Teknik Grounding Kapal Laut

GROUNDING PADA KAPAL LAUT

PENTANAHAN

Sambungan ke tanah diperlukan untuk melindungi peralatan – peralatan komunikasi dan personal terhadap bahaya petir atau kesalahan pada power sistem dan juga dapat berfungsi sebagai service pada suatu sistem.

Untuk merencanakan suatu sistem pentanahan ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan, antara lain Tahanan Jenis Tanah, Struktur tanah, keadaan lingkungan, biaya, ukuran dan bentuk sistemnya.Biasanya tahanan pentanahan yang lebih rendah sangat efektif, tetapi biaya menjadi besar. Untuk itu perlu dipertimbangkan efek fungsi dan ekonomisnya. Oleh karena itu perlu kiranya bagi kita untuk dapat merencanakan dan membuat sistem pentanahan yang sesuai dengan keperluannya.

SYARAT – SYARAT SISTEM PENTANAHAN YANG EFEKTIF

1. Tahanan pentanahan harus memenuhi syarat yang di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian
2. Elektroda yang ditanam dalam tanah harus :
• Bahan Konduktor yang baik
• Tahan Korosi
• Cukup Kuat
3. Jangan sebagai sumber arus galvanis
4. Elektroda harus mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya.
5. Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.
6. Biaya pemasangan serendah mungkin.

FAKTOR-FAKTOR YANG MENENTUKAN TAHANAN PENTANAHAN

Tahanan pentanahan suatu elektroda tergantung pada tiga faktor :

1. Tahanan elektroda itu sendiri dan penghantar yang menghubungkan ke peralatan yang ditanahkan.
2. Tahan kontak antara elektroda dengan tanah.
3. Tahanan dari massa tanah sekeliling elektroda.

Namun demikian pada prakteknya tahanan elektroda dapat diabaikan, akan tetapi tahanan kawat penghantar yang menghubungkan keperalatan akan mempunyai impedansi yang tinggi terhadap impuls frekuensi tinggi seperti misal pada saat terjadi lightningdischarge. Untuk menghindarinya, sambungan ini di usahakan dibuat sependek mungkin.

SISTEM PENTANAHAN

Sistem pentanahan terdiri dari kabel, konduit, konduktor tembaga, elektroda dan

sambungan-sambungan pentanahan yang diperlukan untuk kesempurnaan sistem

pentanahan. Pentanahan umumnya harus dilakukan berdasarkan British Standard

Code of Practice on Earting CP 1013, IEC dan PUIL 2000Semua sambungan ke

elektroda pentanahan harus dengan memakai kabel-kabel berinsulasi PVC (hijau)

ukuran 95 mm2 dan penyambungan ke semua bagian konduktif yang terbuka harus dengan pita tembaga 25 mm x 3 mm atau kabel-kabel lain yang berukuran lebih kecil

sesuai yang diizinkan dalam PUIL & PLN.

Semua sambungan ke peralatan listrik harus dilakukan dengan sambungan bermur

dalam posisi yang terlihat dan mudah dicapai. Penyambungan harus dilakukan

sedemikian rupa sehingga metal-metal tersebut tidak bersentuhan tetapi memiliki

kondukstivitas yang baik.

Semua sambungan di bagian yang terbuka harus dilindungi terhadap korosi dan

lembab dengan pemakaian dua lapis cat anti-korosi. Sambungan di bawah tanah

harus dilindungi dengan pembungkus dari bahan yang tahan air. Terminal-terminal

pentanahan dengan ukuran yang sesuai harus dipasang di semua kotak (enclosure)

switchgear, relay dan instrumen dan semua pekerjaan metal listrik lainnya.

Sambungan-sambungan pentanahan untuk semua bagian instalasi secara

kontinyuitas aliran listrik tidak boleh terputus.

Pengikatan (bonding)

Keseluruhan instalasi harus dilindungi terhadap sentuhan langsung dengan memakai

earthed equipotential bonding dan pemutus catu otomatis. Konduktor-konduktor

bonding equipotential utama harus diberikan untuk menyambung ke bar/terminal

pentanahan utama semua bagian-bagian konduktif lain (extraneous) di dalam dan

sekitar gedung tersebut.

Sambungan-sambungan local supplementary bonding harus dilakukan terhadap

bagian-bagian metal untuk menjaga daerah equipotential dimana bagian-bagian

tersebut :

(i) Merupakan bagian-bagian konduktif lain,

(ii) Merupakan bagian yang dapat diraih secara serentak dengan bagian-bagian

konduktif yang terbuka atau dengan bagian-bagian konduktif lain, dan

(iii) Tidak tersambung secara listrik ke equipotential bonding utama dengan

sambungan metal ke metal yang baik dan permanen dengan impedansi yang dapat diabaikan.

Secara khusus semua bath tub logam, pipa-pipa air, keran, dsb. dalam kamar mandi

harus diikat dengan kabel-kabel pentanahan hijau berinsulasi PVC dan berukuran 6

mm2 dalam konduit ke terminal pentanahan terdekat.

