KEGIATAN BELAJAR III

Transkripsi

1 KEGIATAN BELAJAR III A. Capaian Pembelajaran 1. Mengaplikasikan Sistem Pembumian dengan Peralatan Pemutus Tenaga 2. Mensistesis Instalasi Penangkal Petir Dan Pembumian Gedung Kontrol Gardu Induk 3. Mengaplikasikan Kebutuhan Komponen Panel Hubung Bagi 3 Fasa Instalasi Tenaga B. Sub Capaian Pembelajaran 1. Merencanakan Sistem Penangkal Petir dan dan Sistem Pembumian 2. Memasangan Sistem Penangkal Petir dan dan Sistem Pembumian 3. Menguji Sistem Penangkal Petir dan dan Sistem Pembumian 4. Mengoperasikan Sistem Penangkal Petir dan dan Sistem Pembumian 5. Memelihara Sistem Penangkal Petir dan dan Sistem Pembumian 6. Merencanakan Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intalasi Tenaga 7. Memasangan Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intalasi Tenaga 8. Menguji Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intalasi Tenaga 9. Mengoperasikan Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intalasi Tenaga 10. Memelihara Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intalasi Tenaga C. Tujuan Pembelajaran 1. Mampu merencanakan Sistem Penangkal Petir dan Sistem Pembumian 2. Mampu memasangan Sistem Penangkal Petir dan Sistem Pembumian 3. Mampu menguji Sistem Penangkal Petir dan Sistem Pembumian 4. Mampu mengoperasikan Sistem Penangkal Petir dan Sistem Pembumian 5. Mampu memelihara Sistem Penangkal Petir dan Sistem Pembumian 6. Mampu Merencanakan Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intaslasi Tenaga 7. Mampu Memasang Panel Hubung Bagi 3 Fasa Instalasi Tenaga 8. Mampu Menguji Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intaslasi Tenaga 9. Mampu Mengoperasikan Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intaslasi Tenaga 10. Mampu Memelihara Panel Hubung Bagi 3 Fasa Intalasi Tenaga 1

2 D. Pokok-Pokok Materi 1. Sistem Penangkal Petir 2. Sistem Pembumian 3. Panel Hubung Bagi (PHB) 3 Fasa Instalasi Tenaga Selamat Datang pada Kegiatan Belajar III...!!! Pada kegiatan belajar ini akan dibahas mengenai instalasi penangkal petir dan sistem pembumian sistem tenaga listrik, dalam prosedur pelaksanaan teknik ketenaga listrikan ada beberapa kegiatan yang harus dilakukan agar semua kegiatan menyangkut dengan ketenaga listrikan dapat berjalan dengan baik dan dapat diandalkan, prosedur yang harus dipenuhi adalah kegiatan, perencanaan, pemasangan, pengujian, pengoperasian, serta pemeliharaan. Kelima prosedur ini harus terpenuhi dengan baik agar menghasilkan sistem instalasi ketenagalistrikan yang baik dan sesuai dengan standar yang telah ditetapkan. Di Indonesia standar instalasi untuk tenaga listrik telah diatur dalam Persyaratan Umum Instalasi Listrik tahun 2011 (PUIL 2011) yang telah ditetapkan oleh Badan Standar Nasional (BSN). untuk itu disarankan agar memiliki salinan PUIL 2011 sebelum mempelajari materi pada kegiatan pembelajaran ini. Agar dapat mempermudah pemahaman terkait dengan peraturan-peraturan serta standarisasi mengenai instalasi ketenagalistrikan di Indonesia. Dalam kegiatan ini juga disediakan tugas akhir, ikuti intruksi tugas dengan baik dan selamat belajar. Semoga Sukses!! 2

3 E. Uraian Materi 1. Sistem Penangkal Petir Suatu instalasi penangkal petir yang telah terpasang harus dapat melindungi semua bagian dari struktur bangunan dan arealnya termasuk manusia serta peralatan yang ada didalamnya terhadap ancaman bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir. Berikut ini akan dibahas mengenai cara menentukan besarnya kebutuhan bangunan akan proteksi petir menggunakan beberapa standart yaitu berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir, Nasional Fire Protection Association 780, International Electrotechnical Commision Kebutuhan Bangunan Terhadap Ancaman Bahaya Petir Berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir. Jenis Bangunan yang perlu diberi penangkal petir dikelompokan menjadi : a. Bangunan tinggi seperti gedung bertingkat, menara dan cerobong pabrik. b. Bangunan penyimpanan bahan mudah meledak atau terbakar, misalnya pabrik amunisi, gudang bahan kimia. c. Bangunan untuk kepentingan umum seperti gedung sekolah, stasiun, bandara dan sebagainya. d. Bangunan yang mempunyai fungsi khusus dan nilai estetika misalnya museum, gedung arsip negara. Besarnya kebutuhan suatu bangunan terhadap instalasi proteksi petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerusakan serta bahaya yang terjadi jika bangunan tersebut tersambar petir. Berdasarkan Peraturan umum Instalasi Penangkal Petir besarnya kebutuhan tersebut mengacu kepada penjumlahan indeks-indeks tertentu yang mewakili keadaan bangunan di suatu lokasi dan dituliskan sebagai berikut; R = A+B+C+D+E 3

4 Dari persamaan tersebut maka akan terlihat bahwa semakin besar nilai indeks akan semakin besar pula resiko (R) yang di tanggung suatu bangunan sehingga semakin besar kebutuhan bangunan tersebut akan sistem proteksi petir. Bebarapa Indeks perkiraan bahaya petir di tunjukkan ke dalam tabel berikut ini Tabel 1. Indeks A : Bahaya Berdasarkan Jenis Bangunan Penggunaan dan Isi Indeks A Bangunan biasa yang tak perlu -10 diamankan baik bangunan maupun isinya Bangunan dan isinya jarang 0 dipergunakan misalnya menara atau tiang dari metal Bangunan yang berisi peralatan seharihari atau tempat tinggal misalnya 1 rumah tinggal, industri kecil, stasiun kereta Bangunan dan isinya cukup penting 2 misalnya menara air, toko barangbarang berharga dan kantor pemerintah Bangunan yang isinya banyak sekali 3 orang misalnya sarana ibadah, sekolah dan atau monumen sejarah yang penting Instalasi gas minyak atau bensin, dan 5 rumah sakit Bangunan yang mudah meledak dan 15 menimbulkan bahaya yang tak terkendali bagi sekitarnya misalnya instalasi nuklir. Sumber : Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia (1983) Tabel 2. Indeks B : Bahaya Berdasarkan Kontruksi Bangunan Kontruksi bangunan Indeks B Seluruh bangunan terbuat dari logam 0 dan mudah menyalurkan listrik Bangunan dengan kontruksi beton 1 bertulang atau rangka besi dengan atap logam Bangunan dengan kontruksi beton 2 bertulang, kerangka besi dan atap bukan logam Bangunan kayu dengan atap bukan 3 logam Sumber : Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia (1983) 4

