Apa keuntungan menggunakan sistem grounding umum dalam distribusi daya dan tindakan pencegahan apa yang harus diambil

Apa Itu Penyambungan Umum?

Penyambungan umum merujuk pada praktik di mana penyambungan fungsional (kerja) sistem, penyambungan perlindungan peralatan, dan penyambungan perlindungan petir berbagi satu sistem elektroda penyambungan. Atau, ini mungkin berarti bahwa konduktor penyambungan dari beberapa perangkat listrik terhubung bersama dan terhubung ke satu atau lebih elektroda penyambungan umum.

1. Keuntungan Penyambungan Umum

• Sistem yang lebih sederhana dengan lebih sedikit konduktor penyambungan, membuat pemeliharaan dan pemeriksaan lebih mudah.

• Resistansi penyambungan setara dari beberapa elektroda penyambungan yang terhubung paralel lebih rendah daripada total resistansi sistem penyambungan terpisah dan independen. Ketika baja struktural bangunan atau tulangan beton digunakan sebagai elektroda penyambungan umum—karena resistansinya yang sangat rendah—manfaat penyambungan umum menjadi lebih jelas.

• Reliabilitas yang ditingkatkan: jika satu elektroda penyambungan gagal, yang lain dapat menggantikan.

• Jumlah elektroda penyambungan berkurang, menurunkan biaya pemasangan dan material.

• Dalam kasus kegagalan isolasi yang menyebabkan korsleting fase ke rangka, arus gangguan yang lebih besar mengalir, memastikan perangkat pelindung beroperasi dengan cepat. Ini juga mengurangi tegangan sentuh ketika personel kontak dengan peralatan yang rusak.

• Mengurangi bahaya dari tegangan tinggi akibat petir.

Secara teori, untuk mencegah back-flashover yang disebabkan oleh petir, penyambungan perlindungan petir harus dipisahkan dengan aman dari struktur bangunan, peralatan listrik, dan sistem penyambungan mereka. Namun, dalam praktek teknik, hal ini sering tidak praktis. Bangunan biasanya memiliki banyak saluran utilitas masuk (listrik, data, air, dll.) yang tersebar di area luas. Terutama ketika tulangan beton bertulang digunakan sebagai konduktor perlindungan petir tersembunyi, hampir tidak mungkin untuk mengisolasi sistem perlindungan petir secara elektrik dari pipa bangunan, rangka peralatan, atau sistem penyambungan listrik.

Dalam kasus seperti itu, penyambungan umum direkomendasikan—menghubungkan netral transformator, semua penyambungan fungsional dan perlindungan peralatan listrik, dan sistem perlindungan petir ke jaringan elektroda penyambungan yang sama. Misalnya, di bangunan tinggi, integrasi penyambungan listrik dengan sistem perlindungan petir efektif membentuk kandang Faraday menggunakan kerangka baja internal bangunan. Semua peralatan listrik dan konduktor internal yang terhubung ke kandang ini dilindungi dari perbedaan potensial dan back-flashover yang disebabkan oleh petir.

Oleh karena itu, ketika menggunakan struktur logam bangunan untuk penyambungan, penyambungan umum untuk beberapa sistem tidak hanya layak tetapi juga bermanfaat, asalkan resistansi penyambungan keseluruhan dipertahankan di bawah 1 Ω.

2. Pertimbangan Kunci untuk Penyambungan Umum

Sifat arus penyambungan:
Risiko yang terkait dengan peningkatan potensial tanah (GPR) tergantung pada besarnya, durasi, dan frekuensi arus penyambungan. Misalnya, penahan petir atau batang penahan mungkin mengalirkan arus yang sangat tinggi selama sambaran, tetapi peristiwa ini singkat dan jarang terjadi—sehingga GPR yang dihasilkan menimbulkan risiko terbatas.

Namun, resistansi penyambungan umum harus memenuhi persyaratan paling ketat di antara semua sistem yang terhubung, idealnya ≤1 Ω.

Dalam sistem distribusi tegangan rendah dengan netral yang solidly grounded, elektroda penyambungan umum mungkin mengalirkan arus kebocoran terus-menerus dari semua beban yang terhubung, membentuk arus tanah melingkar. Jika resistansi penyambungan naik di atas batas aman, hal ini dapat membahayakan baik peralatan maupun personel.

