Dunia Listrik

Sekilas Tentang Dunia Listrik

Blog "Dunia Listrik" dibuat pada 9 September 2008, dengan artikel yang diterbitkan pertama kali mengenai sosok "Michael Faraday". Sedangkan tujuan pembuatan blog "Dunia Listrik" ini adalah sebagai sarana untuk berbagi ilmu pengetahuan dan mencerdaskan anak bangsa, dengan mengumpulkan tutorial dan artikel yang terserak di dunia maya maupun di literature-literature yang ada. Semoga dengan hadirnya blog "Dunia Listrik" ini dapat membawa manfaat bagi kita semua.

Dunia Listrik

Tentang HaGe

Aku belajar tentang "BERBAGI dan IKHLAS" dari air, karena air memberi kehidupan kepada semua makhluk tanpa mengharapkan balas...Aku belajar tentang "RENDAH HATI" dari air, karena air selalu mengalir ketempat yang lebih rendah...Aku belajar tentang "SEMANGAT dan KEKUATAN" dari air, karena air akan selalu mengalir meski dihadang dan bahkan mampu menjebol bendungan yang kokoh...Aku belajar dari air

Dunia Listrik

Selamatkan Hutan Kita

Jangan mencetak artikel yang ada di blog ini, jika tidak terlalu penting...Atau gunakan kertas daur ulang untuk mencetaknya...Mari bersama-sama kita selamatkan hutan kita, MULAI DARI SEKARANG...Demi kehidupan yang lebih baik untuk Generasi yang akan datang

29 May 2014

Earthing untuk aplikasi LV sesuai IEC

Hi My bro , terminologi nya dulu ya :

"T" — Direct connection of a point with earth (Latin: terra)
"I" — No point is connected with earth (isolation), except perhaps via a high impedance.

The second letter indicates the connection between earth and the electrical device being supplied:
"T" — Direct connection of a point with earth
"N" — Direct connection to neutral at the origin of installation, which is connected to the earth

Nah sekarang dicocokin aja :

IT : Berarti isolation type, dan direct connection a point with earth

pada isolated system, system ini berarti ungrounded... bahayanya ketika terjadi phase to neutral fault, maka tegangan phasa to netral pada phasa lainnya juga akan meningkat naik.. dan tentu bahaya sekali untuk manusia maupun peralatan.

kira2 gambarnya seperti ini :

Kemudian TT :
dalam TT, seperti yang diketahui, kebanyakan Neutral dan Earthing jadi satu.. maka itulah TT.
konstruksinya sperti ini :

Sedangkan TN :
Jika anda melihat system yang dengan neutral dan PE (Grounding) nya dipisahkan...
konstruksinya seperti ini :


TN ini banyak jenisnya , ada TN-S, TN-C dan TN-C-S..
sementara itu dulu ya... nanti kita bisa ke detaill..  :)

 

06 May 2014

Gas Insulated Switchgear

GAS INSULATED SWITCHGEAR

1.                   Gas Insulated Switchgear
Gas Insulated Switchgear atau Gas Insulated Substaion biasa disebut dengan istilah GIS, merupakan sebuah sistem penghubung dan pemutus jaringan listrik yang dikemas dengan menggunakan gas SF6 bertekanan sebagai material isolasi elektrik dan pemadaman busur api.

GIS sendiri merupakan salah satu klasifikasi gardu induk yang menggunakan isolasi Gas. Berdasarkan lokasi peletakannya, GIS terbagi menjadi dua, yaitu di dalam ruangan (indoor) dan di luar ruangan (outdoor). GIS biasa ditempatkan pada perkotaan karena luas wilayah yang terpakai lebih kecil dibandingkan dengan yang konvensional.


Gambar 1. GIS Indoor Siemens (atas) dan GIS Outdoor ASEA (bawah)
Sumber: http://www.energy.siemens.com (atas) dan APP Pulogadung (bawah)

Pada GIS terdapat bermacam jenis peralatan seperti pemutus tenaga, busbar, pemisah, pemisah tanah, trafo arus dan trafo tegangan yang ditempatkan didalam kompartemen yang terpisah – pisahdan diisi gas SF6. Kekuatan dielektrik Gas SF6 yang lebih tinggi dari pada udara, menyebabkan jarak konduktor yang diperlukan akan lebih kecil. Maka ukuran setiap peralatan dapat dikurangi, yang menyebabkan ukuran secara keseluruhan menjadi lebih kecil.

