Penangkal Sambaran Petir

Penangkal Petir

A. Pengertian Singkat Petir

Petir atau kilat ialah suatu gejala listrik di atmosfer. Gejala ini timbul kalau terjadi banyak kondensasi dari uap air dan ada arus udara naik yang kuat.

Sambaran Petir

Karena kondensasi akan timbul titik-titik air. Titik-titik air ini terbawa oleh arus udara naik. Titik-titik yang kecil akan naik lebih cepat daripada yang besar. Jadi akan terjadi gesekan antara titik-titik air itu. Gesekan ini menimbulkan awan yang bermuatan listrik. Kalau muatannya terus bertambah, lama kelamaan kuat Medan antara awan itu dan bumi akan menjadi sedemikian besar hingga terjadi pelepasan muatan terhadap bumi.

Pertama-tama akan terjadi suatu pelepasan awal ringan. Pelepasan awal ini membentuk saluran antara awan dan bumi. Dalam saluran ini kemudian terjadi pelepasan utamanya yang diiringi dengan gejala cahaya, yaitu cahaya petir. Cahaya petir ini terdiri dari sejumlah pelepasan bagian yang susul-menyusul dengan cepat serta mengikuti saluran yang sama.

Pelepasan-pelepasan itu berlangsung dengan kecepatan 3.104 km/s. Arus-arus yang timbul dapat mencapai 30-60 kA, kadang-kadang bahkan lebih. Akan tetapi arus ini berlangsung sedemikian singkat Hinga kalau mengalir melalui penghantar 2,5 mm 2 misalnya, penghantar ini tidak akan menjadi lebur.

Energi sangat besar yang menjadi bebas karena pelepasan-pelepasan itu diubah menjadi panas dan diserap oleh tanah.

B. Bahaya Sambaran Petir

Petir akan selalu mencari jalan yang paling mudah ke tahan, misalnya lewat lapisan-lapisan udara yang lembab dan terionisasi. Bangunan-bangunan tinggi, cerobong asap, menara, dan pohon-pohon tinggi paling besar kemungkinannya kena Sambaran petir.

Pengamanan terhadap Sambaran petir terutama perlu untuk:

a. Bangunan-bangunan yang sangat tinggi dan bangunan-bangunan yang letaknya terpincil di dataran terbuka;

b. Bangunan-bangunan dengan atap yang mudah terbakar;

c. Bangunan-bangunan yang menyimpan bahan-bahan yang dapat meledak atau mudah terbakar.

Selain itu, berhubung dengan keamanan umum, pengamanan juga diperlukan untuk:

a. Bangunan-bangunan yang dikunjungi oleh banyak orang, misalnya gedung-gedung pertunjukan, rumah ibadah, sekolah, dan sebagainya;

b. Bangunan-bangunan vital, seperti pusat-pusat listrik, rumah-rumah pompa untuk saluran air minum, dan sebagainya;

c. Bangunan-bangunan yang sulit diganti atau yang menyimpan barang-barang berharga yang tidak dapat atau sulit diganti, misalnya gedung-gedung museum, perpustakaan, arsip, monument, dan sebagainya.

Pemasangan instalasi “Penangkal Petir” tidak menambah atau mengurangi kemungkinan kena Sambaran. Akan tetapi kalau terjadi sambaran, kilatnya akan disalurkan ke tanah lewat instalasi penyalur, sehingga bangunannya dan isinya terlindung.

Penangkal Petir diatas sebuah bangunan

C. Jenis-jenis Penangkal Petir: 

Ada beberapa penangkal petir yang banyak di gunakan. Contohnya sebagai berikut:

1. Penangkal Petir Konvensional

Penangkal Petir Konvensional

Penangkal petir konvensional tidak lepas dari sosok Benjamin Franklin, ilmuwan dan politikus terkenal yang menemukan penangkal petir pertama . Alat penangkal petir menjadi populer, terutama digunakan untuk dipasang pada gedung-gedung tinggi seperti perkantoran, hotel maupun gedung yang menaungi perangkat vital. 

Pada dasarnya penangkal petir bukanlah alat yang rumit dan memiliki komponen yang komplek. Penangkal petir hanyalah merupakan rangkaian jalur yang memiliki fungsi sebagai jalan bagi kilatan petir untuk menuju ke arah permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda sekitar yang dilewatinya. Sistem penangkal petir semacam ini dianggap sebagai penangkal petir konvensional dan dikenal memiliki 3 bagian terutama, yakni batang penangkal petir, kabel konduktor serta tempat pembumian/grounding. 

Untuk bagian batang penangkal petir biasanya berupa bahan tembaga yang didirikan tegak berdiri dengan ujung runcing. Ujung runcing tersebut bukan tanpa sebab dan alasan. Hal ini karena muatan listrik mempunyai sifat yang mudah berkumpul serta lepas pada ujung logam yang runcing. Selain itu ujung runcing batang mampu memperlancar proses tarik-menarik dengan muatan listrik pada awan. Batang ini sering dipasang pada bagian teratas bangunan gedung. Untuk bagian kedua adalah kabel konduktor. Masih sama yakni dengan bahan tembaga dan biasanya memiliki diameter jalinan sekitar 1 cm sampai 2 cm, tergantung kebutuhan. 

