Pembumian (Grounding) Genset

Pembumian yang salah dapat menyebabkan relai arus bocor trip tanpa alasan saat beban beralih ke genset. Contoh yang sering ditemui adalah sambungan netral–bumi yang dibuat di panel utama sekaligus di genset; dalam kondisi ini sebagian arus netral kembali melalui konduktor proteksi, dan relai membacanya sebagai arus bocor.

Kesalahan pembumian menyebabkan trip yang tidak perlu atau proteksi yang tidak bekerja saat dibutuhkan. Pembumian yang benar memberikan jawaban jelas atas tiga pertanyaan:

1. Bagaimana rangka dan komponen logam dibumikan?
2. Di mana netral genset dihubungkan ke bumi?
3. Apakah ATS mengalihkan netral?

Keputusan ini harus ditetapkan dalam desain kelistrikan bersama dengan sistem pembumian fasilitas.

Tiga fungsi terpisah: proteksi, operasional, ekuipotensial

• Pembumian proteksi: Sasis, kanopi, rangka panel, dan saluran bahan bakar logam. Bagian-bagian yang dalam kondisi normal tidak bertegangan ini dihubungkan ke konduktor proteksi (PE). Pada saat terjadi kegagalan isolasi, pembumian ini membatasi tegangan sentuh.
• Pembumian operasional (sistem): Titik bintang (netral) genset dihubungkan ke bumi. Arus gangguan dapat kembali ke sumber sehingga sekering, pemutus sirkuit, atau relai arus bocor dapat trip.
• Ikatan ekuipotensial: Pipa logam, rak kabel, dan elemen struktur bangunan saling dihubungkan. Dengan demikian tidak timbul beda tegangan berbahaya di antaranya.

Sistem pembumian (IEC 60364)

Sistem	Definisi singkat	Hal yang perlu diperhatikan pada genset
TN-S	Netral dan konduktor proteksi terpisah dari awal hingga akhir	Sambungan netral–bumi di satu titik
TN-C-S	PEN pada satu bagian, kemudian dipisah menjadi N dan PE	Setelah titik pemisahan, N dan PE tidak boleh digabung kembali
TT	Netral sumber dibumikan, rangka dibumikan dengan elektroda terpisah	Proteksi arus bocor merupakan hal utama
IT	Sumber diisolasi dari bumi atau dibumikan melalui impedansi tinggi	Aplikasi khusus, memerlukan pemantauan isolasi

Sistem yang digunakan berbeda-beda menurut negara, perusahaan distribusi, dan fasilitas; misalnya, di beberapa negara sistem TN lebih umum, sedangkan di negara lain (seperti Prancis) sistem TT yang lazim. Sambungan genset harus dirancang sesuai dengan sistem yang ada.

Sambungan netral–bumi dan jumlah kutub ATS

Contoh di awal artikel merupakan kesalahan yang paling sering ditemui: sambungan netral–bumi dibuat di lokasi yang salah atau di lebih dari satu titik. Arus netral juga mengalir melalui konduktor proteksi. Relai arus bocor trip tanpa sebab yang jelas. Selain itu, dapat timbul gangguan (noise) dan korosi.

• ATS 4 kutub (netral dialihkan): Genset berfungsi sebagai sumber terpisah. Sambungan netral–bumi umumnya dibuat di genset.
• ATS 3 kutub (netral bersama): Jaringan listrik dan genset menggunakan netral yang sama. Sambungan netral–bumi umumnya hanya dibuat di satu titik, yaitu di panel distribusi utama. Jumper di genset dilepas.

Pilihan ini bergantung pada sistem pembumian jaringan listrik, proteksi arus bocor, dan peraturan setempat. Mengenai sisi ATS, kami telah membahasnya dalam artikel kami Apa itu ATS.

