analisis dan reduksi bahaya arc flash pada sistem ... · material pakaian kategori 3 menurut nfpa...

Analisis dan Reduksi Bahaya Arc

Flash Pada Sistem Kelistrikan Pabrik

Semen Tuban 4

FIRMAN AJI PRASONGKO

2210105020

Dosen Pembimbing :

Prof.Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc Ph.D

Dr.Ir. Margo Pujiantara, MT

PENDAHULUAN

Latar BelakangSuatu sistem proteksi di industri harus mampu

bekerja sesuai dengan tujuan dan persyaratan sertafungsinya yang ditentukan terhadap jenis gangguan yangterjadi. Untuk menyempurnakan koordinasi proteksidiperlukan setting proteksi dengan memperhitungkanbahaya busur api (arc flash).

Permasalahan

•Besar energi arc flash

•Durasi arc flash

•Kategori energi

•Alat pelindung diri

•Label peringatan

Batasan Masalah

Analisis pada Tugas Akhir ini hanya pada Electrical Room

( tegangan menengah) 6,3 Kv.

Alat pelindung diri hanya untuk kategori arc flash sesuai standart

NFPA 70 E.

Analisis yang dilakukan di bandingkan dengan hitungan manual.

Label bahaya dibuat melalui software bantu yang sama dengan analisa

arc flash.

Setting rele hanya OCR

Tujuan

Memodelkan, mensimulasikan, dan menganalisis

sistem kelistrikan

Melaksanakan studi mengenai arc flash

Melakukan perhitungan besarnya energi dan lama dari

durasi arc flash

DASAR TEORI

GANGGUAN SISTEM TENAGA

LISTRIK

Hubung SingkatHubung singkat merupakan gangguan yang paling sering terjadi

dalam sistem tenaga listrik. Gangguan hubung singkat menyebabkan

timbulnya aliran arus dengan nilai yang besar menuju ke titik gangguan.

Akibatnnya tegangan di sekitar gangguan dapat menurun secara

signifikan.

Gangguan hubung singkat tiga phasa Gangguan hubung singkat phasa – phasa

Syarat – Syarat Relay Pengaman

1. Kecepatan Bereaksi

2. Kepekaan (sensitivitas)

3. Selektivitas (selectivity)

4. Keandalan (reliability)

5. Ekonomis

Relay Arus Lebih (OCR)

Relay arus lebih merupakan suatu jenis relay yang bekerja

berdasarkan besarnya arus masukan, dan apabila besarnya arus masukan

melebihi suatu harga tertentu yang dapat diatur (Ip) maka relay arus lebih

bekerja.

Penyetelan Relay Arus Lebih Untuk Gangguan

Fasa

menurut Standart British BS 142- 1983 batas penyetelan antaranominal 1.05 – 1.3 Inominal. Jadi untuk settingnya dapat dilihat sebagaiberikut:

Iset = ≥ 1,05 x Inominal

batas maksimum setting

Teori Arc Flash

PemutusTegangan

terbukabeda potensial antarkontak menimbulkanmedan elektrik antar

kontak

Arus mengalirpada kontakmemanaskan

kontak

emisi thermis danemisi medan tinggipada kontak katoda

(K)

menghasilkanelektron bebas yang sangat banyak danbergerak menujukontak anoda (A)

BUSUR API

( ARC FLASH )

Rumus Dasar Pencarian Energi Arc Flash

Rumus Dasar Pencarian Durasi Waktu Terjadinya

Arc Flash

SISTEM KELISTRIKAN

PT. SEMEN GRESIK PABRIK

TUBAN IV

Electrical Room – 23A : Limestone Crushing &Transport

Electrical Room – 23B : Clay Crushing

Electrical Room – 23C : Limestone Transport &Storage

Electrical Room – 24 : Raw Material

Electrical Room – 25 : Kiln & Coal Mill

Electrical Room – 26 : Cooler

Electrical Room – 27 : Cement Mill

Electrical Room – 28 : Cement Packer

Electrical Room – 29 : Utility

SISTEM KELISTRIKAN PT SEMEN GRESIK PABRIK TUBAN IV

PEMBAGIAN BEBAN ELECTRICAL ROOM

SIMULASI DAN ANALISA

ER 23A-834. MV23A2

TIPE ER

hasil simulasi adalah sebagai berikut :