BAHAN/MATERIAL

Elektroda di titik pentanahan minimum berdiameter 16 mm dan terbuat dari bahan

extensible copperclad steel dengan kapasitas arus yang dapat memenuhi persyaratan

pentanahan.

Bagian batang harus terdiri dari 99,9% tembaga electrolytic dengan ketebalan

minimum 0,25 mm dan kandungannya carbon sedikit dengan kuat regang yang tinggi

dan dapat dibelokkan (bend) dan mudah untuk ditanam. Coupling-coupling harus

terbuat dari tembaga aluminium dan dicounter bored di tiap ujungnya dengan

kedalaman yang cukup untuk menutupi semua ulirnya. Clamp harus terbuat dari

campuran perunggu aluminium dan harus dipasang dengan skrup perunggu fosfor.

Asessori kuningan tidak dibenarkan. Driving stud untuk batang-batangnya harus

berupa high tensile socket head cap screw dengan warna fosfat hitam.

Jika tidak ditunjukkan lain dalam gambar-gambar spesifikasi, pit/chamber

pentanahan harus terbuat dari beton lengkap dengan galvanised steel cheqered plate

cover dan harus dipasang untuk masing-masing elektroda. Untuk chamber

pentanahan dimana dipasang di jalur lalu-lintas, harus terbuat dari jenis bahan yang

dapat menahan beban kendaraan. Pita tembaga harus terbuat dari high conductivity

annealed copper dengan ukuran minimal 25 mm x 3 mm dan memenuhi standar

Standard B.S 1432 dan PUIL 2000.

Semua bar pentanahan harus terbuat dari tembaga HDHC, electro-turned dan harus

berukuran minimum 75 mm (lebar) x 6 mm (tebal) lengkap dengan insulator porcelain,

dasar saluran, disconnecting test link, baut mur, washer dan locknut.

Bar pentanahan harus dilengkapi dengan sekurang-kurangnya 2 titik ujung cadangan.

Titik-titik ujung tersebut harus berjarak minimal 75 mm. Disconnecting test link

harus dipasang untuk mengisolasi terhadap bar pentanahan dan pengukuran nilai

tahanan pentanahan.

PENTANAHAN STANDBY GENERATOR

Sistem pentanahan harus terpisah dan terdiri dari bar pentanahan utama, timah

pentanahan, elektroda, inspection chamber dan sebagainya harus dipasang pada

standby generator. Titik star netral generator harus dihubungkan dengan sempurna

ke sistem pentanahan standby generator.

PENTANAHAN TRAFO

Titik star netral dari lilitan sekunder TR semua trafo harus disambung dengan

sempurna ke sistem pentanahan sub-station seperti ditunjukkan pada gambargambar

spesifikasi.

PENTANAHAN PERALATAN KOMPUTER

Sistem pentanahan harus terpisah dan terdiri dari bar pentanahan utama, earthing

leads, eletroda, inspection chamber, tutup dan sebagainya seperti ditunjukkan dalam

gambar-gambar spesifikasi.

PENTANAHAN PERALATAN LAIN

Titik-titik pentanahan untuk peralatan lain dimana ditunjukkan pada gambar-gambar

spesifikasi juga harus diberikan dalam kontrak tersebut. Masing-masing titik

pentanahan harus terdiri dari bar pentanahan utama, earthing leads, elektroda,

inspection chamber, tutup dan sebagainya.

PELABELAN

Di tiap-tiap chamber pentanahan, label plastik merah dengan tulisan "Earthing Point -

Do Not Disconnect" harus diberikan. Plat kuningan dengan informasi dan tulisan

berikut dipasang di bar pentanahan utama tiap-tiap sistem pentanahan:

 Jenis sistem pentanahan

 Nilai tahanan elektroda pentanahan

 Tanggal pengujian

Masing-masing konduktor pentanahan diberi label di bar-bar pentanahan, switchgear

dan trafo dengan tulisan yang sesuai.

SISTEM INSTALASI KAPALLAUT

Energi untuk beban penerangan dan beban daya Sistem kelistrikan suatu kapal biasanya disuplai oleh 2 atau lebih generator. Selain itu juga dapat disuplai dari emergency generator atau dari battery (aki). Daya listrik keluaran dari generator ini biasanya semuanya akan dipusatkan menuju ke satu Main Switch Board (MSB). Biasanya, emergency switchboard dan sistem emergency distribution dayanya terhubung dengan bus tie dari switchboard di kapal. Jika sistem pelayanan daya di kapal mengalami kegagalan/kerusakan, sistem emergency distribution akan secara otomatis berpindah dari pelayanan normal ke pelayanan Emergency Generator. Ada banyak disain yang berbeda untuk distribusi daya pada instalasi beban listrik di kapal tergantung type kapalnya.

