Grounding Listrik & ELCB

Bahaya Tanpa Grounding Listrik

Materi berikut diambil dari channel youtube ini. 

Sebelah kiri adalah sumber PLN (fasa) dan dilewatkan ke saluran transmisi 4 ohm. Sebelah kanan masuk ke panel listrik. Dalam panel listrik ada grounding, dengan tahanan tanah 3 ohm (standar PUIL < 5 ohm).

Tubuh manusia dianggap Resistor Paralel terhadap resistansi grounding 3 Ohm. Berapa resistensi badan manusia? Tergantung tingkat kebasahan badan, sbb:

Anggap tangan manusia kering, maka tahanan tangan sampai kaki yang menyentuh bumi 100.000 ohm (100 kOhm). Maka rangkaian akan spt ini:

Bisa di hitung arus yang mengalir ke tubuh manusia (I3).

Ingat bahwa 2 resistor jika di paralel, maka total resistansinya berkurang dari resistansi terkecilnya. Resistor 3 Ohm (R2) di paralel dengan resistor 100 kOhm (R3) , maka total resistansinya (Rp) menjadi 2.99 Ohm.

Dari perhitungan I1 (arus total) = 31.47 amper. 

Sekarang kita hitung berapa I3 (arus yang mengalir di tubuh manusia).

Dari perhitungan diatas arus I3 sebesar 0.94 mili amper, sangat kecil sekali, sehingga aman bagi tubuh manusia.

Sekarang bayangkan jika pentanahan tidak ada (artinya R2 yang 3 ohm grounding tidak ada), maka arus akan yang besar akan mengalir ke tubuh manusia sebesar 31.47 amper. Ini sangat berbahaya.

Dalam sebuah paper disebutkan bahwa arus yang membahayakan manusia dalam grafik ini. 

Terlihat bahwa arus yang aman bagi tubuh jika kurang dari 30 mili amper. Diatas itu akan membahayakan jantung, dan menyebabkan kematian. Dalam referensi lain 15 mili amper sudah membahayakan:

Bagaimana cara memproteksi manusia dari rangkaian yang tidak ada grounding, atau grounding yang tidak baik? Jawab: bisa dengan menggunakan ELCB.

Earth Leakage Circuit Breaker

Cara kerja ELCB cukup sederhana, perhatikan gambar berikut.

Pada saat normal Load akan menerima arus input Ii dan mengeluarkan arus output Io. Karena tidak ada kebocoran maka kedua arus ini akan sama besar, sehingga tidak ada arus yang mengalir dalam ring yang terjadi pada koil a dan koil b.

Dengan demikian maka Relay tidak bekerja, karena tidak ada arus yang men-drive relay tsb.

Pada saat terjadi kebocoran di arus output Io, dimana sebagian arus akan ke tanah melewati tubuh manusia, maka terjadi ketidak seimbangan Ii dan Io, yang berakibat ada arus dalam koil b, ini akan mendrive relay aktif. Saat relay aktif maka relay akan mendorong sakelar S untuk memutus Load dari sumber arus (fasa dan netral). Dengan demikian arus ke badan manusia juga stop seketika.

Sensitivitas ELCB 30 miliamper, artinya jika terjadi beda arus Ii dan Io sebesar 30 miliamper atau lebih maka Rele akan aktif (MCB akan trip menjadi off).