Desain Sistem Pembumian / Pembumian pada Jaringan Gardu Induk
Desain Sistem Pembumian / Pembumian di Jaringan Gardu Induk
Pengantar Grid Pembumian Gardu Induk
Dalam tegangan tinggi dan menengah
[1]
gardu induk berinsulasi udara (AIS ) medan elektromagnetik , yang penyebabnya adalah muatan statis dari kabel dan konduktor telanjang dan oleh kondisi atmosfer (lonjakan ), menginduksi tegangan di bagian tidak aktif instalasi yang menciptakan perbedaan potensial antara bagian logam dan tanah dan juga antara berbagai titik tanah .
Situasi serupa dapat terjadi bila ada kesalahan antara bagian aktif dari instalasi dan bagian tidak aktif , misalnya dalam hubung singkat fase-ke-bumi .
Ini perbedaan potensial berikan asal ke potensi langkah dan potensi sentuhan , atau kombinasi keduanya , yang dapat menyebabkan sirkulasi arus listrik melalui tubuh manusia , yang dapat menyebabkan bahaya kepada orang-orang.
Tegangan sentuh (E t ) dapat didefinisikan sebagai perbedaan potensial maksimum yang ada antara struktur logam yang dibumikan yang dapat disentuh oleh tangan dan setiap titik di tanah, ketika arus gangguan mengalir.
Biasanya mempertimbangkan jarak 1 m antara struktur logam dan titik di tanah.
Tegangan langkah (Es ) didefinisikan sebagai perbedaan potensial maksimum yang ada di antara kaki-kaki ketika arus gangguan mengalir.
Biasanya mempertimbangkan jarak 1 m antara kaki.
Kasus tertentu dari tegangan langkah adalah tegangan yang ditransfer (Etrrd ) :di mana tegangan ditransfer ke dalam atau ke luar gardu dari atau ke titik jauh di luar lokasi gardu.
- Pos Terkait:Instalasi Pembumian dan Pembumian Listrik | Panduan Lengkap
Konsep lainnya adalah :
- Potensi kenaikan dasar (GPR ): Potensial listrik maksimum yang dapat dicapai oleh jaringan pembumian gardu induk relatif terhadap titik pembumian jauh yang diasumsikan pada potensi pembumian jauh. Tegangan ini, GPR, sama dengan arus jaringan maksimum dikalikan hambatan jaringan.
- Tegangan jala (Em ): Tegangan sentuh maksimum dalam jaring jaringan arde.
- Tegangan sentuh logam-ke-logam (Emm ): Perbedaan potensial antara objek atau struktur logam di dalam lokasi gardu induk yang dapat dijembatani melalui kontak tangan-ke-tangan atau tangan-ke-kaki langsung.
Diagram pada Gambar 1 menunjukkan fenomena yang disebutkan di atas .
Gambar 1 – Tegangan sentuh, langkah, dan transfer
Untuk memperkecil untuk nilai yang dapat diterima dari arus melalui tubuh manusia , untuk memastikan keamanan listrik untuk orang yang bekerja di dalam atau di dekat instalasi , dan juga untuk membatasi gangguan listrik yang mungkin terjadi pada peralatan pihak ketiga , AIS harus dilengkapi dengan pembumian (atau pembumian ) sistem , yang semua bagian logam yang tidak aktif dari instalasi harus disambungkan , seperti struktur logam, sakelar pembumian, arester surja, penutup switchboard dan motor, rel transformator, dan pagar logam .
Karena pembumian memiliki pengaruh pada tingkat tegangan lebih sistem daya dan arus gangguan , dan definisi sistem proteksi, sistem pembumian harus dirancang untuk memastikan bahwa ada pengoperasian yang tepat dari gawai proteksi seperti rele proteksi dan arester surja .
Desain dan konstruksi sistem pembumian harus memastikan bahwa sistem bekerja sesuai umur instalasi yang diharapkan dan oleh karena itu harus mempertimbangkan penambahan di masa mendatang dan arus gangguan maksimum untuk konfigurasi akhir.
