DEFINISI SISTEM
PEMBUMIAN
SAMBUNGAN PENGALIR SESUATU LITAR
ATAU BINGKAI ALATAN/RADAS ELEKTRIK KE
JISIM BUMI.
BERDASARKAN PERATURAN
BEKALAN ELEKTRIK 1994, AKTA
447
(PERATURAN NO.3)
PENYAMBUNGAN KE BUMI
DENGAN CARA YANG SENTIASA
MEMBOLEHKAN PEMBUANGAN
CAS TENAGA ELEKTRIK SERTA
MERTA TANPA BAHAYA KE JISIM
BUMI (WATER TABLE)
MENGIKUT ATURAN KESELAMATAN
ELEKTRIK TNBD SEKSYEN 2
DIBUMIKAN – BERMAKSUD TELAH DISAMBUNG
KE BUMI DENGAN CARA YANG SENTIASA
MEMBOLEHKAN PEMBUANGAN CAS TENAGA
ELEKTRIK SERTA MERTA TANPA BAHAYA APB
DIPASANG PADA RADAS, PERKAKAS DAN
PENGALIR. SEMUA FASA DILITAR PINTASKAN DAN
DISAMBUNG KE BUMI DENGAN BERKESAN.
TUJUAN PEMBUMIAN
• MEMASTIKAN SESIAPA YANG
BEKERJA/MENYENTUH PEPASANGAN YANG
TELAH DIBUMIKAN TIDAK TERDEDAH KEPADA
RENJATAN ELEKTRIK.
•MENGHASILKAN ‘LOW IMPEDANCE’
KE
BUMI/EARTH SEKIRANYA BERLAKU ARUS TIDAK
NORMAL/TINGGI
KENAPA SAMBUNGAN
DILAKUKAN?
SAMBUNGAN- DILAKUKAN UNTUK
MENGWUJUD DAN MENGEKALKAN
POTENSI BUMI PADA LITAR ATAU
BINGKAI/RADAS ELEKTRIK YANG
DISAMBUNGKAN. SAMBUNGAN INI
MESTILAH DILAKUKAN DENGAN CARA
YANG BETUL SUPAYA RINTANGAN
ANTARA LITAR ATAU BINGKAI
ALATAN/RADAS ELEKTRIK BERADA
PADA NILAI HAD YANG DITETAPKAN.
KEJUTAN
ELEKTRIK DAN KESAN PADA MANUSIA
(SISTEM
GEMURUH ”NERVOUS SYSTEM” –
LALUAN
ARUS DLM BADAN MANUSIA)
FAKTOR
MEMBAWA PADAH; (MAUT)
1-
NILAI ARUS
2-
TEMPOH MASA
3-
NILAI VOLTAN
4-
FREKUENSI – 50HZ > 60HZ
5- SAIZ BADAN
BERIKUT ADALAH KESAN ALIRAN ARUS PADA BADAN
SESEORNG
YANG MEMPUNYAI BERAT BADAN LEBIH KURANG 50KG
NILAI ARUS KESAN
1- 4mA Current is perceptible
5 mA -Threshold of reaction
10 mA Threshold of “let go”
10 - 15 mA Loss of muscular control
20 - 40 mA Increase pain,
respiratory difficulty
50 - 100 mA Irregular heart beat,
Ventricular fibrillation begins or death
STEP POTENTIAL(SP)
• POTENSI LANGKAH
- PERBEZAAN VOLTAN DI
ANTARA KEDUA KAKI APB
MELANGKAH KE POINT KEROSAKAN. LAGI DKT DGN POINT
KEROSAKAN LAGI TINGGI RISIKO KEJUTAN ELEKTRIK.
- CTH: KAKI A (3500V) KAKI B (2500V) PERBEZAAN
1000V
- VOLTAN (S.P) PENTING DLM SISTEM PEMBUMIAN
PENCAWANG.
PENGIRAAN
• JIKA RINTANGAN TUBUH MANUSIA IALAH 2000
OHM, BERAPAKAN NILAI ARUS YANG MENGALIR
PADA TUBUH MANGSA?
I = V/R
• ADAKAH NILAI ARUS TERSEBUT BOLEH
MEMBAWA
MAUT?
TOUCH POTENTIAL
• Potensi Sentuh- kewujudan
perbezaan
voltan di antara anggota badan samada
satu atau kedua tangan dgn anggota badan
lain.
• Pebezaan ini- menyentuh
point kerosakan
dgn point pembumian
- Cth: Tangan kanan sentuh (5000V) kaki pijak
bumi nilai
(2500V) – perbezaan 2500 volts
SISTEM
PEMBUMIAN
•
Peraturan untuk sistem pembumian adalah
berbeza
di antara UK dan Amerika Utara.
