SISTEM PENGAMANAN LISTRIK

SISTEM PENGAMANAN LISTRIK

Tujuan Pembelajaran

Setelah selesai mempelajari modul ini peserta diharapkan :

-          Mengenal teknik pengamanan listrik.

-          Mampu mengamankan instalasi, pembebanan beserta perlengkapannya.

-          Mampu mengambil tindakan dalam keadaan darurat.

BAB I

PENDAHULUAN

            Arus yang mengalir dalam suatu penghantar menimbulkan panas. Agar suhu penghantarnya tidak menjadi terlalu tinggi, arusnya harus dibatasi. Untuk mengamankan hantaran dan aparat digunakan pengaman lebur dan sakelar arus maksimum. Alat-alat pengaman ini pada umumnya digunakan untuk :

a.       Mengamankan hantaran, aparat dan motor listrik terhadap beban lebih.

b.      Pengamanan terhadap hubungan singkat antar fasa atau antara fasa dengan netral dan terhadap hubungan singkat dalam aparat atau motor listrik.

c.       Pengamanan terhadap hubungan singkat dengan badan mesin atau aparat.

BAB II

JENIS ALAT-ALAT PENGAMAN

            Sistem pengamanan merupakan sistem pengamanan pada peralatan-peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, busbar, trnasformator, saluran kabel dan lain sebagainya.

Fungsi dari pengaman dalam sistem pengaman listrik antara lain :

1.      Mencegah kerusakan peralatan pada sistem kelistrikan.

2.      Mengurangi kerusakan peralatan pada sistem kelistrikan.

3.      Mempersempit daerah yang terganggu sehingga tidak melebar pada sistem yang lebih luas.

4.      Memberikan pelayanan tenaga listrik dengan kehandalan yang tinggi.

5.      Mengamankan manusia dari bahaya listrik.

Perlu pula kita ketahui bahwa faktor penyebab gangguan pada sistem listrik adalah :

1.      Faktor manusia

Faktor ini terutama menyangkut kesalahan atau kelalaian dalam memberikan perlakuan sistem, misalnya : salah menyambung.

2.      Faktor internal

Faktor ini menyangkut gangguan-gangguan yang berasal dari sistem itu sendiri, misalnya : usia pakai, keausan dan sebagainya.

3.      Faktor external

Faktor ini meliputi gangguan-gangguan yang berasal dari lingkungan di sekitar sistem, misalnya : cuaca, gempa bumi, banjir, sambaran petir dan sebagainya.

Sedangkan jenis-jenis gangguan yang harus kita amankan adalah :

1.      Gangguan dari tegangan lebih (Over Voltage)

Tegangan lebih merupakan suatu gangguan akibat tegangan pada sistem yang lebih tinggi dari yang seharusnya. Gangguan tersebut disebabkan oleh :

a.       Kondisi internal

Hal ini terutama karena osilasi akibat perubahan yang mendadak dari kondisi rangkaian atau karena resonansi.

Misalnya operasi hubung pada saluran tanpa beban, perubahan beban yang mendadak, operasi pelepasan pemutus tenaga yang mendadak akibat hubung singkat pada jaringan kegagalan isolasi dan sebagainya.

b.      Kondisi external

Kondisi external terutama akibat adanya sambaran petir. Jaringan instalasi listrik di udara merupakan kondisi yang sangat mudah terkena sambaran petir. Surya petir ini akan merambat atau mengalir menuju ke peralatan dalam sistem instalasi.

2.      Hubung singkat

Hubung singkat merupakan jenis gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik. Arus hubung singkat yang sangat besar sangat membahayakan peralatan maupun instalasi, sehingga untuk mengamankan peralatan ini dari kerusakan akibat arus hubung singkat maka hubungan kelistrikan pada seksi / bagian yang terganggu perlu diputuskan dengan peralatan pemutus tenaga atau Circuit Breaker (CB).

Gangguan hubung singkat yang sering terjadi pada sistem listrik 3 fase sebagai berikut :

a.       Satu fase dengan tanah.

b.      Fase dengan fase.

c.       2 fase dengan tanah.

d.      Fase dengan fase dan pada waktu bersamaan dari fase ke 3 dengan tanah.

e.       3 fase dengan tanah.

f.       Hubung singkat 3 fase.

a – d menimbulkan arus gangguan tidak simetris (Unsymmetrical Short Circuit).

e – f menimbulkan arus gangguan simetris (Symmetrical Short Circuit).