5 Tabel 3. Indeks C : Bahaya Berdasarkan Tinggi Bangunan Tinggi Bangunan (m) Indeks C Sumber : Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia (1983) Tabel 4. indeks D : Bahaya Berdasarkan Situasi Bangunan Situasi bangunan Indeks D Di Tanah daar pada semua ketinggian 0 Di kaki bukit sampai % tinggi bukit atau 1 pegunungan sampai 1000 metter Dipuncak gunung atau pegunungan yang 2 lebih dari 1000 meter Sumber : Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia (1983) Tabel 5. Indeks E : Bahaya Berdasarkan Hari Petir/Guruh Hari guruh per tahun Indeks E Sumber : Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia (1983) 5

6 a. Prinsip Penangkal Petir Berdasarkan bahaya yang di akibatkan sambaran petir, maka sistem perlindungan petir harus mampu melindungi struktur bangunan atau fisik maupun melindungi peralatan dari sambaran langsung dengan di pasangnya penangkal petir eksternal (Eksternal Protection) dan sambaran tidak langsung dengan di pasangnya penangkal petir internal (Internal Protection) atau yang sering di sebut surge arrester serta pembuatan grounding sistem yang memadai sesuai standar yang telah di tentukan. Suatu rancangan sistem proteksi petir secara terpadu telah di kembangan oleh Flash Vectron Lightning Protection "Seven Point Plan". Tujuan dari "Seven Point Plan" adalah menyiapkan sebuah perlindungan efective dan dapat di andalkan terhadap serangan petir, "Seven Point Plan' tersebut meliputi : 1) Menangkap Petir Dengan cara menyediakan system penerimaan (AirTerminal Unit) yang dapat dengan cepat menyambut sambaran arus petir, dalam hal ini mampu untuk lebih cepat dari sekelilingnya dan memproteksi secara tepat dengan memperhitungkan besaran petir. Terminal Petir Flash Vectron mampu memberikan solusi sebagai alat penerima sambaran petir karena desainnya dirancang untuk digunakan khusus di daerah tropis. 2) Menyalurkan Arus Petir Sambaran petir yang telah mengenai terminal penangkal petir sebagai alat penerima sambaran akan membawa arus yang sangat tinggi, maka dari itu harus dengan cepat disalurkan ke bumi (grounding) melalui kabel penyalur sesuai standart sehingga tidak terjadi loncatan listrik yang dapat membahayakan struktur bangunan atau membahayakan perangkat yang ada di dalam sebuah bangunan. 3) Menampung Petir Dengan cara membuat grounding sistem dengan resistansi atau tahanan tanah kurang dari 5 Ohm. Hal ini agar arus petir dapat sepenuhnya diserap oleh tanah tanpa terjadinya step potensial. 6

7 Bahkan dilapangan saat ini umumnya resistansi atau tahanan tanah untuk instalasi penangkal petir harus dibawah 3 Ohm. 4) Proteksi Grounding Sistem Selain memperhatikan resistansi atau tahanan tanah, material yang digunakan untuk pembuatan grounding juga harus diperhatikan, jangan sampai mudah korosi atau karat, terlebih lagi jika didaerah dengan dengan laut. Untuk menghindari terjadinya loncatan arus petir yang ditimbulakn adanya beda potensial tegangan maka setiap titik grounding harus dilindungi dengan cara integrasi atau bonding system. 5) Proteksi Jalur Power Listrik Proteksi terhadap jalur dari power muntak diperlukan untuk mencegah terjadinya induksi yang dapat merusah peralatan listrik dan elektronik. 6) Proteksi Jalur PABX Melindungi seluruh jaringan telepon dan signal termasuk pesawat faxsimile dan jaringan data 7) Proteksi Jalur Elektronik Melindungi seluruh perangkat elektronik seperti CCTV, mesin dll dengan memasang surge arrester elektronik. b. Pemasangan Sistem Penangkal Petir dan Pembumian Penangkal petir yang umum digunakan adalah sebuah batang logam atau konduktor yang dipasang di atas gedung dan pada perangkat listrik yang terhubung ke tanah melalui kawat, untuk melindungi bangunan serta peralatan-peralatan lisrik pada saat terjadi sambaran petir. 1) Jenis-jenis metode penangkal petir a) Penangkal Petir Konvensional / Faraday / Frangklin Kedua ilmuwan tersebut Faraday dan Frangklin menjelaskan sistem yang hampir sama, yakni system penyalur arus listrik yang menghubungkan antara bagian atas bangunan dan grounding, sedangkan sistem perlindungan yang di hasilkan ujung penerima/splitzer adalah sama pada rentang derajat. Perbedaannya adalah sistem yang di kembangkan Faraday 7

8 bahwa kabel penghantar berada pada sisi luar bangunan dengan pertimbangan bahwa kabel penghantar juga berfungsi sebagai material penerima sambaran petir, yaitu berupa sangkar elektris atau biasa disebut dengan sangkar faraday. b) Penangkal Petir Radio Aktif Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir, dan semua ilmuwan sepakat bahwa terjadinya petir karena ada muatan listrik di awan berasal dari proses ionisasi, maka untuk menggagalkan proses ionisasi dilakukan dengan cara menggunakan zat berradiasi sepertiradiun 226 dab Ameresium 241 karena kedua bahan ini mampu menghamburkan ion radiasinya yang dapat menetralkan muatan listrik awan. Maka manfaat lain hamburan ion radiasi tersebut akan menambah muatan pada ujung finial/splitzer, bila mana awan yang bermuatan besar tidak mampu di netralkan zat radiasi kemudian menyambar maka akan cenderung mengenai penangkal petir ini. Keberadaan penangkal petir jenis ini telah dilarang pemakaiannya, berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi zat beradiasi di masyarakat, selain itu penangkal petir ini dianggap dapat mempengaruhi kesehatan manusia. c) Penangkal Petir Elektrostatis Prinsip kerja penangkal petir elektrostatis mengadopsi sebagian system penangkal petir radio aktif, yaitu menambah muatan pada ujung finial/splitzer agar petir selalu melilih ujung ini untuk di sambar. Perbedaan dengan system radio aktif adalah jumlah energi yang dipakai. Untuk penangkal petir radio aktif muatan listrik dihasilkan dari proses hamburan zat berradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatis energi listrik yang dihasilkan dari listrik awan yang menginduksi permukaan bumi. 2) Cara Pemasangan Instalasi Penangkal Petir/Anti Petir Flash Vectron 8

9 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. Pada tahap awal pengerjaan di mulai dengan mengerjakan bagian grounding system terlebih dahulu, dengan pertimbangan keamanan dan kemudahan. Kemudian dilakukan pengukuran resistansi/tahanan tanah menggunakan Earth Testermeter, apabila hasil pengukuran tersebut menunjukan < 5 Ohm maka tahapan kerja berikutnya dapat dilakukan. Seandainya hasil resistansi/tahanan tanah menunjukan > 5 Ohm maka di lakukan pembuatan atau penambahan grounding lagi di sebelahnya dan di pararelkan dengan grounding pertama agar resistansi/tahanan tanahnya menurun sesuai dengan standarnya < 5 Ohm. Setelah selesai membuat grounding, langkah berikutnya adalah memasang kabel penyalur (Down Conductor) dari titik grounding sampai keatas bangunan, tentunya dengan mempertimbangkan jalur kabel yang terdekat dan hindari banyak belokan/tekukkan 90 derajat sehingga kebutuhan material dan kualitas instalasi dapat efektif dan efisien. Kabel penyalur petir yang biasa di gunakan antara lain BC (Bare Copper), NYY atau Coaxial. Untuk tempat - tempat tertentu sebaiknya di beri pipa pelindung (Conduite) dengan maksud kerapihan dan keamanan. Bila kabel penyalur petir telah terpasang dengan rapih, maka tahap selanjutnya pemasangan head terminal petir Flash Vectron tentunya harus terhubung dengan kabel penyalur tersebut sampai ke grounding sistem. 9