Fungsi kabel konduktor tentu adalah untuk meneruskan aliran muatan listrik yang masuk ke batang muatan listrik ke tanah. Bagian ini sering terpasang dibagian luar dinding gedung. Untuk yang ketiga adalah tempat pembumian atau sering disebut dengan istilah Grounding. Fungsi Grounding adalah "mengubur" muatan listrik dari petir ke tanah. Itulah mengapa bagian Grounding sering dipasang didalam tanah dengan bahan yang terbuat dari bahan tembaga berlapis baja. 

2. Penangkal Petir Radioaktif

Penangkal Petir Radioaktif

Penangkal petir Radioaktif menjadi metode yang kurang populer dan bahkan terlarang. Kinerjanya adalah dengan menggagalkan proses ionisasi menggunakan zat beradiasi karena penelitian terbaru menyebutkan bahwa muatan listrik pada awan disebabkan oleh proses ionisasi. Bahan zat beradiasi yang mampu menggagalkan proses ini adalah Radium 226 serta Ameresium 241. Kedua bahan ini dianggap bisa menghamburkan ion radiasinya serta menetralkan muatan listrik awan. Metode ini sudah terlarang untuk mengurangi pemakaian zat beradiasi. Efek buruk radiasi dari radioaktif untuk menusia terlihat dari kerusakan organ tubuh, cacat fisik pada bayi yang baru lahir dan mutasi tumbuhan atau hewan yang tidak lazim, sehingga penangkal petir radioaktif tidak diproduksi.

3. Penangkal Petir Electrostatic

Penangkal Petir Electrostatic

Penangkal Petir Electrostatic tidak terlarang, tetapi kurang populer digunakan. Prinsip kerjanya penangkal dianggap meniru sebagian dari metode dan sistem penangkal petir Radioaktif, yaitu dengan menambah muatan pada bagian ujung finial atau splitzer agar petir selalu menuju ujung komponen ini untuk disambar. Komponen kondukor dan Gounding tetap dibutuhkan untuk mengubur muatan listrik. 

Ada pula EF Lighting Protection System yang memiliki prinsip menyalurkan arus petir dengan menggunakan terminal receiver serta kabel penghantar khusus yang mempunyai sifat isolasi tegangan tinggi.

D. Bagian-bagian Penangkal Petir

Ada 3 bagian utama pada penangkal petir yaitu Batang penangkal petir, Kawat konduktor dan Tempat pembumian. Ada juga bagian-bagian yang cukup berpengaruh contohnya adalah sambungan-sambungan antara saluran atau kawat konduktor. Berikut penjelasan serta ilustrasi instalasi penangkal petir:

Ilustrasi bagian instalasi penangkal petir

1. Batang Penangkal Petir (2)

Batang penangkal petir berupa batang tembaga yang ujungnya runcing. Dibuat runcing karena muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Dengan demikian dapat memperlancar proses tarik menarik dengan muatan listrik yang ada di awan. Batang runcing ini dipasang pada bagian puncak suatu bangunan. Ada juga 2 macam Batang penghantar petir, namun di bedakan dari segi cara kerjanya yaitu, pasif (konvensional) dan aktif (modern).

Sementara pada komponen penangkal petir konvensional yang cenderung bersifat pasif, bagian ujungnya berbentuk menyerupai tombak, dan bagian head terminalnya tidak aktif memberikan umpan (ion) kepada petir Sedangkan pada penangkal petir yang aktif, bagian ujungnya biasanya berbentuk bulat menyerupai payung. Penangkal petir elektrostatis yang bersifat aktif pada bagian ujungnya bisa mengeluarkan ion untuk memancing sambaran petir, baik secara terus menerus maupun dalam keadaan tertentu ketika ada potensi petir saja.

2. Kawat/Kabel Konduktor (5)

Kabel konduktor ini menghubungkan batang penangkal petir dengan pembumian tanah. Kawat konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Diameter jalinan kabel konduktor sekitar 1 cm hingga 2 cm. Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik ke tanah. Kawat konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian luar bangunan dan di pasang turun ke bawah.

3. Saluran sambungan-sambungan (6)

Yaitu sambungan-sambungan las, klem, dan sebagainya, antara penangkal petir dan kabel konduktor, antara saluran dan elektroda pembumian.

4. Sambungan-sambungan Ukur (7)

Sambungan-sambungan ini dibuat dalam saluran turun dan dapat di lepas untuk mengukur tahanan pentanahan elektroda tanahnya.

5. Pembumian/Pentanahan

Bagian ini terdiri dari saluran pentanahan (8) dan elektroda tanah (9). Saluran pentanahan berfungsi mengalirkan muatan listrik dari kabel konduktor ke batang pembumian (ground rod) yang tertanam di tanah. Batang pembumian terbuat dari bahan tembaga berlapis baja, dengan diameter 1,5 cm dan panjang sekitar 1,8-3 m.

E. Cara Kerja Penangkal Petir

Saat muatan listrik negatif di bagian bawah awan sudah tercukupi, maka muatan listrik positif di tanah akan segera tertarik. Muatan listrik kemudian segera merambat naik melalui kabel konduktor, menuju ke ujung batang penangkal petir. Ketika muatan listrik negatif berada cukup dekat di atas atap, daya tarik menarik antara kedua muatan semakin kuat, muatan positif di ujung-ujung penangkal petir tertarik ke arah muatan negatif. Pertemuan kedua muatan menghasilkan aliran listrik. Aliran listrik itu akan mengalir ke dalam tanah, melalui kabel konduktor, dengan demikian sambaran petir tidak mengenai bangunan. Tetapi jika kabel konduktor penangkal petir terhubung dengan kawat jaringan listrik, sambaran petir dapat merambat ke dalam bangunan melalui kawat jaringan listrik tersebut dan bahayanya dapat merusak alat-alat elektronik di bangunan yang terhubung ke jaringan listrik itu, selain itu juga dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan. Untuk mencegah kerusakan akibat jaringan listrik tersambar petir, biasanya di dalam bangunan dipasangi alat yang disebut penstabil arus listrik (surge arrester).

Perawatan dan Perbaikan Peralatan Listrik Rumah Tangga: BLENDER

Perbaikan Blender

Blender

A. Pengertian Blender

Blender adalah alat elektronik berupa sebuah wadah dilengkapi pisau berputar yang digunakan untuk mengaduk, mencampur, menggiling, atau melunakkan bahan makanan. Pisau berbentuk seperti sebuah baling-baling pendek yang dipasang pada bagian bawah wadah. Pisau ini diputar dengan cepat dengan tenaga dari sebuah motor sehingga alat ini dengan segera dapat mencampur, mencincang, dan melumatkan bahan-bahan yang dimasukkan ke dalamnya. Blender juga umumnya dilengkapi pengatur kecepatan berputarnya pisau di dalam wadah. Blender biasanya dipakai di dapur atau di bar.

Blender berbeda dari pengolah makanan (bahasa Inggris: food processor). Wadah blender biasanya lebih tinggi dibandingkan wadah food processor dan pisau biasanya dapat dilepas dan diganti-ganti bergantung kepada bahan makanan yang ingin diproses. Blender lebih cocok untuk menyiapkan/mencampur minuman (membuat jus, smoothie, susu kocok, atau menghancurkan es batu), atau menghaluskan bahan makanan yang mengandung banyak air seperti ketika membuat sup kental. Sementara itu, food processor lebih cocok untuk mengiris, mencincang, mencampur, dan menghaluskan bahan makanan yang lebih padat[1] atau kering. Dibandingkan blender, food processor lebih serba guna, karena food processor dapat pula berfungsi sebagai blender.

Blender berbentuk batang dan tanpa wadah disebut immersion blender (blender benam). Alat ini dapat langsung digunakan untuk melumatkan makanan yang sedang dimasak di dalam panci.

B. Sejarah Singkat Blender

Blender diciptakan pada tahun 1922 ketika penemu Polandia-Amerika bernama Stephen J. Poplawski memasang sebuah pisau berputar di dalam sebuah toples. Poplawski menggunakan blender untuk membuat minuman soda fountain. Pada tahun 1935, Fred Osius menyempurnakan ide Poplawski dan menciptakan blender merek Waring yang disebut Waring Blender.

Stephen J. Poplawski

Insinyur perabot rumah tangga bernama Christine McGaffee Frederick meneliti blender dan mikser yang diterbitkan dalam buku Efficient Housekeeping or Household Engineering--Scientific Management in the Home (1925). Menurutnya, konsumen perlu mempertimbangkan kesulitan dan kerepotan ketika melepas pisau untuk dicuci.

C. Fungsi Bagian-bagian Utama Blender

Bagian-bagian luar blender

• Motor penggerak, motor universal

Motor penggerak blender

• Tabung gelas

• Pisau pemotong

Pisau pemotong

• Karet kopling motor

Karet kopling blender

• Saklar pengatur kecepatan motor

• Rumah dudukan motor dan kelengkapannya

Blender biasanya menyediakan tombol manual dengan berbagai pilihan kecepatan putar. Anda bisa memilih berapa kencang pisau blender berputar agar bisa menghasilkan makanan atau minuman dengan tekstur yang diinginkan. Jika Anda memilih kecepatan paling tinggi, motor blender akan berputar lebih kencang sehingga pisau di dalam wadah akan ikut berputar. Bahan makanan yang ada di dalam wadah kemudian akan berputar dan dilumatkan oleh pisau yang ada di bawah wadah. Pisau blender bervarian tergantung merk, ada yang punya 1 bilah, 2 bilah, hingga 4 bilah pisau.

Motor blender berfungsi untuk memutar pisau di dalam wadah. Motor blender terdiri dari beberapa komponen elektronik, seperti: kapasitor, resistor, induktor, dan dioda. Fungsi setiap komponen tersebut adalah:

• Kapasitor berfungsi membangkitkan beda fase. Fase berbeda akibat terbangkitnya fluks magnet akan membuat motor berputar

• Resistor berfungsi untuk mengurangi arus listrik pada motor untuk mencegah terjadinya arus berlebih masuk ke dalam kumparan motor

• Induktor berfungsi mengantisipasi frekuensi tinggi akibat putaran motor yang tinggi

• Dioda berfungsi menyelaraskan tegangan yang masuk ke dalam kumparan.

D. Prosedur Kerja Blender

Sebelum blender digunakan, terlebih dahulu bacalah buku/brosur yang disertakan pada saat anda membeli blender untuk menghidari kerusakan alat dan kecelakaan yang mungkin ditimbulkan. Pada umumnya prosedure kerja blender adalah sebagai berikut:

1. Pastikan bahwa saklah ON-OFF blender berada pada posisi OFF.

2. Persiapkan semua bahan yang hendak diblender. Pisahkan bahan biji-bijian seperti jagung, merica dan bahan yang agag keras dari yang bahan yang lembut seperti buah pisang, apel, tomat, lombok dan lain sebagainya.

3. Gunakan mangkok yang sesuai keperluan pemblenderan. Bangkok kecil untuk menghaluskan bahan keras dan kering, sedangkan bahan yang lembut dan basah gunakan mangkok besar.

4. Pasang mangkok adonan di atas dudukan mangkok dengan tepat, lalu putar hingga mangkok tidak dapat ditarik ke atas meninggalkan dudukan. Ada juga blender yang tidak perlu diputar, tetapi mangkok tetap dipegang dengan tangan. Mangkok kecil terlebih dahulu diisi dengan bahan yang akan diblender, lalu ditutup dengan dudukan pisau penghancur, kemudian didudukkan di atas dudukan blender. Sementara untuk mangkok besar tidak demikian. Mangkon adonan terlebih dahulu didudukkan di atas dudukan mangkok lalu diisi bahan yang akan diblender.

5. Setelah langkah kerja berlangsung baik dan aman, tekan saklar ON-OFF untuk memindahkan saklar dari posisi OFF ke posisi ON. Saat itu motor blender akan berputar dan memutar pisau blender yang berada di dalam mongkok blender. Penghalusan atau penghancuran bahan mulai berlangsung. Perhatian! Jangan mengangkat mangkok dari dudukan mangkok pada saat motor blender sedang berputar. Berbahaya!

6. Setelah tekstur bahan terasa halus (bunyi putaran motor dan pisau terdengar halus), matikan motor (posisikan saklar ON-OFF pada posisi OFF).

7. Angkat mangkok dari dudukannya. Perhatian! Jangan terlalu lama mengoperasikan motor melebihi satu jam tanpa istirahat untuk pendinginan. Berbahaya! Dapat menghanguskan belitan motor blender.

8. Pada saat selesai menggunakan blender, segera dibersihkan. Cuci bersih dengan air, kecuali bodinya. Hanya bodi blender yang tidak boleh dibersihkan atau dicuci dengan air cukup dilap dengan kain bersih, karena di dalamnya ada motor dan rangkaian listrikannya. Mencuci dengan air dapat menyebabkan motor dan rangkaian kelistrikan yang ada di dalamnya korsleting atau hubung singkat dan terbakar.

9. Simpan blender pada tempat yang aman, tidak lembab, tidak terjemur matahari, tidak tertetesi air atau cairan tertentu atau tidak dihujani, tidah mudah jatuh, tidak mudah dijangkau anak-anak yang belum mengerti penggunaan blender.

E. Penggunaan dan Perawatan Blender

Berikut cara penggunaan serta perawatan blender dengan baik.

1. Selalu yakinkan bahwa tabung gelas blender sudah terpasang dengan tepat dan kokoh.

2. Gunakan mata pisau pemotong yang sesuai dengan penggunanya (lihat buku manual alat blender tersebut).

3. Hal ini untuk menghindari beban yang terlalu berat, sehingga mengakibatkan motor kemungkinan terbakar

4. Bersihkan blender sehabis dipakai dan cuci pisau pemotong dengan air dan sedikit deterjen, kemudian dikeringkan

5. Lepaskan tabung gelas, jalankan motor dalam beberapa detik ( 10 detik)

6. Jangan terlalu lama menjalankan motor blender, baca aturan pemakaiannya. Hal ini untuk menghindari panasnya motor

7. Perhatikan tegangan kerja peralatan, hal ini sangat penting sebelum menghubungkan peralatan ke sumber tegangan atau kotak-kontak yang ada.

F. Gangguan dan Perbaikan Kerusakan Blender

Ada beberapa gangguan yang sering terjadi pada blender yaitu sebagai berikut serta cara mengatasinya:

1. Pisau Pemotong

Bila pisau pemotong berputar lambat kemungkinan terjadi disebabkan oleh sisa makanan yang mengeras pada poros pisau.

Jika ini dibiarkan dapat mengakibatkan motor menimbulkan bau hangus dan terbakar.

Langkah perbaikannya adalah melepas bagian pisau pemotong dan bersihkan poros pisau dari karat atau sisa makanan yang mengeras tadi.

2. Kopling motor

Gigi kopling sering rusak, hal ini disebabkan karena pemasangan dudukan pisau tidak tepat, sehingga terjadi slip waktu motor berputar.

3. Gasket

Bila terjadi kebocoran dari tabung gelas, periksalah gasketnya kemungkinan rusak atau aus dan ganti gasket yang baru.

4. Saklar pengatur

Bila saklar tidak dapat dioperasikan normal atau macet, ini disebabkan saklar kotor. Bersihkan dengan sikat halus atau dengan cairan pembersih kontak (contact cleaner).

5. Sikat arang pada motor listrik

Bila terjadi percikan api yang besar, ini disebabkan oleh sikat arang yang sudah aus atau pegas penekan sikat sudah lemah.

Bila sikat aus, gantilah dengan sikat arang yang baru dan sama ukurannya.

6. Motor Listrik

Bila beban terlalu berat, ini akan menyebabkan kemungkinan motornya akan terbakar.

Bila gulungan motor terbakar, harus digulung ulang oleh orang yang ahli dalam pekerjaan tersebut.

Berikut tabel kerusakan serta pemecahan masalah pada blender

No.	Kemungkinan Kerusakan	Kemungkinan Penyebab Kerusakan	Pemecahan Masalah
1.	Blender Tidak Berputar	Tidak ada tegangan	Periksa Kabel penghubung, Lusuk kontak dan letak kontak.
			Periksa sekring MCB pada panel.
		Saklar Rusak	Perbaiki rangkaian saklar.
			Periksa saklar, jika rusak ganti dengan yang baru.
		Sikat arang aus	Periksa sikat, jika rusak ganti dengan yang baru.
		Pengatur Kecepatan Rusak	Periksa saklar rotary, jika rusak ganti dengan yang baru.
		Motor Rusak	Periksa kondisi mekaniknya, kemungkinan laker atau kipas tersangkut benda lain.
			Periksa kawat spul kemungkinan putus atau terbakar, jika terputus sambunglah dengan cara dibersihkan dan di solder. Jika terbakar lilitlah ulang (re winding).
2.	Blender Bertegangan	Kabel penghubung rusak.	Periksa kabel penghung, kemungkinan ada yang lecet, ganti dengan yang baru.
		Hubungan singkat pada sistem kelistrikan.	Periksa kelistikannya, kemungkinan ada kebel yang lecet didalam hubung dengan body, hindarkan kabel tersebut.
3.	Timbul Bunga Api	Sikat arang telah aus	Periksa sikatnya, jika aus ganti dengan yang baru.
		Motor rusak.	Periksa kondisi mekaniknya, kemungkinan laker atau kipas tersangkut benda lain.
			Periksa kawat spul kemungkinan putus atau terbakar, jika putus sambunglah dengan cara dibersihkan dan di solder, jika terbakar lilitlah ulang (re winding).
			Periksa komutatornya kemungkinan sudah tidak rata, pecah, aus, dll. Gantilah Rotor atau lilitlah jika memungkinkan.
4.	Motor bekerja tetapi tidak dapat dipakai.	Motor Coupler	Bersihkan motor Coupler jika kotor.
		Coupler	Gantilah motor Coupler jika sudah aus.
		Washers	Gantilah washers jika sudah tidak bisa rapat lagi (bocor).
		Bearing Housing	Periksa Bearing Housing, jika rusak gantilah dengan yang baru.
		Chapper Blades	Periksa chapper Blades, kemungkinan sudah tidak tajam lagi, jika demikian gantilah yang baru.
			Periksalah sepinya kemungkinan lepas dari as blender.
5.	Motor terlalu panas	Motor kotor	Bersihkan dan lumasi motor. Periksa kondisi mekaniknya, kemungkinan laker atau kipas tersangkut benda lain.
		Motor rusak	Periksa kawat spul, kemungkinan putus atau terbakar, jika putus sambunglah dengan dibersihkan dan di solder, jika terbakar lilitlah ulang (re winding).
6.	Pisau tidak berputar	Pisau tidak mengunci pada unit	Tekan pisau sesuai poros sampai terkunci dengan benar.
		Baling-baling pisau bengkok	Ganti pisau yang baru
		Roda gigi aus atau rusak	Bersihkan dan lumasi roda gigi.
		Bantalan perlu pelumasan	Lumasi bantalan-bantalan.
7.	Getaran berlebihan	Klem penjepit pisau lepas	Kencangkan klem penjepit pisau.
		Roda gigi aus atau rusak	Ganti roda gigi dengan yang baru.

Proteksi Terhadap Lonjakan Tegangan

Proteksi Terhadap Lonjakan Tegangan (Voltage Surges)

A. Pengertian Poteksi

Proteksi terhadap suatu sistem tenaga listrik adalah sistem pengaman yang di lakukan terhadap peralatan-peralatan listrik, yang terpasang pada sistem tenaga listrik tersebut. Misalnya Generator,  Transformator, Jaringan Transmisi/distribusi dan lain-lain terhadap kondisi abnormal dari sistem itu sendiri. Yang di maksud dengan kondisi abnormal tersebut antara lain dapat berupa:

a. Hubung singkat

b. Tegangan lebih/kurang

c. Beban lebih

d. Frekuensi sistem turun/naik

Proteksi juga memiliki fungsi sebagai berikut:

1. Untuk menghindari ataupun untuk mengurangi keruasakan peralatan listrik akibat adanya gangguan (kondisi abnormal) semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang di gunakan, maka akan semakin sedikitlah pengaruh gangguan terhadap kemungkinan kerusakan alat.

2. Untuk mempercepat melokaliser luas/zone daerah yang terganggu sehingga menjadi sekecil mungkin.

3. Untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen, dan juga mutu listriknya baik.

4. Untuk mengamankan manusia (terutama) terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Ada beberapa faktor yang mempengerahui system Proteksi diantaranya:

• Macam saluran yang di amankan

• Pentingannya saluran yang dilindungi

• Kemungkinan banyaknya terjadi gagangguan.

• Tekno-ekonomis sistem yang digunakan.

B. Faktor terjadinya Lonjakan tegangan

Terjadinya lonjakan tegangan listrik pada suatu instalasi atau jaringan listrik dapat disebabkan oleh beberapa faktor, seperti:

1. Sambaran petir tidak langsung.

2. Over voltage karena permasalahan pada pembangkit.

3. Terjadinya hubung singkat (konsleting).

4. Maupun lonjakan tegangan listrik saat terjadi Switching (Penyalaan).

C. Sambaran Petir

Petir adalah loncatan listrik di udara dari medan listrik yang tinggi yang dihasilkan ketika muatan-muatan listrik terpisah di dalam awan. Petir dapat melompat di dalam awan, dari awan ke awan, atau dari awan ke tanah.

Dalam saluran distribusi, sambaran petir diakibatkan lompatan muatan listrik dari awan ke tanah.

Dalam kondisi normal, muatan listrik dipisahkan dalam awan badai, bagian atas bermuatan positif dan bagian bawah bermuatan negatif.

Saat tanah bermuatan positif, muatan listrik akan tertarik ke tanah, jadilah petir.

Ada beberapa peralatan pengamanan terhadap Sambaran petir yaitu pengawatan ke tanah, dan Arrester. Dan juga ada beberapa pengaman terhadap arus/tegangan lebih yaitu relay, pemutus (circuit breaker).

D. Peralatan Proteksi

Peralatan Proteksi Pada Operasi Tenaga Listrik antara lain :

• Rele/Relay

Adalah bahan solid state yang digunakan untuk proteksi saluran transmisi.

Relay Proteksi

• Pemutus beban (Circuit Breaker)

Sebuah pemutus beban harus bertindak sebagai sebuah isolator dan menghantarkan arus beban sepanjang umur pemakaiannya dapat mambawa dan memutuskan arus hubung singkat.

Circuit Breaker 400 V

Circuit Breaker Gardu Induk

• Trafo arus (Current Trafo)

Trafo arus (CT) diperlukan untuk mengisolasi rangkaian sekunder (seperti rele pengukur dan meteran)dari rangkaian (daya) primer. Menyediakan besaran sisi sekunder trafo yang sebanding dengan besaran sisi primernya. 

Current Trafo

Rating sisi primer trafo arus biasanya dipilih sama dengan atau lebih sama besar dari arus normal beban penuh dari rangkaian yang dilindungi.

• Kabel kontrol (kabel pilot)

Panjang dan tipe kabel pilot akan mempengaruhi karakteristik bias dan kestabilan proteksi kapasitansi.

Kabel pilot yang besar yang menyebabkan perbedaan arus dan beda sudut fase antara ujung terminal kabel pilot (RP) dapat mempengaruhi besar kecilnya sinyal dan membatasi tegangan terhadap kabel pilot. 

Dalam banyak sistem proteksi, resistans dan kapasitans pilot perlu konpensasi untuk meminimalkan kesalahan dalam kesalahan sinyal.

Kabel Kontrol dapat dikelompokkan menjadi beberapa:

 Kelompok menurut kulit pelindungnya (armor) misalnya, kabel bersarung timah hitam (lead sheahted), kabel berkulit pita baja (steel-tape armored). 

 Kelompok menurut konstruksinya misalnya: plastik dan karet (jenis BN,EV,CV) kabel padat (jenis belt,H,SL,SA), kabel jenis datar (flat-type), kabel minyak (oil-filled).

 Kelompok menurut penggunaan, misalnya, kabel dengan bentuk:

Bentuk penampang inti pada konduktor, yaitu: 

 Pejal (Untuk ukuran kecil yang digunakan pada tegangan menengah dan tegangan rendah).

 Pilin (stranded): Untuk ukuran konduktor besar.

 Berongga: Terutama untuk tempat minyak pendingin dan dipakai pada kapasitas penyaluran yang besar. Ada yang berongga satu dan ada yang berongga banyak

• Catu daya.

• Arrester

Alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga listrik terhadap sambaran petir (surya petir)

Lighting Arrester

Pada kondisi normal Arrester berfungsi sebagai Isolator, bila timbul surya petir berlaku sebagai konduktor, yang melewatkan aliran arus yang tinggi.

Setelah petir hilang, alat ini cepat kembali menjadi isolator, sehingga pemutus daya tidak sempat membuka.

E. Proteksi dengan Surge Arrester

Surge arrester merupakan sebuah instalasi penangkal petir yang berfungsi untuk mengantisifasi induksi listrik yang disebabkan oleh sambaran petir. Induksi arus petir dapat mempengaruhi bahkan merusak jaringan listrik, jaringan PABX, jaringan elektronik dan jaringan LAN atau internet. Dalam sebuah instalasi yang menggunakan kabel baik didalam atau diluar bangunan tidak menutup kemungkinan menjadi jalan masuk untuk dilalui induksi arus petir.

Surge Arrester

Pada dasarnya jaringan kabel udara PLN sudah dilengkapi perangkat Penahan Petir (Surge Arrester) di setiap gardu induk, gardu distribusi, travo distribusi, akan tetapi sambaran petir sangat sulit diprediksi (waktu, tempat dan kekuatan arusnya). Maka sebaiknya kita melindungi instalasi yang menggunakan kabel yang ada didalam bangunan. Pertimbangan yang mendasar adalah di saat petir menyambar sebuah tempat maka arus petir akan merambat kemana saja mengikuti kabel jaringan listrik, komunikasi atau struktur logam bangunan.

Teknik yang standart adalah dengan memasang internal protection dengan menggunakan surge arrester listrik secara berlapis :

–  Level 1 Lightning Current Arrester / Anti Petir atau Penangkal Arus Petir

–  Level 2 Surge Arrester / Anti Petir atau Penangkal Tegangan Kejut Petir

–  Level 3 Device Arrester / Penangkal tegangan Induksi Petir

Pemasangan surge arrester dengan 3 level sekaligus dan pemasangan anti petir atau penangkal petir Flash Vectron akan menahan segala kemungkinan kerusakan.

Prinsip kerja Surge Arrester

Struktur material dari Surge Arrester terdiri dari dua buah lempeng logam yang didekatkan dengan atau tanpa material elektrikum. Untuk lempeng pertana di hubungkan ke jalur kabel yang di amankan dan lempeng kedua ke grounding tempat pelepasan tengangan lebihnya.

Pada saat petir menyambar jaringan listrik, tegangan listrik akan melonjak besar. Hal ini membuat dua logam pada arrester akan bekerja saling terhubung dan menyalurkan arus listrik (sebagai konduktor). Namun fungsi konduktor ini tidak akan mengenai sistem kelistrikan yang ada karena salah satu kutub itu akan meneruskan ke tempat pembumian (Grounding). Sistem grounding harus bagus dengan nilai tahanan yang kecil sehingga tidak mengganggu kinerja arrester. Dengan demikian adanya tegangan kejut atau surge tidak akan merusak peralatan listrik, dan dengan tanpa memutuskan arus listrik sedikitpun.

Peralatan perlindungan tegangan lebih

Surge arresters dan Transient Voltage Surge Suppressors (TVSS).

Melindungi tegangan lebih transien dengan membatasi tegangan maksimum.

Dua model: crowbar dan clamping

Model crowbar “Normally open”

• Peralatan dibuat dari celah yang berisi udara atau gas.

• Ketika gangguan, menjadi rangkaian hubung singkat sehingga tegangan saluran menjadi nol sampai gangguan hilang (kira-kira satu setengah gelombang).

Model clamping “Normally” ada arus bocor yang sangat kecil

• Peralatan dibuat dari resistor nonlinier atau dioda zener.

• Ketika gangguan, impedansinya menurun dengan cepat namun /dak sampai terhubung singkat.

F. Usaha Memperkecil Terjadinya Gangguan

1. membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan;

2. membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan dan penangkal petir (arresters);

3. membuat kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara sekecil mungkin, serta selalu mengadakan pengecekan;

4. membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh luar mekanis dan mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena binatang, polusi, kontaminasi, dan lain-lainnya;

5. pemasangan yang baik, ar/nya pada saat pemasangan harus mengiku/ peraturan-peraturan yang baku;

6. menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat prosedur tata cara operasional (standing operational procedur) dan membuat jadwal pemeliharaan rutin;

7. memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk melindungi terhadap sambaran petir;

8. memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir.

Motor Listrik AC

A. Sejarah Singkat Motor Listrik AC

Nikola Tesla (lahir di Smiljan, Kroasia, 10 Juli1856 – meninggal di New York City, 7 Januari1943 pada umur 86 tahun) adalah seorang penemu, fisikawan, teknisi mekanika, dan teknisi listrik Amerika Serikat.

Tesla dianggap sebagai salah satu penemu terpenting dalam sejarah dan merupakan salah seorang teknisi terbesar dalam akhir abad ke-19 dan abad ke-20. Tesla merupakan seorang perintis elektro mekanik, tanpa kabel, dan daya listrik. Ia berketurunan Serbia dan menjadi warga negara Amerika Serikat pada 1891 selagi bekerja di negara tersebut.

Paten Tesla dan kerja teorinya merupakan dasar dari daya listrik arus bolak-balik (bahasa Inggris: Alternating Current, AC) modern termasuk distribusi daya polyphase, dan motor AC, yang ia umumkan pada Revolusi Industri Kedua. Setelah pendemonstrasian komunikasi tanpa kabel pada 1893 dan memenangkan “Perang Arus“, Tesla dianggap sebagai salah satu teknisi listrik AS terhebat.

B. Pengertian Motor Listrik AC

Motor AC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan tegangan AC (Alternating Current). Motor listrik AC disebut juga dengan arus bolak-balik. Arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu digunakan pada motor listrik AC.

Motor listrik AC umumnya terdiri dari dua komponen utama yaitu stator dan rotor. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada motor DC, stator adalah komponen yang statis (diam) dan letaknya berada di luar. Stator mempunyai coil yang di aliri oleh arus listrik bolak balik dan nantinya akan menghasilkan medan magnet yang berputar. Komponen yang kedua yaitu rotor. Rotor adalah bagian yang berputar dan letaknya berada di dalam (di sebelah dalam stator). Rotor bisa bergerak karena adanya torsi yang bekerja pada poros dimana torsi tersebut dihasilkan oleh medan magnet yang berputar.

Motor listrik AC memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan motor listrik AC, yaitu desain sederhana, mudah dalam pengontrolan, serta membantu pekerjaan rumah tangga dan industri. Adapun beberapa kekurangan motor listrik AC, yaitu secara fisik lebih besar dan biaya pemeliharaannya relatif

C. Jenis-Jenis Motor AC

Adapun jenis-jenis motor listrik AC ada dua, yaitu motor sinkron dan motor induksi.

1. Motor AC Sinkron (Motor Sinkron)

Motor sinkron

Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki Torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistem, sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor AC sinkron : 

a. Rotor, Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus AC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya. 

b. Stator, Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekuensi yang dipasok. 

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003): 

Ns = 120 f / P

Ns = kecepatan sinkron/kecepatan stator

f = frekuensi dari pasokan frekuensi 

P = jumlah kutub

2. Motor AC Induksi (Motor Induksi)

Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung ke ke sumber daya AC.

Motor induksi

Komponen Utama Motor AC Induksi

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama : 

a. Rotor, Motor induksi menggunakan dua jenis rotor : 

• Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek. 

• Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fasa, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fasa digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.

b. Stator, Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fasa. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat.

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003): 

a. Motor induksi satu fasa. 

Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fasa, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp. 

b. Motor induksi tiga fasa. 

Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fasa yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

D. Prinsip Kerja Motor Listrik AC

Motor listrik arus bolak-balik (motor listrik AC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (AC) menjadi tenaga gerak atau mekanik berupa putaran dari rotor. Prinsip kerja motor listrik arus bolak-balik dapat dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu prinsip kerja motor listrik AC tipe sinkron dan pribsip kerja motor listrik AC tipe Asinkron (induksi).

a. Prinsip Kerja Motor Listrik AC Tipe Sinkron

Prinsip kerja motor listrik AC tipe sinkron terletak pada sistem eksitasi  pada rotornya. Rotor motor listrik AC sinkron memiliki kutub magnet dengan posisi yang tetap. Kutub magnet tersebut terkunci dengan Medan magnet yang terbangkitkan di stator. Dengan demikian, pada saat Medan magnet stator berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan gelombang listrik AC.

b. Prinsip Kerja Motor Listrik AC Tipe Asinkron (Induksi)

Prinsip kerja motor listrik AC tipe Asinkron (Induksi) menggunakan induksi elektromagnetik untuk membuat kumparan berputar. Pada motor listrik AC tipe ini, motor listrik berputar lebih lambat dari pada arus yang disediakan untuk memutarnya. Induksi elektromagnetik ini menyebabkan Medan magnet menyelubungi rorot motor tersebut.