•
Piawaian antarabangsa IEC 60364
mengklasifikasikan
kepada 3 kumpulan
pemasangan
pembumian menggunakan 2 huruf
iaitu
:
- TN
- TT
- IT
Huruf
pertama – sambungan bumi dan peralatan
bekalan
kuasa
- T :
Sambungan terus ke bumi
- I :
Tiada point sambungan ke bumi
•
Huruf kedua – sambungan bumi dan perlatan menerima
bekalan
- T :
Sambungan terus dengan bumi dan berasingan
dengan
sambungan pembumian di sistem bekalan
- N : Sambungan bumi
menggunakan ‘network’ bekalan
TN Network
•
Punca penjana/alatubah akan disambung
ke
bumi – biasanya punca bintang
•
Badan radas elektrik disambung kebumi
melalui
sambungan bumi di alatubah
•
Pengalir yang menghubungkannya adalah
‘protective
earth’ (PE)
•
Pengalir yang disambung ke punca
bintang
atau membawa arus balik sistem
1 fasa di panggil
‘neutral’(N)
TN
Network
•
TN-S : PE dan N berasingan pengalir
• TN-C
: Gabungan PE & N
•
TN-C-S : Gabungan PEN dari pencawang hingga
bangunan
pengguna tetapi berasingan PE & N
apabila
memasuki premis pengguna
TN-S
TN-C
TN-C-S
TT
Network
•
Pembumian untuk perlindungan pengguna
berasingan dengan sistem
dari pembekal
TT Network
IT
Network
•
Sistem pembahagian tiada sambungan ke
pembumian
keseluruhannya atau hanya
memperolehi sambungan
impedance yang tinggi
Sifat-Sifat
Kos
• TN
Networks mengurangkan kos sambungan
impedance
yang rendah di bahagian pengguna.
•
TN-C Networks mengurangkan kos
penambahan
pengalir yang diperlukan bagi N
dan
PE yang berasingan.
• TT
networks memerlukan perlindungan RCD
bagi
membuat diskriminasi dengan RCD
dibahagian ‘downstream’.
Sifat-Sifat
Electromagnetic
Compatibility
• Pada
sistem TN-S dan TT, pengguna akan
menerima
sambungan yang bersih (low noise)
dimana
tidak terganggu dengan kewujudan
voltan
pada sistem pengalir neutral hasil daripda
arus
balikan dan impedance pengalir(perlu
dititikberatkan
untuk sistem telekomunikasi).
• Pada
sistem TT, pengguna mempunyai
sambungan
yang baik iaitu tidak terjejas
daripada
arus yang mungkin terhasil daripada
pengguna yang berkongsi
talian PE.
Penggunaan
Sistem Pembumian
•
Perumahan moden di Eropah mengamalkan
sistem
TN-C-S
•
Perumahan lama masih lagi menggunakan
sistem
TN-S
•
Kawasan yang mudah berlaku kerosakkan
penebatan
mengunakan sistem IT – kaw.
pembinaan,
bengkel, makmal.
•
Kaedah yang digunapakai TNB adalah sistem
pembumian jenis TT.
SISTEM PERLINDUNGAN
PENCAWANG
SENTUHAN TIDAK LANSUNG
SENTUHAN LANSUNG
LAPURAN KEMALANGAN MERUJUK SEKSYEN 33 AKTA BEKALAN
ELEKTRIK 1990
RAJAH SKIMATIK SISTEM PEMBUMIAN PENCAWANG
SISTEM PEMBUMIAN PENCAWANG
PEMBUMIAN PENCAWANG
.
FLOATING
NUTRAL
•
Floating neutral adalah satu kejadian
dimana
titik neutral pada ‘Star-point’
beban
tidak lagi berada pada paras voltan
sifar
kerana pengalir neutral terputus dan
dengan
itu voltan beberapa fasa yang
bersambung
kepada titik neutral beban
tersebut
akan mengalami voltan
berlebihan.
•
Pengalir neutral berfungsi sebagai
‘reference-point’
pada sistem.
•
Ianya disambung dengan ‘Star-point’
punca
bekalan yang berada pada paras
voltan
sifar.
•
Bertindak sebagai arus neutral yang wujud
apabila
beban yang tidak seimbang
disambung kepada sistem.
Rumusan
•
Voltan berlebihan yang wujud bergantung
kepada
keseimbangan beban yang
tersambung.
•
Pembumian yang efektif pada titik neutral
beban
boleh membantu bagi
mengelakkan/mengurangkan
kesan
kejadian voltan
berlebihan
Cara Mengelak ‘Floating Neutral’
•
Pastikan pengalir neutral tidak putus,
contact
longar dsb.