Penampang konduktor proteksi

Tabel sederhana dalam IEC 60364-5-54 yang digunakan apabila konduktor proteksi terbuat dari bahan yang sama dengan konduktor fasa:

Penampang konduktor fasa (S)	Penampang minimum konduktor proteksi
S ≤ 16 mm²	S
16 mm² < S ≤ 35 mm²	16 mm²
S > 35 mm²	S ÷ 2

Ini merupakan pendekatan umum. Penampang pasti dihitung berdasarkan arus hubung singkat dan waktu pemutusan, atau ditentukan menurut peraturan yang berlaku.

Elektroda dan tahanan

Elektroda dapat berupa batang yang ditanam, strip yang dipendam, atau pembumian fondasi. Tahanan tanah bervariasi menurut jenis tanah, kelembapan, dan musim. Nilai yang diukur pada tanah kering di musim panas dapat jauh lebih tinggi dibandingkan nilai yang diukur di musim dingin.

Tahanan yang diperlukan ditentukan menurut sistemnya. Misalnya, pada sistem TT sesuai IEC 60364-4-41:

RA × IΔn ≤ 50 V

RA adalah jumlah tahanan elektroda dan konduktor proteksi; IΔn adalah arus trip pengenal relai arus bocor. Untuk relai 300 mA, diperoleh RA ≤ 50 ÷ 0,3 ≈ 167 Ω. Dalam praktiknya, nilai desain sering kali dibuat jauh di bawah angka ini. Pada sistem TN, impedansi lingkar gangguan harus cukup rendah agar perangkat proteksi trip dalam waktu yang disyaratkan.

Kondisi khusus

• Lokasi proyek dan genset trailer: Di setiap lokasi baru, elektroda ditanam kembali dan diukur. Alasan “sudah diukur di lokasi sebelumnya” tidak dapat diterima. Lihat genset untuk lokasi proyek.
• Genset portabel: Kebutuhan pembumian bergantung pada cara penggunaannya; panduan pabrikan menjadi acuan.
• Genset yang beroperasi paralel: Dapat timbul arus sirkulasi di antara netral. Pembumian netral harus dirancang pada tingkat sistem.
• Ruang genset: Busbar ekuipotensial dihubungkan ke semua komponen logam di dalam ruangan. Lihat ruang genset dan instalasi.

Pengukuran dan pemeriksaan berkala

Tahanan pembumian diukur dengan metode standar seperti metode pengukuran tiga titik (fall-of-potential), oleh personel berwenang dan dengan alat yang terkalibrasi. Kontinuitas dan kekencangan sambungan juga diperiksa. Seiring waktu, getaran dapat mengendurkan sambungan pembumian pada sasis genset. Di banyak negara, termasuk Turki, pemeriksaan berkala instalasi pembumian di tempat kerja diwajibkan oleh peraturan; periode dan metodenya ditentukan menurut peraturan terkait. Sambungan pembumian juga harus diperiksa saat perawatan; lihat perawatan berkala.

Daftar periksa

• Apakah sistem pembumian fasilitas (TN-S, TN-C-S, TT) sudah diketahui?
• Apakah lokasi sambungan netral–bumi dan jumlah kutub ATS tercantum dalam desain?
• Apakah sambungan netral–bumi hanya ada di satu titik?
• Apakah sasis, kanopi, dan rangka panel terhubung ke konduktor proteksi?
• Apakah penampang konduktor proteksi sudah dihitung?
• Apakah tahanan pembumian sudah diukur dan dicatat?
• Apakah proteksi arus bocor sesuai dengan jenis sistem?
• Apakah pada genset portabel dilakukan pengukuran ulang di setiap lokasi?

Artikel ini hanya bertujuan memberikan informasi umum. Desain dan pengukuran pembumian harus dilakukan oleh insinyur listrik yang berwenang sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Langkah selanjutnya

Tim Terex Diesel dapat bekerja sama dengan perancang kelistrikan Anda terkait sambungan netral genset dan konfigurasi ATS. Untuk informasi produk dan sambungan, hubungi kami.