3.      Beban lebih (Over Load)

Beban lebih merupakan gangguan yang terjadi akibat pemakaian beban yang melebihi kemampuan baik kemampuan generator (pembangkit) transformator menampung penghantar listrik. Arus lebih dapar menimbulkan pemanasan yang berlebihan yang dapat menimbulkan kerusakan maupun kebakaran.

4.      Daya balik (Reverse Power)

Pada pemilik pembangkit listrik sendiri yang bekerja secara paralel (interconnected system) dapat terjadi berubahnya fungsi generator menjadi motor. Hal ini dapat saja terjadi misalnya disebabkan oleh gangguan hubung singkat yang terlalu lama, gangguan medan magnet dan sebagainya, maka akan terjadi ayunan putaran rotor sebagian dari generator. Ayunan ini bisa lebih cepat atau lebih lambat dari putaran sinkron. Hal ini menyebabkan sebagian generator menjadi motor. Gangguan ini dapat membahayakan generator itu sendiri serta sistem.

Untuk mengatasi hal tersebut, generator dilengkapi dengan relai daya balik (Reverse Power Relay). Untuk mengamankan instalasi maupun aparat dari kerusakan yang dapat menganggu suatu proses kegiatan diperlukan alat-alat pengaman sesuai dengan kebutuhan.

Jenis-jenis alat pengaman tersebut antara lain :

1.      Pengaman Arus Lebih

a.       Pengaman Lebur (Zeking)

Pada sistem jaringan tegangan rendah dan jaringan tegangan menengah untuk mengamankan terhadap gangguan arus lebih banyak dipergunakan pengaman lebur (fuse). Pengaman lebur ini merupakan alat pengaman yang paling handal dan tahan untuk 15 – 20 tahun tanpa perawatan.

Fungsi pengaman lebur adalah :

-          Tanggap terhadap arus lebih dari sistem / peralatan yang dilindungi yang oleh karenanya melebur.

-          Memutus (memadamkan) arus lebih dan tahan terhadap perubahan tegangan balik (transient recovery voltage) yang timbul karena pemutusan tersebut.

-          Dapat dikoordinasikan dengan alat pengaman lain (termasuk pengaman lebur lain) pada sistem tersebut agar dapat diusahakan daerah yang padam minimum.

Bahan elemen lebur pada umumnya adalah :

-          Perak.

-          Timbal.

-          Seng.

-          Tembaga.

Jenis pengaman lebur yang banyak dipergunakan antara lain :

a.1. Pengaman lebur sekrup (gambar 1.)

Pengaman lebur ini terbatas yaitu antara 6 sampai 100 Ampere.

Tabel  warna dan arus nominal

Tanda warna	Arus nominal
Hijau Merah Abu-abu Biru Kuning Hitam Putih Tembaga Coklat Kuning emas	6 A 10 A 15 A 20 A 25 A 35 A 50 A 60 A 80 A 100 A

Gambar 1.

Penggunaan pelebur ini umumnya pada saluran penerangan, saluran cabang untuk motor dan saluran cadangan atau fasilitas lainnya.

a.2. Pelebur pipa gelas (gambar 2.)

Gambar 2.

Harga nominal dari pelebur ini kecil, antara 0,5 sampai 30 Ampere. Penggunaannya untuk mengamankan alat-alat ukur, rele dan saluran lain di switch board.

a.3. Pelebur pita (gambar 3.)

Gambar 3.

Kemampuan pelebur ini antara 6 sampai 500 Ampere. Penggunaannya sebagai pengaman pada saluran cabang untuk instalasi penerangan maupun instalasi tenaga.

a.4. Pelebur kawat (gambar 4.)

Gambar 4.

Bentuk hampir sama dengan pelebur pita, hanya bedanya berbentuk bulat. Kemampuan lebih rendah dari pelebur pita antara 2 sampai 100 Ampere. Pemakaiannya pada saluran induk, instalasi penerangan dan instalasi tenaga.

a.5. Pelebur tabung terbuka (gambar 5.)