Berdasarkan hasil kajian PLN dan mengacu pada hasil kajian Konwledge Sharing and Research (KSANDR) Belanda, GIS dibagi menjadi 5 subsistem berdasarkan fungsinya, yaitu:
·      Subsistem Primary
Subsistem primary berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dengan nilai losses yang masih diijinkan.

·      Subsistem Secondary
Subsistem secondary berfungsi men-trigger subsistem driving untuk mengaktifkan subsistem mechanical pada waktu tepat.

·      Subsistem Dielectric
Subsistem dielectric berfungsi untuk memadamkan busur api dan mengisolasikan active part.

·      Subsistem Driving mechanism
Subsistem driving mechanism adalah mekanik penggerak yang menyimpan energi untuk menggerakkan kontak utama (PMT, PMS) pada waktu yang diperlukan. Jenis – jenis driving mechanism terdiri dari :
o    Pneumatic
Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga udara bertekanan.
o    Hydraulic
Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga minyak hidrolik bertekanan.
o    Spring
Merupakan penggerak yang menggunakan energi yang disimpan oleh pegas.

·      Subsistem Mechanical
Subsistem mechanical adalah peralatan penggerak yang menghubungkan subsistem driving mechanism dengan kontak utama peralatan PMT dan PMS untuk mentransfer driving energy menjadi gerakan pada waktu yang diperlukan

2.                   Sulfur Hexafluoride (SF6)
Isolasi berfungsi untuk memisahkan bagian – bagianyang mempunyai beda potenstial agar diantara bagian – bagiantersebut tidak terjadi lompatan listrik atau percikan. Sulfur Hexafluoride (SF6) merupakan sebuah bahan isolasi berwujud gas yang terbentuk antara sulphur dan fluorine dengan reaksi eksotermis seperti persamaan berikut :

S + 3 F2à SF6 + 262 kKal

Secara umum sulfur heksa fluorida (SF6) murni adalahsenyawa yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun serta memiliki kerapatan lima kali lipat dari udara. Molekul SF6 memiliki enam atom fluorine dan terdapat sebuah atom sulphur di tengah molekulnya. Molekul SF6 ditunjukkan seperti gambar 2. berikut :


                Gambar 2. Molekul sulfur heksa fluorida (SF6)

2.1         Sifat Gas SF6                                                                                     
Hingga saat ini sebanyak 80% gas SF6 dari yang diproduksi di seluruh dunia dipakai sebagai media isolasi dalam sistem kelistrikan. Hal ini disebabkan sifat-sifat sebagai berikut:

a.        Hanya memerlukan energi yang rendah untuk memadamkan arc (busur api). Pada prinsipnya, SF6 sebagai pemadam busur api tidak memerlukan energi untuk mengkompresikannya, namun karena pengaruh panas busur api yang terjadi.

b.        Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api maupun sebagai pengisolasi dapat dengan mudah dideteksi

c.         Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupun pembentukannya kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh

d.        Isolasi yang baik, karena relatif mudah terionisasi sehingga membuat konduktivitas tetap rendah. Hal ini mengurangi kemungkinan busur api tidak stabil, dengan demikian pemotongan arus dapat terjadi.

e.        Karakteristik gas SF6 adalah elektronegatif sehingga penguraiannya menjadikan dielektriknya naik secara bertahap

f.          Memiliki viskositas yang rendah sehingga dapat mengisi volume dari perangkat secara menyeluruh, stabil (tidak mudah bereaksi) dan penghantar panas yang baik.

2.2                   Karakteristik dan Spesifikasi Gas SF6
Sebagai bahan isolasi,gas SF6 memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada tabel 1. berikut :


 Tabel 1. Karakteristik Gas SF6
No.
Indikator
Nilai
1.
Konstanta Thermal
500 oC
2.
GWP (Global Warming Potential)
23.900
3.
Lifetime di atmosphere
3500 Tahun
4.
Tegangan Tembus
75 kV/cm
5.
Konduktivitas Panas
1,9 x 10-5 W/m

Pada aplikasinya sebagai isolasi, spesifikasi gas SF6 terbagi menjadi dua berdasarkan gas yang telah digunakan dan gas yang belum pernah digunakan, yaitu Gas SF6 baru (New-SF6) dan Gas SF6 yang digunakan (SF6-Used).Dikatakan spesifikasi New-SF6 , karena speksifikasi tersebut merupakan spesifikasi yang akan digunakan pertama kali pada suatu perangkat, sedangkan spesifikasi SF6-Used merupakan spesifikasi gas SF6 saat gas tersebut digunakan.


