SISTEM PEMBUMIAN

Suatu sistem sambungan yang dibuat di antara logam dalam pemasangan elektrik dengan jisim bumi

Tujuan asas – untuk keselamatan pengguna dari bahaya renjatan elektrik apabila arus bocor ke bumi berlaku.

Pembumian secara am merangkumkan dua

bahagian iaitu: i. Pembumian Sistem ii. Pembumian Peralatan

Pembumian sistem dilakukan untuk sebab-sebab berikut:-

Mengasingkan sistem apabila berlaku kerosakan

Menghadkan perbedzaan potensi diantara pengalir yang tidak bertebat di sesuatu kawasan.

Menghadkan berlakunya voltan berlebihan (over Voltage) dalam keadaan berbedza.

Pembumian peralatan dilakukan untuk satu sebab tertentu iaitu perlindungan kepada manusia.

Apabila peralatan dibumikan, ia memberikan satu laluan yang kurang rintangan ke bumi.

Kuasa elektrik akan mengalir ke bumi dan arus tidak mengalir ke badan jika tersentuh peralatan tersebut, kerana rintangan badan lebih tinggi daripada rintangan pengalir bumi.

TT TN-S TN-C TN-C-S IT

T - Satu atau lebih punca bejalan di bumikan.

I - Tiada punca bekalan dipengguna di bumikan.

T - Semua logam terdedah disambung kepada jisim umum bumi.

N - Semua pengalir logam terdedah disambung kepengalir bumi iaitu punca bekalan pengguna.

S - Pengasingan pengalir neutral dan bumi.

C - Pengalir neutral dan bumi dicantumkan.

Punca bumi

Pengalir neutral dan bumi dicantumkan dalam satu pengalir bagi keseluruhan sistem.

Pemasangan pengguna

Alat perkakas

Bahagian pengalir terdedah

Punca bumi tambahan

L1

L2L3

N

Pengalir neutral dan bumi disatukan dalam sebuah kabel dikedudukan dua bahagian iaitu:

i. Bahagian pembekal ii. Bahagian pengguna Di kenali sebagai ‘Earth Concentric

System’ Di mana ianya boleh digunakan pada keadaan tertentu sahaja.

Contoh: Penggunaan Sistem TNC Pembumian

Dalam Kapal laut dimana Earthing dibuat pada kipas kapal, motor kipas ada Carban brush,slip ring.

Punca bumiPemasangan

pengguna

Alat perkakas

Bahagian pengalir terdedah

L1

L2L3

NPengalir

Perlindungan

Pengalir neutral dan perlindungan berasingan bagi keseluruhan sistem.

Di gunakan keseluruhan untuk pemasangan kabel bawah tanah. Pembekal akan menyambung pengalir bumi dari Sub-station ke terminal bumi pengguna dan pembumian seterusnya adalah melalui pengalir perlindungan ke bingkai logam yang perlu di bumikan.

Sekiranya berlaku kerosakan. Arus yang bocur akan balik melalui pengalir bumi pembekal ke eletrod bumi sub station membentuk satu litar lengkap menyebabkan alat pelindungan akan berfungsi.

Pengalir neutral dan bumi dicantumkan dalam satu pengalir bagi sebahagian sistem.

Cantuman Nuetral dan

ppPunca bumi

Pemasangan pengguna

Alat perkakas

Bahagian pengalir terdedah

L1

L2L3

N

Adalah kombinasi antara sistem ‘TN-C’ di bahagian punca bekalan dan sistem ‘TN-S’ di bahagian pengguna.

Di bahagian punca bekalan pengalir neutral dan bumi di satukan.

Pada peralatan pengguna pengalir bumi dan neutral di cantumkan.

Punca bumiPemasangan

pengguna

Alat perkakas

Bahagian pengalir terdedah

L1

L2L3

N

Satu atau lebih punca bekalan disambung kebumi.

Bahagian pengalir terdedah disambung ke bumi - pengguna

Adalah satu sistem yang dipraktikan di Negara kita, pengalir fasa dan neutral diambil dari pehak pembekal (TNB).

Sistem pembumian pengguna dibuat secara berasingan melalui pengalir bumi ke eletrod bumi pengguna. Yang ditanam ke dalam tanah.

Oleh kerana nilai rintangan bumi kadangkala tinggi pemasangan alat litar bocur ke bumi (RCCB) mestilah diadakan di dalam pemasangan.

