Perbedaan Penangkal Petir vs Penangkal Petir pada Sistem Kelistrikan 

Petir merupakan proses alami yang terjadi pada cuaca mendung dan badai. Petir tidak hanya menghasilkan cahaya yang sangat besar tetapi juga memiliki gradien potensial yang sangat besar (10kv/cm) dan arus dalam kisaran 10kA hingga 90kA. Namun secara teknis kita dapat mendefinisikan petir sebagai “Peluncuran listrik antara awan dan bumi, antara awan atau antara pusat muatan dari awan yang sama dikenal sebagai petir”.

Petir adalah proses alami yang menghasilkan percikan besar di awan ketika awan bermuatan hingga gradien potensial tinggi terhadap bumi dan awan tetangga yang kekuatannya sedang dihancurkan. Ada begitu banyak teori yang beredar tentang petir. Namun disini kita akan membahas teori mana yang paling diterima. Ketika udara hangat naik ke langit, gesekan antara udara dan partikel kecil air menyebabkan pembentukan muatan. Ketika tetesan air terbentuk, tetesan besar menjadi bermuatan positif dan tetesan kecil menjadi bermuatan negatif.

Tetesan ini menumpuk di awan, sehingga awan mungkin memiliki muatan positif atau negatif. Muatan pada awan dapat menjadi begitu besar sehingga dapat dilepaskan ke awan atau bumi lain dan kita menyebut fenomena ini sebagai kilat.

Mekanisme pelepasan petir

Sekarang mari kita bahas cara terjadinya pelepasan petir. Ketika awan bermuatan melewati bumi. Ini menginduksi muatan yang sama dan berlawanan di bumi di bawah ini. Saat gradien potensial mencapai hingga 5kv/cm hingga 10kv/cm untuk memecah udara di sekitarnya dan sambaran petir dimulai.

1. Segera setelah penguraian udara oleh awan, streamer yang disebut leader streamer mulai dari awan menuju bumi dan membawa muatannya. Jika gradien potensial tidak dipertahankan, streamer pemimpin berhenti dan muatannya hilang tanpa pembentukan pukulan penuh. Seperti yang ditunjukkan pada gambar (a).

2. Dalam banyak kasus, streamer pemimpin melanjutkan perjalanannya menuju bumi, hingga membuat kontak dengan bumi atau beberapa objek di bumi. Dapat dicatat bahwa pita pemimpin memiliki luminositas yang cukup dan menimbulkan pelepasan visual pertama. Seperti yang ditunjukkan pada gambar (b).

3. Jalur streamer pemimpin adalah jalur ionisasi. Oleh karena itu terjadi kerusakan isolasi yang lengkap. Pemimpin bawah memiliki muatan negatif dan ketika pemimpin ini kontak dengan bumi kemudian kembali streamer mengikuti jalan yang sama, perjalanan ke atas memiliki muatan positif. Proses penetralan ini menimbulkan percikan api mendadak yang disebut petir. Seperti yang ditunjukkan pada gambar (c).
   

Mengetahui apa itu penangkal petir dan jenisnya:

Penyaring pembumian dan kabel pembumian di atas memberikan perlindungan yang cukup terhadap sambaran petir langsung tetapi sering kali gagal memberikan perlindungan terhadap gelombang berjalan, yang dapat mencapai peralatan. Penangkal petir atau pengalih lonjakan memberikan perlindungan yang diperlukan ke perangkat terhadap lonjakan ini.

Gambar di atas menunjukkan bentuk dasar arester surja. Jelas bahwa itu terdiri dari celah percikan secara seri dengan resistor nonlinier. Salah satu ujung pengalih terhubung ke bagian perangkat yang dilindungi dan ujung lainnya diarde. Dalam kondisi normal, pengalih lonjakan tetap offline dan tidak mengalirkan arus. Tetapi pada saat terjadinya sambaran petir, insulasi udara dengan celah percikan terionisasi dan menghantarkan arus tinggi ke tanah.

Jenis penangkal petir:

• Rod Gap P:Ini adalah bentuk penangkal petir yang paling sederhana. Ini terdiri dari dua batang 1,5 cm yang ditekuk pada sudut kanan dengan celah di b/w. Satu batang terhubung ke saluran dan yang lainnya terhubung ke tanah. Jarak b/w gap dan isolator tidak boleh kurang dari 1/3 panjang gap agar busur tidak mencapai isolator dan merusaknya. Seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.                  

• Horn Gap Arrester: Pengalih gelombang jenis ini terdiri dari dua logam berbentuk tanduk A dan B yang dipisahkan oleh celah udara kecil. Tanduk-tanduk ini dibuat sedemikian rupa sehingga jarak antara b/b secara bertahap meningkat menuju ke atas seperti yang ditunjukkan pada gambar. Tanduk ini dipasang pada isolator porselen. Salah satu ujungnya terhubung ke saluran dengan resistor seri R dan koil tersedak L sementara ujung lainnya terhubung ke ground secara efektif.

• Multigap Arrester:Jenis penangkal petir ini terdiri dari serangkaian silinder logam yang diisolasi satu sama lain dan dipisahkan oleh celah udara kecil. Seperti dari gambar, silinder pertama A terhubung ke saluran dan yang lainnya ke tanah dengan serangkaian resistor. Menghubungkan celah dengan tanah dengan bantuan serangkaian resistor adalah untuk mengurangi efek gelombang perjalanan. Arester tersebut dapat dipasang di mana tegangan sistem tidak melebihi 33kv.

• Arrester Tipe Pengusiran: Jenis penangkal petir ini biasanya digunakan pada sistem dengan tegangan sistem hingga 33kv. Jenis penangkal petir ini juga disebut "tabung pelindung". Bagian dasar arester ekspulsi ditunjukkan pada gambar. Awalnya, arester terdiri dari celah batang secara seri dengan celah kedua tertutup dalam tabung serat. Celah dalam tabung serat dibentuk oleh dua elektroda. Ujung atas terhubung dengan tutup batang dan ujung lainnya terhubung dengan tanah. Arester tipe ekspulsi dapat melakukan sejumlah  operasi karena selama setiap operasi beberapa bahan serat habis.

• Arrester Jenis Katup:Jenis penangkal petir yang paling penting dan efektif adalah arester jenis katup. Ini terdiri dari dua rakitan 1) celah percikan seri 2) cakram resistor nonlinier secara seri (terbuat dari tyrite atau metrosil). Resistor nonlinier dihubungkan secara seri dengan celah percikan. Kedua rakitan tertutup dalam wadah porselen ketat seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.