Jenis dan Cara Kerja Penangkal Petir

Ketika membahas upaya perlindungan terhadap sambaran petir, banyak orang pertama kali akan teringat pada penangkal petir. Namun, untuk melindungi tidak hanya bangunan tetapi juga peralatan listrik dari energi petir yang sangat besar, pemasangan surge arrester (pelindung lonjakan) juga merupakan hal yang tidak kalah penting.

 

Lalu, apa sebenarnya perbedaan antara keduanya? Pada pembahasan berikut, akan dijelaskan perbedaan serta peran masing-masing perangkat dengan mempertimbangkan fungsi dan tujuan penggunaannya.

Penangkal petir adalah alat yang berfungsi untuk mengarahkan sambaran petir langsung agar tidak mengenai bangunan secara langsung, sehingga dapat melindungi bangunan itu sendiri serta orang dan hewan di dalamnya.

 

Penangkal petir biasanya dipasang di atap atau bagian paling atas bangunan, berbentuk seperti ujung logam runcing sebagai penerima sambaran petir. Dari bagian ini, arus petir dialirkan melalui kabel penghantar yang berada di dalam struktur bangunan (misalnya di dalam beton), lalu disalurkan ke tanah (grounding).

 

Meski disebut “penangkal petir”, alat ini bukan untuk menghindari petir, melainkan mengundang petir agar menyambar titik tertentu yang sudah disiapkan, sehingga sambaran tidak mengenai bagian bangunan lainnya.

 

Sambaran petir yang langsung mengenai suatu objek disebut sambaran petir langsung. Arus listriknya sangat besar, bahkan bisa mencapai ratusan kiloampere (kA). Jika petir langsung menyambar bangunan, energi yang sangat besar tersebut dapat menyebabkan cedera pada manusia, kebakaran, hingga kerusakan bangunan.

 

Untuk mencegah hal tersebut, penangkal petir dipasang. Arus petir yang tertangkap oleh ujung penangkal petir akan dialirkan melalui sistem konduktor penurun, lalu dibuang dengan aman ke tanah melalui sistem pembumian (grounding). Dengan kata lain, penangkal petir berfungsi untuk mencegah kecelakaan pada manusia, kebakaran bangunan, serta kerusakan pada berbagai fasilitas. Oleh karena itu, pada bangunan dengan tinggi lebih dari 20 meter, pemasangan penangkal petir diwajibkan.

 

Perlu diketahui bahwa luas area perlindungan penangkal petir tidak bisa ditentukan secara pasti. Hal ini karena perlindungan sangat dipengaruhi oleh besar arus petir dan arah datangnya sambaran. Oleh sebab itu, dalam perencanaan penempatan penangkal petir biasanya digunakan pendekatan perhitungan tertentu untuk memperkirakan area yang dapat dilindungi. Metode yang umum digunakan antara lain metode bola bergulir (rolling sphere method) dan metode sudut perlindungan, yang membantu menentukan bagian bangunan atau objek mana saja yang dapat terlindungi secara efektif.

 

Namun, penangkal petir saja belum cukup untuk melindungi peralatan listrik dan elektronik dari dampak petir. Saat arus petir dialirkan ke tanah, tegangan seluruh struktur bangunan bisa meningkat hingga puluhan kilo volt (kV). Kondisi ini dapat menimbulkan lonjakan tegangan induksi (surge) yang merambat ke dalam bangunan dan merusak peralatan seperti komputer dan perangkat elektronik lainnya.

 

Itulah sebabnya, meskipun penangkal petir efektif melindungi bangunan dan keselamatan manusia, alat ini belum mampu sepenuhnya melindungi perangkat elektronik di dalam bangunan.

Surge arrester adalah alat yang berfungsi untuk melindungi peralatan listrik dan elektronik dari kerusakan akibat petir. Perangkat ini juga dikenal sebagai SPD (Surge Protective Device). Di dalamnya terdapat satu atau lebih komponen nonlinier seperti GDT (Gas Discharge Tube), MOV (Metal Oxide Varistor), dan ABD, yang bekerja untuk menahan dan mengalihkan lonjakan listrik berbahaya.