Selain itu, dengan penggunaan komputer dan peralatan elektronik sensitif yang luas, penyambungan filter sering diperlukan. Filter EMI/RFI lini-tanah yang besar memperkenalkan arus kebocoran kapasitif yang signifikan ke tanah, yang juga berkontribusi pada total arus tanah.

Dampak peningkatan potensial tanah pada peralatan yang terhubung:
Sebagai contoh, pertimbangkan unit substasi kompak indoor. Secara tradisional, netral transformator, rangka logam, dan rangka peralatan beban semuanya dihubungkan ke tanah umum. Sementara itu, penahan petir sering diberikan tanah terpisah untuk menghindari peningkatan potensial berbahaya selama pelepasan.

Namun, jika perangkat beban mengalami kegagalan isolasi dan mengalirkan arus, seluruh arus loop gangguan mengalir melalui elektroda penyambungan umum, meningkatkan potensial tanah lokal—dan dengan demikian, tegangan rangka switchgear. Jika personel pemeliharaan membuka pintu kabinet dalam kondisi tersebut, mereka berisiko tersengat listrik. Insiden seperti ini telah terjadi berulang kali.

Oleh karena itu, praktek modern sering mengisolasi penyambungan fungsional (misalnya, netral transformator) dari penyambungan perlindungan dan petir di substasi indoor—meskipun ini meningkatkan kompleksitas pemasangan.

3. Standar dan Regulasi Relevan (China)

• Menurut standar industri listrik China saat ini:

• Untuk instalasi listrik Kelas B, jika transformator distribusi penyedia tidak terletak di dalam bangunan yang berisi peralatan Kelas B, dan sisinya bertegangan tinggi beroperasi dalam sistem ungrounded, Petersen coil (coil pembasmi busur)-grounded, atau high-resistance grounded, maka penyambungan kerja sistem tegangan rendah dapat berbagi elektroda penyambungan yang sama dengan penyambungan perlindungan transformator, asalkan resistansi penyambungan memenuhi R ≤ 50/I (Ω) dan R ≤ 4 Ω.

• Untuk instalasi listrik Kelas A yang beroperasi dalam sistem grounded efektif, penyambungan kerja transformator harus berada di luar grid penyambungan perlindungan—yaitu, penyambungan umum tidak diperbolehkan.

• Jika transformator distribusi dipasang di dalam bangunan dengan instalasi listrik Kelas B, dan sisinya bertegangan tinggi menggunakan grounding low-resistance, maka penyambungan kerja tegangan rendah dapat berbagi penyambungan perlindungan jika:

• Resistansi penyambungan memenuhi R ≤ 2000/I (Ω), dan

• Bangunan menerapkan sistem bonding equipotential utama (MEB).

• Selain itu, untuk sistem di atas 1 kV yang diklasifikasikan sebagai sistem arus pendek grounding besar, penyambungan umum diperbolehkan jika pemutusan gangguan cepat terjamin, tetapi resistansi penyambungan harus < 1 Ω.

• Penyambungan perlindungan transformator distribusi dalam instalasi Kelas A dapat berbagi elektroda penyambungan yang sama dengan penyambungan petir yang terkait.

4. Kesimpulan

Pengalaman praktis menunjukkan bahwa dalam sistem distribusi tegangan rendah publik, di mana pemisahan lengkap sistem penyambungan sering tidak dapat dicapai, penyambungan umum—menggabungkan penyambungan kerja, perlindungan, dan petir—lebih aman, lebih ekonomis, lebih mudah dipasang, dan lebih mudah dipelihara.

Untuk mengurangi risiko potensial penyambungan umum, insinyur harus:

• Memanfaatkan sepenuhnya baja struktural bangunan sebagai elektroda penyambungan alami,

• Memelihara resistansi penyambungan total di bawah 1 Ω, dan

• Melaksanakan bonding equipotential komprehensif di seluruh fasilitas.

Tindakan ini secara efektif meminimalkan bahaya dan memastikan operasi yang aman dan andal dari instalasi listrik modern.