10 2. Sistem Pembumian Sistem pembumian adalah suatu rangkaian yang mempunyai titik awal dari kutub pembumian / elektroda, hantaran penghubung / conductor hingga terminal pembumian yang terdapat pada PHB. Sistem pembumian berfungsi untuk menyalurkan arus lebih ke bumi, sehingga dapat memberikan proteksi terhadap manusia dari sengatan listrik akibat terjadi kebocoran isolasi, dan mengamankan komponen-komponen instalasi agar dapat terhindar dari bahaya arus dan tegangan asing. Tingkat keandalan sebuah grounding terletak pada nilai konduktivitas logam terhadap tanah yang dijadikan objek pembumian. Semakin konduktif tanah terhadap benda logam, maka akan semakin baik. Artinya proses penyaluran arus lebih dari sistem menuju ke tanah atau pembumian semakin baik. Pembumian merupakan salah satu faktor utama dalam setiap pengamanan (perlindungan) peralatan atau rangkaian listrik. Untuk melakukan pengamanan tersebut diperlukan perancangan pembumian sesuai standar yang berlaku. a. Tahanan pembumian harus memenuhi syarat yang di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian. b. Elektroda yang ditanam dalam tanah harus : 1) Bahan konduktor yang baik 2) Tahan Korosi 3) Cukup Kuat c. Elektroda harus mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya. d. Tahanan pembumian harus baik untuk berbagai musim. e. Biaya pemasangan serendah mungkin. Dalam sebuah instalasi listrik, ada empat bagian yang harus diketanahkan/ dibumikan, yaitu sebagai berikut : f. Titik netral dari transformator atau titik netral dari generator. Hal ini diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya yang menyangkut gangguan hubung tanah. 10

11 g. Kawat petir yang ada pada bagian atas saluran transmisi. Kawat petir ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena letaknya yang ada di sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki tiang transmisi harus ditanahkan agar petir yang menyambar kawat petir dapat disalurkan ke tanah dengan lancar melalui kaki tiang saluran transmisi. h. Semua bagian instalasi yang terbuat dari logam (menghantar listrik) dan dengan mudah dapat disentuh manusia. i. Bagian pembuangan listrik (bagian bawah) dari lightning arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungsi dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari petir ke tanah (bumi) dengan lancar. pembumian adalah penghubung 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 (Pabla 1986) Pembumian peralatan adalah penghubungan badan atau rangka peralatan listrik (motor, generator, transformator, pemutus daya dan bagianbagian logam lainnya yang pada keadaan normal tidak dialiri arus) dengan tanah. Berikut penjelasan dari pembumian peralatan. a. Mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya untuk orang dalam daerah tertentu. b. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya. c. Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem (Hutauruk, 1987:125) 3. Faktor faktor yang Mempengaruhi Sistem Pembumian yaitu: Tahanan pembumian suatu elektroda tergantung pada tiga faktor, 11

12 a. Tahananelektroda pembumian beserta sambungan pengelasan pada elektroda itu sendiri. b. Tahanan kontak antara elektroda dengan tanah Tahanan penghantar (BC) yang menghubungkan peralatan yang ditanahkan c. Tahanan dari massa tanah disekitar elektroda pembumian. Nilai tahanan suatu sistem pembumian diharapkan serendah mungkin.elektroda pembumian yang ditanamkan ke dalam tanah diharapkan langsung memperoleh tahanan yang rendah, namun hal itu sangat jarang diperoleh. Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap nilai tahanan pembumian. a. Faktor Internal Faktor internal merupakan faktor yang terkait dengan internal sistem pembumian seperti kondisi komponen yang digunakan mulai dari karakteristik komponen serta jenis bahan penyusun komponen, secara lebih rinci dijelaskan sebagai berikut. 1) Bentuk elektroda. Ada beberapa macam bentuk dari elektroda itu sendiri yang banyak digunakan, seperti jenis batang, pita dan plat. 2) Jenis bahan dan ukuran elektroda Sebagai konsekuensi peletakannya di dalam tanah, maka elektroda dipilih dari bahan-bahan tertentu yang memiliki konduktivitas sangat baik dan tahan terhadap sifat-sifat yang merusak dari tanah, sepeti korosi. Ukuran elektroda dipilih yang mempunyai kontak paling efektif dengan tanah. Prinsip dasar untuk memperoleh resistansi pembumian yang kecil adalah dengan membuat permukaan elektroda bersentuhan dengan tanah sebesar mungkin, sesuai dengan rumus: 12

13 Dengan: R = resistansi pembumian [ Ω ] = resistansi jenis tanah [ Ωm ] L = panjang lintasan arus pada tanah [ m ] A = luas penampang lintasan arus pada tanah [ m2 ] Ukuran elektroda pembumian akan menentukan besar tahanan pembumian. Berikut ini adalah tabel yang memuat ukuran-ukuran elektrodapembumian yang umum digunakan dalam sistem pembumian.tabel ini dapat digunakan sebagai petunjuk tentang pemilihan jenis,bahan dan luas penampang elektroda pembumian. Tabel 6. Luas Penampang Elektroda Berdasarkan Jenis Jenis Elektroda Baja Berlapis Seng Elektroda Pita Pita baja 100 mm2, tebal 3 mm, hantaran pilin 95 mm2 Elektroda Batang Elektroda Pelat Sumber : PUIL 2011 Pipa baja 1 baja profil L 65X65X7, U 6,5 T6, X50X3 Pelat besi Tebal 3 mm, luas 0,5-1 mm2 Bahan Baja Berlapis Tembaga Tembaga 50 mm2 Pita tembaga 50 mm2, tebal 2 mm, hantaran pilin 35 mm2 Baja 15 mm dilapisi tembaga 2,5 mm Pelat tembaga tebal 2 mm, luas 0,5-1 mm2 13