Reference:
Ariawan, Putu Rusdi.2009.BAHAN ISOLASI.Jimbaran-Bali: Tugas Bahan Listrik Jurusan Teknik Elektro FT Universitas Udayana.

Bimantara, Aditya.2010.Studi Tentang Sistem Interlocking Pada Gas Insulated Switchgear 500 kV di PLTU Paiton Unit 7 dan 8.Surabaya: Tugas Akhir Jurusan Elektro Industri PENS-ITS.

Rieder, Ludwig.2011.Acquisition of the permission to carry out the Recovery of SF6-gas.DILO Presentation for training.

Tim Penyusun Petunjuk Batasan Operasi Dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik.2010.GIS Compartment.Jakarta:PT. PLN (Persero).

Ditulis oleh Idwan Kelvin, sebagai bahan Seminar Pra-Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok. Dilakukan di PLN P3B JB APP Pulogadung.



17 October 2013

Distributed Control System in Steam Power Plant , DCS.

Secara umum , di sebuah PLTU, process yang dipakai adalah sebagai berikut :

A. Raw Material Transportation and Processing
di proses ini disiapkan bahan bakar dan air untuk bahan produksi steam. Biasanya dsebut Auxiliary system. MUlai dari pengaturan rail pengangkut kereta, belt scale conveyor, coal drying, hingga siap masuk ke feeder.

B. Boiler Combustion (Pulverization of Coal / CFB)
di Boiler terjadi pebakaran yang merupakan proses utama pada Thermal Powerplant. Karena proses pembakaran akan mempengaruhi effisiensi pembangkitan, jumlah baan bakar yang digunakan, jumlah udara pembakaran yang sesuai untuk menghasilkan pembakaran yang cukup (kekurangan udara pmbakaran dapat menyebabkan ledakan karena timbunan fuel, kelebihan udara pembakaran menyebabkan pembakaran tidak effisien). Juga akan diatur seberapa besar pembakaran yang diperlukan menurut beban operasionalnya.

C.Turbine (Steam Turbine and Heat Recovery) Monitoring and Control
DI turbine juga tidak kalah pentingnya, sebuah sistem DEH digunakan sebagai sistem untuk keselamatan turbine ketika terjadi fault condition yaitu DEH (Digital Electro Hydraulic) System. Dan pada kondisi tertentu, kontrol turbine juga digunakan untuk mengatur frekuensi tegangan agar mengikuti tegangan jaringan.

D. Generator and Plant Electrical System Monitoring and Control
Pada proses ini, kita juga harus mengontrol Eksitasi Generator, serta pengaman2 elektrikal, relay dsb.

E. Waste and Exhaust Treatment
pada proses ini, dilakukan treatment pada hasil pembakaran seperti gas desulphurization and slag transmission. Pengurangan emisi NOx sangat penting bagi kelangsungan alam yang sehat. 




Generalized diagram of a Steam-driven Electric Power Plant, a type of thermal power plant

1. Cooling tower
2. Cooling water pump or Circulating water pump
3. Transmission line (3-phase)
4. Step-up transformer (3-phase)
5. Electric generator (3-phase)
6. Low pressure turbine
7a. Condensate pump
7b. Boiler Feedwater pump
8. Condenser
9. Intermediate pressure turbine
10. Steam governor or control valve
11. High pressure turbine
12. Deaerator
13. Feed heater
14. Reheater section (if any)
15. Steam generating heat source
16. Moisture separators



DCS

sedikit overview saja tentng DCS pada powerplant. DCS (distributed control system) adalh sebuah sistem yang terintegrasi menggunakan kontroller, protokol komunikasi, dan komputer yang dapat memudahkan user untuk mengontrol peraltan-peralatan yang menggunakan sinyal analog maupun digital dari kontrol room. jadi, ketika kita ingin mengontrol sebuah valve, tidak hanya kontrol on-off, tetapi juga berapa besar bukaannya semisal dari 0%-100% bisa kita lakukan dengan mudah. 

