PROTEKSI LISTRIK

Persyaratan K3 SistemProteksi Untuk Keselamatan Listrik.

E L E K T R I K A L . 4

1

D afta ftar I si Daftar Isi

.................................................................................

1

Tujuan Modul

.................................................................................

2

Tujuan Pembelajaran

.................................................................................

2

Materi

.................................................................................

3

Soal

.................................................................................

42

Daftar Pustaka

.................................................................................

46

YPH Ak3 Listrik Januari 2013

2

1.

T ujua uj uan n M odul

Modul ini dimaksudkan untuk mengembangkan pengetahuan dan kemampuan siswa tentang pengoperasian yang aman dari peralatan dan sistim pengamanan yang digunakan dalam instalasi listrik atau sistem proteksi. Dan juga untuk lebih mengenal aturan-aturan keselamatan kerja pada sistem proteksi untuk keselamatan listrik serta agar dapat mengoperasikan peralatannya dengan aman dan menggunakan prosedur kerja yang benar atau sesuai. Selain itu juga anda diharapkan untuk menjawab dengan benar soalsoal latihan dan lulus ujian kemampuan yang diadakan setelah modul ini diajarkan.

2 2.1.

Tujua Tuj uan n P embelaj laj ar an Dapat menilai kesesuaian perencanaan dengan pemasangan. Kriteria penilaian:

Memeriksa pemasangan. 2.1.1.

kesesuaian

perencanaan

dengan

2.1.2. Menentukan potensi bahaya yang dapat terjadi dari setiap macam proteksi yang digunakan pada instalasi listrik. 2.1.3. Mengidentifikasikan sistem proteksi yang dipasang pada instalasi listrik. 2.2. Dapat keselamatan.

melakukan

Kriteria penilaian:

pengawasan/penilaian

penerapan

persyaratan

proteksi

2.2.1. Memeriksa persyaratan proteksi yang sesuai dengan Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000). 2.2.2. Memeriksa kesesuaian proteksi dengan setiap instalasi dengan efeknya masing-masing. 2.2.3. Mendefinisikan setiap setiap potensi bahaya listrik listrik yang dapat terjadi pada setiap instalasi listrik.

2.3.

Dapat menghitung dan menilai besaran/rating proteksi .

Kriteria penilaian:


2.3.1. Menentukan besaran atau nilai dari setiap proteksi yang digunakan pada masing-masing instalasi.

3 2.3.2. Memeriksa kesesuaian rating dihasilkan dengan instalasi yang bekerja. 2.4.

proteksi

yang

Dapat menguji/mengukur alat proteksi keselamatan. Kriteria penilaian:

2.4.1. Menjelaskan jenis, karakteristik dan lingkungannya dari setiap instalasi. 2.4.2. Menjelaskan setiap proteksi instalasi arus listrik.

2.5. Dapat memeberikan pembinaan/saran dan rekomendasi mengenai persyaratan proteksi untuk keselamatan. Kriteria penilaian:

2.5.1. Menjelaskan semua persyaratan dari setiap sistem proteksi yang digunakan pada instalasi listrik. 2.5.2. Menjelaskan penyebab dan akibat dari setiap kegagalan proteksi.

2.6.

Dapat membuat laporan hasil pemeriksaan.

Kriteria penilaian:

2.6.1. Ketelitian dari setiap prosedur pemeriksaan.

2.6.2. Menghitung setiap nilai proteksi yang digunakan dengan menjelaskan persyaratan masing-masing proteksi.

6.3. Menjelaskan dari setiap proteksi yang digunakan pada instalasi listrik

3. Ma M ater i 3.1. Prosedur Pemeriksaan

Oleh karena itu proses awal yang dilakukan pada manajemen potensi bahaya adalah pengidentifikasian bahaya apa saja yang mungkin terjadi. Kalimat bijak “kecil jadi teman, besar jadi lawan” lawan” nampaknya juga berlaku untuk listrik. Penggunaan listrik yang tidak hati-hati akan berpotensi menimbulkan kecelakaan.


4 Setiap tempat kerja selalu mengandung berbagai potensi bahaya yang dapat mempengaruhi kesehatan tenaga kerja atau dapat menyebabkan timbulnya penyakit akibat kerja. Potensi bahaya adalah segala sesuatu yang berpotensi menyebabkan terjadinya kerugian, kerusakan, cidera, sakit, kecelakaan atau bahkan dapat mengakibatkan kematian yang berhubungan dengan proses dan sistem kerja. Undang-Undang No 1 Tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja pada Pasal 1 menyatakan bahwa tempat kerja ialah tiap ruangan atau lapangan, tertutup atau terbuka, bergerak atau tetap, dimana tenaga kerja, atau yang sering dimasuki tenaga kerja untuk keperluan suatu usaha dan dimana terdapat sumbersumber bahaya. Termasuk tempat kerja ialah semua ruangan, lapangan, halaman dan sekelilingnya yang merupakan bagian-bagian atau yang berhubungan dengan tempat kerja tersebut. Potensi bahaya mempunyai potensi untuk mengakibatkan kerusakan dan kerugian kepada: 1) manusia yang bersifat langsung maupun tidak langsung terhadap pekerjaan, 2) properti termasuk peratan kerja dan mesin-mesin, 3) lingkungan, baik lingkungan di dalam perusahaan maupun di luar perusahaan, 4) kualitas produk barang dan jasa, 5) nama baik perusahaan. Potensi bahaya dalam dunia kelistrikan yaitu arus kejut listrik, efek thermal, medan elektromagnetik atau gangguan elektromagnetik, dan petir. A. Identifikasi Bahaya Langkah pertama manajemen risiko kesehatan di tempat kerja adalah identifikasi atau pengenalan bahaya kesehatan. Pada tahap ini dilakukan identifikasi faktor risiko kesehatan yang dapat tergolong fisik, kimia, biologi, ergonomik, dan psikologi yang terpajan pada pekerja. Untuk dapat menemukan faktor risiko ini diperlukan pengamatan terhadap proses dan simpul kegiatan produksi, bahan baku yang digunakan, bahan atau barang yang dihasilkan termasuk hasil samping proses produksi, serta limbah yang terbentuk proses produksi. Pada kasus terkait dengan bahan kimia, maka diperlukan: pemilikan material safety data sheets (MSDS) untuk setiap bahan kimia yang digunakan, YPH Ak3 Listrik Januari 2013

5 pengelompokan bahan kimia menurut jenis bahan aktif yang terkandung, mengidentifikasi bahan pelarut yang digunakan, dan bahan inert yang menyertai, termasuk efek toksiknya. Ketika ditemukan dua atau lebih faktor risiko secara simultan, sangat mungkin berinteraksi dan menjadi lebih berbahaya atau mungkin juga menjadi kurang berbahaya. Sebagai contoh, lingkungan kerja yang bising dan secara bersamaan terdapat pajanan tolu en, maka ketulian akibat bising akan lebih mudah terjadi.

1. Penilaian Pajanan Proses penilaian pajanan merupakan bentuk evaluasi kualitatif dan kuantitatif terhadap pola pajanan kelompok pekerja yang bekerja di tempat dan pekerjaan tertentu dengan jenis pajanan risiko kesehatan yang sama. Kelompok itu dikenal juga dengan similar exposure group (kelompok pekerja dengan pajanan yang sama). Penilaian pajanan harus memenuhi tingkat akurasi yang adekuat dengan tidak hanya mengukur konsentrasi atau intensitas pajanan, tetapi juga faktor lain. Pengukuran dan pemantauan konsentrasi dan intensitas secara kuantitatif saja tidak cukup, karena pengaruhnya terhadap kesehatan dipengaruhi oleh faktor lain itu. Faktor tersebut perlu dipertimbangkan untuk menilai potensial faktor risiko (bahaya/hazards) yang dapat menjadi nyata dalam situasi tertentu. Risiko adalah probabilitas suatu bahaya menjadi nyata, yang ditentukan oleh frekuensi dan durasi pajanan, aktivitas kerja, serta upaya yang telah dilakukan untuk pencegahan dan pengendalian tingkat pajanan. Termasuk yang perlu diperhatikan juga adalah perilaku bekerja, higiene perorangan, serta kebiasaan selama bekerja yang dapat meningkatkan risiko gangguan kesehatan. B. Karakterisasi Risiko Tujuan langkah karakterisasi risiko adalah mengevaluasi besaran (magnitude) risiko kesehatan pada pekerja. Dalam hal ini adalah perpaduan keparahan gangguan kesehatan yang mungkin timbul termasuk daya toksisitas bila ada efek toksik, dengan kemungkinan gangguan kesehatan atau efek toksik dapat terjadi sebagai konsekuensi pajanan bahaya potensial. Karakterisasi risiko dimulai dengan mengintegrasikan informasi tentang bahaya yang teridentifikasi (efek gangguan/toksisitas spesifik) dengan perkiraan atau pengukuran intensitas/konsentrasi pajanan bahaya dan status kesehatan pekerja.


