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.

 

 

ENERGI LISTRIK

Energi listrik yang kita gunakan sehari-hari pada dasarnya dihasilkan oleh proses yang bersumber dari dua hal, yaitu dari sumber daya listrik tak terbaharukan dan dari sumber listrik terbaharukan. Sehingga untuk mengantisipasi gangguan dari sumber energi listrik 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 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 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.

 

ARUS PETIR

Oscilogram dari arus petir menunjukan bahwa bagian muka gelombang dari arus petir 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 Magnetic Link yaitu batang berbentuk silinder terbuat dari baja berlapis plastik yang mempunyai tingkat kekerasan (coercive) yang cukup besar. 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 Petir, yaitu nilai maksimum dari arus impuls petir yang dapat menyebabkan tegangan lebih pada tempat sambaran.
  2. Kecuraman Arus Petir, yaitu 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.
  4. Integral Kuadrat Arus Impuls, yaitu efek thermis yang timbul sebesar W - R jr dt yang menyebabkan panas yang berlebihan pada penghantar.

 

PERGERAKAN PETIR DAN ALIRAN PETIR

Sambaran petir terjadi ketika arus air naik dengan membawa tetesan air super dingin dan kristal es bersama-sama, dan kumpulan awan menjadi bermuatan listrik dan menghasilkan petir. Menurut National Oceanic dan Atmospheric meskipun ada beberapa teori yang terjadi seperti seperti diatas akan tetapi tidak ada yang bisa mengatakan dengan pasti bagaimana interaksi antara kristal es menciptakan serangan petir. Tapi kita mengetahui bahwa peristiwa ini membentuk saluran listrik partikel yang disebut pembuka jalur petir, yang berjalan zigzag melalui udara disepanjang jalur tersebut. Jalur petir biasanya berjarak kurang lebih 50 meter.

Pembuka jalur petir sendiri sebenarnya tidak terlihat karena tunasnya sangat panjang dan lebih cepat menghilang. Sebagian petir yang terjadi dapat mendekati sebuah saluran yang berlawanan muatan listriknya, yang dapat mengenai pohon, tiang, bangunan atau kapal laut. Banyak intalasi penangkal petir disebuah rumah atau bangunan yang bekerja untuk mengantarkan sambaran petir ke dalam tanah. Petir hanya mengikuti jalur yang paling mudah didapat bukannya meninggalkan jalur sambaran sepenuhnya.


HARI GURUH

Hari guruh adalah banyaknya hari dimana terdengar guntur paling sedikit satu kali dalam jarak kira-kira 15 km dari 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


 

ARTIKEL TENTANG PETIR

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.

Apakah Anda pernah mendengar mengenai Catatumbo Lightning atau Petir Catatumbo? Catatumbo Lightning adalah sebuah fenomena alam yang sangat aneh terjadi pada atmosfer bumi. Catatumbo Lightning merupakan sambaran petir yang terjadi terus menerus dengan intensitas yang sangat tinggi, bahkan bisa mencapai 400.000 sambaran lebih dalam setahun. Fenomena ini terjadi di negara Venezuela.

Setelah berabad-abad Petir Catatumbo terus menerus muncul, pada tahun 2010 Petir Catatumbo sempat tidak muncul. Banyak yang menyangka bahwa petir ini tidak akan muncul kembali. Hingga pada April 2010 Petir Catatumbo muncul kembali, para ilmuwan menyimpulkan bahwa kekeringan lah yang menyebabkan petir ini sempat tidak muncul. Petir Catatumbo terletak di muara sungai Catatumbo lebih tepatnya di danau Maracaibo, Venezuela.

Rata-rata Petir catatumbo menyambar selama 10 jam dalam sehari dan dalam satu jam, petir tersebut dapat menyambar sampai 280 kalai sambaran. Bisa kita bayangkan berapa kali Petir catatumbo menyambar dalam sehari. dan yang lebih menakjubkan lagi dalam satu tahun petir bisa menyambar antara 140 sampai 160 hari dari 365 hari dalam setahun. Petir tersebut menyambar dengan rata-rata ketinggian 5 Km.


 

TEORI PENUNJANG TENTANG 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.