Sedikit berbeda pada Oil nd Gas DCS system, pada Powerplant, hanya dibagi tiga group besar yaitu bagian Boiler, Turbine, dan Auxiliary sistem (fuel and water). Topologi DCS adalah seperti dibawah ini :



Nah, anda perhatikan bahwa PLC dan kontroller laiinya terletak dibawah DCS. Adapun panel-panel kontrol (kabinet) biasanya kita sebut FCS (Field control station). Posisi MCC adalah pada kontrol panel/distribution panel. sedangkan yang dimaksud instrument adalah jenis transmitter, analyzer, aktuator..dsb.


HUbungannya dengan MCC adalah.. ketika kita memakai MCC sebagai panel kontrol lokal untuk motor, maka jika kita ingin mengontrolnya dari kontrol room kita memerlukan DCS untuk memerintahkan / mengirim sinyal ke MCC. gambar kontrol room di powerplant seperti ini :





04 September 2013

cara menguji rugi besi dan rugi tembaga pada trafo

Hi all,

just share aja nih untuk pengujian rugi2 trafo, semoga bermanfaat. 

Jika trafo baru, maka pastinya sudah ditest seccara otomatis di pabrikan. namun jika ini perawatan atau perbaikan, maka tentu harusdiukur ulang.

Secara teori ada 3 losses yng harus diukur dan diukurnya pada kondisi NO LOAD, jadi tanpa beban. Ketiga loses itu adalah :
1. Iron losses at the core of the transformer, (rugi2 besi)
2. Dielectric losses at the insulating material and (rugi2 material isolasi)
3. The copper losses due to no-load current. (rugi2 tembaga)

Namun pada praktiknya, dua loses yang terakhir itu sangat kecil nilainya, jadi dalam pengukuran loses tanpa beban ini hanya akan diukur rugi2 besi nya saja.
berikut konfigurasi pengukurannya :



Nah, ampere meter dan voltmeter itu lah nanti yang akan mengukur berapa daya yang diserap oleh trafo tersebut.

Ini tambahan untuk total rugi2 ditambah rugi2 yang dihasilkan oleh eddy current nya :

During measurements, the supply voltage U´ is supplied to the transformer by the average value voltmeter. In this way, the foreseen induction is formed and as a result of this, the hysteresis losses are measured correctly. The eddy-current losses should be corrected according to equation below.

Pm = P0 · (P1 + k · P2)

Pm: Measured loss
P0: No-load losses where the voltage is sinusoidal

Here: P0 = Ph + PE = k1 · f + k2 · f2

k = [ U / U' ]2

P1: The hysteresis loss ratio in total losses (Ph) = k1 · f
P2: The eddy-curent loss ratio in total losses (PE) = k2 · f2

At 50 Hz and 60 Hz, in cold oriented sheet steel, P1 = P2 = % 50. So, the P0 no-load loss becomes:

Po = Pm / (P1 + k · P2)   where P1 = P2 = 0,5

According to IEC 60076-1: Pm = P0 · (1 + d)   where d = [ (U' - U) / U' ]


 ;) ;) ;) ;) ;) :) :) :) :) :) :) :)

03 June 2013

Prosedur melakukan HV test (Hi-pot) untuk peralatan elektrikal

Mohon maaf dulu nih sama Mas Hage, maklum kesibukan di site dan not so much engineering works I can do. Well, makanya topik kali ini akan saya share sedikit tentang kegiatan di site salah satunya HV test.

Sebagai mana yang kita ketahui bahwa perlatan-peralatan elektrikal seperti Switchgear, Trafo, harus kembali menjalani beberapa test setibanya di site, salah satunya adalah HV-test atau biasa disebut Hipot test.