6 C. Penilaian Risiko Rincian langkah umum yang biasanya dilaksanakan dalam penilaian risiko meliputi : 1. Menentukan personil penilai Penilai risiko dapat berasal dari intern perusahaan atau dibantu oleh petugas lain diluar perusahaan yang berkompeten baik dalam pengetahuan, kewenangan maupun kemampuan lainnya yang berkaitan. Tergantung dari kebutuhan, pada tempat kerja yang luas, personil penilai dapat merupakan suatu tim yang terdiri dari beberapa orang. 2. Menentukan obyek/bagian yang akan dinilai Obyek atau bagian yang akan dinilai dapat dibedakan menurut bagian / departemen, jenis pekerjaan, proses produksi dan sebagainya. Penentuan obyek ini sangat membantu dalam sistematika kerja penilai. 3. Kunjungan / Inspeksi tempat kerja Kegiatan ini dapat dimulai melalui suatu “walk through survey / Inspection” yang bersifat umum sampai kepada inspeksi yang lebih detail. Dalam kegiatan ini prinsip utamanya adalah melihat, mendengar dan mencatat semua keadaan di tempat kerja baik mengenai bagian kegiatan, proses, bahan, jumlah pekerja, kondisi lingkungan, cara kerja, teknologi pengendalian, alat pelindung diri dan hal lain yang terkait. 4. Identifikasi potensi bahaya Berbagai cara dapat dilakukan guna mengidentifikasi potensi bahaya di tempat kerja, misalnya melalui : inspeksi / survei tempat kerja rutin, informasi mengenai data keelakaan kerja dan penyakit, absensi, laporan dari (panitia pengawas Kesehatan dan Keselamatan Kerja) P2K3, supervisor atau keluhan pekerja, lembar data keselamatan bahan (material safety data sheet) dan lain sebagainya. Selanjutnya diperlukan analisis dan penilaian terhadap potensi bahaya tersebut untuk memprediksi langkah atau tindakan selanjutnya terutama pada kemungkinan potensi bahaya tersebut menjadi suatu risiko. 5. Mencari informasi / data potensi bahaya


7 Upaya ini dapat dilakukan misalnya melalui kepustakaan, mempelajari MSDS, petunjuk teknis, standar, pengalaman atau informasi lain yang relevan. 6. Analisis Risiko Dalam kegiatan ini, semua jenis resiko, akibat yang bisa terjadi, tingkat keparahan, frekuensi kejadian, cara pencegahannya, atau rencana tindakan untuk mengatasi risiko tersebut dibahas secara rinci dan dicatat selengkap mungkin. Ketidaksempurnaan dapat juga terjadi, namun melalui upaya sitematik, perbaikan senantiasa akan diperoleh. 7. Evaluasi risiko Memprediksi tingkat risiko melalui evaluasi yang akurat merupakan langkah yang sangat menentukan dalam rangkaian penilaian risiko. Kualifikasi dan kuantifikasi risiko, dikembangkan dalam proses tersebut. Konsultasi dan nasehat dari para ahli seringkali dibutuhkan pada tahap analisis dan evaluasi risiko. 8. Menentukan langkah pengendalian Apabila dari hasil evaluasi menunjukan adanya risiko membahayakan bagi kelangsungan kerja maupun kesehatan dan keselamatan pekerja perlu ditentukan langkah pengendalian yang dipilih dari berbagai cara seperti : Apabila dari hasil evaluasi menunjukan adanya risiko membahayakan bagi kelangsungan kerja maupun kesehatan dan keselamatan pekerja perlu ditentukan langkah pengendalian yang dipilih dari berbagai cara seperti : a. Memilih teknologi pengendalian seperti eliminasi, substitusi, isolasi, engineering control, pengendalian administratif, pelindung peralatan/mesin atau pelindung diri. b. Menyusun program pelatihan guna meningkatka pengetahuan dan pemahaman berkaitan dengan risiko, c. Menentukan upaya monitoring terhadap lingkungan / tempat kerja. d. Menentukan perlu atau tidaknya survailans kesehatan kerja melalui pengujian kesehatan berkala, pemantauan biomedik, audiometri dan lain-lain.


8 e. Menyelenggarakan prosedur tanggap darurat / emergensi dan pertolongan pertama sesuai dengan kebutuhan. 9. Menyusun pencatatan / pelaporan Seluruh kegiatan yang dilakukan dalam penilaian risiko harus dicatat dan disusun sebagai bahan pelaporan secara tertulis. Format yang digunakan dapatdisusun sesuai dengan kondisi yang ada. 10. Mengkaji ulang penelitian Pengkajian ulang perlu senantiasa dilakukan dalam periode tertentu atau bila terdapat perubahan dalam proses produksi, kemajuan teknologi, pengembangan informasi terbaru dan sebagainya, guna perbaikan berkelanjutan penilaian risiko tersebut. 3.2. Potensi Bahaya Listrik

A. Potensi Bahaya dari Arus Kejut Listrik 1. Arus Listrik Arus listrik dapat merusak peralatan dan sangat berbahaya bagi tubuh manusia. Pada peralatan listrik, arus pada peralatan listrik yang melebihi rating peralatan tersebut akan merusak sistem isolasi dari peralatan tersebut. Lebih parah lagi, kerusahan sistem isolasi tersebut dapat mengakibatkan kerusakan yang makin hebat jika sampai terjadi hubung singkat kemudian terbakar. 2. Sengatan Listrik Sengatan listrik disebabkan karena aliran arus listrik melalui tubuh. Tingkat keparahannya bergantung pada besarnya arus. Sengatan listrik sebesar 1mA biasanya menyebabkan rasa kesemutan/geli yang tidak nyaman. Sengatan arus listrik di atas 10mA dapat menyebabkan nyeri otot yang cukup parah sehingga korban kesulitan melepaskan konduktor akibat kejang otot. Arus diantara 100mA dan 200mA (50 Hz AC) dapat menyebabkan fibrilasi ventrikel pada jantung sehingga berisiko kematian. Besarnya tegangan yang menghasilkan arus berisiko fatal bergantung pada resistansi dari kulit. Kulit yang basah dapat memiliki resistansi setidaknya 150Ω dan kulit yang kering 15kΩ. Nilai resistansi tangan dan kaki diperkirakan sebesar 100Ω dan tubuh 200Ω. Dari nilai-nilai resistansi


9 tersebut, diperkirakan bahwa tegangan 240Volt dapat menyebabkan arus listrik sekitar 500mA mengalir melalui tubuh dengan kondisi kulit basah, sehingga dapat berisiko fatal. Disamping itu nilai resistansi dari kulit juga menurun d engan drastis pada bagian yang terkena kontak langsung dengan konduktor. Dengan demikian sangat penting sekali untuk segera memisahkan konduktor dengan bagian tubuh yang terkena kontak, untuk mencegah arus meningkat sampai pada level yang dapat mematikan. B. Potensi Bahaya dari Efek Thermal Arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dengan resistansi besar dalam waktu yang cukup lama akan mengakibatkan efek thermal pada penghantar tersebut. Oleh karena itu, untuk peralatan-peralatan dengan daya besar dan digunakan terus menerus seperti trafo distribusi, trafo pembangkit dll, dilengkapi dengan sistem pendingin berupa kipas dan minyak trafo. Bisa dibayangkan bagaimana tingkat kerusakan yang akan terjadi apabila terjadi kebakaran atau bahkan eksplosive pada peralatan-peralatan vital tersebut. C. Potensi Bahaya dari Arus Lebih 1. Kecelakaan pada manusia. Arus listrik antara 15 - 30 mA sudah dapat mengakibatkan kematian. Pengaruh pengaruh lain dari arus Iistrik yang mengalir melaiui tubuh ialah panas yang ditimbulkan dalam tubuh dan pengaruh elektrokimia. Tegangan yang dianggap aman juga ada kaitannya dengan tahanan kulit manusia. Untuk kulit kering, tahanan ini berkisar antara 100 – 500 Kohm. Tetapi kulit basah, rnisalnya karena keringat dapat rnerniliki tahan sampai serendah 1 Kohm. Juga luas permukaan yang rnenyenluh ikut mempengaruhi. Kalau benda bertegangan dipegang penuh dengan tangan, pada arus kurang lebih 10 rnA saja sudah akan sulit sekali untuk melepaskannya. 2. Kerusakan instalasi serta perlengkapannya. Jaringan instalasi listrik harus diarnankan dengan balk sesuai ketentuan yang berlaku. Gangguan Ilstrik akan dapat mengakibatkan : a. Kerusakan instalasi beserta perlengkapannya (kabel terbakar, panel terbakar, kerusakan isolasi, kerusakan peralatan).