Sistem pembumian terbuat dari jaring kabel tembaga telanjang yang terkubur , dengan batang pembumian tambahan , dan harus dihitung, direkomendasikan untuk menggunakan IEEE Std. 80-2000 .
- Pos Terkait: Perbedaan Antara Pembumian, Pembumian, dan Pengikatan
Rumus penting untuk Merancang Sistem Pembumian Grid Gardu Induk
Bagian melintang dari kabel yang terkubur harus dihitung sesuai dengan nilai arus hubung singkat fasa-ke-bumi , tetapi biasanya menggunakan arus hubung singkat tiga fasa untuk tujuan ini.
Untuk perhitungan ini, rumus berikut harus digunakan :Di mana:
- Saya”K1 adalah arus hubung singkat fase-ke-bumi [A ]
- ts adalah durasi kesalahan [s ]
- Δθ adalah kenaikan suhu maksimum yang diizinkan [°C ] – untuk tembaga telanjang Δθ =150 °C
Sesuai dengan Standar IEEE yang dirujuk langkah maksimum yang dapat ditoleransi dan potensi sentuhan dan arus maksimum yang dapat ditoleransi melalui tubuh manusia (Sayahb ) dan resistensi dari grid bumi (Rg ) dihitung dengan rumus:
Potensi langkah maksimum yang dapat ditoleransi
Potensi sentuhan maksimum yang dapat ditoleransi
Arus maksimum yang dapat ditoleransi melalui tubuh manusia
Resistensi Grid Earth
Di mana:
- Cs adalah faktor penurunan lapisan permukaan dan dihitung dengan rumus:
- ts adalah durasi kesalahan [s ]
- ρ s adalah resistivitas material permukaan [Ω. m < – nilai tipikal untuk batu pecah/kerikil basah: 2.500 Ω .m
- ρ adalah resistivitas bumi di bawah material permukaan [Ω .m ]
- hs adalah ketebalan material permukaan [m ]
- A adalah area yang ditempati oleh grid tanah [m
2
]
- lT adalah total panjang konduktor yang terkubur, termasuk batang pembumian [m ]
Jika tidak ada lapisan permukaan pelindung yang digunakan, maka Cs =1 dan ρ s = ρ
Penghitungan ini biasanya dilakukan menggunakan perangkat lunak tertentu .
Kisi Pembumian Gardu Induk
Gambar 2 menunjukkan contoh grid bumi.
Gambar 2 – Kisi bumi
Metode yang paling cocok untuk sambungan jaringan bumi adalah :
a.) Pengelasan eksotermik
Gambar 3 – Pengelasan eksotermik
Pengelasan eksotermik adalah proses koneksi permanen konduktor yang menggunakan logam cair dan cetakan , yang didasarkan pada reaksi kimia antara oksida logam (konduktor ) dan serbuk aluminium menyala , yang berfungsi sebagai bahan bakar , dengan pelepasan energi panas . reaksi kimia . ini adalah komposisi kembang api dikenal sebagai termit .
Harus dipastikan bahwa jumlah pengelasan eksotermik yang dilakukan dengan setiap cetakan tidak akan melebihi indikasi pabrikan.
- Baca juga:Apa Perbedaan Netral, Tanah, dan Bumi?
b .) Konektor C :
menggunakan alat dan matriks crimping hidrolik dengan ukuran yang sesuai dengan ukuran konektor .
Gambar 4 – Konektor C dan alat crimping
Dekat dengan kotak kontrol dari pemutus sirkuit, sakelar, dan isolator itu harus dipasang keset ekuipotensial logam , terhubung ke sistem bumi , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 – Keset ekuipotensial logam
Senang untuk diketahui:
[1] Menjadi Un tegangan pengenal jaringan:HV – Un 60 kV; MV – 1 kV n 49,5 kV .
Tentang Penulis:Manuel Bolotinha
-S1 Teknik Elektro – Energi dan Sistem Tenaga (1974 – Instituto Superior Técnico/University of Lisbon)
– Magister Teknik Elektro dan Komputer (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– Konsultan Senior di Gardu Induk dan Sistem Tenaga; Instruktur Profesional