14 3) Jumlah atau konfigurasi elektroda. Untuk mendapatkan tahanan pembumian yang diharapkan dan apabila tidak memenuhi standart yang ditentukan dengan satu elektroda, bisa digunakan metode parallel dengan cara menambah lebih banyak elektroda dengan bermacam-macam konfigurasi pemancangannya di dalam tanah. PUIL : apabila hasil pengukuran belum mencapai 5 Ω, maka elektroda batang ditambah, dengan jarak dua kali panjang elektroda. 4) Kedalaman pemancangan atau penanaman di dalam tanah. Untuk kedalaman pemancangan elektroda pembumian ini tergantung dari pada jenis dan sifat-sifat tanah. Ada dua kondisi yaitu ada yang efektif ditanam secara dalam untuk jenis tanah yang kering dan berbatu, namun ada pula yang cukup ditanam secara dangkal untuk jenis tanah seperti tanah rawa, tanah liat dll. b. Faktor Eksternal Faktor eksternal merupakan faktor diluar dari komponen pembumian, lebih kepada faktor-faktor diluar sistem yang ikut mempengaruhi kinerja sistem pembumian. Secara lebih rinci faktor eksternal dijelaskan seperti berikut. 1) Sifat Geologi (karakteristik) Tanah. Tahanan jenis tanah (ohm-meter) merupakan nilai resistansi dari bumi yang menggambarkan nilai konduktivitas listrik bumi dan didefinisikan sebagai tahanan, dalam ohm, antara permukaan yang berlawanan dari suatu kubus satu meter kubik. Pentingnya tahanan jenis tanah ini untuk diketahui karena tahanan jenis tanahmempunyai beberapa manfaat yaitu : a) Beberapa data yang diperoleh dari surveys geofisika dibawah permukaan tanah dapat membantu untuk identifikasi lokasi pertambangan, kedalaman batu-batuan dan kejadian geologi lainnya. b) Tahanan jenis tanah mempunyai pengaruh langsung terhadap korosi pipa-pipa bawah tanah. Apabila tahanan jenis tanah semakin meningkat maka aktivitas korosi akan semakin meningkat pula. 14

15 c) Tahanan jenis lapisan tanah mempunyai pengaruh langsung dalam sistem pembumian. Ketika merencanakan sistem pembumian, sebaiknya dicari lokasi yang mempunyai tahanan jenis tanah yang terkecil agar tercapai instalasi pembumian yang paling ekonomis. Faktor keseimbangan antara tahanan pembumian dan kapasitansi di sekelilingnya adalah tahanan jenis tanah yang direpresentasikan dengan ρ. Harga tahanan jenis tanah dalam kedalaman tertentu tergantung pada beberapa faktor yaitu: a) Jenis tanah : liat, berpasir, berbatu dan lain-lain b) Lapisan tanah : berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau uniform c) Komposisi kimia dari larutan garam dalam kandungan air d) Kelembaban tanah e) Temperatur f) Kepadatan tanah Berdasarkan Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2011 (PUIL 2011) tahanan jenis tanah dari berbagai jenis tanah dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Jenis Tanah Tabel 7. Nilai Resistansi Berdasarkan Jenis Tanah Tanah Rawa Tanah Liat dan Tanah Ladang Pasir basah Kerikil Basah Pasir dan Kerikil Kering Tanah Berbatu Tahanan Jenis (Ω) Sumber : PUIL 2011 Pengetahuan ini sangat penting khususnya bagi para perancang sistem pembumian. Sebelum melakukan tindakan lain, yang pertama untuk diketahui terlebih dahulu adalah sifat-sifat tanah dimana akan dipasang elektroda pembumian untuk mengetahui resistansi jenis pembumian. Apabila perlu dilakukan pengukuran resistansi tanah namun perlu diketahui bahwa sifat-sifat tanah bisa jadi berubah-ubah antara musim yang satu dan musim yang lain. Hal ini harus betul-betul dipertimbangkan dalam perancangan sistem pembumian. Bila terjadi 15

16 hal semacam ini, maka yang bisa digunakan sebagai patokan adalah kondisi kapan resistansi jenis pembumian tetap memenuhi syarat pada musim kapan resistansi jenis pembumian tinggi, misalnya ketika musim kemarau. Rumus tahanan jenis tanah : Dengan: p = resistansi jenis tanah [ Ωm] R = resistansi pembumian [ Ω] L = panjang elektroda pembumian [ m ] a = Jari-jari batang elektroda pembumian [ m ] 2) Komposisi Zat Kimia dalam Tanah Kandungan zat - zat kimia dalam tanah terutama sejumlah zat organik maupun anorganik yang dapat larut perlu untuk diperhatikan pula. Di daerah yang mempunyai tingkat curah hujan tinggi biasanya mempunyai tahanan jenis tanah yang tinggi disebabkan garam yang terkandung pada lapisan atas larut bersama air hujan. Pada daerah yang demikian ini untuk memperoleh pembumian yang efektif yaitu dengan menanam elektroda pada kedalaman yang lebih dalam dimana larutan garam masih terdapat. 3) Kandungan Air Tanah. Untuk mengurangi variasi tahanan jenis tanah akibat pengaruh musim, pembumian dapat dilakukan dengan menanam elektroda pembumian sampai mencapai kedalaman di mana terdapat air tanah. Kadangkala kelembaban dan temperatur bervariasi di sekitar elektroda pembumian sehingga harga tahanan jenis tanah harus diambil untuk keadaan yang paling buruk, yaitu pada keadaan tanah kering dan dingin. Tahanan jenis tanah akan dipengaruhi pula oleh besar kecilnya konsentrasi air tanah atau kelembaban tanah jika konduktivitas tanah semakin besar maka tahanan jenis tanah semakin kecil. Kandungan air tanah sangat berpengaruh terhadap perubahan tahanan jenis tanah ( ρ ) terutama kandungan air tanah sampai dengan 16

17 20%.Dalam salah satu test laboratorium untuk tanah merah penurunan kandungan air tanah dari 20% ke 10% menyebabkan tahanan jenis tanah naik samapai 30 kali. Kenaikan kandungan air tanah diatas 20% pengaruhnya sedikit sekali. Tahanan pembumian tidaklah konstan karena terjadi perubahan musim dan kadar air dalam tanah. Kelembaban tanah/besar kecilnya konsentrasi air dalam tanah sangat mempengaruhi harga tahanan tanah. Makin lembab atau makin banyak mengandung air makin kecil harga tahanan tanahnya. Juga telah kita ketahui bahwa air bersifat konduktif. Tanah yang kering atau tanah dengan konsentrasi air dibawah 10 % mempunyai tahanan jenis tanah yang besar sekali. Atas dasar prinsip diatas, maka harus kita usahakan suatu elektoda pembumian ditanam sampai mencapai air tanah. Dengan menanam elektroda tanah dibawah permukaan air tanah, akan menjamin kita harga tahanan pembumian tidak banyak bevariasi terhadap cuaca. 4) Temperatur Tanah Temperatur tanah sekitar elektroda pembumian juga berpengaruh pada besarnya tahanan jenis tanah. Hal ini terlihat sekali pengaruhnya pada temperatur di bawah titik beku air (0 0 C). Di bawah harga ini penurunan temperatur yang sedikit saja akan menyebabkan kenaikan harga tahanan jenis tanah dengan cepat. Gejala di atas dapat dijelaskan sebagai berikut: Pada temperatur di bawah titik beku air (0 0 C), air di dalam tanah akan membeku, molekul-molekul air dalam tanah sulit untuk bergerak, sehingga daya hantar listrik tanah rendah sekali. Bila temperatur tanah naik, air akan berubah menjadi fase cair, molekul-molekul dan ion-ion bebas bergerak sehingga daya hantar listrik tanah menjadi besar atau tahanan jenis tanah turun. 17