10 b. Terjadinya kebakaran bangunan beserta isinya. 3. Kerugian Kerugian materi (dalarn rupiah) akibat rusaknya instalasi, bangunan beserta isinya. Terhentinya proses produksi. Mengurangi kenyamanan, rnisalnya larnpu padam, AC mati, suplai air terganggu dan lain-lain. Mengingat potensi bahaya yang dapat mengakibatkan kerugian besar tersebut, sangat perlu diperhatikan prosedur keselamatan pada instalasi atau pekerjaan yang berhubungan dengan kelistrikan. Mengenai prosedur keselamatan kerja listrik atau electrical safety akan kita bahas pada posting yang akan datang. D. Potensi Bahaya dari Gangguan Elektromagnetik dan Gangguan Tegangan, Khususnya Akibat Petir 1. Gangguan Elektro Magnetik dan Gangguan Tegangan (Medan Magnet dan Medan Listrik) Kehadiran medan listrik dan medan magnet di sekitar kehidupan manusia tidak dapat dirasakan oleh indera manusia, kecuali jika intensitasnya cukup besar dan terasa hanya bagi orang yang hipersensitif saja. Bukan hanya berpengaruh terhadap kesehatan manusia saja. Pengaruh medan elektromagnetik juga dirasakan terhadap suara radio di daerah medan elektromagnetik tersebut (radio interference). Radio interference tersebut sangat mengganggu dunia telekomunikasi dan transportasi (sistim radar). Pada sistem instalasi yang bertegangan dan berarus selalu timbul medan listrik. Tetapi medan listrik ini sudah melemah karena jaraknya cukup jauh dari sumber. Di bawah SUTR dan SUTM kuat medan magnet bervariasi antara 0,1 – 3,5 mikrotesla. Di dalam bangunan rumah, kantor, bengkel atau pabrik, medan magnet karena saluran udara ini jauh lebih lemah lagi. Oleh karena itu, diusahakan dalam pemilihan jalur SUTET tidak melintas daerah pemukiman, hutan lindung maupun cagar alam. Di beberapa daerah pemukiman yang padat mungkin tidak bisa dihindari jalur SUTET untuk melintas, tetapi baik medan listrik maupun medan magnet tidak boleh diatas ambang batas yang diperbolehkan. Walaupun belum ada kata sepakat untuk menentukan batas aman bagi radiasi tegangan tinggi, namun Amerika Serikat sebagai negara industri yang YPH Ak3 Listrik Januari 2013

11 banyak menggunakan jaringan tegangan tinggi, telah menetapkan batas aman sebesar 0,2 mikro Weber/m2. Sedangkan Rusia menetapkan batas aman radiasi tegangan tinggi dengan faktor 1000 lebih rendah dari yang telah ditetapkan Amerika Serikat. Adanya perbedaan penetapan batas aman ini disebabkan karena penelitian mengenai dampak radiasi tegangan tinggi terhadap manusia masih belum selesai dan masih terus dilakukan. Di Indonesia sendiri belum ada kesepakatan resmi mengenai batas ambang radiasi tegangan tinggi yang diperbolehkan. UNEP, WHO dan IRPA pada tahun 1987 mengeluarkan suatu pernyataan mengenai nilai rapat arus induksi terhadap efek-efek biologis yang ditimbulkan akibat pajanan medan listrik dan medan magnet pada frekuensi 50/60HZ terhadap tubuh manusia sebagai berikut : antara 1 dan 10 mA/m2 tidak menimbulkan efek biologis yang berarti, antara 10 dan 100 mA/m2 menimbulkan efek biologis yang terbukti termasuk efek pada sistem penglihatan dan syaraf, antara 100 dan 1000 mA/m2 menimbulkan stimulasi pada jaringan jaringan yang dapat dirangsang dan ada kemungkinan bahaya terhadap kesehatan dan, di atas 1000 mA/m2 dapat menimbulkan ekstrasistole dan fibrasi ventrikular dari jantung (bahaya akut terhadap kesehatan). Sementara menunggu ditetapkannya Enviromental Health Criteria dari WHO mengenai medan elektromagnetik, Pemerintah akan mengadopsi rekomendasi international radiation protection association (IRPA) dan WHO 1990 untuk batas pajanan Medan Listrik dan Medan Magnet 50 - 60 Hz sebagai berikut :

Tabel 1 Medan Listrik

Medan Magnet

(kV/m)

(mili Tesla)

No. Klasifikasi

1. Lingkungan kerja : - sepanjang hari kerja 10 - waktu singkat 30 (s/d 2 jam per hari) - anggota tubuh (tangan dan kaki)-


0,5 5,0 (s/d 2 jam per hari) 25

12 Lingkungan umum : 2. - sampai 24 jam per hari - beberapa jam per hari **)

5 10

0,1 (ruang terbuka) 1

Sumber : Rekomendasi IRPA, INIRC dan WHO tahun 1990

Medan elektromagnetik dalam intensitas yang tinggi secara garis besar dapat menimbulkan beberapa hal, antara lain : 









Menimbulkan suara/bunyi mendesis akibat ionisasi pada permukaan penghantar (konduktor) yang kadang disertai cahaya keunguan yang biasa disebut korona. Korona terjadi bila dua penghantar yang sejajar dengan penampang yang relatif kecil (dibandingkan dengan jarak antara dua penghantar tersebut) diberi tegangan bolak-baik. Bila tegangan terus dinaikan, maka karakteristiknya makin terlihat hingga terjadi kegagalan isolasi. Korona menyebabkan panas dan dalam kondisi lembab korona dapat menyebabkan korosi pada penghantar. Bulu/rambut berdiri pada bagian badan yang terpajan akibat gaya tarik medan listrik yang kecil, Lampu neon dan tes-pen dapat menyala tetapi redup, akibat mudahnya gas neon di dalam tabung lampu dan tes-pen terionisasi pada daerah dengan intensitas medan elektromagnetik yang tinggi, Kejutan lemah pada sentuhan pertama terhadap benda-benda yang mudah menghantar listrik (seperti atap seng, pagar besi, kawat jemuran dan badan mobil). Gangguan Radio (Radio Interference) adalah faktor yang membatasi pilihan penghantar untuk suatu tegangan tertentu. Gangguan radio merupakan fungsi dari tegangan yang mempunyai karakteristik yang naik secara lambat terhadap kenaikan tegangan sampai tegangan mendekati tegangan minimum dimana korona mulai nampak. Jaringan komunnikasi yang mungkin terpengaruh adalah jaringan komunikasi SOS di kapal, komunikasi polisi, dll.

Gangguan terhadap kesehatan manusia masih memerlukan studi yang lebih detail lagi. Memang ada pangaruh antara medan magnet dengan reaksi fisika yang terjadi pada sel manusia. Perkembangan ilmu fisika dalam “The Law of Universe” membuat terobosan baru dalam tingkat terkecil dari tubuh kita. Kalau dulu di sebut sel tetapi ternyata terdapat yang lebih kecil lagi yaitu inti sel. YPH Ak3 Listrik Januari 2013

13 Terdapat perbedaan dalam ilmu kedokteran bahwa dulu reaksi enzimatik atau hormon menentukan proses biologi tetapi dalam perkembangan terakhir ilmu fisika memegang peranan karena tiap inti atom mempunyai frekuensi tertentu yang ternyata membuktikan bahwa reaksi fisika mendahului reaksi kimia dalam tubuh. Jadi, radio frekuensi sangat berpengaruh terhadap proses metabolisme tubuh. Mutasi genetik adalah mutasi spontan atau bisa kesalahan dalam pencetak kode protein yang terjadi di inti sel. Hal ini mengakibatkan terjadinya kanker. Sehingga dapat dikatakan bila suatu benda memiliki radio frekuensi dan panjang gelombang yang tepat maka akan dapat merangsang timbulnya mutasi sel. 2. EFEK SAMBARAN PETIR a. Efek Listrik Ketika arus petir melalui kabel penyalur (konduktor ) menuju resistansi elektroda bumi instalasi penangkal petir, akan menimbulkan tegangan jatuh resistif, yang dapat dengan segera menaikan tegangan sistem proteksi kesuatu nilai yang tinggi dibanding dengan tegangan bumi. Arus petir ini juga menimbulkan gradien tegangan yang tinggi disekitar elektroda bumi, yang sangat berbahaya bagi makluk hidup. Dengan cara yang sama induktansi sistem proteksi harus pula diperhatikan karena kecuraman muka gelombang pulsa petir. Dengan demikian tegangan jatuh pada sistem proteksi petir adalah jumlah aritmatik komponen tegangan resistif dan induktif b. Efek Tegangan Tembus - Samping Titik sambaran petir pada sistem proteksi petir bisa memiliki tegangan yang lebih tinggi terhadap unsur logam didekatnya. Maka dari itu akan dapat menimbulkan resiko tegangan tembus dari sistem proteksi petir yang telah terpasang menuju struktur logam lain. Jika tegangan tembus ini terjadi maka sebagian arus petir akan merambat melalui bagian internal struktur logam seperti pipa besi dan kawat. Tegangan tembus ini dapat menyebabkan resiko yang sangat berbahaya bagi isi dan kerangka struktur bangunan yang akan dilindungi c. Efek Termal Dalam kaitannya dengan sistem proteksi petir, efek termal pelepasan muatan petir adalah terbatas pada kenaikan temperatur konduktor yang dilalui arus petir. Walaupun arusnya besar, waktunya adalah sangat singkat dan pengaruhnya pada sistem proteksi petir biasanya diabaikan. Pada umumnya luas penampang konduktor instalasi penangkal petir dipilih terutama umtuk memenuhi persyaratan kualitas mekanis, yang berarti sudah cukup besar untuk membatasi kenaikan temperatur 1 derajat celcius