•BUS FAULT CURRENT : 5.608 kA

•BUS ARCHING CURRENT : 5.497 kA

•FAULT CLEARING TIME : 0.282 s

•INCIDENT ENERGY : 2.467 cal/cm²

•PROTECTION BOUNDARY : 6.29 ft

•CATEGORY : 1

•WORKING DISTANCE : 36 inch

DURASI dan ENERGI ARC FLASH

energy arc flash yang terjadi

pada ER 23A-834. MV23A2 adalah

10.24 J/cm²

10.24 . 0.24 = 2.45 cal/cm²

kategori 1, yaitu besarnya energy yang kurang dari atau sama dengan

5 cal/cm²

Faktorpengali0.24

kategori

PERALATAN PELINDUNG

1. berbahan katun tahan api

2. meta aramid

3. para-aramid

4. serat poli-benzimidazole (PBI)

MATERIAL PAKAIAN MENURUT NFPA 70 E

ER 23C-834. MV23C

TIPE ER

hasil simulasi adalah sebagai berikut :






•CATEGORY : 1



energi arc flash yang terjadi padaER 23C-834. MV23C adalah

13. 68 J/cm²

13.68 . 0.24 = 3.283 cal/cm²

kategori 1, yaitu besarnya energy yang kurang dari atau sama dengan

5 cal/cm²

Faktorpengali0.24

kategori

PERALATAN PELINDUNG

LABEL

ER 24-834-MV241

TIPE ER

didapat hasil simulasi adalah sebagai berikut :•BUS FAULT CURRENT : 29.72 kA•BUS ARCHING CURRENT : 28.31 kA•FAULT CLEARING TIME : 0.4 s•INCIDENT ENERGY : 20.558 cal/cm²•PROTECTION BOUNDARY : 55.599 ft•CATEGORY : 3•WORKING DISTANCE : 36 inch


energi arc flash yang terjadi padaER 24-834-MV241 adalah

85.15 J/cm²

85.15. 0.24 = 20.436 cal/cm²

kategori 3, yaitu besarnya energiyang lebih dari 8 cal/cm² atau sama

dengan 25 cal/cm²

Faktorpengali0.24

kategori

PERALATAN PELINDUNG

1. Berbahan katun tahan api serta meta aramid

2. Para-aramid

3. Serat poli-benzimidazole (PBI)

MATERIAL JAKET

1. Serat katun satin

MATERIAL PAKAIAN KATEGORI 3 MENURUT NFPA 70 E

PELINDUNG TELINGA dan WAJAH (flash suit hood )

PELINDUNG TANGAN

1. isolasi karet

2. pelindung kulit akan dilapiskan di atas sarung tangan karet

PELINDUNG KAKI

bahan kulit yang kuat melindungi kaki dari bahaya arc flash kategori 2 ke

atas.

ER 25-834-MV251

TIPE ER

didapat hasil simulasi adalah sebagai berikut :






•CATEGORY : 3



energi arc flash yang terjadi padaER 25-834-MV251 adalah

37.426 J/cm²

85.15. 0.24 = 20.436 cal/cm²

kategori 3, yaitu besarnya energiyang lebih dari 8 cal/cm² atau sama

dengan 25 cal/cm²

Faktorpengali0.24

kategori

PERALATAN PELINDUNG

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

Semua Electrical Room (ER) pada PT. SemenGresik Area Tuban IV yaitu ER 23A-834. MV23A2,ER 23B-834. MV23B, ER 23C-834. MV23C, ER24-834-MV241, ER 25- 834 MV251, ER 25- 834.MV252, ER 26-834.MV261, ER 27-834.MV272,ER 28-834.MV281, ER 29-834.MV291 telahmemenuhi kategori arc flash yang ada dalam teoriarc flash. Tidak ada satu Electrical Room (ER)yang melebihi batas toleransi yaitu melebihi darikategori 4.

