Pages - Menu

Tuesday, August 20, 2013

Apa itu Sengatan Listrik ? (Kesetrum)


Diterjemahkan dari EEP



Seperti yang kita ketahui, Listik memerlukan circuit yang lengkap untuk dapat mengalir (close loop). Jadi potensial yang tinggi (positive) dan potensial rendah (ground). Itulah mengapa kejutan yang diterima dari listrik statis hanya mengkibatkan sentakan sementara. Aliran electron akan berhenti ketika potensial positive dan negative sama. Kejutan Listrik semacam ini jarang megkibatkan bencana kematian.
Bird not shocked
Gambar 1, Burung tidak tersengat saat beristirahat
 

Tanpa dua kontak poin diatas dibadan  maka Kejuatan listrik tidak akan terjadi pada kita. Itulah mengapa burung dapat selamat ketika beristirahat pada kabel tegangan tinggi tanpa terkena kejutan listrik. hal itu dikarenakan mereka hinggap pada kabel yang sama tanpa menyentuh tanah, atau dengan kata lain hanya membuat kontrak di titik yang sama  (satu poin saja) pada circuit. Perhatikan gambar 1, 

Agar supaya elektron mengalir melalui konduktor, harus ada beda potensial antara dua poin,  Tegangan ini besarnya relative antara dua titik. Tidak ada tegangan di atau pada single poin pada circuit. Dan ketika burung menyentuh single poin pada circuit diatas, tidak ada tegangan yang berbeda antara kaki, sehingga arus tidak dapat mengalir ke tubuh burung tersebut.

Ya, meskipun mereka beristirahat dengan dua kaki dan menyentuh kabel tersebut, yang jelas listrik antara kedua kaki common (sama)/ tidak ada beda potensial. Teori listrik mengatakan jika tidak ada beda potensial antara dua buah konduktor, maka litrik tidak dapat mengalir.

Bird not shocked, person shocked
Gambar 2, orang tersengat listrik karena kakinya menyentuh tanah.
Sering kali, satu sisi dari suatu power system dengan tujuan tertentu dihubungkan ke ground/Tanah, dan ketika sesorang menyentuh single wire sebenarnya dia telah menyentuh dua poin secara tidak langsung

Pada gambar diatas, orang diatas terkena sengatan listrik karena kakinya menempel pada ground yang sama dengan sumber, sehingga listrik mengalir melaui kaki meuju ground. Dalam kehidupan nyata ground power system terdiri dari beberapa macam konduktor yang ditanam didalam tanah untuk mendapatkan kontak maksimum dengan bumi. Konduktor ini dikoneksikan dengan kabel yang tebal.

Ada sedikit pertanyaan yang biasanya muncul pada pikiran siswa:
  1. Jika penempatan grond poin pada circuit sangat mudah untuk disentuh oleh seseorang dan akhirnya terkena kejut listrik. Lantas mengapa circuit perlu ada groundnya? Bukankan dengan tidak ada ground akan lebih aman?
  2. Orang yang terkena kejut litrik mungkin tidak akan terkena jika karet dan fibrik digunakan sebagai isolasi, lalu mengapa sepatu mereka tidak dapat melindungi mereka?
  3. Seberapa bagus konduktor yang berdebu? Jika memang bumi dapat menjadi konduktor lantas mengapa jarring-jaring itu tidak memakai bumi saja?

Jawaban untuk pertanyaan pertama, pemasangan grounding pada circuit adalah untuk memastikan bahwa satu sisi dari circuit itu aman untuk disentuh. Catat bahwa jika korban pada gambar diatas  menyentuh bagian bawah dari resistor (negative), tidak akan terjadi apa-apa meskipun kaki dari seseorang tersebut menyentuh bumi.

Bird not shocked, person not shocked
Gambar 3, Orang yang menyetuh sisi negative tidak tersengat

Karena sisi bawah dari circuit dengan kuat terhubung ke tanah melalui grounding point pada bagian bawah circuit, konduktor bawah dari circuit memiliki potensial listik yang sama dengan bumi,sehingga arus tidak mengalir ke tubuh, dan tidak akan kena kejut listrik.

Untuk alasan yang sama, kabel yang terhubung di circuit ke tanah biasanya tidak diberi insulasi, sehingga logam apapun yang digunakan untuk ground akan memiliki muatan listrik yang sama dengan bumi.

Ground circuit memastikan bahwa salah satu sisi dari circuit aman untuk disentuh, tetapi bagaiman jika kita tidak memberikan grounding pada circuit?

Akankah memegang single poin pada kabel seperti burung akan aman?, idealnya iya, prakteknya tidak. Teliti dulu apa yang terjadi dengan tidak ada ground sama sekali.

Bird not shocked, person not shocked, with no ground at all
Gambar 4, Manusia tidak tersengat meskipun kaki menyentuh graund


Meskipun pada faktanya kaki seseorang masih menyentuh ground, salah satu sisi pada circuit seharunya aman untuk disentuh. Ketika tidak ada complete path (ciruit) yang terbentuk menuju tubuh seseorang dari sisi bawah tegangan ke atas, tidak ada cara untuk arus mengalir melalui orang tersebut.

Walaupun, itu dapat berganti semua dengan ground accidental, seperti cabang pohon yang menyentuh power line, dan menyedikan konesksi sircuit ke ground

Bird not shocked, person shocked with high voltage across source and oad
Gambar 5, Manusia tersengat ketika Pohon menempel di jaringan

Beberapa koneksi yang tidak terduga antara konduktor power system dengan bumi disebut gangguan tanah. Ganguang tanah mungkin diakibatkan oleh banyak hal, termasuk insulasi yang kotor (menciptakan air kotor pada jalur arus dari konduktor ke pole, dank e ground, ketika hujan), ground resapan air yang terbakar pada  line, dan burung yang hinggap pada line, menghubungkan line dengan pole dengan sayap mereka.

Diberikan banyak macam penyebab ganguan tanah, mereka tidak dapat diprediksi. Pada kasus pohon, tidak ada seorangpun yang dapat menjamin yang mana kabel yang tersentuh oleh cabang pohon. Jika pohon menyentuk bagian atas (line) maka bagian bawah sirkuit akan menjadi berbahaya, perhatikan gambar berikut.

Bird not shocked, person shocked with high voltage across source and load
Gambar 6, Manusia yang berada dibagian bawah tersengat listrik
Dengan cabang pohon yang menyentuh kabel atas, kabel atersebut menjadi ground conductor di sirkuit., secara elektrikal dikatakan common dengan ground. Meskipun demikian, tidak ada tegangan antara kabel dengan ground, tetapi tegangan tinggi antara kabel bawah dengan ground.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, cabang pohon hanya salah satu sumber potensial terjadinya gangguan pada Power system.

Dengan mempertimbangkan powr sistem tanpa ground dengan tidak ada pohon yang menyetuh, tetapi kali ini dua orang menyentuh single wire (kabel tunggal).

Bird shocked, persons shocked with high voltage across source and load
Gambar 7, Kedua orang tersengat listrik
Dengan masing masing orang berdiri pada ground bumi, menyentuh 2 titik yang berbeda pada sirkuit, maka akan ada aliran arus dari orang 1 ke orang ke dua melalui tanah, sehingga keduanya akan tersengat listrik.
Meskipun  masing-masing orang berfikir mereka aman karena hanya memegang satu titik saja pada sirkuit, namun kombinasi mereka berdua menciptakan scenario yang mematikan. Efeknya, satu orang berfungsi sebagai ground  yang membuat  itu tidak aman untuk orang lain. Inilah mengapa power sistem yang tidak memiliki ground, sangat bebahaya. Tegangan antara banyak titik di sirkuit dengan ground (bumi) tidak dapat diprediksi, kaena ground fault dapat muncul pada  banyak titik di sirkuit kapan saja.

Dengan menghubungkan secara kuat titik yang telah ditentukan dengan circuit ground, paling tidak keamanan dapat dipastikan pada salah satu poin. Ini lebih dipastikan keamananya dari pada tidak memilki ground sama sekali.

Untuk jawaban petanyaan kedua, sepatu dengan sol kareat menyediakan beberapa isolasi litrik untuk membantu melindungi sesorang dari sengatan akibat aliran pada kaki meraka. Namun, sebagian besar sepati didesign tidak untuk tujuan keamanan. Sepatu mereka terlalu lipis dan tidak memiliki subtansi yang benar.

Juga banyak embun, kotoran, atau garam konduksi dari tubuh yang basah di permukaan kulit atau basak menembus sole dari sepatu akan mengurangi nilai insulasi. Ada sepatu yang secara spesifik dibut untuk bekerja di listri yang berbahaya, sama baiknya dengan karet yang tebal dibuat untuk bediri ketika bekerja di sirkuit yang hidup, tetapi potongan khusus dari gigi haris benar-benar bersih,dan kering supaya lebih efektif.  Cukuplah untuk mengatakan bahwa alas kaki normal tidak cukup bagus, atau menggarasi memiliki proteksi yang aman melawan sengatan lisrik pada power sistem.

Penelitian yang dilakukan pada resistasi kontak antara bagian tubuh manusia dengan titik kontak (seperti graound) ditunjukkan dengan range yang lebar seperti berikut.

Kontak tangan dan kaki, isolasi dengan kareat : 20M typical
Kontak kaki dengan sepatu kulit sole kering: 100K s/d 500k
Kontak kaki dengan sepatu kulit dengan ssol basah : 5 k s/d 20k

Seperti yang dapat kamu lihat, tidak hanya karet yang lebih baik insulasi meterialnya dari pada kulit, tetapi keandalah dari air di bahan berpori seperti kulit dengan baik mengurangi resistansis elektrik. Jawaban untuk pertanyaan ketiga, kotor bukan konduktor yang sangat baik (paling tidak saat it kering).

Itu adalah konduktor yang sangat buruk untuk mendukung arus kontinyu untuk mensupplay beban. Meskipun, karena kita akan melihat di bab selanjutnya, it mengabil arus kecil untuk membunuh manusia, sehingga meskipun dia adalah konduktif, kotor cukup untuk menyediakan jalur untuk arus yang mematikan ketika ada tegangan yang cukup. Seperti biasnya di power sistem.

Kesimpulan

Sengatan listrik hnaya terjadi ketika terjadi kontak antara 2 titik yang berbadi pada sirkuit, ketika tegangan di berikan, mengalir ketubuh korban.

Sirkuit biasanya didesain dengan ground. Terpasang dengan batang logam atau pelat dimakamkan di tanah untuk memastikan bahwa satu sisi sirkuit selalu pada potensial tanah (nol tegangan antara titik itu dan bumi tanah).

Ground fault adalah hubungan yang tidak terduga pada koduktor sirkuit dengan tanah

Sepesial, insulasi sepatu dan kasur dibuat untuk melindungi orang dari sengatan listrik lewat tanah, tetapi mesikpun potongan gigi harus bersih, kering  untuk lebih efektif. Alas kaki normal tidak cukup bagus untuk perlindungan dari sengatan listrik

Bagian yang kotor adalah konduktor yang buruk, itu dapat memberikan arus yang cukup untuk melukai atau membunuh manusia.


FIN
dari : Electrical Engineering Portal

Popular Posts