14 d. Efek Mekanis Apabila arus petir melalui kabel penyalur pararel (konduktor ) yang berdekatan atau pada konduktor dengan tekukan yang tajam akan menimbulkan gaya mekanis yang cukup besar, oleh karena itu diperlukan ikatan mekanis yang cukup kuat. Efek mekanis lain ditimbulkan oleh sambaran petir yang disebabkan kenaikan temeratur udara yang tiba-tiba mencapai 30.000 K dan menyebabkan ledakkan pemuaian udara disekitar jalur muatan bergerak. Hal ini dikarenakan jika konduktifitas logam diganti dengan konduktifitas busur api listrik, enegi yang timbul akan meningkatkan sekitar ratusan kali dan energi ini dapat menimbulkan kerusakan pada struktur bangunan yang dilindungi e. Efek Kebakaran Karena Sambaran Langsung Ada dua penyebab utama kebakaran bahan yang mudah terbakar karena sambaran petir, pertama akibat sambaran langsung pada fasilitas tempat penyimpanan bahan yang mudah terbakar. Bahan yang mudah terbakar ini mungkin terpengaruh langsung oleh efek pemanasan sambaran atau jalur sambaran petir. Kedua efek sekunder, penyebab utama kebakaran minyak. Terdiri dari muatan terkurung, pulsa elektrostatis dan elektromagnetik dan arus tanah f. Efek Muatan Terjebak Muatan statis ini di induksikan oleh badai awan sebagai kebalikan dari proses pemuatan lain. Jika proses netralisasi muatan berakhir dan jalur sambaran sudah netral kembali, muatan terjebak akan tertinggal pada benda yang terisolir dari kontak langsung secara listrik dengan bumi, dan pada bahan bukan konduktor seperti bahan yang mudah terbakar. Bahan bukan konduktor tidak dapat memindahkan muatan dalam waktu singkat ketika terdapat jalur sambaran Penangkal petir Flash Vectron adalah terminal petir unggulan jenis elektrostatik yang di desain khusus untuk daerah tropis mampu memberikan solusi petir terbaik khususnya di Indonesia. Selain sudah melewati uji laboratorium PLN dan laboratorium tegangan tinggi di lembaga terkait, penangkal petir Flash Vectron juga telah di uji langsung di lapangan yang rawan akan sambaran petir.

3.3. Jenis, Karakteristik, dan Beban Serta Lingkungannya

A) Jenis Beban Dalam sistem listrik arus bolak-balik, jenis beban dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam, yaitu :


15 

Beban resistif (R)



Beban induktif (L)

Beban kapasitif (C) 1. Beban Resistif (R) 

Beban resistif (R) yaitu beban yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja (resistance), seperti elemen pemanas (heating element) dan lampu pijar. Beban jenis ini hanya mengkonsumsi beban aktif saja dan mempunyai faktor daya sama dengan satu. Tegangan dan arus sefasa. Persamaan daya sebagai berikut : P = VI Dengan : P = daya aktif yang diserap beban (watt) V = tegangan yang mencatu beban (volt) I = arus yang mengalir pada beban (A)

Gambar 1. Rangkaian Resistif Gelombang AC

Gambar 2. Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Resistif 2. Beban Induktif (L)


16 Beban induktif (L) yaitu beban yang terdiri dari kumparat kawat yang dililitkan pada suatu inti, seperti coil, transformator, dan solenoida. Beban ini dapat mengakibatkan pergeseran fasa (phase shift) pada arus sehingga bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh energi yang tersimpan berupa medan magnetis akan mengakibatkan fasa arus bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan daya reaktif. Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut : P = VI cos φ Dengan : P = daya aktif yang diserap beban (watt) V = tegangan yang mencatu beban (volt) I = arus yang mengalir pada beban (A) φ = sudut antara arus dan tegangan

Gambar 3. Rangkaian Induktif Gelombang AC


17 Gambar 4. Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Induktif

Untuk menghitung besarnya rektansi induktif (XL), dapat digunakan rumus :

Dengan : XL = reaktansi induktif F = frekuensi (Hz) L = induktansi (Henry)

3. Beban Kapasitif (C) Beban kapasitif (C) yaitu beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical discharge) pada suatu sirkuit. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan mengeluarkan daya reaktif. Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut : P = VI cos φ Dengan : P = daya aktif yang diserap beban (watt) V= tegangan yang mencatu beban (volt) I = arus yang mengalir pada beban (A) φ = sudut antara arus dan tegangan


18

Gambar 5. Rangkaian Kapasitif Gelombang AC

Gambar 6. Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Kapasitif Untuk menghitung besarnya rektansi kapasitif (XC), dapat digunakan rumus : Dengan :

XL = reaktansi kapasitif f = frekuensi C = kapasitansi (Farad) B. Karakteristik Beban


19 Tujuan utama dari sistem distribusi tenaga listrik ialah mendistribusikan tenaga listrik dari gardu induk atau sumber ke sejumlah pelanggan atau beban. Suatu faktor utama yang paling penting, dalam perencanaan system distribusi adalah karakteristik dari berbagai beban. Karakteristik beban diperlukan agar sistem tegangan dan pengaruh thermis dari pembebanan dapat dianalisis dengan baik. Analisis tersebut termasuk dalam menentukan keadaan awal yang akan di proyeksikan dalam perencanaan selanjutnya. Penentuan karakteristik beban listrik suatu gardu distribusi sengat penting artinya untuk mengevaluasi pembebanan gardu distribusi tersebut, ataupun dalam merencanakan suatu gardu distribusi yang baru. Karakteristik beban ini sangat memegang peranan penting dalam memilih kapasitas transformator secara tepat dan ekonomis. Di lain pihak sangat penting artinya dalam menentukan rating peralatan pemutus rangkaian, analisa rugi-rugi dan menentukan kapasitas pembebanan dan cadangan tersedia dan suatu gardu. Karakteristik beban listrik suatu gardu sangat tergantung pada jenis beban yang dilayaninya. Hal ini akan jelas terlihat dan hasil pencatatan kurva beban suatu interval waktu. Dalam suatu rangkaian listrik selalu dijumpai suatu sumber dan beban. Bila sumber listrik DC, maka sifat beban hanya bersifat resistif murni, karena frekuensi sumber DC adalah nol. Reaktansi induktif (XL) akan menjadi nol yang berarti bahwa induktor tersebut akan short circuit . Reaktansi kapasitif (XC) akan menjadi tak berhingga yang berarti bahwa kapasitif tersebut akan open circuit . Jadi sumber DC akan mengakibatkan beban beban induktif dan beban kapasitif tidak akan berpengaruh pada rangkaian. Bila sumber listrik AC maka beban d ibedakan menjadi 3 sebagai berikut : 1. Beban Resistif Beban resistif yang merupakan suatu resistor murni, contoh : lampu pijar, pemanas. Beban ini hanya menyerap daya aktif dan tidak menyerap daya reaktif sama sekali. Tegangan dan arus se-fasa. Secara matematis dinyatakan :


20 R=V/I

Gambar 7. Arus dan tegangan pada beban resistif 2. Beban Induktif Beban induktif adalah beban yang mengandung kumparan kawat yang dililitkan pada sebuah inti biasanya inti besi, contoh : motor – motor listrik, induktor dan transformator. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “lagging ”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan daya reaktif (kVAR). Tegangan mendahului arus sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan : XL = 2πf.L

Gambar 8. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif c. Beban Kapasitif Beban kapasitif adalah beban yang mengandung suatu rangakaian kapasitor. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “leading ”. Beban ini menyerap daya aktif (kW) dan mengeluarkan daya reaktif (kVAR). Arus mendahului tegangan sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan : XC = 1 / 2πfC


21

Gambar 9. Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif 3.4. Jenis Sistem Proteksi Keselamatan Listrik A. Proteksi dengan Isolasi Bahan Aktif

