LIGHTNING PROTECTION

6.0 LIGHTNING PROTECTION
6.1 PENGENALAN
6.1.1 Apa itu kilat
Kilat adalah satu bentuk nyahcas elektrik yang boleh dilihat dan mempunyai tenaga yang
tinggi. Pancaran nyahcas elektrik ini boleh berlaku antara awan ke awan ataupun awan ke
bumi dan biasanya diiringi dengan bunyi petir. Kilat biasanya berlaku ketika hujan ribut,
letusan gunung berapi atau ribut pasir. Kilat mampu mencapai kelajuan 216,000 km/jam dan
suhu mencecah 30,000oC. Orang pertama mengkaji kilat ialah Benjamin Franklin
Malaysia adalah antara negara yang mempunyai kadar aktiviti kilat yang tertinggi di dunia
dengan purata 180 hingga 300 pancaran kilat setahun. 80% pancaran kilat yang direkodkan
di Malaysia adalah berkeupayaan 50 hingga 100 juta Volt dengan arus mencecah 20,000
Ampere.
Awan Cumulonimbus (awan yang membawa hujan) memainkan peranan dalam kejadian
kilat. Disebabkan pergeseran antara udara dan wap air, awan Cumulonimbus akan
mengumpulkan banyak cas negatif dan cas negatif. Cas negatif akan berkumpul pada
bahagian bawah awan. Permukaan bumi pula mempunyai cas positif. Apabila cas negatif
pada awan Cumulonimbus terlalu banyak, cas negatif tersebut akan tertarik ke arah cas
positif (permukaan bumi) dan ini akan membentuk laluan ion. Laluan ion akan mencari titik
rintangan bumi yang paling rendah (titik rintangan bumi yang paling rendah adalah tempat
yang paling mudah cas negatif mengalir ke bumi). Apabila laluan ion menyentuh bumi, satu
nyahcas elektrik iaitu kilat akan berlaku mengikuti laluan ion tersebut. Perlu diingatkan,
nyahcas kilat terbentuk dari bawah ke atas, bukannya dari atas ke bawah. Ini kerana adalah
sifat fizik arus elektrik yang mengalir dari cas positif ke cas negatif. Rujuk gambarajah di
bawah

Page 2 of 10

Bagaimana Kilat Boleh Memusnahkan?
Apabila nyahcas berlaku diantara awan dan bumi, ianya akan menghasilkan voltan
sehingga 50 milion volt dengan arus puncak mencapai 200kA dan suhu meningkat
sehingga ke 30,000K (54,000 F). Kesan daripada tingginya nilai voltan, arus dan juga
suhu yang terhasil daripada kilat berkenaan sudah tentu akan mengakibatkan
kerosakan yang besar di kawasan yang dilanda kilat sekiranya sistem perlindungan kilat
tiada atau tidak sempurna. Kesan daripada kilat ini pernah direkod sehingga 30 km dari
lokasi ianya berlaku dan ini sudah tentu akan mendatangkan kerosakan yang amat
besar sekiranya terjadi berhampiran dengan bangunan-bangunan yang menempatkan
banyak peralatan elektronik.
Sambaran Langsung

Gambar 1: Kilat menyambar melalui pengalir perlindungan kilat atau bumbung bangunan

Page 3 of 10

Gambar 2: Kilat menyambar melalui talian atas sistem bekalan elektrik
Apabila kilat menyambar pengalir perlindungan kilat atau bumbung bangunan yang
dibumikan, arus yang mengalir akan meresap ke bumi. Galangan (impedance) bumi dan
arus yang mengalir melaluinya akan menghasilkan perbezaan keupayaan yang amat
tinggi : Ini merupakan voltan lampau. Voltan lampau ini akan menyebarluas (propagate)
keseluruh bangunan melalui kabel dan akan merosakkan peralatan sepanjang laluannya
atau apabila kilat menyambar melalui talian atas, arus elektrik yang tinggi yang
menembusi bangunan akan menghasilkan voltan lampau yang amat tinggi. Kerosakan
yang disebabkan oleh voltan lampau ini lebih ketara dimana ianya boleh menyebabkan
kebakaran pada papan suis elektrik dan juga kelengkapan elektrik lain disamping
berlakunya letupan.
Sambaran Tak Langsung

Gambar 3:Medan Magnet Terhasil

Page 4 of 10

Gambar 4: Perbezaan Keupayaan pada permukaan tanah
Medan magnet yang terhasil daripada sambaran kilat juga akan menyebabkan
berlakunya voltan lampau. Walau bagaimana pun kebiasaannya kesan daripada
sambaran kilat secara tak langsung tidaklah terlalu ketara tetapi boleh merosakkan
peralatan sensitif seperti mesin faksimile, bekalan kuasa untuk computer dan sistem
perhubungan.