18 4. Jenis-Jenis Sistem Pembumian Jenis-jenis sistem pembumian yang digunakan untuk sistem tenaga listrik berdasarkan PUIL 2011 dibagi menjadi tiga sistem utama yaitu Sistem TT, Sistem IT dan Sistem TN. Namun, sebelum pembahasan mengenai ketiga sistem utama tersebut perlu beberapat pemahaman istilah dan singkatan yang digunakan seperti yang telah dijelaskan dalam PUIL tentang jenis pembumian sistem. Kode yang digunakan mempunyai arti berikut: a. Huruf pertama Berkaitan dengan sistem daya ke bumi: T = hubungan langsung sebuah titik ke bumi; I = semua bagian aktif diisolasi dari bumi; atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui impedansitinggi. b. Huruf kedua Berkaitan dengan bagian konduktif terbuka (BKT) instalasi ke bumi. T = hubungan listrik langsung dari BKT ke bumi, tidak tergantung pada pembumian sembarang titik sistem daya. N = hubungan listrik langsung BKT ke titik sistem daya yang dibumikan (dalam sistem a.b., titik yang dibumikan dari sistem daya secara normal adalah titik netral atau, jika titik netral tidak ada, konduktor lin). c. Huruf berikutnya (jika ada) Susunan konduktor netral dan konduktor proteksi. S = fungsi proteksi diberikan oleh konduktor yang terpisah dari konduktor netral atau dari konduktor lin yang dibumikan (atau dalam sistem a.b. fase yang dibumikan). C = fungsi netral dan proteksi digabung dalam konduktor tunggal (konduktor PEN). a. Sistem TN Sistem daya TN mempunyai satu titik yang dibumikan langsung pada sumber, BKT instalasi dihubungkan ke titik tersebut melalui konduktor proteksi. Tiga jenis sistem TN dipertimbangkan sesuai susunan konduktor netral dan proteksi, sebagai berikut: 18

19 1) Sistem TN-S Sistem TN-S ini menggunakan konduktor proteksi yang terpisah pada seluruh sistem. Sistem ini merupakan sistem yang lengkap, karena mempunyai 5 konduktor untuk sistem trifase atau 3 konduktor untuk sistem fase tunggal pada jaringan distribusinya. Sistem ini tidak lazim dipakai, karena dianggap boros, karena itu sistem yang lazim adalah yang mempunyai 4 konduktor untuk sistem trifase dan 2 konduktor untuk sistem fase tunggal pada jaringan distribusi. Jadi konduktor PE dan netral sumber digabung pada satu konduktor PEN. Contoh: jaringan distribusi PLN.Bentuk rangkaian untuk sistem TN-S ini disajikan pada gambar berikut. Gambar 1. Rangkaian Sistem Pembumian TN-S (Sumber : PUIL 2011) 2) Sistem TN-C-S Pada sistem TN C-S ini fungsi konduktor netral dan konduktor proteksi digabungkan dalam konduktor tunggal pada sebagian sistem. Sistem ini adalah sistem yang paling lazim di Indonesia. Ciri-ciri sistem TN-C- S: a) Satu titik sumber dibumikan (kode T); b) BKT (Bagian Konduktif Terbuka) dihubungkan ke konduktor PE yang tergabung dengan konduktor N, untuk kemudian dibumikan (kode N); 19

20 c) Konduktor proteksi PE dan konduktor netral N dari sumber (PLN) digabung menjadi satu konduktor PEN (kode C); d) Konduktor PE dan konduktor N pada instalasi pelanggan terpisah (kode S), tapi dihubungkan di satu titik, biasanya di panel pelanggan (biasa disebut dijumper ). Pada Gambar dihubungkan di titik awal instalasi; e) jadi merupakan kombinasi antara sistem TN, C dan S, karena itu dinamakan TN-C-S. BKT (Bagian Konduktif Terbuka - exposed conductive part) adalah bagian konduktif perlengkapan yang dapat disentuh dan yang secara normal tidak bervoltase, tetapi dapat menjadi bervoltase bila insulasi dasar gagal (terjadi hubung pendek). BKT dapat berupa selungkup atau bodi peralatan/perlengkapan. Bentuk rangkaian sistem TN-C-S ini disajikan pada gambar berikut. Gambar 2. Rangkaian Sistem Pembumian TN-C-S (Sumber : PUIL 2011) 3) Sistem TN-C Sistem TN-C ini untuk fungsi konduktor netral dan konduktor proteksi digabungkan dalam satu konduktor tunggal di seluruh sistem, rangkaian sistem TN-C disajikan pada gambar berikut. 20

21 Gambar 3. Rangkaian Sistem Pembumian TN-C (Sumber : PUIL 2011) 21

22 b. Sistem TT Sistem TT ini hanya mempunyai satu titik yang dibumikan langsung dan BKT instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang independen secara listrik dari elektrode bumi sistem suplai. Sistem ini adalah sistem yang lazim di Eropa. Di Indonesia, terutama digunakan untuk instalasi yang banyak memakai perangkat elektronik atau komunikasi. Ciri-ciri sistem TT: 1) Satu titik sumber dibumikan (kode T); 2) BKT dihubungkan ke konduktor PE untuk kemudian langsung dibumikan tanpa dihubungkan ke konduktor N (kode T); 3) Konduktor PE dan konduktor N pada instalasi terpisah di seluruh instalasi. Karena itu ciri utama sistem TT terminal netral N dan terminal konduktor proteksi PE di dalam panelpelanggan tidak dihubungkan. Rangkaian sistem pembumian jenis TT ini disajikan pada gambar berikut. Gambar 4. Rangkaian Sistem Pembumian TT (Sumber : PUIL 2011) 22

23 c. Sistem IT Sistem daya IT mempunyai semua bagian aktif diisolasi dari bumi atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui impedans. BKT instalasi listrik dibumikan secara independen atau secara kolektif atau ke pembumian sistem Sistem IT juga lazim digunakan di Indonesia, khususnya digunakan untuk instalasi yang memerlukan kontinuitas pelayanan (misalnya pada sebagian instalasi rumah sakit). Pada sistem ini bila terjadi gangguan pertama, gawai proteksi tidak akan trip (terbuka). Ciriciri sistem IT: 1) sumber diisolasi atau dihubungkan dengan impedans yang cukup tinggi terhadap bumi,sehingga dapat dianggap diisolasi juga (kode I). 2) BKT dihubungkan ke konduktor PE untuk kemudian langsung dibumikan tanpa dihubungkan ke konduktor N (kode T); 3) konduktor PE dan konduktor N instalasi terpisah di seluruh instalasi. 4) konduktor N dapat didistribusikan (lazim di Indonesia) atau tidak didistribusikan diseluruh instalasi. Gambar 5. Rangkaian Sistem Pembumian IT (Sumber : PUIL 2011) CATATAN : Pembumian tambahan dari PE pada instalasi dapat diberikan. 23