Isolasi dimaksudkan untuk mencegah setiap sentuh dengan bagian aktif. a. Bagian aktif harus seluruhnya tertutup dengan isolasi yang hanya dapat dilepas dengan merusaknya. Untuk perlengkapan buatan pabrik, isolasi harus sesuai dengan standar yang relevan untuk perlengkapan listrik tersebut. Untuk perlengkapan lainnya, proteksi harus dilengkapi dengan isolasi yang mampu menahan stres yang mungkin mengenainya dalam pelayanan, seperti pengaruh mekanik, kimia, listrik dan termal. Lapisan cat, lapisan vernis, lapisan email, lapisan lak, lapisan oksida, semua jenis lapisan serat dan produk sejenisnya, walaupun diimpregnasi, umumnya dianggap tidak mempunyai isolasi yang memadai untuk proteksi dari kejut listrik dalam pelayanan normal. Jika isolasi diterapkan selama pemasangan instalasi, mutu isolasi harus ditetapkan dengan pengujian yang sama dengan jaminan mutu isolasi pada perlengkapan serupa buatan pabrik. b. Jika tempat kabel masuk ke dalam perlengkapan listrik berada dalam jangkauan, maka lapisan isolasi dan selubung kabel harus masuk ke dalam kotak hubung, atau dalam hal tanpa kotak hubung, ke dalam perlengkapan tersebut. Lapisan logam pelindung kabel tidak boleh dimasukkan ke dalam kotak hubung, tetapi boleh ke dalam mof ujung kabel atau mof sambungan kabel. 1. Proteksi dengan Penghalang atau Selungkup


22 Penghalang atau selungkup dimaksudkan untuk mencegah setiap sentuh dengan bagian aktif. a. Proteksi yang diberikan oleh selungkup terhadap sentuh langsung ke bagian berbahaya adalah proteksi manusia terhadap : 1) sentuh dengan bagian aktif tegangan rendah yang berbahaya, 2) sentuh dengan bagian mekanik yang berbahaya, 3) mendekati bagian aktif tegangan tinggi yang berbahaya di bawah jarak bebas yang memadai di dalam selungkup. CATATAN Proteksi dapat diberikan : 

oleh selungkup itu sendiri,

oleh penghalang sebagai bagian dari selungkup atau oleh jarak di dalam selungkup. b. Bagian aktif harus berada di dalam selungkup atau di belakang penghalang yang memberi tingkat proteksi paling rendah IP2X, kecuali jika terjadi lubang bukaan yang lebih besar selama penggantian suku cadang, seperti pemegang lampu tertentu, kotak kontak atau pengaman lebur (sekering), atau jika lubang bukaan yang lebih besar diperlukan agar perlengkapan dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan persyaratan yang relevan dengan perlengkapan tersebut, maka : 









harus diambil tindakan pencegahan yang sesuai untuk menghindarkan manusia atau ternak menyentuh bagian aktif secara tidak sengaja, dan harus dijamin, bila dapat dilaksanakan, bahwa manusia harus sadar bahwa bagian aktif dapat tersentuh melalui lubang dan harus tidak boleh tersentuh dengan sengaja. Permukaan bagian atas yang horizontal dari penghalang atau selungkup yang dengan mudah terjangkau harus memberikan tingkat proteksi paling sedikit IP4X. Penghalang dan selungkup harus terpasang dengan kokoh di tempatnya dan mempunyai kestabilan dan daya tahan yang memadai untuk mempertahankan tingkat proteksi yang dipersyaratkan dan


23 mempertahankan separasi yang memadai dari bagian aktif dalam kondisi pelayanan normal yang dikenal, dengan memperhitungkan pengaruh eksternal yang relevan. c) Jika diperlukan untuk melepas penghalang atau membuka selungkup atau untuk melepas bagian selungkup, maka hal ini hanya mungkin :  

dengan menggunakan kunci atau perkakas, atau sesudah pemutusan suplai ke bagian aktif yang diberi proteksi oleh penghalang atau selungkup tersebut, dan pengembalian suplai hanya mungkin sesudah pemasangan kembali atau penutupan kembali penghalang atau selungkup, atau

jika ada suatu penghalang antara yang memberikan tingkat proteksi paling rendah IP2X untuk mencegah sentuh dengan bagian aktif, maka penghalang demikian hanya dapat dilepas dengan menggunakan kunci atau perkakas. B. Proteksi dengan Rintangan 

Rintangan dimaksudkan untuk mencegah sentuh tidak sengaja dengan bagian aktif, tetapi tidak mencegah sentuh disengaja dengan cara menghindari rintangan secara sengaja. a. Rintangan harus mencegah : 

mendekatnya badan dengan tidak sengaja ke bagian aktif, atau

sentuh tidak sengaja dengan bagian aktif selama operasi dari perlengkapan aktif dalam pelayanan normal. b. Rintangan dapat dilepas tanpa menggunakan kunci atau perkakas, tetapi harus aman sehingga tercegah lepasnya rintangan secara tidak disengaja. 

C. Proteksi dengan penempatan di luar jangkauan

Proteksi dengan penempatan di luar jangkauan hanya dimaksudkan untuk mencegah sentuh yang tidak sengaja dengan bagian aktif. a. Bagian berbeda potensial yang dapat terjangkau secara simultan harus berada di luar jangkauan tangan. Dua bagian dianggap dapat terjangkau secara simultan jika berjarak tidak lebih dari 2,50 m terhadap lainnya


24 b. Jika posisi yang biasa ditempati dihalangi pada arah horizontal oleh suatu rintangan (misalnya rel tangan atau handrail , kisi-kisi) yang memberikan tingkat proteksi kurang dari IP2X, maka jangkauan tangan harus diukur mulai dari rintangan tersebut. Ke arah atas, jarak jangkauan tangan adalah 2,50 m dari permukaan S dengan tidak memperhitungkan setiap rintangan antara yang memberikan tingkat proteksi kurang dari IP2X. Nilai jangkauan tangan berlaku untuk sentuh langsung dengan tangan telanjang tanpa bantuan (misalnya perkakas atau tangga). c. Di tempat di mana biasa digunakan benda konduktif yang besar atau panjang, maka jarak yang dipersyaratkan dalam (PUIL ayat 3.4.4.1 dan 3.4.4.2) harus ditambah dengan memperhitungkan ukuran yang relevan dari benda tersebut. D) Proteksi dengan Pemutusan Supalai Secara Otomatis

1. Pemutusan suplai Gawai proteksi secara otomatis harus memutus suplai ke sirkit atau perlengkapan yang diberi proteksi oleh gawai tersebut dari sentuh tak langsung, sedemikian sehingga ketika terjadi gangguan antara bagian aktif dengan BKT atau penghantar proteksi dalam sirkit atau perlengkapan tersebut, maka tegangan sentuh prospektif yang melampaui 50 V a.b. efektif atau 120 V a.s. bebas riak tidak berlangsung untuk waktu yang cukup lama, yang dapat menyebabkan resiko efek fisiologis yang berbahaya dalam tubuh manusia yang tersentuh bagian konduktif yang dapat terjangkau secara simultan. Tidak tergantung pada tegangan sentuh, waktu pemutusan yang tidak melampaui 5 detik diizinkan untuk keadaan tertentu yang tergantung pada jenis pembumian sistem. 2. Pembumian BKT harus dihubungkan ke penghantar proteksi dalam kondisi tertentu untuk masing-masing jenis pembumian sistem. BKT yang dapat terjangkau secara simultan harus dihubungkan ke sistem pembumian secara individual, dalam kelompok atau kolektif. Untuk susunan pembumian dan penghantar proteksi lihat IEC 364-5-54. E) Proteksi dengan Menggunakan Perlengkapan Kelas II atau dengan Isolasi Ekuivalen


25 Tindakan ini dimaksudkan untuk mencegah timbulnya tegangan berbahaya pada bagian perlengkapan listrik yang dapat terjangkau melalui gangguan pada isolasi dasarnya. F) Proteksi dengan Lokasi Tidak Konduktif

Tindakan proteksi ini dimaksudkan untuk mencegah sentuh secara simultan dengan bagian yang dapat berbeda potensial karena kegagalan isolasi dasar bagian aktif. Penggunaan perlengkapan kelas 0 diizinkan jika semua kondisi berikut dipenuhi. 1. BKT harus disusun sedemikian sehingga dalam keadaan biasa tidak akan terjadi sentuh secara simultan antara orang dengan : a. dua BKT, atau b. sebuah BKT dan setiap BKE, jika bagian ini berbeda potensial karena kegagalan isolasi dasar dari bagian aktif. 2. Dalam lokasi yang tidak konduktif tidak boleh ada penghantar proteksi 3. Ayat 3.9.2 dipenuhi jika lokasi mempunyai lantai dan dinding isolasi dan diterapkan satu atau lebih susunan sebagai berikut : a. Jarak relatif antara BKT dan BKE sama dengan jarak antar BKT. Jarak ini cukup jika jarak antara dua bagian tersebut tidak kurang dari 2 m; jarak ini dapat dikurangi menjadi 1,25 m di luar zone jangkauan tangan. b. Penyisipan rintangan efektif antara BKT dan BKE. Rintangan demikian cukup efektif jika memperpanjang jarak yang harus diatasi hingga nilai yang ditentukan dalam butir a) di atas. Rintangan tersebut harus tidak terhubung ke bumi atau ke BKT; sedapat mungkin rintangan tersebut harus dari bahan isolasi. c. Isolasi atau susunan isolasi dari BKE. Isolasi ini harus mempunyai kuat mekanik yang cukup dan mampu menahan tegangan uji sekurang-kurangnya 2000 V. Arus bocor tidak boleh melampaui 1 mA dalam penggunaan kondisi normal. 4. Resistans lantai dan dinding berisolasi pada setiap titik pengukuran dalam kondisi yang ditentukan pada 3.22 tidak boleh kurang dari :