Berikut adalah step-step dan prosedure melakukan HV test berdasarkan technical practise dan pengalaman :

1. Persyaratan Umum
- HV test harus dilakukan oleh authorized personel
- Safety officer dan commissioning personel harus menyaksikan dan memverifikasi
- Semua personel yang terlibat harus mendapatkan ijin masuk site

2. Tujuan
- Tujuan HV test adalah untuk mengetahui jika terdapat kebocoran arus pada saat test tegangan tersebut.

3. Persiapan
- Peralatan uji HV harus ditempatkan di sisi Switchgear yang akan di test.
- Kabel MV harus dilepas dari Terminal MV dan busbar harus diisolasi dari Main CB,VTS, arrester Surge, kontrol Kabel.
- Semua terminal sekunder CT harus dilepas da diisolasi.
- Amankan daerah pengujian dengan tanda keselamatan (papan peringatan / klakson/ dsb).
- Pastikan wilayah pengujian bersih.
- Sediakan Power Supply untuk alat uji Hi-pot.

4. Langkah-langkah pengujian
- Siapkan gambar dan alat-alat.
- Keselamatan Koordinasi dengan personil yang terlibat tentang lingkup pekerjaan.
- Lepaskan semua peralatan yang dapat rusak dengan uji HV
- Amankan daerah benda uji untuk safety.
- Pastikan wilayah pengujian bersih.
- Lakukan test Tahanan Isolasi selama 1 menit per titik uji sebelum uji HV.
- Discharge tegangan sisa pada Obyek ke tanah menggunakan grounding stick.
- Lakukan DC / AC HV test dan peningkatan tegangan perlahan-lahan. Pantau Kebocoran pada interval sampai nilai uji nominal tercapai.
- Tegangan Nominal DC Hi-pot adalah 3 x Un (Phasa ke Netral), durasi 10 menit per titik uji. Mengacu pada IEC-60298, IEC-60694.
- Tegangan Nominal untuk AC tes Hi-pot adalah 80% dari nilai tegangan pada objek, durasi 10 menit per titik uji. Lihat IEC 62271-200: 2003.
- Catat nilai kebocoran arus setiap 1 menit.
- Setelah 10 menit, kurangi tegangan rendah perlahan sampai nol dan kemudian matikan tes HV.
- Discharge tegangan sisa pada Obyek ke Ground menggunakan grounding stick.
- Lakukan test Tahanan Isolasi untuk 1 menit per titik uji setelah pengujian HV.
- Discharge tegangan sisa pada Obyek ke tanah menggunakangrounding stick.
- Catat semuanya pada form yang telah disediakan..

Done, jangan lupa untuk merapikan semuanya kembali.


Berikut contoh peralatan HV test equipment :



HV test on site :



kata kunci: Hipot, HV test, panel, site test, switchgear,

02 May 2013

SISTEM PENTANAHAN


Gardu induk merupakan salah satu bagian dari sistem tenaga listrik yang mempunyai kemungkinan sangat besar mengalami bahaya yang disebabkan oleh timbulnya gangguan sehingga arus gangguan itu mengalir ke tanah sebagai akibat isolasi peralatan yang tidak berfungsi dengan baik. Arus gangguan tersebut akan mengalir pada bagian bagian peralatan yang terbuat dari metal dan juga mengalir dalam tanah di sekitar gardu induk.


Arus gangguan ini menimbulkan gradien tegangan diantara :
  • ·         peralatan dengan peralatan
  • ·         peralatan dengan tanah
  • ·         permukaan tanah itu sendiri
Besarnya gradien tegangan pada permukaan tanah tergantung pada:
  • ·         Tahanan jenis tanah
  • ·         struktur tanah tersebut
Salah satu usaha untuk memperkecil tegangan permukaan tanah maka diperlukan suatu pentanahan yaitu dengan cara menambahkan elektroda pentanahan yang ditanam ke dalam tanah. Oleh karena lokasi peralatan listrik (gardu induk) biasanya tersebar dan berada pada daerah yang kemungkinannya mempunyai struktur tanah berlapis-lapis maka diperlukan perencanaan pentanahan yang sesuai, dengan tujuan untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang kecil sehingga tegangan permukaan yang timbul tidak membahayakan baik dalam kondisi normal maupun saat terjadi gangguan ke tanah. Dalam paper ini analisa dilakukan dengan menggunakan elektroda batang (Rod) dengan berbagai jenis pemasangannya

Pentanahan peralatan adalah penghubungan bagian bagian peralatan listrik yang pada keadaan normal tidak dialiri arus. Tujuannya adalah untuk membatasi tegangan antara bagian bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian bagian ini dengan tanah sampai pada suatu harga yang aman untuk semua kondisi operasi baik kondisi normal maupun saat terjadi gangguan. Sistem pentanahan ini berguna untuk memperoleh potensial yang merata dalam suatu bagian struktur dan peralatan serta untuk memperoleh impedansi yang rendah sebagai jalan balik arus hubung singkat ke tanah. Bila arus hubung singkat ke tanah dipaksakan mengalir melalui tanah dengan tahanan yang tinggi akan menimbulkan perbedaan tegangan yang besar dan berbahaya.