Pada kapal penumpang yang besar, 2 atau 3 sub distribusi atau load center switchboard harus tersedia untuk distribusi daya dan sistem penerangan. Secara umum satu switchboard terletak pada bagian depan kapal, satu pada bagian depan dan jika memungkinkan yang ketiga diletakkan pada bagian tengah kapal. Tiap bagian switchboard pusat daya disuplai dari switchboard layanan kapal dengan menggunakan Bus feeder. Disain ini lebih ekonomis dari pada memberikan banyak jalur yang panjang dari switchboard layanan kapal ke seluruh bagian kapal.

Masing- masing switchboard diletakkan/dipasang pada ruangan yang sesuai. Kompartemen ini biasanya juga bertindak sebagai pusat untuk pelayanan kebutuhan listrik dan perawatan serta masing-masing mungkin juga menyediakan meja kerja dan locker untuk komponen peralatan lampu sekring dan kebutuhan listrik lainnya.

Selanjutnya daya listrik atau arus listrik keluaran dari MSB dibagi dalam beban-beban yang terdiri dari 3 kelompok besar:

- Beban penerangan; semua beban pada kelompok ini mempunyai tegangan 220 V satu phase dengan frekwensi 50 Hz. Kebanyakan beban ini berupa penerangan pada gang-gang, ruangan-ruangan tertutup, ruangan terbuka dan socket keluaran untuk peralatan untuk peralatan-peralatan power yang relatif rendah.

- Beban daya; semua beban pada kelompok ini mempunyai tegangan 220 V/380 V tiga phase dengan frekwensi 50 Hz. Kebanyakan beban pada kelompok ini adalah peralatan berupa mesin pompa (ballast, bilga, FW, dan lain-lain), mesin angkat (crane, jangkar, dan lain-lain), refrigerator dan sistem air condition (AC).

- Beban komunikasi dan navigasi; terdiri dari peralatan navigasi bertegangan 220 V dengan frekwensi 50 Hz. Beban-beban instrumentasi pada tegangan 36 V DC/ 24 V DC yang diambil dari rectifier dan di back up oleh battery melalui UPS

Supplai utama dari output generator mempunyai tegangan line 390 V atau tegangan phase 225 V pada frekwensi 50 Hz. Kabel transmisi akan menimbulkan drop tegangan dan ini harus tidak boleh lebih dari 3 % menurut rule BKI. Jadi tegangan pada tiap terminal dari beban-beban adalah 380 V (line voltage) / 220 V (tegangan phase) pada frekwensi 50 Hz.

Pelayanan sistem beban daya secara prinsip terdiri dari motor penggerak peralatan bantu dan peralatan pemanas yang tersedia baik secara tersendiri atau dalam kelompok oleh feeder dari layanan switchboard distribusi. Feeder normalnya digunakan untuk sumber daya peralatan bantu sistem propulsi yang besar. Dan diletakkan pada ruangan yang sama dengan switchboard distribusi. Tapi mungkin digunakan untuk motor yang besar pada salah satu tempat di kapal. Kelompok beban disuplai oleh feeder melalui panel distribusi. Panel ini menjadi pusat tempat penyuplaian beban. Dibawah ini dapat dilihat diagram distribusi daya di kapal.

Pada kapal-kapal baru, sistem distribusi DC saat ini jarang digunakan karena untuk semua sistem, sistem AC lebih mudah dan murah dibandingkan sistem DC. Dimana sistem AC lebih simple, ringan dan mudah dalam perawatan. Sistem kawat kabel tunggal dengan Hull Return sekarang ini jarang digunakan. Dan berdasarkan SOLAS 1960, tindakan pencegahan harus dilakukan dan sesuai dengan peraturan yang berlaku. Kelemahan dari sistem kawat tunggal dalam kaitannya dengan keselamatan apabila dilakukan isolasi terhadap kabel tidak dapat menjadi indikator untuk kondisi underload. Dan jika dilakukan survey terhadap kondisi sirkuit kekebutuhan peralatan tidak dapat dilakukan pengujian Megger tanpa membuka lampu atau alat pemutus hubungan/stop kontak (Circuit breaker).

Distribusi AC sistem 3 phase dengan isolasi netral adalah yang biasa digunakan. Untuk sistem tegangan menengah 440 V biasanya lebih disukai digunakan dibandingkan 380 V karena tegangan 440 V dapat menghasilkan penghematan secara ekonomis yaitu ukuran kawat tembaga yang lebih kecil. Tetapi distribusi pada 415 V kadang-kadang digunakan pada saat kebutuhan beban kapal yang besar, dimana memerlukan jaringan ke tegangan netral 240 V dan standar tertentu terhadap peralatan yang digunakan. Sehingga sistem akan menggunakan kabel 4 kawat dengan netral earthed tetapi tanpa Hull Return. Sedangkan untuk sistem 380 V yang banyak digunakan di eropa daratan. Pada 3,3 kV sistem kabel 3 kawat dengan netral earthed melalui sebuah resistor. Tetapi ada kalanya seorang perancang lebih suka mengisolasi dengan sistem netral seperti pada tegangan menengah.