Makalah Pentanahan [PDF]

Citation preview

SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK “PENTANAHAN”



OLEH : AHMAD (102504014) ABDUL HABI ARIFUDDIN DARMAN M



JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2012/2013



KATA PENGANTAR



Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt. karena atas berkah dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah Distribusi Daya Listrik yang berjudul “Pentanahan”. Dalam makalah ini dibahas mengenai Sistem pentanahan pada saluran distribusi. Kami menyadari sepenuhnya bahwa dalam makalah ini masih terdapat kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.



Untuk itu kami ucapkan banyak terimakasih.



Makassar, September 2012



Punyusun



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .....................................................................................................



i



DAFTAR ISI.................................................................................................................... ii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1



BAB II PEMBAHASAN ................................................................................................. 2 A. SISTEM PENTANAHAN .................................................................................. 2 B. TANAH DAN PENGAMANAN ....................................................................... 2 C. SIFAT-SIFAT DARI SEBUAH SISTEM ELEKTRODA TANAH .................. 5 D. TAHANAN JENIS TANAH .............................................................................. 10 E. UKURAN-UKURAN PENGHANTAR TANAH .............................................. 11 F. PERENCANAAN ELEKTRODA PENTANAHAN.......................................... 15 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 17



BAB I PENDAHULUAN



Sistem pentanahan pada jaringan distribusi digunakan sebagai pengaman langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya gangguan tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan lebih pada peralatan jaringan Petir



dapat



menghasilkan



arus



gangguan



dan



distribusi.



juga tegangan lebih dimana



gangguan tersebut dapat dialirkan ke tanah dengan menggunakan sistem pentanahan. Sistem pentanahan adalah suatu tindakan pengamanan dalam jaringan distribusi yang langsung rangkaiannya ditanahkan dengan cara mentanahkan badan peralatan instalasi yang diamankan, sehingga



bila terjadi kegagalan isolasi,



terhambatlah atau bertahannya tegangan sistem karena terputusnya arus oleh alat-alat pengaman tersebut. Secara umum tujuan dari sistem pentanahan dan grounding pengaman adalah sebagai berikut : 1. Mencegah terjadinya perbedaan potensial antara bagian tertentu dari instalasi secara aman. 2. Mengalirkan arus gangguan ke tanah sehingga aman bagi manusia dan peralatan. Mencegah



timbul



menyebabkan tegangan kejut.



bahaya



sentuh



tidak



langsung



yang



BAB I PEMBAHASAN A. SISTEM PENTANAHAN Salah satu faktor kunci dalam setiap usaha pengamanan ( perlindungan ) rangkaian listrik adalah pentahanan. Apabila suatu tindakan pengamanan/perlindungan yang baik akan dilaksanakan, maka harus ada system pentanahan yang dirancanakan dengan benar. Prinsip-prinsip/ standar pentanahan yang biasa digunakan, telah banyak tertulis dalam laporan-laporan berbagai organisasi nasional yang berkaitan [1,2,3,4,9]. Agar sistem pentanahan dapat bekerja secara efektif, harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1.



Membuat jalur impedansi rendah ketanah untuk pengamanan personil dan peralatan menggunakan rangkaian yang efektif.



2.



Dapat melawan dan menyebarkan gangguan berulang dan arus akibat surja hubung (surge current)



3.



Menggunakan bahan tahan terhadap korosi terhadap berbagai kondisi kimiawi



tanah.



Untuk



meyakinkan



kontiniutas



penampilan sepanjang umur peralatan yang dilindungi. 4.



Menggunakan sistem mekanik yang kuat namun mudah dalam pelayanannya.



Beberapa patokan/standar yang telah disepakati adalah bahwa saluran transmisi substasion harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga tahanan pentanahan tidak melebihi 1 Ohm. Dalam sustasion-substasion distribusi, haraga tahanan maksimumyang telah diperbolehkan adalah 5 Ohm. Dalam substansion-substansion (66 kV atau lebih), system kisi tanam untuk suatu substansion akan memberikan tahanan pentanahan yang diinginkan (Std IEEE 80-1976 mengatur masalah pengamanan personil dan tegangan 33 kV atau lebih rendah, biasa digunakan dengan batang pasak. Dari segi besarnya harga tahanan, bahan yang dipakai tidak mengurangi penyebaran akibat surja hubung yang efektif. Bahan pentanahan dimaksud arus-arus gangguan yang lebih tinggi. Pasak-pasak, adalah batang-batang sederhana, sebaliknya dapat memberikan inpedansi surja yang dapat berharga sekitar separohharga tahanan tanahn frekuensi rendahanya. Hal inilah penyebab jatuhnya tahan tanah dalam gradient teganagn yang tinggi pada permukaan pasak sebagai akibat dari sifat-