26 a. 50 kV, jika tegangan nominal isolasi tidak melebihi 500 V, atau b. 100 kV, jika tegangan nominal isolasi melebihi 500 V. Jika resistans di sebarang titik lebih rendah daripada nilai yang ditentukan, maka lantai dan dinding dianggap menjadi BKE untuk tujuan proteksi dari kejut listrik. e. Susunan yang dibuat harus permanen dan tidak boleh membuatnya tidak efektif. Susunan tersebut juga harus menjamin proteksi jika dipertimbangkan akan mempergunakan perlengkapan pasangan berpindah atau portabel. CATATAN : a) Perlu perhatian terhadap resiko jika instalasi listrik tidak dalam pengawasan yang efektif, bagian konduktif lain dapat dimasukkan pada waktu yang akan datang (misalnya perlengkapan kelas I pasangan berpindah atau portabel, atau BKE seperti pipa air logam), yang dapat membuat tidak terpenuhinya persyaratan 3.9.5 dalam PUIL. b) Penting untuk menjamin bahwa isolasi lantai dan dinding tidak dapat dipengaruhi kelembaban. f. Tindakan pencegahan harus diambil untuk menjamin bahwa BKE tidak dapat menyebabkan timbulnya suatu potensial di luar lokasi yang bersangkutan. G. Proteksi dengan Ikatan Penyama Potensial Lokal Bebas Bumi

Ikatan penyama potensial lokal bebas bumi dimaksudkan untuk mencegah timbulnya suatu tegangan sentuh yang berbahaya. a. Penghantar ikatan penyama potensial harus menginterkoneksi semua BKT dan BKE yang dapat terjangkau secara simultan. b. Sistem ikatan penyama potensial lokal tidak boleh sentuh listrik secara langsung dengan bumi melalui BKT atau melalui BKE. Jika persyaratan ini tidak dapat dipenuhi, dapat diterapkan proteksi dengan pemutusan suplai secara otomatis.


27 c. Tindakan pencegahan harus dilakukan untuk menjamin agar orang yang memasuki lokasi penyama potensial tidak dapat terkena beda potensial yang berbahaya, khususnya jika lantai konduktif yang diisolasi terhadap bumi dihubungkan ke sistem ikatan penyama potensial bebas bumi. H. Proteksi dengan Separasi Listrik

Separasi listrik suatu sirkit individual dimaksudkan uintuk mencegah arus kejut melalui sentuh dengan BKT yang dapat dilistriki oleh gangguan pada isolasi dasar sirkit. Proteksi dengan separasi listrik adalah suatu tindakan proteksi dengan memisahkan sirkit perlengkapan listrik dari jaringan sumber dengan menggunakan transformator pemisah atau motor generator. Dengan demikian tercegahlah timbulnya tegangan sentuh yang terlalu tinggi pada BKT perlengkapan yang diproteksi, bila terjadi kegagalan isolasi dalam perlengkapan tersebut. CATATAN : a) Proteksi dengan separasi listrik ini hanya akan efektif selama dalam sirkit sekunder tidak terjadi gangguan bumi. b) Yang dimaksud dengan sirkit sekunder dalam ini adalah sirkit sekunder dari transformator pemisah atau sirkit generator dari motor generator.

Gambar. Transformator pemisah dengan hubung pendek ke bumi pada sirkiit sekunder dan hubung pendek ke BKT perlengkapan listrik.


28

I. Sistem TT atau Pembumian Pengaman (sistem PP)

Sistem TT dilakukan dengan cara: a. membumikan titik netral sistem listrik di sumbernya; dan b. membumikan BKT perlengkapan dan BKT instalasi listrik, sedemikian rupa sehingga apabila terjadi kegagalan isolasi tercegahlah bertahannya tegangan sentuh yang terlalu tinggi pada BKT tersebut karena terjadinya pemutusan suplai secara otomatis dengan bekerjanya gawai proteksi. Jika titik netral sistem di sumbernya tidak ada, penghantar fase dari sumber dapat dibumikan. Namun hal ini tidak dianjurkan penggunaannya di Indonesia. Yang dimaksud de ngan sumber adalah generator atau transformator. a. Semua BKT perlengkapan/instalasi yang secara kolektif diberi proteksi oleh suatu gawai proteksi yang sama, beserta penghantar proteksinya, harus bersamasama dihubungkan ke suatu elektrode pembumi bersama. Jika beberapa gawai proteksi digunakan secara seri, persyaratan tersebut berlaku secara terpisah bagi semua BKT yang diberi proteksi oleh setiap gawai proteksi. b. Pembumi BKT perlengkapan/instalasi listrik secara listrik terpisah dari pembumi sistem listrik dengan menggunakan elektrode bumi tersendiri atau jaringan pipa air minum dari logam yang memenuhi syarat. Beberapa contoh sistem pembumian ini dapat dilihat pada. Jika pembumi BKT perlengkapan/instalasi listrik dihubungkan dengan pembumi sistem listrik melalui jaringan yang sama dari pipa air minum dari logam, maka sistem tersebut bukan sistem TT, tetapi merupakan sistem TN-S.


29

Gambar. Beberapa contoh tipikal sistem TT

8. Sistem TN atau Sistem Pembumian Netral Peng aman (sistem PNP) a. Sistem TN dilakukan dengan cara menghubungkan semua BKT perlengkapan/instalasi melalui penghantar proteksi ke titik sistem tenaga listrik yang dibumikan (lihat 3.5.4) sedemikian rupa sehingga bila terjadi kegagalan isolasi tercegahlah bertahannya tegangan sentuh yang terlalu tinggi karena terjadinya pemutusan suplai secara otomatis dengan bekerjanya gawai proteksi. Umumnya titik sistem tenaga listrik yang dibumikan adalah titik netral. Jika titik netral tidak ada atau tidak terjangkau, penghantar fase harus dibumikan. Namun hal ini tidak dianjurkan di Indonesia. Dalam semua keadaan, penghantar fase tidak boleh melayani sebagai penghantar PEN. Jika terdapat hubungan bumi efektif yang lain, direkomendasikan bahwa penghantar proteksi juga dihubungkan ke titik tersebut di mana mungkin. Pembumian pada titik tambahan, yang terdistribusi serata mungkin, diperlukan


30 untuk menjamin bahwa potensial penghantar proteksi tetap sedekat mungkin dengan potensial bumi dalam keadaan gangguan. Dalam bangunan besar seperti bangunan bertingkat tinggi, pembumian penghantar proteksi tambahan tidak memungkinkan karena alasan praktis. Ikatan penyama potensial antara penghantar proteksi dan BKE dalam keadaan ini mempunyai fungsi yang serupa. Untuk alasan yang sama, direkomendasikan bahwa penghantar proteksi dibumikan saat memasuki bangunan atau gedung. b. Dalam instalasi magun (terpasang tetap), penghantar tunggal dapat melayani baik sebagai penghantar proteksi (PE) maupun sebagai penghantar netral (N), disebut penghantar PEN asalkan persyaratan penghantar PEN terpenuhi. Sistem ini dinamakan sistem TN-C, namun penggunaannya dalam bangunan tidak dianjurkan karena memperbesar resiko terhadap bahaya kebakaran dan menimbulkan masalah terhadap kesesuaian elektromagnetik. c. Pembumian penghantar PEN selain di sumbernya (generator atau transformator) sedapat mungkin juga di setiap konsumen. Beberapa konsumen kecil yang berdekatan satu dengan lainnya dapat dianggap sebagai satu kelompok dan penghantar PEN nya cukup dibumikan di satu titik. 9. Sistem IT atau Sistem Penghantar Pengaman (sistem HP) a. Dalam sistem IT instalasi harus diisolasi dari bumi atau dihubungkan ke bumi melalui suatu impedans yang cukup tinggi. Hubungan ini dapat dibuat pada titik netral sistem maupun pada suatu titik netral buatan. Titik netral buatan dapat dihubungkan secara langsung ke bumi jika impedans urutan nol yang dihasilkan cukup tinggi. Jika tidak ada titik netral, maka penghantar fase dapat dihubungkan ke bumi melalui suatu impedans. Arus gangguan bernilai rendah bila terjadi gangguan tunggal ke BKT atau ke bumi dan pemutusan tidak penting asalkan kondisi BKT dibumikan secara individual, dalam kelompok atau secara kolektif terpenuhi. Meskipun demikian, harus diambil tindakan untuk 2menghindari resiko efek patofisiologis yang berbahaya pada manusia yang tersentuh BKT secara simultan saat terjadinya dua gangguan secara simultan.