•
Pastikan beban yang disambung sebolehbolehnya
seimbang.
•
Pastikan pengalir neutral dibumikan
secara
efektif pada setiap tiang,cable
sheath dsb – MEN
(multiple earth neutral)
PERALATAN PEMBUMIAN
1. Elektrod Bumi
• Elektrod bumi merupakan
komponen sistem
pembumian sentuhan terus kepada jisim bumi dan
memberi laluan untuk pengaliran arus litar pintas.
• Arus kerosakan boleh
mencapai nilai yang tinggi
pada masa yang singkat, oleh itu elektrod tersebut
perlu mempunyai luas
keratan rentas yang
mencukupi untuk membolehkan arus ini dialir terus
ke bumi.
Rintangan Elektrod Bumi Terdiri Daripada
Faktor Berikut :-
• Nilai rintangan elektrod dan
penyambungan.
• Nilai rintangan sesentuh antara
elektrod bumi
dan tanah sekeliling elektrod.
•
Kerintangan tanah.
Elektrod bumi biasanya diperbuat daripada
logam yang mempunyai kealiran (conductivity)
tinggi seperti tembaga atau disalut tembaga dan
mempunyai keratan rentas yang cukup supaya
nilai rintangan amat rendah.
Logam yang biasa digunakan adalah
tembaga,
keluli bergalvani,
keluli tahan karat (stainless steel)
besi tuang (cast iron)
Ciri-Ciri Elektrod Bumi
• Luas keratan rentas
• Kekuatan mekanikal
• Keberaliran (conductivity) tinggi
• Tidak mudah karat atau kakis
Elektrod Yang Biasa Digunakan
Adalah :-
• Rod tembaga
16mm x 1.86M (5/8”x6’)
• Paip besi bergalvani
51mm x
3.1M(2”x10’)
Jarak antara dua point elektrod adalah dua
kali ganda kedalaman elektrod.
Contoh;
Jika elektrod yang ditanam adalah 12’ maka
point seterusnya adalah;
12’ x 2 = 24’
2. Pengalir Pengikat
• Pengalir pembumian perlu mempunyai luas
keratan rentas yang
mencukupi untuk
menampung arus yang tinggi mengalir
melaluinya tanpa meleburkan bahan
tersebut.
• Oleh kerana ‘short- time
rating’ alatsuis
voltan tinggi adalah 3
saat, maka nilai
ketahanan pengalir pembumian juga
berkadar terus dengan masa
alir-arus
kerosakan
3 saat.
Pengalir pengikatan, menyambung bingkai
atau rangka peralatan dalam pencawang
atau point neutral alatubah ke rangkaian
pembumian, yang dipasang di sekeliling
pencawang.
Penyambungan semua pengalir dengan
rangkaian pembumian pencawang juga
mestilah mempunyai rintangan sentuhan
yang paling rendah.
Kadaran Ketahanan;
Kadaran
pengalir pengikat dikira dengan
berpandukan
pada suhu ambient 300C
Masa
arus kerosakan 3 saat dan suhu
maksimum
adalah 3000C
PENGUJIAN PEMBUMIAN
Faktor Mempengaruhi Sistem Pembumian Yang Baik
1. Nilai Rintangan Bumi yang rendah.
2. Rintangan Kakisan / Karatan yang baik.
3. Kebolehan - Upayaan membawa arus berulang kali.
Faktor Mempengaruhi Rintangan Elektrod Ke Bumi
1. Kerintangan tanah
2. Jenis dan dimensi elektrod
3. Pengalir pengikatan ‘Bonding Conductor’
Kerintangan Tanah
• Dipengaruhi oleh komposisi dan
jenis tanah
dan kelembapan.
• Elektrod pembumian perlu
dipasang dan
ditanam sehingga ke tahap takungan air
(water table).
• Kandungan tanah mengandungi
garam dan
galian akan berubah apabila pertambahan air
dalam tanah - seperti hujan dan pengaliran
Walaupun alaupun pertambahan garam galian
dapat
mengurangkan rintangan bumi, tetapi
ianya tidak
digalakkan kerana berlakunya
kekaratan atau
pengurasan (leaching) keatas elektrod
tersebut.
Oleh kerana kesukaran untuk menduga
kerintangan tanah dengan tepat, maka
adalah
mustahak menguji rintangan elektrod
bumi,
sebelum memulatugas pencawang
elektrik.
Kerintangan dan Jenis Tanah
Jenis tanah kerintangan (Ohm-m)
Marshy ground 2 – 2.7
Loam and clay 4 – 150
Chalk 60 – 400
Sand 90 – 8,000
Peat 200 upwards
Sandy gravel 300 – 500
Rock 1000 upwards