Gambar 5.

Pelebur ini mempunyai harga nominal sampai 1000 Ampere. Penggunaannya sebagai pengaman saluran induk jaringan tegangan rendah, yaitu pada perlengkapan hubung bagi tegangan rendah. Juga dipergunakan pada saluran cabang dari instalasi penerangan maupun instalasi tenaga.

 a.6. Pelebur tabung tertutup (gambar 6.)

Gambar 6.

Harga nominal dari pelebur ini sama dengan pengaman lebur tabung terbuka. Pada pelebur ini tabung bagian dalamnya berisi serbuk dari bahan semacam porselen, tujuannya agar pada waktu pemutusan elemen lebur gas yang terjadi tidak terlalu banyak. Penggunaan pada tempat yang sempit dan tertutup rapat tidak terlalu menjadi masalah.

b.      Pengaman Otomatis

Sebagai pengganti pengaman lebur seringkali dapat digunakan pengaman otomatis. Pengaman otomatis ini memutuskan secara otomatis kalau arusnya melebihi suatu nilai tertentu.

Ada beberapa bentuk pengaman otomatis. Gambar 7. memperlihatkan sebuah otomatis ulir, yang dapat digunakan untuk rumah sekring jenis E 27.

Gambar 7.

Keuntungan sebuah pengaman otomatis ialah dapat segera digunakan lagi setelah terjadi pemutusan.

Pengaman otomatis memberi pengaman termis maupun elektromagnetik. Untuk pengaman termis digunakan elemen dari logam. Kalau melebihi nilai yang telah ditentukan, arus diputuskan oleh elemen ini. Pemutusan secara termis berlangsung dengan kelambatan.

Sedangkan untuk pengaman elektromagnetik digunakan sebuah kumparan yang dapat menarik sebuah angker dari besi lunak. Pemutusan secara elektromagnetik ini berlangsung tanpa kelambatan.

Berdasarkan waktu pemutusannya, pengaman otomatis dapat dibagi atas :

b.1. OTOMAT – L

Pada otomat jenis ini pengaman termisnya disesuaikan dengan meningkatnya suhu hantaran. Kalau terjadi beban lebih dan suhu hantarannya melebihi suatu nilai tertentu, elemen dwilogamnya akan memutuskan arus.

b.2. OTOMAT – H

Secara termis jenis ini sama dengan otomat L. Tetapi pengaman elektromagnetiknya memutuskan dalam waktu 0,2 sekon, kalau arusnya sama dengan 2,5 I_n – 3 I_n untuk arus bolak-balik atau sama dengan 4 I_n untuk arus searah.

Jenis otomat ini digunakan untuk instalasi rumah. Pada instalasi rumah , arus gangguan yang rendahpun harus diputuskan dengan cepat. Jadi kalau terjadi gangguan tanah, bagian-bagian yang terberat dari logam tidak akan lama bertegangan.

b.3. OTOMAT – G

Jenis otomat ini digunakan untuk mengamankan motor-motor listrik kecil untuk arus bolak-balik atau arus searah, alat-alat listrik dan juga rangkaian akhir dengan daya besar untuk penerangan (lisalnya pabrik).

Pengaman elektromagnetiknya berfungsi pada 8 I_n – 11I_n untuk arus bolak-balik atau pada 14 I_n untuk arus searah.

c.       Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)

Pemutus tenaga atau lebih dikenal dengan istilah seringnya Circuit Breaker merupakan suatu piranti sakelar mekanik yang secara otomatis akan membuka atau memutuskan rangkaian listril apabila terjadi ketidaknormalan pada sistem tanpa adanya kerusakan.

Pemutus tenaga merupakan salah satu piranti pengaman yang terpenting, karena hampir semua sinyal keluaran dari relai-relai pengaman ditujukan pada pemutus tenaga. Pemutus tenaga terdiri atas kontak-kontak yang dialiri arus listrik atau lebih dikenal dengan elektroda. Pada kondisi normal elektroda-elektroda tersebut dalam kondisi terhubung. Sebaliknya pada kondisi abnormal maka elektroda-elektroda akan terpisah dan memutuskan hubungan listrik dari satu sisi ke sisi lainnya.