31 b. Penghantar aktif instalasi tidak boleh dihubungkan langsung ke bumi. Untuk mengurangi tegangan lebih atau untuk meredam osilasi tegangan, mungkin perlu menyediakan pembumian melalui impedans atau titik netral buatan, dan karakteristiknya harus sesuai dengan persyaratan instalasi. c. BKT harus dibumikan secara individual, dalam kelompok atau secara kolektif. Dalam bangunan besar, seperti bangunan bertingkat tinggi, hubungan langsung penghantar proteksi ke elektrode bumi tidak mungkin dilaksanakan karena alasan praktis. Pembumian BKT dapat dicapai dengan ikatan antara penghantar proteksi, BKT dan BKE. J. Penggunaan Gawai Proteksi Arus Sisa (GPAS)

GPAS ialah gawai yang menggunakan pemutus yang peka terhadap arus sisa, yang dapat memutus sirkit termasuk penghantar netralnya secara otomatis dalam waktu tertentu, apabila arus sisa yang timbul karena terjadinya kegagalan isolasi melebihi nilai tertentu, sehingga tercegahlah bertahannya tegangan sentuh yang terlalu tinggi. 3.5. Persyaratan Sistem Proteksi Arus Kejut Listrik

Proteksi dari kejut listrik harus diberikan dengan penerapan tindakan yang sesuai, yang berupa: A) Proteksi dari Sentuh Langsung atau Proteksi Dalam Pelayanan Normal 1. Yang disebut sentuh langsung adalah sentuh langsung pada bagian aktif perlengkapan atau instalasi listrik. Bagian aktif pe rlengkapan atau instalasi listrik adalah bagian konduktif yang merupakan bagian dari sirkit listriknya, yang dalam keadaan pelayanan normal umumnya bertegangan dan atau dialiri arus. 2. Bahaya sentuh langsung dapat diatasi/ditanggulangi dengan cara : a. Proteksi dengan isolasi bagian aktif. b. Proteksi dengan penghalang atau selungkup. c. Proteksi dengan rintangan. d. Proteksi dengan penempatan di luar jangkauan.


32 e. Proteksi tambahan dengan Gawai Proteksi Arus Sisa (GPAS). 3. Pengecualian : Sentuh langsung yang tidak dapat dihindari karena masalah teknis dan operasi seperti pada mesin las, tungku lebur, dan instalasi elektrolitik, bahayanya dapat dicegah jika lantai ruang kerja tempat operator berdiri dilapisi isolasi sesuai 3.9.4, atau operator mengenakan sepatu berisolasi atau menggunakan perkakas yang berisolasi. Selain itu harus dipasang tanda bahaya. B. Proteksi dari Sentuh Tak Langsung atau Proteksi Dalam Kondisi Gangguan Manusia dan ternak harus dihindarkan/diselamatkan dari bahaya yang bisa timbul karena sentuhan dengan bagian konduktif terbuka dalam keadaan gangguan (sentuh tak langsung) dengan salah satu cara di bawah ini: 1. Mencegah mengalirnya arus gangguan melalui badan manusia atau ternak; 2. Membatasi arus gangguan yang dapat mengalir melalui badan sampai suatu nilai yang lebih kecil dari arus kejut listrik; 3. pemutusan suplai secara otomatis dalam waktu yang ditentukan pada saat terjadi gangguan yang sangat mungkin menyebabkan mengalirnya arus melalui badan yang bersentuhan dengan bagian konduktif terbuka, yang nilai arusnya sama dengan atau lebih besar dari arus kejut listrik. 3.6. Persyaratan Sistem Proteksi Efek Thermal

Instalasi listrik harus disusun sedemikian rupa sehingga tidak ada risiko tersulutnya bahan yang mudah terbakar karena tingginya suhu atau busur api listrik. Demikian pula tidak akan ada risiko luka bakar pada manusia maupun ternak selama perlengkapan listrik beroperasi secara normal. A) Proteksi dari Kebakaran 1. Perlengkapan listrik tidak boleh menimbulkan bahaya kebakaran pada bahan yang berada di dekatnya. Setiap instruksi pemasangan yang relevan dari pabrikan harus dipatuhi sebagai tambahan persyaratan.


33 2. Jika perlengkapan magun (terpasang tetap) dapat mencapai suhu permukaan yang dapat menyebabkan bahaya kebakaran pada bahan yang berada didekatnya, maka perlengkapan harus : a. dipasang pada atau dalam bahan yang akan tahan terhadap suhu tersebut dan mempunyai konduktans termal yang rendah,atau b. diberi tabir terhadap elemen konstruksi bangunan, yang terbuat dari bahan yang akan tahan terhadap suhu tersebut dan mempunyai konduktans termal yang rendah; c. dipasang sedemikian rupa agar memungkinkan disipasi panas yang aman pada jarak yang cukup dari setiap bahan yang dapat terkena efek termal yang merusak karena suhu tersebut, dan setiap sarana penyangga mempunyai koduktans termal yang rendah. 3. Jika busur api atau latu (percikan api) dapat dipancarkan oleh perlengkapan yang dalam pelayanan normal terhubung secara permanen, maka perlengkapan harus : a. seluruhnya terselungkup dalam bahan tahan busur api, atau b. diberi tabir oleh bahan tahan busur api terhadap elemen bangunan yang dapat terkena efek termal yang merusak dari busur api,atau c. dipasang sedemikian rupa agar memungkinkan pemadaman busur api dengan aman pada dengan aman pada jarak yang cukup dari elemen bangunan yang dapat terkena efek termal yang merusak dari busur api tersebut. Bahan tahan busur api yang digunakan untuk tindakan proteksi ini harus tidak dapat terbakar, berkonduktivitas termal rendah, dan mempunyai tebal yang memadai untuk memberikan kestabilan mekanis. d. Perlengkapan magun (terpasang tetap) yang menyebabkan pemusatan atau konsentrasi panas harus berada pada jarak yang cukup dari setiap benda atau bagian bangunan magun (terpasang tetap), sehingga benda at au elemen bangunan tersebut dalam kondisi normal tidak dapat terkena suhu yang berbahaya. e. Bila mana perlengkapan listrik dalam satu lokasi berisi cairan yang mudah terbakar dalam jumlah yang signifikan, maka harus diambil tindakan pencegahan


34 untuk mencegah cairan yang terbakar dan hasil pembakaran cairan (api, asap, gas beracun) menyebar ke bagian bangunan yang lain. B. Proteksi dari Luka Bakar Bagian perlengkapan listrik yang dapat terjangkau dalam jangkauan tangan tidak boleh mencapai suhu yang mungkin menyebabkan luka bakar pada manusia, dan harus memenuhi batas yang sesuai yang dinyatakan dalam Tabel 2. Semua bagian instalasi yang dalam pelayanan normal, bahkan selama periode singkat, mungkin mencapai suhu yang melampaui batas yang dinyatakan dalam Tabel 2 harus dilindungi untuk mencegah setiap sentuh yang tidak disengaja. Bagaimanapun, nilai dalam Tabel 2 tidak berlaku untuk perlengkapan yang memenuhi batas suhu untuk permukaan terbuka bagi keselamatan dari luka bakar yang ditetapkan dalam standar untuk jenis perlengkapan tersebut. Tabel 2 Batas suhu dalam pelayanan normal untuk bagian perlengkapan yang dapat terjangkau dalam jangkauan tangan Bagian yang dapat

Bahan dari permukaan yang Suhu maksimum

terjangkau

dapat terjangkau

°C

Sarana genggam operasi

Logam

55

Bukan logam

65

Bagian yang dimaksudkan

Logam

70

untuk disentuh tetapi

Bukan logam

80

Bagian yang tidak perlu

Logam

80

disentuh untuk operasi

Bukan logam

90

bukan sarana genggam

normal C. Proteksi dari Panas Lebih


35 1. Sistem Pemanas Udara Paksa a. Sistem pemanas udara paksa harus sedemikian sehingga elemen pemanasnya, selain daripada pemanas gudang sentral, tidak dapat diaktifkan sampai aliran udara yang ditentukan telah tersedia dan dinonaktifkan jika aliran udara dihentikan. Sebagai tambahan, sistem tersebut harus mempunyai dua gawai pembatas suhu yang independen satu sama lain untuk mencegah dilampauinya suhu yang diizinkan di dalam pipa (dak) udara. b. Rangka dan selungkup elemen pemanas harus dari bahan yang tidak dapat terbakar. 2. Peranti yang Menghasilkan Air Panas atau Uap Panas Seluruh peranti yang menghasilkan air panas atau uap panas harus diberi proteksi dari panas lebih ketika desain atau pemasangan dalam semua kondisi pelayanan. Kecuali jika peranti secara keseluruhan memenuhi standar yang sesuai, maka proteksi harus dengan sarana gawai tanpa setelan ulang sendiri yang sesuai, yang berfungsi tidak tergantung dari termostat. Jika peranti tidak mempunyai keluaran yang bebas, maka harus dilengkapi juga dengan gawai yang membatasi tekanan air. 3.7. Persyaratan Sistem Proteksi Arus Lebih