24 1) Sistem dapat dihubungkan ke bumi melalui impedans yang cukup tinggi. Hubungan ini dapat dilakukan misalnya pada titik netral, titik netral buatan, atau konduktor lin. 2) Konduktor netral dapat didistribusikan atau tidak didistribusikan. Sistem pembumian TN-C-S, TT adalah sistem pembumian yang lazim di Indonesia, walaupun dalam PUIL 2011 dimungkinkan sistem pembumian lain. Misalnya TN-S, sistem ini tidak lazim di Indonesia karena mensyaratkan 5 konduktor dari sumber (3 konduktor lin, 1 konduktor netral dan 1 konduktor proteksi) untuk trifase atau 3 konduktor (1 konduktor lin, 1 konduktor netral dan 1 konduktor proteksi), yang di Indonesia PLN tidak menyediakannya. PLN hanya menyediakan 4 konduktor (3 konduktor lin dan 1 konduktor netral) untuk trifase dan 2 konduktor (1 konduktor lin dan 1 konduktor netral) untuk fase tunggal. Sistem pembumian arus searah juga belum lazim di Indonesia. 24

25 PANEL HUBUNG BAGI (PHB) 3 FASA INSTALASI TENAGA 1. Dasar Panel Hubung Bagi (PHB) Panel hubung bagi (PHB) adalah suatu perlengkapan untuk mengendalikan dan membagi tenaga listrik dan atau mengendalikan dan melindungi sirkit dan pemanfaat tenaga listrik. Adapun bentuknya dapat berupa box, panel, atau lemari (PUIL 2011). Panel hubung bagi ini merupakan bagian dari suatu sistem suplai tenaga listrik. Sistem suplai tenaga listrik itu sendiri pada umumnya dibagi atas : pembangkitan (generator), transmisi (penghantar), pemindahan daya (transformator). Sebelum tenaga listrik sampai ke peralatan konsumen seperti motor-motor, katup solenoid, pemanas, lampu-lampu penerangan, AC dan beban pemanfaatan tenaga listrik lainnya, biasanya melalui PHB terlebih dahulu. Di dalam memilih PHB yang akan dipakai dalam sistem, terdapat empat katagori yang dapat dipakai sebagai kriteria dalam pemilihan seperti yang dijelaskan berikut. a. Arus Pertimbangan mengenai arus ini erat kaitannya dengan kapasitas PHB yang akan dipakai untuk melayani sejumlah beban yang sudah diperhitungkan sebelumnya, sehingga dalam pemilihan PHB itu perlu mempertimbangkan besarnya arus yang akan mengalir di PHB tersebut. Yang berkaitan dengan arus ini hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah: 1) Rating arus rel 2) Rating arus saluran masuk 3) Rating arus saluran keluar 4) Rating kemampuan rel dalam menahan arus hubungan singkat b. Proteksi dan Instalasi Di dalam pemilihan PHB yang akan dipasang perlu dipertimbangkan pula kriteria pengaman dan pemasangannya beberapa yang perlu diperhatikan untuk pemilihan PHB yaitu: 25

26 1) Tingkat pengamanan 2) Metode instalasinya 3) Jumlah muka operasinya 4) Peralatan ukur untuk proteksi 5) Bahan selungkupnya c. Pemasangan Komponen PHB Dalam pemasangan PHB terdapat beberapa macam teknik pemasangan dalam komponen PHB dalam sistem ketenagalistrikan, yaitu: 1) Pemasangan tetap (non-withdrawable) 2) Pemasangan yang dapat dipindah-pindah (removable) 3) Pemasangan sisttem laci (withdrawable) d. Aplikasi Bentuk dan konstruksi PHB yang ada dipasaran sangat banyak, sehingga susah untuk membedakan PHB jika dilihat dari bentuk fisiknya saja. Untuk membedakan PHB yang jenisnya sangat bervariasi akan lebih tepat jika ditinjau dari aplikasinya. Berikut adalah contoh dari beberapa pemakaian PHB yang lazim ditemui di lapangan : 1) PHB untuk penerangan dan daya 2) PHB untuk unit konsumen 3) PHB untuk distribusi sistem saluran penghantar (trunking) 4) PHB untuk perbaikan faktor daya 5) PHB untuk distribusi di Industr 6) PHB untuk distribusi motor-motor 7) PHB utama 8) PHB untuk distribusi 9) PHB untuk sub distribusi 10) PHB untuk sistem kontrol 26

27 Dengan berpedoman dan mengacu kepada empat hal diatas maka proses perencanaan dan pemasangan PHB akan sesuai dengan standar dan kebutuhan dari sistem suplai tenaga listrik dan yang terapenting adalah sesuai dengan standar kelistrikan yang telah ditetapkan terkait dengan sistem keamanan dan proteksi terhadap bahaya kelistrikan. a. Bentuk Konstruksi PHB Bentuk kontruksi PHB juga perlu menjadi pertimbanngan dalam pemilihan PHB dalam rangka Perencanaan PHB yang baik sesuai dengan kebutuhan dan besar daya pada sistem instalasi tenaga lisrik. PHB dapat dibedakan menjadi beberapa jenis jika ditinjau dari segi bentuk konstruksinya, seperti yang dijelasakan berikut: 1) Konstruksi Terbuka Pada jenis PHB dengan konstruksi terbuka ini pada bagian-bagian yang aktif atau bertegangan seperti rel beberapa peralatan, terminal dan penghantar dapat terlihat dan terjangkau dari segala sisi. Pemasangan PHB sistem terbuka ini hanya diijinkan pada ruangan yang tertutup dan hanya operator atau orang yang profesional yang boleh masuk dalam ruangan tersebut. 2) Konstruksi Semi -Tertutup PHB jenis ini berupa panel yang dilengkapi dengan pengaman yang dapat mencegah terjadi kontak dengan bagian-bagian yang bertegangan pada PHB. Pengaman ini pada umumnya dipasang pada bagian sakelar/tombol operasi muka, sehingga operator tidak mempunyai akses menyentuh bagian-bagian yang bertegangan pada PHB dari arah muka. Namun demikian, pada panel jenis ini tidak semua sisi tertutup seperti contohnya pada bagian belakang dan sampingnya. Oleh sebab itu panel jenis ini diletakkan dalam ruangan tertutup dan tidak semua orang belh masuk kecuali operator sebagai tenaga profesional. Bentuk dari panel jenis ini disajikan pada gambar berikut. 27

28 Gambar 6. Panel Semi Tertutup (Sumber : Samsuri, 2014) 3) Konstruksi Lemari PHB jenis konstruksi cubicle ini adalah tertutup pada semua sisinya, sehingga tidak ada akses untuk kontak dengan bagian yang bertegangan selama pengoperasian, karena konstruksi tertutup pada setiap sisinya maka pemasangan PHB jenis ini tidak harus di tempat yang tertutup dan terkunci, atau dengan kata lain dapat dipasang pada tempat-tempat umum pengoperasian listrik. PHB jenis ini ada yang dibuat dengan sistem laci, yaitu komponen atau perlengkapan PHB ini dapat ditarik atau dilepas/untuk keperluan perbaikan atau pemeliharaan. Untuk memasang kembali dalam sistem, kita cukup mendorong ke dalam seperti kita mendorong laci. Pada PHB sistem laci ini bagian atau komponen yang bisa dilepas dan dipasang kembali, biasanya berupa sakelar pemisah atau pemutus tenaga untuk saluran masuk, saluran keluar dan sakelar penggandeng. Bentuk panel jenis kontruksi lemari ini disajikan pada gambar berikut. 28