Dalam analisis ini digunakan beberapa parameter yaitu kedalaman penanaman elektroda pentanahan, panjang elektroda batang, jumlah elektroda batang (rod), ketebalan lapisan tanah bagian pertama dan tahanan jenis tanah tiap lapisan dengan menggunakan beberapa asumsi yaitu:
  • ·         Lapisan-lapisan tanah sejajar terhadap permukaan tanah
  • ·         Tahanan jenis tanah adalah konstan untuk setiap lapisan
  • ·         Analisa hanya dilakukan untuk elektroda rod
  • ·         Panjang rod (L) untuk semua kemungkinan pemasangan adalah sama (3.5 meter)
Pada saat terjadi gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke tanah akan menimbulkan perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang disebabkan karena adanya tahanan tanah. Jika pada waktu gangguan itu terjadi seseorang berjalan di atas switch yard sambil memegang atau menyentuh suatu peralatan yang diketanahkan yang terkena gangguan, maka akan ada arus mengalir melalui tubuh orang tersebut. Arus listrik tersebut mengalir dari tangan ke kedua kaki dan terus ke tanah, bila orang tersebut menyentuh suatu peralatan atau dari kaki yang satu ke kaki yang lain, bila ia berjalan di switch yard tanpa menyentuh peralatan. Arus ini yang membahayakan orang dan biasanya disebut arus kejut. Berat ringannya bahaya yang dialami seseorang tergantung pada besarnya arus listrik yang melalui tubuh, lamanya arus tersebut mengalir dan frekuensinya. 

1. Arus Melalui Tubuh Manusia

Kemampuan tubuh manusia terhadap besarnya arus yang mengalir di dalamnya terbatas dan lamanya arus yang masih dapat ditahan sampai yang belum membahayakan sukar ditetapkan. Berdasarkan hal ini maka batas - batas arus berdasarkan pengaruhnya terhadap tubuh manusia dijelaskan berikut ini . 

Bila seseorang memegang penghantar yang diberi tegangan mulai dari harga nol dan dinaikkan sedikit demi sedikit, arus listrik yang melalui tubuh orang tersebut akan memberikan pengaruh. Mula mula akan merangsang syaraf sehingga akan terasa suatu getaran yang tidak berbahaya bila dengan arus bolak balik dan akan terasa sedikit panas pada telapak tangan bila dengan arus searah (arus persepsi) Bila tegangan yang menyebabkan terjadinya tingkat arus persepsi dinaikkan lagi maka orang akan merasa sakit dan kalau terus dinaikkan maka otot-otot akan kaku sehingga orang tersebut tidak berdaya lagi untuk melepaskan konduktor tersebut. 

Apabila arus yang melewati tubuh manusia lebih besar dari arus yang mempengaruhi otot dapat mengakibatkan orang menjadi pingsan bahkan sampai mati, hal ini disebabkan arus listrik tersebut mempengaruhi jantung sehingga jantung berhenti bekerja dan peredaran darah tidak jalan.
Penelitian yang telah dilakukan oleh Dalziel disebutkan bahwa 99.5 % dari semua orang yang beratnya kurang dari 50 kg masih dapat menahan arus pada frekuensi 50 Hz atau 60 Hz yang mengalir melalui tubuhnya dan waktu yang ditentukan oleh persamaan sebagai berikut : 

(1)

  (2) 



Jika k= (3) 

Keterangan :
Ik : besarnya arus yang mengalir melalui tubuh (Ampere)
t : lamanya arus mengalir dalam tubuh atau lama ganguan tanah (detik)
K : konstanta empiris, sehubungan dengan adanya daya kejut yang dapat ditahan oleh X % dari sekelompok manusia.
Untuk X=99.5 %, 50 kg diperoleh K= 0.0135, maka k = 0.116
Untuk X=99.5 %, 70 kg diperoleh K=0.01246 maka k = 0.157