Pemasangan pengguna

Alat perkakas

Bahagian pengalir terdedah

L1

L2L3

N

Sambungan terus diantara bahagian hidup dengan bumi

Galangan pembumian

Mempunyai persamaan dengan sistem ‘TT’ yang kita gunakan

Bagi punca bekalan pembekal disambung kebumi menerusi Rintangan atau diasingkan terus dari bumi.

Rintangan dipasang untuk menggelakan arus rosak masuk kepada sistem, sebab ianya sistem Voltan tinggi.

Tidak boleh dipasang untuk kegunaan awam. Ia hanya dipasang pada transformer voltan tinggi di antara stesen Janakuasa dan Pencawang masuk utama.

ELEKTROD PENGGUNA

RintanganUnderground Cable

(XLPE-Armoured)

TNS

TNC-S

IT

11kV

415V

PMU

SSB

PENGGUNA

SAVR (Sesalur Atas Voltan Rendah)

Sub Station

MSB

TNB

TT

SISTEM – SISTEM PEMBUMIAN

Bertebat sepenuhnya Bertebat dua lapis Membumikan semua logam yang terdedah Mengasingkan logam agar tidak bersentuh

dengan bahagian alat yang membawa arus

Semua struktur logam dalam sistem pendawaian yang bukan membawa arus;

Semua struktur logam yang terdedah bagi semua radas yang berkaitan dengan elektrik.

Klip logam memasang kabel Penutup logam lampu Rantai logam gamtungan lampu Peralatan lampu antik Logam kecil seperti skru, plat nama dll.

Pengalir Bumi : Diantara punca bumi pengguna dengan elektrod bumi.

Pengalir Ikatan :Sambungan bumi kepada peralatan bukan elektrik.

Rintangan Bumi : Rintangan bumi tempat elektrod ditanam.

Impedan Litar Rosak Ke bumi: Jumlah rintangan yang dilalui oleh arus bocor kebumi dari punca hidup bekalan ke elektrod bumi.

Kawasan Rintangan Bumi : Jarak kawasan bagi satu elektrod bumi yang berada di dalam kawalannya (minima 6 m)

Rintangan Gelung Bumi : Rintangan litar yag dilalui oleh arus bocor kebumi bermula dari punca akhir pengalir perlindungan bumi hingga ke elektrod.

Punca bumi pengguna : Punca tempat peyambungan semua pengalir perlindungan.

Kawasan Rintangan Bumi Bertindih : Kawasan penanaman elektrod kedua yang berada dalam lengkaran 6 meter dari elektrod utama.

1. Dulunya dikenali pengalir keterusan bumi (ecc);2. Saiz ditentukan berdasar Jad. 54F dan pengiraan (lihat

contuh).3. Bahagian logam sistem pendawaian seperti konduit,

sesalur dan salur boleh dijadikan penaglir perlidungan sekiranya mematuhi Peraturan IEE:

a) Jika saiz pengalir kurang dari 6 mm2, ia mestilah bertebat dan sambungan mestilah kukuh.

b) Pengalir pelindung tidak bertebat dilindungi dari tindakbalas kimia.

c) Setiap sambungan mematuhi kekuatan mekanikal dan elektrikal.

4. Konduit boleh lentur tidak boleh digunakan sebagai pengalir perlindungan.

5. Rintangan pengalir perlindungan adalah seperti berikut:

a) Bagi pengalir jenis kuprum atau aluminium tidak lebih 1.

b) Bagi konduit, sesalur atau salur tidak melebihi 0.5.

Sebab rintangan pengalir perlindungan tinggi:

(i) Punca earth lug berkarat;

(ii) Sambungan longgar;

(iii) Lapisan cat

(iv) Sambungungan bumi pada soket longgar

(v) Sambungan antara konduit dan kotak terminal longgar.

Luas keratan rentas pengalir fasa

(S)

Luas keratan rentas minimum pengalir perlindungan litar

(SP)

mm2

S 16

16 < S 35

S > 35

mm2

S

16

S/2

Sp = I2 t k Sp = luas keratan rentas dalam mm2

I = Arus kerosakan yang di anggarkan t = Masa operasi alat pelindungan dalam saat k = satu faktor bergantung kepada beberapa

tingginya suhu kabel yang dibenarkan selamat

(Jadual 54B,54C,dan 54D)

Satu litar gelang menggunakan kabel PVC dan bersalut kupram dilindungi oleh 30A fius BS 3036, 240V. Tentukan saiz minimum pengalir Pelindungan (PE) sekiranya masa kendalian ialah 0.4 saat.

Tentukan galangan Maksimum(Zs) di jadual 41A1, Zs bagi fius BS 3036 ialah 1.1 ohm. I = V/Zs = 240/1.1 = 218A.

Tentukan nilai K di Jadual 54C, nilai bagi kabel PVC dengan pengalir pelindungan sebagai teras ialah 115. Tentukan saiz minimum pengalir Pelindungan litar. S = I2t /k = 2182 x 0.4 / 115 =

1.2mm2

(1.2mm2 adalah saiz minima litar pelindungan yang dikira melalui

formula)

1. Pengalir bumi mestilah dipastikan tidak putus.

2. Pengalir aluminium atau aluminium pelapik kuprum tidak bleh digunakan.

3. Punca sambungan disertakan tag amaran.

4. Penentuan saiz merujuk Jad. 54 A.

Linndungi dari kerosakan mekanikal

Tidak dilindungi dari kerosakan mekanikal

Lindungi dari karat Sama dengan pengalir fasa

16 mm2 – kuprum

16 mm2 –salutan keluli

Tidak dilindungi dari karat

25 mm2 – kuprum

50 mm2 – keluli

25 mm2 – kuprum

50 mm2 – keluli

1. Terminal penyambungan mestilah mampu menyambungkan:

a) Pengalir perlindungan litar

b) Pengalir ikatan utama

c) Pengalir pembumian berkendali (functional) jika perlu.

2. Sambungan yang dibuat hendaklah kemas, kuat dan sentiasa mempunyai keterusan.

1. Jenis elektrod:a) Paip galvani – 2-3 m x 40 mm diab) Paip kuprum – 2-3 m x 20mm diac) Rod kuprum – 2 –3 m x 16 mm diad) Plat – 1 x 1 me) Jalur kuprum – 3cm x 0.4 cm x 100 m

- Paip galvani dan Rod kupram Kedua-dua jenis ini didapati berkesan kerana mempunyai ciri-ciri berikut.

• nilai pengaliran yang tinggi• rendah nilai rintangan• tidak mudah berkarat• tahan lasak Kedalaman (depth) elektrod yang ditanam didapati lebih

berkesan daripada garispusat (diameter) elektrod..

2. Keberkesanan – bergantungan kepada jenis tanah.Yang mana tanah jenis kapor, tanah liat. gravel, berbatu, berpasir,dan lain-lain boleh mempengaruhi nilai rintangan sistem pembumian.

3. Rintangan tidak terlalu tinggi kerana boleh mempengaruhi keberkesanan pemutusan RCCB

Cara mengurangkan rintangan elektrod bumi:

a) garam

b) tempat lembap

c) serbuk besi

d) arang batu

e) larutan sulfat

f) tanam dua atau lebih elektrod secara selari

1. Dua jenis – utama dan tambahan.

2. Pengalir aluminium atau aluminium pelapik kuprum tidak boleh digunakan.

3. Saiz – tidak kurang daripada separuh pengalir bumi. Saiz minimum ialah 6 mm2.

4. Di sambung seberapa dekat dengan terminal bumi utama.

5. Pengalir ikatan tambahan – saiz 2.5 mm2 dengan perlindungan mekanikal atau 4 mm2 tanpa perlindungan mekanikal.

Kaedah TN-C-S : mengurangkan nilai galangan gelung bumi.

Penggunaan : Kawasan atas bukit Kawasan berbatu Kawasan berpasir dan kering Kawasan kampung yang tidak ada kabel bawah tanah.

Pematuhan syarat : Mendapat kebenaran STM Rintangan pengalir bumi tidak lebih 10 dan pengalir

perlindungan tidak lebih 0.5 semasa ujian ac 40V , 10A dalam masa 5 minit.

Digunakan pada semua kawasan Fius, pemutus litar dan suis kutub tunggal tidak boleh

dipasang pada pengalir neutral.

Fius atau Pemutus Litar Pemutus Litar Bocor Ke bumi

Mematuhi syarat berikut untuk mendapatkan Z (galangan gelung rosak kebumi): Fius BS 3036 faktor fius lebih 1.5; arus

nominal 3 kali ganda; Fius BS 88 faktor fius kurang 1.5; arus

nominal 2.4 kali ganda; Pemutus Litar BS 3871; arus nominal 1.5

kali ganda.

ELCB RCCB RCD

EFR + MCCB

Peraturan IEE I x Re 50V

Peraturan-Peraturan Bekalan Elektrik 1994 – Peraturan 36

(Pelindungan terhadap arus kebocuran bumi)

Arus kendalian bila didarab dengan Impedance gelung bumi tidak lebih 50V

Pepasangan Domestik arus maksima ialah 300mA dan masa kendalian(operating time) iaitu tidak lebih 40 milli saat (0.04 s) dan 5 saat peralatan tetap.