Penghantar aktif harus diberi proteksi dengan satu atau lebih gawai untuk pemutusan suplai secara otomatis pada saat beban lebih dan hubung pendek kecuali dalam hal arus lebih dibatasi sesuai dengan pembatas arus lebih dengan karakteristik suplai. Selanjutnya proteksi dari beban lebih dan dari hubung pendek harus dikoordinasikan sesuai dengan koordinasi proteksi beban lebih dan hubung pendek. A. Penghantar aktif yang diberi proteksi dari beban lebih sesuai dengan 3.24.3 dalam PUIL dianggap juga diberi proteksi dari gangguan yang mungkin menyebabkan arus lebih dengan besaran yang sama dengan arus beban lebih. B. Untuk kondisi penerapannya lihat IEC 364-4-473. C. Proteksi penghantar sesuai dengan ini tidak perlu memproteksi perlengkapan yang dihubungkan


36 3.8. Persyaratan Sistem Proteksi dari Gangguan Elektromagnetik dan Gangguan Tegangan, Khususnya Akibat Petir

A. Sistem proteksi petir eksternal yang sering digunakan terdiri dari tiga bagian yaitu Air Terminal, Down Conductor danEarthing Systems. 1. Air Terminal, air Terminal merupakan bagian dari sistem proteksi petir eksternal yang bertujuan untuk menangkap kilatan petir. Air Terminal harus dipasang pada titik tertinggi dari suatu bangunan atau peralatan yang ingin dilindungi dari sambaran petir. Sebagai contohnya, jika sistem proteksi petir diaplikasikan dalam sebuah antena. Maka Air Terminal harus dipasang diatas bagian tertinggi dari antena tersebut, demikian juga jika dipasang pada gedung atau rumah. Pemasangannya dipengaruhi oleh keadaan atap gedung yang akan diamankan. Untuk bangunan dengan atap datar, yaitu bangunan yang memiliki selisih tinggi antara bumbungan dan lisplang kurang dari 1 meter maka sistem yang sesuai adalah sistem faraday yaitu sistem penangkal petir keliling atap datar. Sedangkan untuk atap runcing atau selisih antara tinggi bumbungan dan lisplang lebih dari 1 meter, maka system yang sesuai adalah sistem franklin yaitu sistem penangkal petir dengan elektroda batang (finial). Pada awalnya ruang proteksi dari suatu penangkal petir berbentuk kerucut dengan sudut puncak kerucut berkisar antara 30 hingga 35. pemilihan sudut proteksi ini menyatakan tingkat proteksi yang kita inginkan. Semakin kecil sudut proteksi semakin tinggi tingkat proteksi yang diperoleh (semakin baik proteksinya), tetapi semakin mahal biayanya. Ruang proteksi model kedua adalah ruang proteksi menurut model elektro geometri, yaitu berbentuk kerucut juga seperti konsep konvensional, hanya saja bidang miring dari kerucut tersebut melengkung dengan jari-jari tertentu. Besarnya jari-jari sama dengan besarnya jarak sambar dari lidah petir. Jarak sambar (kemampuan menyambar atau menjangkau suatu benda) dari lidah petir ini ditentukan oleh besarnya arus petir yang terjadi. Oleh karena itu, derajat kelengkungan dari bidang miring kerucut dipengaruhi oleh besarnya arus petir yang terjadi. Gambar 10. Konsep Ruang Proteksi Menurut Elektrogeometri Model


37

2. Down Conductor, Down Conductor adalah bagian dari sistem proteksi petir eksternal yang menghantarkan arus yang bersumber dari kilatan petir dari Air Terminal System ke Earthing Termination System. Down Conductor harus dipasang vertical tegak lurus sehingga tercipta jarak terpendek antara ujung bangunan dengan bumi. 3. Earthing Systems, Earthing Systems yaitu bagian dari sistem proteksi petir eksternal yang berfungsi untuk mengalirkan arus dari petir ke tanah. Ujung Down Conductor dihubungkan dengan tahanan tanah yang besarnya maksimum bernilai 5 ohm. Untuk mendapatkan tahanan pembumian yang kecil, diperlukan elektroda pembumian. Prinsip dasar untuk memperoleh tahanan pembumian yang kecil adalah dengan membuat permukaan elektroda bersentuhan dengan tanah sebesar mungkin. Fungsi pengetanahan adalah untuk membatasi tegangan yang timbul diantara peralatan dengan peralatan, peralatan dengan tanah dan meratakan gradien tegangan yang timbul pada permukaan tanah akibat arus kesalahan yang mengalir dalam tanah. B. Sistem Proteksi Petir Internal Berdasarkan pengertian dari IEC (International Electrotechnical Commission) TC 81/1989 tentang konsep Lightning Protection Zone (LPZ), sistem proteksi petir internal adalah proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir. Terutama efek medan magnet dan medan listrik pada instalasi metal atau sistem listrik. Proteksi Internal terdiri atas pencegahan terhadap dampak sambaran langsung, pencegahan terhadap dampak sambaran tidak langsung, dan ekuipotensialisasi.


38 Ada banyak sistem yang dapat digunakan sebagai proteksi petir internal, namun pada tulisan ini penulis hanya akan membahas mengenai Arrester dan sangkar faraday. 1. Arrester, Gangguan surja petir merupakan salah satu gangguan alamiah yang akan dialami sistem tenaga listrik, dan salah satu metode untuk mengatasinya yaitu dengan menggunakan peralatan proteksi arrester. Arrester ini bekerja dengan mengimplementasikan resistor nonlinier yang mempunyai nilai yang besar untuk peralatan listrik dari tegangan yang berlebihan dari petir. Pada saat sparkover maka tegangan akan turun dan tegangan residu arus discharge. Besarnya nilai sparkover dan tegangan residu arusnya tergantung dari karakteristik arrester yang digunakan. Seperti dalam gambar dibawah ini, pada saat tegangan surjanya 51 kV maka dalam waktu sepersekian detik nilai tegangannya akan turun sesuai dengan tegangan residu dari arrester. 2. Sangkar Faraday, Sangkar faraday adalah suatu piranti yang dimanfaatkan menjaga agar medan listrik di dalam ruangan tetap nol meskipun di sekelilingnya terdapat gelombang elektromagnetik dan arus listrik. Piranti tersebut berupa konduktor yang dipasang sedemikian rupa sehingga ruangannya terlingkupi oleh konduktor tersebut. Sangkar faraday ini diilhami oleh penemuan Michel Faraday, seorang ahli fisika dan kimia berkebangsaan Inggris. Faraday menyatakan bahwa: “Muatan yang ada pada sangkar k onduktor hanya terkumpul pada bagian luar konduktor saja tidak berpengaruh terhadap bagian dalam”. Efek sangkar Faraday adalah suatu fenomena kelistrikan yang disebabkan oleh adanya interaksi partikel subatomik yang bermuatan (seperti : proton, elektron). Ketika ada medan listrik yang mengenai sangkar konduktor maka akan ada gaya yang menyebabkan partikel bermuatan mengalami perpindahan tempat, gerakan perpindahan tempat partikel bermuatan akan menghasilkan medan listrik yang berlawanan dengan medan listrik yang mengenainya sehingga tidak ada medan listrik yang masuk kedalam sangkar konduktor tersebut. Pada saat ini, banyak sekali piranti-piranti yang menggunakan faraday cage untuk melindungi peralatan didalamnya dari pengaruh arus listrik dan gelombang elektromagnet yang tinggi, misalnya mobile phones, coaxial cables, YPH Ak3 Listrik Januari 2013

39 RFID, beberapa bangunan nasional di Amerika Serikat, mobil, pesawat, dan peralatan-peralatan lainnya. Dengan pemanfaatan sangkar faraday ini, infrastruktur-infrastruktur maupun peralatan-peralatan elektronik dapat terhindar dari pengaruh yang ditimbulkan oleh sambaran petir.

Soal 1. Secara garis besar, jelaskan dengan singkat prosedur pemeriksaan sistem proteksi untuk keselamatan listrik. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2. Jelaskan sebab dan akibat dari setiap potensi bahaya listrik pada sistem proteksi instalasi listrik. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3. Jelaskan pengertian dari jenis, karekteristik, dan beban serta lingkungannya. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 4. Sebutkan klasifikasi dan faktor yang mempengaruhi dari jenis, karakteristik, dan beban serta lingkungannya. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________


40 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 5. Sebutkan dan jelaskan setiap jenis sistem proteksi keselamatan listrik. Gambarkan uga diagramnya. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

6. Apa sajakah persyaratan dari setiap sistem proteksi instalasi listrik. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________


PROTEKSI LISTRIK

Recommend Documents