Dengan menggunakan persamaan (3) akan diperoleh besarnya arus yang masih dapat ditahan seseorang sebagai berikut :
(4)

(5)
 

2. Tahanan Tubuh Manusia

Tahanan tubuh manusia berkisar di antara 500 Ohm sampai 100.000 Ohm tergantung dari tegangan, keadaan kulit pada tempat yang mengadakan hubungan (kontak) dan jalannya arus dalam tubuh. Kulit yang terdiri dari lapisan tanduk mempunyai tahanan yang tinggi, tetapi terhadap tegangan yang tinggi kulit yang menyentuh konduktor langsung terbakar, sehingga tahanan dari kulit ini tidak berarti apa-apa. Tahanan tubuh manusia ini yang dapat membatasi arus. Berdasarkan hasil penyelidikan oleh para ahli maka sebagai pendekatan diambil harga tahanan tubuh manusia sebesar 1000 Ohm. 

3. Karakteristik Tanah

Karakteristik tanah merupakan salah satu faktor yang mutlak diketahui karena mempunyai kaitan erat dengan perencanaan dan sistem pentanahan yang akan digunakan. Sesuai dengan tujuan pentanahan bahwa arus gangguan harus secepatnya terdistribusi secara merata ke dalam tanah, maka penyelidikan tentang karakteristik tanah sehubungan dengan pengukuran tahanan dan tahanan jenis tanah merupakan faktor penting yang sangat mempengaruhi besarnya tahanan pentanahan. Pada kenyataannya tahanan jenis tanah harganya bermacam-macam, tergantung pada komposisi tanahnya dan faktor faktor lain.

Untuk memperoleh harga tahanan jenis tanah yang akurat diperlukan pengukuran secara langsung pada lokasi pembangunan gardu induk karena struktur tanah yang sesungguhnya tidak sesederhana yang diperkirakan. Pada suatu lokasi tertentu sering dijumpai beberapa jenis tanah yang mempunyai tahanan jenis yang berbeda-beda (non uniform). Pada pemasangan sistem pentanahan dalam suatu lokasi gardu induk, tidak jarang peralatan pentanahan tersebut ditanam pada dua atau lebih lapisan tanah yang berbeda yang berarti bahwa tahanan jenis tanah di tempat itu tidak sama. Apabila lapisan tanah pertama dari sistem pentanahan mempunyai tahanan jenis sebesar r 1 sedangka lapisan bawahnya dengan tahanan jenisnya adalah r 2, maka diperoleh faktor refleksi K seperti pada persamaan :
(6)




Dari persamaan (6) di atas memungkinkan faktor refleksi K berharga positif atau negatif. 

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi tahanan jenis tanah antara lain: Pengaruh temperatur, pengaruh gradien tegangan, pengaruh besarnya arus, pengaruh kandungan air dan pengaruh kandungan bahan kimia. Pada sistem pengetanahan yang tidak mungkin atau tidak perlu untuk ditanam lebih dalam sehingga mencapai air tanah yang konstan, variasi tahanan jenis tanah sangat besar. Kadangkala pada penanaman elektroda memungkinkan kelembaban dan temperatur bervariasi, untuk hal seperti ini harga tahanan jenis tanah harus diambil dari keadaan yang paling buruk, yaitu tanah kering dan dingin. Berdasarkan harga inilah dibuat suatu perencanaan pengetanahan. 

Nilai tahanan jenis tanah (r ) sangat tergantung pada tahanan tanah ( R ) dan jarak antara elektroda-elektroda yang digunakan pada waktu pengukuran. Pengukuran perlu dilakukan pada beberapa tempat yang berbeda guna memperoleh niai rata-ratanya. Tahanan jenis rata-rata dari dua lapis tanah menurut IEEE standar 81 dimodelkan sebagai berikut :
(7)




dimana :
Rhoav : tahanan jenis rata-rata dua lapis tanah (Ohm-m)
r1 : tahanan jenis tanah lapisan pertama (Ohm-m)
a : jarak antara elektroda (meter)
h : ketebalan lapisan tanah bagian pertama (meter)
K : koefesien refleksi
d : diameter elektroda (meter)
n : jumlah pengamatan (sampel) tiap lapisan tanah yang diamati

Perbedaan tahanan jenis tanah akibat iklim biasanya terbatas sampai kedalaman beberapa meter dari permukaan tanah, selanjutnya pada bagian yang lebih dalam secara praktis akan konstan.
 
