkin karena konsleting atau hubungan listrik singkat, sumber listrik kelebihan beban, peralatan listrik ada yang rusak sehingga breaker atau MCB PLN turun. Atau bisa juga disebabkan oleh adanya bencana alam. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada hardware komputer atau peralatan elektroniknya, kehilangan data, system komputer menjadi crash.

2. Power SAG
Yaitu kondisi ketika tegangan listrik turun dalam waktu sesaat sampai dengan dibawah 80-85% dari tegangan normal, jika di Indonesia tegangan normalnya 220 Volt. Penyebabnya adanya startup beban yang cukup besar, biasanya disebabkan peralatan elektronik. Kita pasti pernah mengalami pada saat kita menyalakan televisi atau monitor komputer terkadang bohlam lampu di rumah kita redup sesaat kemudian normal kembali, itulah yang dinamakan SAG alias tegangan turun sesaat. Atau bisa juga disebabkan oleh adanya peralatan elektronik kita yang rusak, kapasitas listrik di rumah kita yang lebih kecil dibandingkan dengan kebutuhan. Gangguan listrik seperti ini dapat menyebabkan kerusakan pada system komputer yang berkemungkinan terjadi crash.

3. Power Surge / Spike
Yaitu kondisi ketika tegangan listrik naik dalam waktu sesaat sampai dengan diatas 110 % dari tegangan normal. Jika di Indonesia tegangan normalnya 220 Volt. Sedangkan Spike merupakan kejadian dimana tegangan listrik naik begitu cepat dalam sesaat sehingga dapat mencapai 5 KV-60KV. Penyebabnya biasanya pada saat kita mematikan beban yang berat atau bisa juga jaringan listrik terkena induksi petir. Gangguan ini dapat menyebabkan kerusakan pada hardware.

4. Under Voltage
Dikenal juga dengan istilah Brown Out, terjadi saat tegangan listrik turun atau berkurang dalam waktu beberapa lama bisa hitungan menit, sampai hitungan hari. Penyebabnya beban listrik yang berlebihan sehingga pasokan listrik berkurang atau adanya beban pada saat beban puncak misalnya malam hari. Hal ini dapat menyebabkan perlalatan listrik atau elektronik menjadi rusak.

5. Over Voltage
Hal ini kebalikan dari under voltage, kejadian ini dapat menyebabkan peralatan listrik atau elektronik menjadi panas dan cepat rusak.

6. Electrical Line Noise / Common Mode Disturbances
Gelombang listrik terganggu sehingga bentuk gelombangnya tidak bersih tetapi seperti berambut. Hal ini terjadi karena gangguan frekuensi radio, sambaran petir, netral grounding pada instalasi listrik jelek, atau bisa disebabkan oleh peralatan listrik atau elektronik yang menghasilkan frekuensi tinggi. Hal ini dapat menyebabkan error pada hard disk dan kerusakan pada hard ware komputer.

7. Frequency Variation
Listrik mempunyai dua istilah yaitu tegangan atau voltase dan frekuensi. Jadi frekuensi variation ini adalah frekuensi listrik yang selalu berubah-ubah. Umumnya di Indonesia frekuensi listriknya 50 Hz. Hal ini dapat menyebabkan hilang data, sistem menjadi crash dan rusaknya peralatan.

8. Switching Transient
turunnya tegangan secara tiba-tiba dalam waktu kisaran beberapa nano second atau nano detik. Waktu yang terjadi lebih pendek daripada sebuah spike dan hanya terjadi beberapa nano second. Gangguan ini menyebabkan kerusakan yang terlalu cepat atau premature failure.

9. Harmonic Distortion
Gelombang listrik yang terdistorsi sehingga gelombang listriknya kacau tidak sinusoidal lagi. Hal ini dapat disebabkan karena switching power supply, motor listrik seperti pompa air, mesin fax, mesin foto copy dan lain-lain. Gangguan ini menyebabkan komunikasi data misalnya pada jaringan LAN menjadi error, peralatan listrik atau elektronik cepat panas dan kerusakan pada hard ware komputer.