Ada beberapa jenis pemutus tenaga (circuit breaker) :

1.      MCB (Miniatur Circuit Breaker)

Alat ini banyak dipergunakan mulai dari rumah tangga (pembatas arus dari PLN) sampai industri. Alat ini dapat memutuskan aliran listrik apabila arus listrik melebihi kemampuan MCB atau apabila terjadi arus hubung singkat akan langsung memutus aliran listrik.

Lampiran (1) adalah contoh-contoh MCB.

2.      MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) atau Pemutus Tenaga Kotak Tercetak (menurut SNI – 04 – 0226 –1987, Pemeliharaan Peralatan / Instalasi Listrik)

MCCB merupakan pemutus tenaga lengkap yang dilengkapi dengan penyetelan proteksi beban lebih secara thermis (waktu panjang), beban lebih secara magnetis (waktu singkat) dan pada jenis tertentu dilengkapi dengan unit trip elektronik (STR 25 DE Merlin Gerin).

Lampiran (2-6) adalah contoh-contoh MCCB.

3.      PCB (Power Circuit Breaker)

PCB merupakan pemutus tenaga dengan kemampuan besar. Kapasitas pemutusan mencapai 70 KA, dilengkapi dengan proteksi termis (wakyu lama) dan proteksi magnetis (waktu singkat) serta proteksi seketika (lampiran 7).

4.      ACB (Air Circuit Breaker)

ACB merupakan pemutus tenaga udara dengan kemampuan besar. Kapasitas pemutusan mencapai 100 KA, dilengkapi dengan proteksi beban lebih yang dapat disetel, proteksi hubung singkat dapat disetel, dilengkapi sakelar bantu (OF) dan sinyal alarm untuk gangguan listrik (lampiran 8).

5.      ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)

ELCB hanya mempunyai satu fungsi yaitu mendeteksi arus bocor. Tidak terdapat pengaman thermal maupun magnetis, sehingga ELCB harus diamankan terhadap hubung singkat oleh MCB pada sisi atasnya. Kapasitas ELCB 30 mA untuk pengaman terhadap manusia, dan 300 mA untuk pengaman bahaya api (lampiran 9-11).

d.      Arester

Arester adalah suatu alat untuk memproteksi instalasi listrik dari tegangan lebih yang berasal dari penghantar saluran udara tegangan rendah dan instalasi penangkal petir bangunan akibat sambaran petir.

Arester yang dipasang pada saluran udara tegangan rendah digunakan untuk membatasi tegangan lebih, dan pada prinsipnya terdiri atas rangkaian seri celah proteksi tahanan tidak linier dan elemen proteksi (gambar 8.) dengan pemasangan arester maka tegangan lebih impuls akibat petir secara aman akan dislurkan ke bumi. (perhatikan contoh-contoh pemasangan arester pada gambar 8-11).

Gambar 8.

Gambar 9.

Gambar 10.

Gambar 11.

e.       Pembumian

Elektroda bumi ialah penghantar yang ditanam di dalam bumi dan membuat kontak langsung dengan bumi.

Jenis elektroda bumi yang umum dipergunakan adalah :

1.      Elektoda pita

Ialah elektroda yang dibuat dari penghantar berbentuk pita atau berpenampang bulat atau penghantar pilin yang umumnya ditanam secara dangkal, dapat ditanam sebagai pita lurus, radial, melingkar, jala-jala atau kombinasi dari bentuk tersebut (gambar 12.).

Gambar 12.

2.      Elektroda batang

Ialah elektroda dari pipa besi, baja profil atau batang logam lainnya yang dipancangkan ke dalam tanah.

3.      Elektroda pelat

Ialah elektroda dari bahan logam utuh atau berlubang dan biasanya ditanam secara dalam.

Resisten pembumian dari elektroda bumi tergantung pada jenis dan keadaan tanah serta pada ukuran dan susunan elektroda.

Resisten pembumian suatu elektroda harus dapat diukur. Untuk keperluan tersebut penghantar yang menghubungkan setiap elektroda bumi atau susunan elektroda bumi harus dilengkapi dengan hubungan yang dapat dilepas.

Resisten pembumian seluruh sistem tidak boleh lebih dari 5 Ohm. Untuk daerah yang resisten jenis tanahnya sangat tinggi, resisten pembumian total seluruh sistem boleh mencapai 10 Ohm.