4. Konduktor Pentanahan

Konduktor yang digunakan untuk pentanahan harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain:
  • Memiliki daya hantar jenis (conductivity) yang cukup besar sehingga tidak akan memperbesar beda potensial lokal yang berbahaya.
  • Memiliki kekerasan (kekuatan) secara mekanis pada tingkat yang tinggi terutama bila digunakan pada daerah yang tidak terlindung terhadap kerusakan fisik.
  • Tahan terhadap peleburan dari keburukan sambungan listrik, walaupun konduktor tersebut akan terkena magnitude arus gangguan dalam waktu yang lama.
  • Tahan terhadap korosi.
Dari persamaan kapasitas arus untuk elektroda tembaga yang dianjurkan oleh IEEE Guide standar, Onderdonk menemukan suatu persamaan :
(8)






dimana :
A : penampang konduktor (circular mills)
I : arus gangguan (Ampere)
t : lama gangguan (detik)
Tm : suhu maksimum konduktor yang diizinkan ( 0 C )
Ta : suhu sekeliling tahunan maksimum ( 0 C )
Persamaan di atas dapat digunakan untuk menentukan ukuran penampang minimum dari konduktor tembaga yang dipakai sebagai kisi-kisi pentanahan. 

5. Penentuan panjang elektroda pentanahan

Kebutuhan akan konduktor pentanahan pada umumnya baru diperkirakan setelah diketahui tata letak peralatan yang akan diketanahkan serta sistem pentanahan yang akan digunakan. Sebagai dasar pertimbangan dalam penentuan panjang konduktor pentanahan umumnya digunakan tegangan sentuh, bukan tegangan langkah dan tegangan pindah. Hal ini disebabkan karena tegangan langkah yang timbul di dalam instalasi yang terpasang pada switch yard umumnya lebih kecil daripada tegangan sentuh tersebut.

Pentanahan peralatan gardu induk mula mula dilakukan dengan menanamkan batang konduktor tegak lurus permukaan tanah (rod). Penelitian selanjutnya dengan sistem penanaman elektroda secara horisontal dengan bentuk kisi-kisi (grid) dan gabungan sistem grid dengan rod. 

6. Penentuan Jumlah Batang Pengetanahan

Pada saat arus gangguan mengalir antara batang pengetanahan dengan tanah, tanah akan menjadi panas akibat i2r . Suhu tanah harus tetap di bawah 100 0 C untuk menjaga jangan sampai terjadi penguapan air kandungan dalam tanah dan kenaikan tahanan jenis tanah.
Kerapatan arus yang diizinkan pada permukaan batang pentanahan dapat dihitung dengan persamaan [13] :
(9)




dimana :
i : kerapatan arus yang diizinkan (Ampere/cm)
d : diameter batang pengetanahan (mm)
d : panas spesifik rata-rata tanah ( ± 1.75 x 106 watt-detik tiap m2 tiap 0C )
q : kenaikan suhu tanah yang diizinkan ( 0 C )
r : tahanan jenis tanah (Ohm-m)
t : lama waktu gangguan (detik)

Seluruh panjang batang pentanahan yang diperlukan dihitung dari pembagian arus gangguan ke tanah dengan kerapatan arus yang diizinkan, sedang jumlah minimum batang pentanahan yang diperlukan diperoleh dari pembagian panjang total dengan panjang satu batang, atau dalam bentuk lain dituliskan sebagai berikut :
(10)




dimana :
Nmin : jumlah minimum batang pentanahan yang diperlukan
Ig : arus gangguan ke tanah (Ampere)
i : kerapatan arus yang diizinkan (Ampere/cm)



Sumber: majalah elektro Indonesia, 1998

Penulis: Tadjuddin 
Penulis adalah staf pengajar Teknik Elektro Politeknik Unhas Ujung Pandang 

Judul Asli Tulisan: 
"ELEKTRODA BATANG MEREDUKSI NILAI TAHANAN PENTANAHAN"





Gunakan Mesin Pencari Google ini, untuk menemukan artikel anda !!!

Sebarkan Blog ini

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites