Teknik tenaga listrik

Electrical Hazard

Imam fatharani 14/367081/TK/42330

Bahaya listrik dapat dibedakan menjadi dua

Bahaya primer

• Contoh : tersengat listrik

Bahaya sekunder• Contoh : tubuh terbakar baik

langsung maupun tidak langsung

Bahaya primerTersengat ( Shock/Kesetrum)adalah stimulasi fisik yang terjadi ketika arus listrik melalui tubuh manusia.

Sentuhan langsungSentuhan langsung adalah sentuhan dengan bagian isolasi atau bagian instalasi atau alat listrik yang aktif. Sentuhan langsung ini dapat mengakibatkan cidera atau kematian karena menyetuh tegangan yang cukup tinggi dengan tahanan yang rendah, sehingga menghasilkan arus yang melalui tubuh manusia menjadi cukup besar.

Sentuhan tidak langsungSentuhan tidak langsung adalah sentuhan dengan bagian konduktif yang bertegangan, dimana pada kondisi normal bagian ini tidak bertegangan. Misalnya sentuhan ke cover fuse box, terminal box, cover motor listrik atau cover alat – alat listrik lainnya.

• Arus listrik yang mengalir akan dihambat oleh sesuatu yang disebut resistan.

• Proses penghambatan arus mengakibatkan disipasi energi berbentuk panas (heat).

• Hal ini mendasari pengaruh listrik pada jaringan hidup (living tissue).

• Pada suatu nilai panas tertentu jaringan dapat terbakar. Efek fisiologisnya sama seperti kerusakan yang diakibatkan oleh api atau sumber panas lainnya, bedanya adalah bahwa listrik dapat menyebabkan jaringan dibawah kulit atau bahkan organ internal terbakar

Electric Shock (Efek Fisikologis)

Efek fisikologis sengatan listrik • Sistem saraf manusia bekerja menggunakan arus listrik

(sangat kecil, piko amper)• Apabila ada arus listrik lain dalam tubuh maka dapat

menyebabkan kekacauan kerja saraf.• Kekacauan kerja sistem saraf menyebabkan terjadinya

kontraksi otot (muscle constraction) yang disebut tetanus (kejang).

• Manusia yang terkena setrum listrik terkadang tidak dapat melepaskan diri, seolah lengket, yang dikarenakan kerja saraf yang kacau, bahkan meskipun arus listrik sudah tidak mengalir melalui tubuh, otot-otot seringkali tidak dapat segera digerakkan.

Efek sengatan lainya

Cedera susunan syaraf (Neurological injuries)Dapat terjadi kerusakan terpusat atau sebagian dan seketika maupun jangka panjang. Jika sengatan listrik melewati kedua bahu, maka kerusakaan sumsum tulang belakang dapat terjadi.Sementara sengatan listrik pada bagian kepala menyebabkan gangguan pada sistem pernafasan, dan pengaruh jangka panjangnya seperti epilepsi, encephalopathy, dan Parkinsonism.

Efek pada jantung (Cardiac)Arus AC 30-200mA dapat menyebabkan ventricular fibrillation (VF)*. Sementara arus diatas 5A dapat menyebabkan asystole*. Efek lainnya adalah rusaknya pembuluh jantung (myocardial).

Cedera ototThrombosis* dan occlusion* yang menghasilkan ischaemia* dan necrosis*.Yang terjadi pada lengan mengakibatkan kerusakan otot dan memerlukanamputasi.

Gangguan pernafasan akibat kontraksi hebat (suffocation) yang dialami oleh paru-paru.

Terbakar akibat efek panas dari listrik.

Arus listrik yang menyebabkan setrumanDiklasifikasikan sebagai berikut :

Arus Listrik (terhubung 1 detik) Efek Psikologi

1 mA Hanya berasa ada arus yang mengalir

10-20 mA Tidak dapat melepaskan dari arus listrik – serangan

kontraksi otot100-300 mA Menyebabkan Ventricular

Fibrillation, dan akan berakibat fatal jika berlanjut

Electrical shock

• Contohnya :– Jika anda sehabis bermain tennis yang menyebabkan

berkeringat dan tidak beralasakan kaki, maka resistan ground menjadi 1000 ohm. Dan arus yang mengalir menjadi :

– Ini menyebabkan kejutan listrik yang berbahaya, dapat menyebabkan ventricular fibrillation dan kematian

Electric Shock

Bahaya primer lainnya

Step voltage adalah tegangan yang terjadi pada kedua kaki orang atau hewan yang berdiri diatas tanah yang sedang dialiri arus listrik. Step Voltage biasanya terjadi disekitar pentanahan atau daerah dimana ada arus yang mengalir ke tanah. Semakin panjang langkah semakin besar tegangan langkah artinya semakin bahaya yang ditimbulkan.

Busur listrik terjadi ketika jumlah dari arus listrik mengalit melalui udara. Karena udara adalah konduktor yang buruk, sebagian besar aliran arus terjadi melalui uap air pada terminal sambungan material dan partikel udara yang terionisasi. Campuran ini disebut plasma.

Busur api (Arc & Flash)

Step Voltage

Semburan (Blast)Ketika busur api listrik terjadi, akan memanaskan udara disekitarnya secara cepat. Hal ini menyebabkan pemuaian udara yang sangat cepat dengan muka gelombang yang dapat mencapai tekanan dari 100 sampai 200 pounds per square foot (lb/ft2).

Bahaya sekunder• 1. Kebakaran

Bahaya yang sering terjadi yaitu bahaya kebakaran. Proses terjadinya kebakaran / api adalah pertemuan 3 unsur : a. Bahan bakar (bahan bangunan, kertas, perabot rumah tangga dll ) b. Udara c. Panas / sumber api (short circuit, loncatan elektron, kerusakan alat listrik, isolasi rusak, dll)Bila ketiga unsur ini bertemu pada waktu dan tempat yang sam, maka akan terjadi kebakaran. Cara mengatasinya adalah menjaga agar jangan sampai terjadi pertemuan ketiga unsur tersebut.

Bahaya sekunder

LedakanTerjadi karena pemuaian udara yang disebabkan pemanasan pada ruangan terkurung, misalnya : - Dalam fuse box - Motor Listrik - Sambungan KabelHubung singkat, loncatan bunga api yang besar antara dua konduktor juga menyebabkan ledakan. Pemanasan yang melebihi titik nyala ( flash point ) dari atmosfer yang berbahaya juga dapat menimbulkan kebakaran atau ledakan. Ledakan biasanya berhubungan dengan : a. Salah Operasi b. Pemeliharaan Kurang c. Salah Spesifikasi d. Short Circuit e. Daerah Gas Explosif f. Jarak antara dua konduktor terlalu dekat

Sambaran Petir

Sambaran petir dapat berupa sambaran langsung dan tidak langsung. Sambaran langsung umumnya mengenai bagian tertinggi. Untuk bangunan dan instalasi listrik termasuk over head line diberikan penyalur petir. Namun tidak jarang petir juga mengenai manusia, pohon, hewan, bangunan, tangki dll.Sambaran tidak langsung adalah dampak tidak langsung yang muncul akibat induksi sambaran petir yang dapat merusak peralatan elektronik.

Bahaya sekunder

Arus dan Tegangan

Tegangan sebesar 25V AC atau 60 V DC dianggap sebagai batas tegangan yang membahayakan (PUIL 2000 SNI 04-0225-2000).

Pada dasarnya arus listriklah yang berbahaya, tetapi arus tidak mungkin mengalir apabila tidak ada tegangan.

Arus

Besar arus yang melalui tubuh tergantung pada tegangan antar dua titik dan resistans dua titik pada tubuh. Resistan tubuh tidak konstan. Keadaan titik kontak tubuh dengan benda bertegangan juga mempengaruhi besar arus yang mengalir.

Besar arus yang membahayakan tubuh pada dasarnya berbeda-beda untuk tiap individu. Pada Tabel disajikan pengaruh besar arus terhadap tubuh. Nilai-nilai pada tabel adalah nilai-nilai pendekatan. Pada beberapa kasus, arus 17 mA AC yang mengalir melintasi dada sudah dapat menyebabkan fibrilasi jantung.

Proses terjadinya sengatan listrik

Ada dua cara listrik menyengat kita, yaitu langsung (menyentuh langsung bagian bertegangan) dan tidak langsung ( melalui konduktor)

Besar arus listrikBesar arus yang mengalir dalam tubuh yang ditentukan dari tegangan dan besar hambatan. Tegangan bergantung dari sistem tegangan yg digunakan sedangkan hambatan tubuh bervariasi bergantung dari jenis kulit, kelembapan kulit, berat badan dan lain lain

faktor penentu keseriusan cedera akibat listrik

Lintasan aliran dalam tubuh lintasan yang paling berbahaya adalah yang melewati jantung dan pusat saraf (otak)

Jalur-Jalur Aliran Listrik pada Tubuh1) Touch Potential (hand/hand path)2) Step Potential (foot/foot path)3) Touch/Step Potential (hand/foot path)

• Lama waktu sengatan

faktor penentu keseriusan cedera akibat listrik

Bodily effect DC AC 60 Hz AC 10 kHzSlight sensation felt at hand(s) Men = 1.0 mA

Women = 0.6 mA0.4 mA0.3 mA

7 mA5 mA

Threshold of perception Men = 5.2 mAWomen = 3.5 mA

1.1 mA0.7 mA

12 mA 8 mA

Painful, but voluntary muscle control maintained

Men = 62 mAWomen = 41 mA

9 mA6 mA

55 mA37 mA

Painful, unable to let go of wires Men = 76 mAWomen = 51 mA

16 mA10.5 mA

75 mA50 mA

Severe pain, difficulty breathing Men = 90 mAWomen = 60 mA

23 mA15 mA

94 mA63 mA

Possible heart fibrillation after 3 seconds

Men = 500 mAWomen = 500 mA

100 mA100 mA

Tabel pengaruh arus

Tabel nilai resistans tubuh

Dry WetWire touched by finger 40 kΩ – 1000 kΩ 4 kΩ – 15 kΩWire held by hand 15 kΩ – 50 kΩ 3 kΩ – 5 kΩMetal pliers held by hand 5 kΩ – 10 kΩ 1 kΩ – 3 kΩContact with palm of hand 3 kΩ – 8 kΩ 1 kΩ – 2 kΩ1.5 inch metal pipe grasped by one hand

1 kΩ – 3 kΩ 500Ω – 1.5 kΩ

1.5 inch metal pipe grasped by two hands

500Ω – 1.5 kΩ 250Ω – 750 kΩ

Hand immersed in conductive liquid 200Ω – 500 kΩFoot immersed in conductive liquid 100Ω – 300 kΩ

Berapa arus yang mengalir dalam tubuh sebesar jika terkena setrum 220 V?

Misalkan resistans tubuh 1 kΩI = E/R = (220 V)/(1 kΩ) = 220 mA

Misalkan resistans tubuh 1 kΩdan resistans pengaman 20 MΩI = E/R = (220 V)/(1 kΩ + 20 MΩ) = 11 μA

Besaran arus

Resistantubuh

220 V

I

Resistansepatu

Resistansarungtangan

+

-

Besaran teganganBerapa tegangan yang menyebabkan arus mengalir dalam tubuh sebesar 20 mA?

Misalkan resistans tubuh 1 MΩE = IRE = (20 mA)(1 MΩ)E = 20.000 volts, or 20 kV

Misalkan resistans tubuh 1 kΩE = IRE = (20 mA)(1 kΩ)E = 20 volts

Listrik dapat mengalir bila terdapat rangkaian tertutup.

Pada listrik statis aliran listrik (elektron) berupa lompatan elektron sesaat.

Tegangan (voltage) adalah beda potensial (potential difference), selalu melibatkan dua titik

Burung tidakkesetrum

Beban

Burung anehkesetrum

+

-220 V

Jalur arus listrik

Burung tidakkesetrum

Beban

Manusiakesetrum

220 V

Jalur arus (tanah)

+

-

Burungtidak kesetrum

Beban

Manusiatidak kesetrum

220 V

Tidak ada arus

+

-

Jalur arus listrik

Burungtidak kesetrum

Beban

Manusiatidak kesetrum

220 V+

-

Burungtidak kesetrum

Beban

Manusiakesetrum

220 V

Pentanahantidak disengaja

+

-

Burungtidak kesetrum

Beban220 V

Pentanahantidak disengaja

+

-

Jalur arus

Burungtidak kesetrum

Beban

Manusiakesetrum

220 V

Manusiakesetrum

+

-

Jalur arus listrik