BAB III

LANGKAH PENGAMANAN BAHAYA LISTRIK

Bahaya yang diakibatkan oleh listrik di tempat kerja sangat beragam dan sangat mengganggu proses kerja serta kemungkinan dapat mencelakakan manusia. Peralatan listrik yang dipergunakan memiliki waktu kerja tertentu yang harus mendapat perhatian dapat berupa keausan, kelelahan bahan, penurunan mutu, kerusakan dan sebagainya. Oleh karena itu hal yang penting harus diperhatikan adalah pemeliharaan peralatan / instalasi listrik secara berkala.

Untuk melakukan kegiatan tersebut ada dua unsur yang harus diperhatikan :

1.      Manusia yang yang terampil menjalankan program tersebut dan

2.      Pemeriksaan / inspeksi, pengujian dan servis dari eralatan yang dilakukan secara berkala.

Dari dua hal tersebut hal penting yang juga harus diperhatikan adalah :

·         Penggunaan akal sehat dalam evaluasi dan penilaian hasil-hasil inspeksi dan pengujian, serta;

·         Pengadaan catatan-catatan singkat dan lengkap.

Beberapa hal yang perlu mendapatkan perhatian dalam rangka pemeliharaan antara lain :

1.      Pengaman lebur

·         Yakinkan bahwa instalasi telah bebas dari sumber daya.

·         Periksa terminal pengaman lebur dan dudukan pengaman lebur dan dudukan pengaman lebur apakah ada perubahan warna yang disebabkan panas akibat kontak yang kendor atau karat.

·         Kencangkan semua sambungan dudukan pengaman lebur.

·         Gantilah pengaman lebur yang telah putus dan juga bila terdapat gejala kerusakan.

·         Pengaman lebur harus selalu terlihat tanda pengenal dari kemampuan pengaman lebur.

2.      Penghantar / kabel

Pemeriksaan visual dan pengujian sifat elektris terhadap tahanan isolasi.

·         Bila dalam pemeriksaan visual ternyata kabel-kabel perlu disentuh dan dirasa ataupun digeser tempatnya maka aliran listrik ke kabel tersebut harus dimatikan.

·         Kabel-kabel yang terletak di dalam saluran khusus (gorong-gorong) harus diperiksa yang mungkin terdapat tekukan, gesekan, lecet isolasinya

·         Periksa apakah di dalam gorong-gorong terdapat benda-benda lain yang dapat merusak kabel.

·         Tanda pengenal dan tanda lainnya harus diperiksa.

·         Kabel udara harus diperiksa kemungkinan terjadi kerusakan karena getaran, rusaknya penopang, pemegang kabel, benda-benda lain di sekitarnya.

·         Pengujian isolasi kabel harus dilakukan pada waktu-waktu tertentu.

3.      Penerangan

·         Gunanya pemeliharaan atas sistem penerangan adalah untuk mempertahankan agar kemampuan cahaya yang dihasilkan tetap pada tingkat yang direncanakan semula.

·         Kotoran dan umur lampu adalah dua faktor utama yang dapat menurunkan output cahaya.

·         Mencuci adalah lebih baik dari pada hanya mengahpus, dan larutan air pencuci harus sesuai petunjuk pabrik.

·         Pembersihan lampu dilakukan bila interval penurunan intensitas penerangan lampu menurun 15 – 20 %.

4.      Perkakas dan alat kerja listrik

·         Umur suatu perkakas kerja tergantung kepada cara penggunaannya dan perawatannya.

·         Terdapat bermacam-macam jenis perkakas kerja dan bermacam-macam penyebab kerusakan.

·         Cara-cara pemeliharaan akan tergantung kepada jenis perkakas dan cara pemakaiannya.

·         Pengujian dan pemeliharaan harus dilakukan secara teratur.

·         Pemeriksaan secara visual dilakukan sebelum dan sesudah alat tersebut digunakan, demikian pula pemeriksaan waktu alat tersebut dikeluarkan dari dan masuknya kembali ke gudang.

·         Para petugas harus dilatih untuk mengetahui kerusakan kecil seperti retak, patah, kotor, tali yang putus, kontak tusuk yang rusak, pentanahan yang rusak dan lain-lain.