29 Gambar 7. Panel Jenis Kontruksi Lemari (Sumber : Samsuri, 2014) 4) Konstruksi Kotak (Box) PHB jenis kotak (box) ini ada yang terbuat dari bahan isolasi, plat logam, baja tuang, dan sebagainya. Di dalam kotak tersebut sudah dilengkapi dengan tempat untuk pengikat pemasangan rel, sekering, sakelar kontraktor dan perlengkapan lain terkait dengan pemasangan PHB dengan ukuran yang relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan tipe lemari. b. Pemilihan PHB Pemillihan PHB sangatlah penting dalam perencanaan dan pemsangan PHB dalam suatu sistem instalasi tenaga listrik agar dapat sesuai dengan standar dan persyaratan yang berlaku, tertutam berhubungan dengan aspek ekbutuhan dan sistem keamanan atau proteksi terhadap bahaya dan gangguan yang dapat mengganggu sistem instalasi tenaga listrik yang terasang. Untuk memudahkan dalam pemilihan PHB yang akan dipakai dalam sistem, ada beberapa pedoman yang dapat dipedomani seperti yang dijelaskan berikut ini 1) Merencanakan Pemasangan PHB induk : a) Rating arus peralatan harus sampai dengan 4000A b) Bahan selungkup dari plat baja c) Tinggi 2200 mm 29

30 d) Metode pemasangan peralatan PHB dengan sistem pemasangan tetap atau tidak tetap (withdrawable) e) Kemampuan menahan arus hubungan singkat sampai dengan 176 ka f) Tingkat pengamanan untuk selungkup IP 40 atau IP 54 2) Merencanakan Pemasangan PHB distribusi : a) Rating arus peralatan sampai dengan 2000 A b) Bahan selungkup berupa bahan isolasi, plat logam dan baja tuang c) Penggunaan PHB box tinggi < 1000 mm d) Pemasangan peralatan dalam panel dipasang secara tetap e) Kemampuan menahan arus hubungan singkat sampai dengan 80kA f) Tingkat pengaman sampai dengan IP 65 Agar mendapatkan keterangan yang lengkap data-data teknis yang diperlukan dalam pemilihan PHB maka perlu mebaca datasheet atau keterangan lain dari komponen tersebut yang dapat didapatkan dari buku katalog pabrik pembuat komponen PHB. 1) Kemampuan Menahan Arus Hubung Singkat Arus hubung singkat prospektif yang mengalir pada instalasi antara saluran masuk menuju PHB induk atau PHB distribusi dan kabel yang menuju ke beban tidak boleh melebihi kemampuan menahan arus hubung singkat dari peralatan yang terpasang di PHB. 2) Derajat Pengamanan Derajat pengamanan ini tergantung oleh kondisi lokasi pemasangan dan kondisi sekelilingnya. PHB harus dilengkapi dengan pengaman yang dapat mencegah terjadinya tegangan sentuh, benturan benda asing dan air. Pemasangan PHB di ruangan dimana orang dapat dengan mudah menjangkaunya, PHB harus didesain dengan pengaman untuk mencegah terjadinya tegangan sentuh oleh karena kecelakaan maupun saat pengoperasian, untuk itu derajat pengamannya paling sedikit adalah IP

31 3) Selungkup dari bahan penyekat. Selungkup yang digunakan untuk PHB harus diproteksi terhadap korosi dan tegangan sentuh. Pada umumnya dipasaran ditawarkan dua macam bahan yaitu bahan metal dan bahan penyekat, seperti polyester yang dicampur dengan fiberglass atau bahan penyekat lainnya. 4) Permukaan selungkup logam Semua jenis konstruksi PHB baik selungkup maupun struktur untuk pemasangan komponen yang terbuat dari logam harus diproteksi dengan finishing permukaan yang baik. Pada umumnya selungkup PHB dicat dengan menggunakan Polyester Epoxy Powder, sehingga mempunyai sifat mekanik yang cukup baik. 5) Pemasangan Sebelum menentukan jenis PHB yang akan dipakai perlu pula dipertimbangkan cara pemasangannya. Ada beberapa cara dalam pemasangan PHB yaitu : a) Di lantai dekat dinding b) Di lantai, berdiri bebas di ruangan c) Menempel tetap di dinding d) Digantung di langit-langit e) Dipasang di rak 31

32 2. Perencanaan dan Pemasangan PHB a. Pemahaman Umum PHB dengan rating arus sampai dengan 4000 A dipasang sebagai PHB induk di industri, bangunan gedung bertingkat yang besar, rumah sakit besar, atau pada tempat-tempat yang mengkonsumsi daya listrik yang besar. Pada umumnya sistem konfigurasi suplai tenaga listrik di industri melalui sebuah PHB induk (pusat daya) yang diisi/disuplai dari satu atau lebih transformator, kemudian melalui rel saluran keluar dihubung ke PHB distribusi yang melayani beberapa buah beban. Tentu saja saluran masuk maupun keluar diamankan oleh pemutus tenaga. Gambar single line diagram pembagian panel dari jaringan trafo distribusi yang dimulai dari panel induk dan dihubungkan ke panel distribusi disajikan pada gambar berikut ini. Gambar 9. Diagram Aliran Dari Panel Induk ke Panel Distribusi (Sumber : Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan) 32

33 Pemisahan antara PHB induk dengan PHB distribusi mempunyai beberapa keuntungan : 1) PHB induk dapat dipasang dekat dengan transformator penyulang, sehingga hanya memerlukan kabel yang pendek. 2) Pemutus tenaga untuk saluran masuk maupun saluran keluar, hanya membutuhkan satu bentuk konstruksi, karena ukuran fisiknya relatif sama. 3) PHB distribusi ini dipasang dekat dengan beban, sehingga hanya memerlukan kabel yang pendek. 4) Oleh karena kabel yang menghubungkan antara PHB induk dengan PHB distribusi cukup panjang, sehingga komponen PHB distribusi dapat menggunakan komponen dengan kemampuan menahan terhadap arus hubung singkat yang rendah. b. Rel dan Kabel Saluran Masuk PHB induk ini pada umumnya ditempatkan pada tempat yang dekat dengan transformator penyulangan. Kabel yang masuk menuju ke rel PHB induk ini dapat dilakukan melalui bagian bawah atau atas. Apabila kapasitas daya (transformator)nya besar, maka penarikan kabel untuk saluran masuk dapat dengan cara diparalel dua kabel atau lebih. c. Saluran Keluar Saluran keluar ini menggunakan kabel yang panjangnya tergantung oleh jarak, demikian pula perlu dipertimbangkan arus dan drop tegangannya. Diperkenankan menggunakan kabel pararel, bila arusnya lebih dari 250A. Pada umumnya kabel keluar melalui bagian bawah dari PHB, pemasangan kabel dapat dilakukan dengan menggunakan nampan kabel (cable try) yang digantung dilangit-langit, dapat pula dengan cara membuat lorong di bawah lantai untuk saluran kabel. 33