Page 5 of 10

6.1.2 Penangkap Kilat
Alat perangkap kilat (lightning arrestor) adalah peranti perlindungan
kilat yang biasa dipasang pada struktur bangunan yang tinggi. Kilat akan menyambar pada
terminal alat penangkap kilat dan terus dialirkan ke bumi.
6.1.3 Fungsi
Antara fungsi perangkap kilata adalah:

1. Mengelakkan/mengurangkan kerosakan
2. Menarik discaj kilat yang terdedah pada kerosakan dan sensitif pada beberapa

bahagian bangunan
3. Menyediakan laluan arus elektrik yang rendah pada terminal bumi
6.1.4 Komponen Penangkap Kilat
Secara asasnya, alat perangkap kilat ini terdiri daripada 3 komponen utama:
1. terminal,
2. konduktor dan
3. rod pembumian.
Terminal
- Terminal biasanya dipasang pada bahagian paling atas stuktur bangunan,
- Ia menerima/memerangkap pancaran kilat.
- Semua komponen metallic wajib disambung secara terus dengan terminal.

Page 6 of 10

Konduktor /pengalir
- konduktor adalah untuk mengalirkan arus elektrik daripada kilat ke bumi,
- Ia haruslah dipasang terus menuju ke rod pembumian tanpa sebarang

Rod pembumian
- manakala rod pembumian adalah untuk menyambungkan konduktor ke bumi. Rod

pembumian ini hendaklah ditanam sehingga mendapat nilai rintangan bumi yang
rendah.
- Mengikut dokumen Malaysia Standard MS IEC 61024-1-1:2001, Perenggan 2.3.3.1
menyatakan nilai rintangan bumi untuk alat perangkap kilat hendaklah di bawah 10 Ω.
- Oleh itu, rod pembumian hendaklah ditanam sehingga nilai rintangan bumi bawah 10
Ω diperolehi.

Page 7 of 10

RUJUKAN:
http://zon152.blogspot.my/2010/12/kejadian-kilat-dan-alat-perangkap-kilat.html

Page 8 of 10

6.2 PEMERIKSAAN DAN PENGUJIAN PENGALIR DAN PERANGKAP KILAT.

6.2.1 Ujian Rintangan Elektrod Bumi

- Menguji rintangan elektrod bumi.
- Mengetahui kesesuaian kedudukan elektrod yang ditanam.
- Memastikan elektrod yang ditanam itu tidak berada dalam kawasan rintangan

bertindih dengan elektrod lain.
- Alat uji - Penguji Rintangan Bumi (Earth Resistance Tester).

- Kaedah pengujian :

i. Terminal 'E' disambungkan ke elektrod yang hendak diuji (konduktor hijau).
ii. Terminal 'P' disambungkan pada pancang voltan (spike potential) (konduktor

kuning) dengan jarak 10 meter daripada elektrod bumi.
iii. Terminal 'C' disambungkan pada pancang arus (spike current) (konduktor

merah) pada jarak 20 meter daripada elektrod bumi.

Cara Pengukuran Rintangan Elektrod Bumi Dibuat
Ujian hendaklah diulang sekurang-kurangnya tiga kali, bertujuan untuk mengelakkan
bacaan tidak tepat disebabkan kawasan rintangan bertindih.
i. Rekodkan bacaan pertama (Z1)

Contoh : Z1 = 10 Ω
ii. Ubah pancang voltan sejauh 6 meter dari kedudukan asal. Rekodkan bacaan kedua

(Z2)
Contoh : Z2 = 10 Ω
iii. Ubah pancang voltan sejauh 6 meter dari kedudukan asal. Rekodkan bacaan ketiga
(Z3)

Page 9 of 10

Keputusan:
Daripada ketiga-tiga nilai rintangan, dapatkan nilai purata bagi menentukan nilai
rintangan elektrod bumi yang diuji.

EXERCISE
1. Nyatakan 3 bahagian sisitem pemasangan perangkap kilat?
2. Jelaskan kegunaan perlindungan luaran pada bangunan.

REFERENCE :
1. Abd Samad Bin Hanif, 2000, Pemasangan dan Penyelengaraan Elektrik , Edisi 2, Dewan

Bahasa Pustaka.
2. Mohd Isa Bin Idris & Ramli Bin Harun, 2002, Asas Pendawaian, Edisi -7, IBS.
3. Brian Scaddan, 2000, Electrical Installation Works, 3rd edition, Oxford UK.
4. Undang-Undang Malaysia, 2004, Akta Bekalan Elektrik 1990 dan Peraturan-Peraturan

Elektrik 1994, Pindaan sehingga 2005, MDC Publisher Sdn Bhd Malaysia.
5. MSIEC

Page 10 of 10