·         Kerusakan-kerusakan yang harus segera dilaporkan.

·         Dalam melakukan pemeliharaan ikuti petunjuk pabrik pembuat.

·         Debu yang menumpuk akan mempengaruhi kerja perkakas.

·         Pelumasan yang tidak / kurang baik akan mengakibatkan kerusakan mekanis.

5.      Pemutus tenaga

·         Pemeliharaan pemutus tenaga pada umumnya dibagi menjadi dua kategori yaitu pengujian mekanis dan elektris.

·         Pemutus tenaga harus diusahakan tetap bersih dari kotoran-kotoran yang terpapar di sekelilingnya.

·         Sambungan yang kendor dapat mengakibatkan panas berlebihan pada pemutus tenaga yang dapat mengakibatkan gangguan.

·         Pengecekan berkala termasuk pengencangan secara rutin dari sambungan pada terminal atau rel.

6.      Sistem pembumian

·         Sistem pembumian dalam suatu sirkit listrik merupakan bagian yang sangat penting untuk keamanan baik manusia maupun peralatan listrik.

·         Seluruh sistem pembumian harus diperiksa agar kondisinya dalam keadaan baik.

·         Tempat-tempat penyambungan harus diperiksa pada waktu-waktu tertentu agar dapat diketahui bila terdapt kerusakan / kendor.

·         Tahanan tanah harus diukur kondisinya dan dicatat apakah masih dalam kondisi baik / memenuhi standar.

7.      Mengamankan daerah yang dalam pemeliharaan / perbaikan

·         Harus ada suatu prosedur khusus yang harus dipahami oleh seluruh pekerja apabila melakukan kegiatan pemeliharaan maupun perbaikan.

·         Yakinkan bahwa daerah yang akan dilakukan pemeliharaan / perbaikan dalam kondisi aman.

·         Pasang tanda-tanda yang cukup jelas dan dapat dimengerti oleh semua orang tentang adanya suatu kegiatan pemeliharaan / perbaikan.

·         Bila mungkin pasang segel pada temapt-tempat tertentu / sumber listrik tertentu sehingga setiap orang memahami bahwa ada kegiatan perbaikan / pemeliharaan di areal tersebut.

·         Segel dan tanda peringatan hanya boleh dilepas oleh petugas bagian pemeliharaan / perbaikan.

8.      Alat pelindung diri

Dalam melakukan kegiatan yang berkaitan dengan listrik, mengingat bahaya yang dapat berakibat fatal, maka dalam kondisi tertentu sangat dianjurkan atau diharuskan menggunakan alat-alat pelindung diri.

Pada beberapa peralatan kerja tertentu sudah dilengkapi dengan isolasi pengaman dengan batas kemampuan tertentu.

Tetapi untuk lebih melindungi manusia dari sengatan listrik masih diperlukan alat pelindung diri sebagai isolator.

Alat pelindung diri yang penting dipergunakan antara lain :

a.       Sepatu pengaman khusus untuk listrik (sepatu dengan bahan karet) yang dapat mengisolir tegangan sampai pada batas tertentu.

b.      Sarung tangan karet yang juga mampu mengisolir tegangan listrik sampai pada batas tertentu.

Alat pelindung diri tersebut pada waktu-waktu tertentu harus diuji kemampuannya.

BAB IV

PENUTUP

            Setiap instalasi listrik baik penerangan maupun tenaga harus dilengkapii dengan pengaman. Memahami dan dapat menggunakan dengan tepat alat pengaman merupakan cara mengamankan instalasi, peralatan serta bangunan bserta isinya terhadap kebakaran.

Selamat Belajar

------ oOo ------

KEPUSTAKAAN :

1.      Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL) 2000

SNI 04 – 225 – 2000.

2.      Sistem Pengaman Tenaga Listrik

Drs. Edy Supriyadi.

3.      Instalasi Listrik Arus Kuat Jilid I

P. Van Harten, Ir. E. Setiawan.

4.      Jaringan Distribusi Listrik

Drs, Daryanto, Drs. Koko Badi, Sariadi.

5.      Instalasi Listrik

Imam Syafi’I SPd., Dkk.

6.      Katalog “Merlin Gerin”