34 d. Prosedur Pelayanan dan Pemeliharaan Prosedur pelayanan dan pemeliharaan harus mengikuti ketentuan-ketentuan yang berlaku (PUIL pasal 601 B). Apabila PHB nya jenis laci (withdrawable) maka perlu dipertimbangkan ruang yang cukup untuk pengoperasian. Pada saluran keluar dari PHB induk yang menuju ke PHB distribusi perlu diperhatikan pula hal-hal yang berhuhungan dengan pelayanan dan pemeliharaan ini. Untuk itu pada saluran keluar harus diberi ruang yang cukup untuk pelayanan dan pemeliharaan. e. Fasilitas Isolasi Apabila beberapa transformator menyulang sebuah rel atau beberapa bagian rel dengan sistem gandeng, maka diperlukan sakelar isolasi. Ini dimaksudkan apabila terjadi gangguan, perbaikan, dan modifikasi rangkaian, saluran masuknya dapat diisolasi. Untuk keperluan ini dapat dilakukan dengan cara memasang : 1) Sakelar pemisah dengan rating sampai dengan 3000A 2) Sakelar beban yang menggunakan HRC fuse 3) Pemutus tenaga dengan sistem laci (withdrawable) Pada akhirnya, pertimbangannya bukan hanya penghematan biaya semata, tetapi perlu dipertimbangkan pula luas ruang yang diperlukan untuk PHB. Pengisolasian ini diperlukan pula untuk saluran keluar dari rel, yaitu untuk keperluan pada saat ada gangguan, pemeliharaan modifikasi rangkaian dan sebagainya. Dalam beberapa hal sakelar pemutus beban dengan sekering HRC yang dipakai untuk pengaman hubung singkat dapat dipakai untuk keperluan tersebut. f. Rel (Bus-Bar) Sistem rel yang dipakai pada PHB induk disebut dengan Sistem 4 rel. Tiga rel diperuntukkan untuk penghantar 3 fasa masing-masing LI/R, L2/S, dan L3/T dan satu rel lagi diperuntukkan untuk hantaran PE atau PEN, yang diletakkan pada bagian bawah di PHB. Sedangkan untuk rel fasanya dipasang pada bagian atas secara mendatar. 34

35 Sehubungan dengan kapasitas pembebanan dari rel utama ini, ukuran rel harus ditentukan dengan cermat. Sebagai dasar untuk menentukan ukuran rel diantaranya adalah : kondisi operasi normal dan rating arusnya, kondisi hubung singkat (berupa panas yang dibangkitkan diakibat oleh arus hubung singkat tersebut) dan besarnya ketegangan dinamis. Rating arus dan arus hubung singkat dari rel utama mempunyai harga yang berbeda menurut jenis PHB nya, dan tergantung oleh : 1) Posisi pemasangan komponen PHB 2) Luas penampang penghantar 3) Kekuatan mekanik penghantar 4) Pemisahan antar penopang 5) Kemungkinan pengaruh pemanasan dari komponen lain 6) Pengaruh dari penghantar yang satu terhadap yang lain Hantaran rel untuk pentanahan (PE atau PEN) secara listrik harus dihubungkan ke kerangka PHB dan ukurannya diperhitungkan agar mampu dialiri oleh setiap arus hubung singkat yang mungkin timbul. Ukuran rel penghantar untuk PE atau PEN umumnya adalah 25% kali ukuran rel penghantar fasanya. g. Posisi Saluran Masuk dan Keluar Aspek yang penting dari spesifikasi busbar adalah secara fisik posisi saluran masuk dan keluar dari suatu PHB. Posisi saluran dan keluar dapat dijadikan acuan untuk mempertimbangkan desain PHB yang akan digunakan serta desain rel (bus-bar) yang akan digunakan pada saat pemasangan PHB. Beberapa bentuk rangkaian aliran saluran masuk dan keluar dalam PHB disajikan pada gambar berikut. 35

36 (a) (b) (c) (d) (e) Gambar 10. Beberapa jenis Saluran Masuk dan Keluar PHB : (a) Satu Pengisian di Satu Sisi, (b) Satu Pengisian dari Tengah, (c) Dua Pengisian pada Sisinya, (d) Dua Pengisian di Tengah, (e) satu Pengisian di Tengah dan Dua di Sisi 36

37 h. Bahan dan Penandaan Rel Bahan yang dipakai untuk rel kebanyakan dibuat dari tembaga elektrolit dan alumunium. Berdasarkan standar IEC 28 tentang Standar International dari tahanan yang terbuat dari tembaga, menyebutkan bahwa besar tahanan jenis tembaga adalah R 20 = 1/58 = 0, Ω mm 2 /m. Dimana besar dari koefisien temperatur T 20 pada suhu 20 0 C untuk tembaga adalah T 20 = 3,93 x 10-3/K. Harga ini akan bertambah besar atau kecil berbanding lurus dengan perubahan konduktifitasnya. Sedangkan untuk bahan penghantar dari alumunium berdasarkan standar IEC 111 tentang Standar international dari tahanan yang terbuat dari alumunium (Commercial Hard Drawn Alumunium), menyebutkan bahwa besar tahanan jenis alumunium adalah R 20 = 0, Ω mm 2 /m. Dimana besar dari koefisien temperatur T 20 pada suhu 20 0 C untuk alumunium adalah T 20 = 4.03 x 10-3/K. Harga ini akan bertambah besar atau kecil berbanding lurus dengan perubahan konduktifitasnya. Untuk identifikasi rel biasanya dengan cara di cat, berdasarkan PUIL identifikasi warna adalah sebagai berikut : Merah - LI/R Kuning - L2/S Hitam - L3/T Biru - Netral 37

38 Kemudian untuk rel pentanahan PE atau PEN indentifikasi warnanya adalah loreng (hijau-kuning). Identifikasi juga dapat dilakukan cukup dengan menggunakan lambang huruf, yaitu untuk fasanya adalah L1/R, L2/S, L3/T dan N untuk netral. i. Beban Motor Dalam memperhitungkan jenis dan besar penampang rel yang akan digunakan dalam PHB besar beban yang akan disuplai harus menjadi pertimbangan. Jika terdapat satu atau lebih beban motor yang disuplai dari saluran keluar PHB, maka harus ikut diperhitungkan dalam menentukan ukuran relnya, sebab motor-motor ini akan memperbesar arus hubung singkat dari sistem. j. PHB Standar Seperti telah disinggung pada pembahasan sebelumnya, bahwa dipasaran terdapat berbagai macam dan jenis PHB. Berikut adalah beberapa contoh dari PHB yang ada dipasaran tersebut. 1) PHB Distribusi Bentuk Box PHB jenis ini dipakai untuk distribusi daya listrik dengan kapasitas antara A, bahan selungkup yang dipakai adalah terbuat dari: a) Bahan isolasi b) Plat logam c) Baja tuang Semua selungkup dibuat dari glass-feber-polyester resin, ini secara teknis merupakan kombinasi bahan dengan kualitas yang baik dan baik untuk kebutuhan PHB, bahan isolasi ini mempunyai keunggulan : a) Isolasinya tinggi b) Derajat pengamanannya tinggi c) Tidak korosi d) Kekuatan mekanik yang besar e) Mudah dalam pengerjaannya f) Tahan panas 38