Dalam penulisan yang didapat besarnya energi arcflash (E) dalam satuan J/cm², untuk membuktikanhasil analisis atau perhitungan manual dengan hasilsimulasi maka harus dirubah dalam satuan cal/cm²dengan factor pengali 0,24.

Besar energi arc flash dan durasi terjadinya arc flashyang telah dianalisis adalah sebagai berikut

Besarnya energi arc flash yang telah di analisis pada tiap

electrical room (ER) pada PT. Semen Gresik Area Tuban

IV, digunakan untuk menentukan standart alat pelindung

diri pekerja supaya terhindar atau mereduksi bahaya energi

arc flash terhadap pekerja yang bekerja di daerah tersebut.

SARAN

Analisis dalam tugas akhir ini berguna untuk menentukan

1. Untuk perancangan sistem kelistrikan di pabrik ini perlu diperhatikan

jarak antar konduktor dan x faktor yang disesuaikan dengan IEEE

standart 1584-2002.

2. Untuk mereduksi bahaya energi arc flash terhadap pekerja harus

ditetapkan alat pelindung diri yang disesuaikan dengan kategori besarnya

energi arc flash serta mengacu pada standart NFPA 70 E.

3. Setiap electrical room (ER) pada PT. Semen Gresik Area Tuban IV perlu

diberi label peringatan akan bahaya arc flash untuk menambah

keamanan para pekerja di tempat tersebut.

4. Penulisan kali ini hanya ditujukan untuk medium voltage 6,3 kV belum

termasuk pada level tegangan 0,4 kV yang disarankan untuk

pengembangan selanjutnya.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

Hubungan relai pengaman dengan

analisa arc flash

Electrical

roomsubstation

Beban

beban

Kategori

3

31.22 kA

Energi

Flash Over, Arc Flash, Arc Blast

Untuk flash-over, dapat diambil contoh jika 2konduktor beraliran listrik besar didekatkan, makaakan timbul lompatan listrik dari salah satukonduktor ke konduktor yang satunya. Petir jugacontoh dari flash-over.

Bahaya arc flash adalah adalah kondisi bahaya yangberhubungan dengan lepasnya energy akibatelectric arc. ( IEEE 1584-2002 )Bahaya yangdihasilkan oleh arc flash adalah kehilanganpendengaran, patah tulang, luka bakar, kematian,gagar otak, kebutaan sementara, luka bakarjaringan paru-paru.

Energi panas dan cahaya yang intens pada titik busur

disebut ARC FLASH (Understanding and Reducing Arc

Flash Hazards)

Konduktor dan udara di sekeliling busur dipanaskan dan

menguap menyebabkan tekanan gelombang disebut ARC

BLAST sering menyebabkan peralatan, bahan isolasi, dan

struktur pendukung meledak dengan kekuatan yang

mengancam kehidupan (Understanding and Reducing Arc

Flash Hazards)

Tujuan Dari Studi Arc Flash

Untuk menentukan insiden energy ( E )

yang terjadi selama kejadian arc flash

Bus Fault Current

Adalah arus hubung singkat 3 phasa ½

cycle pada bus

Hubungan Energi, Durasi dengan

Arus Gangguan Bus

Lg Ia = 0.0402 + 0.983 lg Ibf

Lg Ia = 0.0402 + 0.983 lg 31,22

Lg Ia = 0.0402 + 1.469

Ia = 29.5 kA

Semakin Besar Arus gangguan

Semakin besar arus Arching

Durasi Arc Flash Mengecil

Energi mengecil

Tempat Terjadinya Arc Flash

Arc flash terjadi pada switchgear dimana pada sistem

kelistrikan semen tuban IV disebut Electrical Room, efek

yang lebih parah dalam ruang tertutup kecil seperti

ruang switchgear daripada di udara terbuka.

(Understanding and Reducing Arc Flash Hazards)

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

analisis dan reduksi bahaya arc flash pada sistem ... · material pakaian kategori 3 menurut nfpa...

Documents