sifat ini, maka pasak harus ditempatkan didekat atau sekitar bangunan stasion. Pasak-pasak tentu saja dibutuhkan



dalam saluran-saluran teganagan tinggi



(132 kV, 66 kV) di mana tahanan maksimal 15 Ohm masih dapat diterima, dan dalam saluran-saluran distribusi (33-0,4 kV) di mana dipilih tahanan 25 Ohm. Parameter-parameter ini umumnya dapat dipenuhi dengan pemakaian teori-teori dasar pentanahan secara benar. Namum, selalu timbul keadaankeadaan, yang akan menyulitkan dalam memperoleh tahanan pentanahan yang diinginkan. Apabila timbul keadaan demikian dapat digunakan beberapa metode untuk menurungkan harga tahanan pentanahan, antara lain systemsistem batang parallel, system pasak tanam dalam dengan beberapa pasak, dan perlakuan terhadap kondisi kimiawi tanah. Metode-metode laian juga banyak diperkenalkan, yaitu pelat tanam, penghantar tanam, dan beton kerangka baja secara listrik terhubung. Sejenis tanah liat yang dikenal sebagai bentonite, karena kemampuannya menyerap dan menahan air, dapat digunakan untuk mengurangi tahanan tanah didaerah di mana tahanan tanah tinggi, dalam orde 300 Ohm-meter atau lebih



B. TANAH DAN PENGAMANAN Bagian dari sistem hubungan pentanahan, yaitu tanah itu sendiri . bidang kontak antara tanah dengan pasak harus cukup luas, sehingga harga tahanan tanah dengan pasak harus cukup luas, sehingga harga tahanan dari jalur arus masuk atau melewati tanah masih dalam batas – batas yang diperkenankan untuk penggunaan –penggunaan tertentu. Tahanan dari jalur tanah ini relative rendah dan kurang lebih tetap sepanjang tahun . untuk memahami mengapa tahanan tanah harus rendah , digunakan hokum Ohm, yaitu E = I x R (dimana E adalah tegangan dalam volt, I adalah arus dalam ampere, dan R adalah tahanan dalam ohm ). Sebagai contoh, ada tegangan sumber 415 volt (240 volt terhadap tanah) dengan tahanan 4ohm. Sekarang, misalkan ada gangguan/kekeliriuan, sehingga kabel dari sumber yang mencatu motor listrik menyentuh badan motor. Hal ini berarti kabel tersebut menghubungkan ke system pentanahan yang mempunyai tahanan 20 ohm ke tanah (lihat Gambar 1.1 ). Menurut hokum Ohm, aka nada arus sebesar 10 Ampere mengalir melewati badan motor ke tanah. Apabila seseorang menyentuh badan motor, maka dia akan menerima tegnagn sebesar 200 volt (yaitu 20 Ohm kali 10 Ampere). Hal ini dapat berakibat patal, tergantung pada tahanan orang tersebut, yang berpariasi



dengan tegangan yang disentuhnya. Hubungan tahanan listrik badan manusia (dewasa dengan kulit kering) dengan tegangan adalah titik linear dan untuk arus searah atau frekuensi sampai 100 Heartz, dapat dilihat pada tablel 1.1.



Sumber 415 Volt 240 Volt terhadap tanah



Gambar 1.1 Gangguan yang tinggi pada tanah



Tabel 1.1



Besaran arus lewat badan , maksimum 10 mA untuk pria dan 8 mA untuk wanita, adalah besaran-besaran yang telah ditetapkan sebagai patokan. Aru 100 mA atau lebih dinyatakan sebagai fatal.publikasi IEC 479 “ Pengaruh-pengaruh arus yang melewati badan manusia ” memuat grafik (gambar 1.2) yang memperlihatkan daerah-daerah bahaya yang diakibatkan sentuhan terhadap sumber arus bolak-balik 50/60 Hz oleh orang dewasa. Apabila arus yang melewati badan manusia dapat dibatasi dalm besaran dn waktu seperti pada derah-daerah satu, dua, dan tiga, maka bahaya mati oleh sengatan listrik dalam keadaan normal akan dapat dihindari. Namun dalam beberapa hal, intensitas kejutan dapat berakibat orang terjatuhh/terlempar, yang dapat



menyebabkan cedera. IEC 364 memberikan



batas waktu maksimum pemutusan



hubungan terhadap sentuhan dengan tegangan, seperti terlihat pada Tabel 1.2.



CUR Arus mA (EFF./r.m.s).s.)



Gambar 1.2 Pengaruhg akibat arus melewati beban manusia : Daerah-daerah 1,2, dan 3 : bahaya mati oleh sengatanlistrik praktis terhindar. Daerah-daerah 4 dan 5 : bahaya mati oleh sengatan listrik.



Tabel 1.2 Tegangan waktu maksimum sentuhan tegangan Tegangan yang mungkin tersentuh (V)