 

Surge arrester dipasang pada tiang listrik, antena, jalur telepon, panel distribusi listrik, atau panel pembagi, sehingga dapat melindungi komputer, peralatan elektronik, dan perangkat listrik lainnya dari lonjakan tegangan dan arus induksi yang muncul saat terjadi sambaran petir.

 

Energi petir sangat besar. Bahkan jika bangunan sudah dilengkapi penangkal petir, sebagian energi petir tetap dapat masuk ke dalam bangunan saat arus dialirkan ke tanah. Kondisi ini menimbulkan gangguan medan elektromagnetik yang kuat, sehingga muncul surge petir, yaitu lonjakan tegangan sangat tinggi yang disertai arus besar.

 

Lonjakan listrik ini, meskipun terjadi dalam waktu yang sangat singkat, dapat menjadi penyebab utama kerusakan peralatan elektronik. Perangkat bertegangan rendah sangat rentan dan bisa rusak permanen dalam sekejap. Faktanya, sebagian besar kerusakan komputer dan perangkat komunikasi akibat petir disebabkan oleh petir induksi, bukan sambaran langsung.

 

Petir induksi adalah lonjakan tegangan dan arus besar yang merambat melalui kabel listrik, kabel komunikasi, atau jalur grounding, meskipun petir tidak menyambar bangunan tersebut secara langsung. Karena petir bisa menyambar jaringan listrik di lokasi lain, efek induksinya tetap dapat masuk ke dalam bangunan dan merusak peralatan di dalamnya.

 

Untuk mencegah hal ini, digunakanlah surge arrester. Perangkat ini bekerja dengan cara membatasi tegangan berlebih dan mengalihkan arus ke jalur aman. Saat terjadi lonjakan akibat petir, surge arrester akan berubah sangat cepat dari kondisi hambatan tinggi ke hambatan rendah, sehingga lonjakan listrik dapat dialirkan ke tanah. Setelah itu, perangkat kembali ke kondisi normal. Mekanisme inilah yang membuat peralatan listrik dan elektronik tetap aman.

 

Saat ini, kinerja surge arrester dapat diketahui melalui informasi spesifikasi dan hasil pengujian yang disediakan oleh produsen, sehingga dapat menjadi bahan pertimbangan saat memilih produk. Berdasarkan fungsinya, surge arrester umumnya dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu untuk jalur daya listrik dan untuk jalur komunikasi atau sinyal. Setiap jenis dirancang dengan karakteristik yang berbeda serta memiliki metode pengujian dan spesifikasi yang disesuaikan dengan kebutuhan penggunaannya.

Untuk perlindungan yang optimal, kelas surge arrester disesuaikan dengan lokasi pemasangannya:

• Kelas I dipasang pada titik masuk listrik utama ke bangunan.
• Kelas II dipasang di dalam panel distribusi atau panel kontrol.

 

Untuk jalur komunikasi dan sinyal, penilaian surge arrester tidak terlalu bergantung pada lokasi pemasangan, melainkan pada hasil berbagai jenis pengujian yang digunakan untuk menilai kinerja satu produk dari berbagai sisi.

 

Pada jalur komunikasi, gangguan akibat petir sebagian besar berasal dari petir induksi. Oleh karena itu, saat memilih surge arrester untuk komunikasi dan sinyal, pengujian kategori C sebaiknya menjadi fokus utama, karena paling relevan untuk mensimulasikan kondisi lonjakan yang umum terjadi pada jalur tersebut.

 

Petir merupakan fenomena alam yang sulit untuk dihindari. Namun, dengan mempersiapkan penangkal petir dan surge arrester, dampak kerusakan saat terjadi sambaran petir dapat diminimalkan secara signifikan.

 

Penangkal petir berfungsi untuk melindungi keselamatan manusia dan bangunan, sedangkan surge arrester berperan dalam melindungi peralatan listrik dan elektronik. Dengan memahami perbedaan fungsi keduanya, kita dapat memasang sistem perlindungan yang tepat dan saling melengkapi, sehingga risiko kerusakan akibat petir dapat ditekan semaksimal mungkin.