Alat ini hendaklah beroperasi memutuskan litar sebelum nilai voltan pada bahagian logam yang dilindungi mencapai 50V.

Dalam teori elektrik jisim am bumi dijadikan sebagai ukuran piawai ‘0’Volt setiap terminal yang disambung sempurna ke bumi akan menjadi 0 Volt (tidak mempunyai keupayaan)

ELCB (TT) IR 50 Volt Sensitivity - 10 mA, 30 mA, 100 mA,

300mA.

Impedance gelung bumi termasuk pengalir bumi dan letrod bumi:

R = V/Ib = 240/100mA = 2400 Rintangan letrod bumi = 50V /

0.1A = 500 Arus kerosakan = 240V /

500 = 0.48A

Contoh:- I - 100mA (0.1 A) ( sensitivity ) R = V/I = 50V/0.1A 500 ( Nilai rintangan

bumi)

Tripping I = V/R = 50V/500 = 0.1 A (Tripping)

I 30 mA ( sensitivity ) R = V/I

= 50V/0.03A 1666 (Nilai rintangan bumi)

3 Fasa

I 300 mA ( sensitivity ) R = V/I = 50V/0.3A 166 ( nilai rintangan bumi)

i) KEDUDUKAN PAIP BESI BELGALVANI i) Paip bumi yang biasa digunakan ialah paip

besi bergalvani dan rod tembaga, ditanam di sudut bangunan pencawang dan sambungan paip-paip dibuat dengan menggunakan dawai besi bergalvani 7/10 SWG (untuk pencawang 11kV) atau dawai tembaga 0.1in2, jalinan tembaga (copper strip) Secara selari.

ii) Jika empat batang paip bumi tidak menghasilkan rintangan bumi yang dikehendaki, iaitu 1

paip tambahan boleh ditanam lagi dan sambungan dibuat pada mana-mana sudut pencawang yang sesuai.

iii) Jarak menanam paip-paip mestilah tidak menutupi sebahagian kawasan rintangan.

PAIP PERTAMA

PAIP TAMBAHAN BOLEH DISAMBUNG DARI SINI

PAIP TAMBAHAN BOLEH DISAMBUNG DARI SINI

GAMBARAJAH KEDUDUKAN PAIP BUMI DIPENCAWANG

PAIP KEDUA

ii) KEDUDUKAN ROD TEMBAGA

a) Tanam beberapa dalam yang boleh, tetapi ingatkan bilangan bilangan batang rod yang telah ditanam di satu sudut

b) Jarak bagi rod pertama ke rod kedua ialah dua kali ganda lebih panjang bagi batang rod yang telah ditanam.

iii) CARA SAMBUNGAN

a) Gunakan bol loyang (brass bolit) 12.7mm x 38mm untuk membuat sambungan logam kepingan pada paip bumi.

b) Gunakan “crossby” clip 12.7mm sambungan dawai-dawai pada logam kepingan, rujuk gambarajah no.2

c) Jalinan tembaga(copperstrip) saiz 1” x 1/8” digunakan untuk menyambung di antara bumi perkakasuis, alatubah dan papan pembahagian voltan rendah kepada pembumian utama

d) Paip besi bergalvani yang ditanam ke bumi dengan disambung selari dengan dawai galvani di letrod bumi. menggunakan tukul besar atau “monkey hammer” mestilah 10 kaki dalamnya.

e) “Crossby clip” ialah untuk menyambungkan di antara dawai galvani dengan letrod bumi dan dan juga di mana dawai tembaga dari perkakasuis

iv) CARA-CARA MEMBUAT SAMBUNGAN KE BUMI

a) Brazing b) Pretining c) Bol & nat d) Soketing

a) BRAZING

Cara membuat penyambungan dengan menggunakan silver silfos. Cara ini memberi ketrguhan yang baik pada sambungan.

b) PRETINING

Dikenali bagai sweating.Untuk memberikan keterusan yang lebih baik apabila menggunakan bol dan nut. Dibuat dengan membuat satu lapisan dengan pateri di tempat penyambungan.

c) BOL & NAT

Cara ini murah dan cepat untuk siap. Tetapi bol & nat mesti diikat dengan kuat untuk memberikan keterusan yang baik.

d) SOKETING

Biasanya digunakan di Pencawang luar dan selaluinya menggunakan dawai besi bergalvani.

GAMBARAJAH SAMBUNGAN DAWAI BESI BERGALVANI

DENGAN PAIP BUMI