Pentanahan Pengaman Untuk Beban Lebih Dari Satu [PDF]

Citation preview

PENGAMAN PERALATAN DAN MANUSIA PENTANAHAN PENGAMAN UNTUK BEBAN LEBIH DARI SATU



DISUSUN OLEH :



DOSEN PEMBIMBING



: YESSY MARNIATI, S.T., M.T.



KELOMPOK



: 3 ( TIGA )



NAMA



: 1. AMELIA HANI OKTARINA (061830311297) 2. DEVA DWI UTAMI (061830311297) 3. MONICA OKTARANI (061830311297) 4. RARA ATMA PRATIWI (061830311313)



KELAS



: 2LG



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK



POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2019



KATA PENGANTAR



Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, kami haturkan puji syukur atas atas kehadirat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang ”Peralatan Pengaman untuk Beban Lebih dari Satu”. Tidak lupa kami juga berterimakasih atas dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Mulai dari Ibu Yessy selaku pembimbing mata kuliah Pengaman Peralatan dan Manusia, teman-teman yang telah saling membantu dan yang paling penting dukungan kedua orang tua dan saudara kami. Kami menyadari bahwa makalah yang kami susun jauh dari kata sempurna baik dari segi bahasa maupun kalimat. Oleh karena itu kritik, saran, serta masukan sangat kami butuhkan untuk kedepannya agar kami dapat menyusun makalah lebih baik lagi. Akhir kata kami berharap semoga makalah tentang pentanahan pengaman untuk beban lebih dari satu ini dapat menambah manfaat dan inspirasi bagi para pembaca, terutama dalam bidang instalasi listrik domestik.



Palembang, 15 Mei 2019



Penyusun



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ......................................................................................... i DAFTAR ISI ........................................................................................................ ii BAB I



PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah. ...................................................................... 2 1.3 Tujuan ......................................................................................... 2



BAB II



PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Pentanahan ................................................................ 3 2.2 Tujuan Pentanahan ...................................................................... 3 2.3 Karakteristik Sistem Pentanahan yang Efektif .............................. 4 2.4 Bagian-bagian yang Ditanahkan ................................................... 5 2.5 Sistem Grounding atau Pentanahan netral .................................... 8 2.6 Bahaya Grounding terhadap Jenis Tegangan .............................. 11 2.7 Bahaya Grounding terhadap Jenis Arus ...................................... 16 2.8 Pengertian Pentanahan Pengaman untuk Beban Lebih dari Satu..18 2.9 Pengetanahan Gardu Induk di Indonesia .................................... 21 2.10 Hantaran atau Kabel Pengaman Pentanahan ............................... 21 2.11 Pengetanahan Netral Sistem Tenaga ........................................... 23 2.12 Pentanahan Peralatan .................................................................. 25



BAB IV



PENUTUP 3.1 Kesimpulan ................................................................................ 27 3.2 Saran ............................................................................................ 27



DAFTAR PUSTAKA



ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang



Secara umum pentanahan adalah melakukan koneksi sirkuit atau peralatan ke bumi. Sistem pentanahan yang kurang baik dapat menyebabkan penurunan kualitas tenaga listrik. Ilmu pertanahan sering kali dianggap remeh, padahal pentanahan yang baik sangatlah penting. Pada system tenaga listrik, 70% s/d 80% yang terkena gangguan adalah pada sistem transmisi. Salah satunya adalah gangguan ke tanah selain gangguan-gangguan lain seperti , surja petir, kesalahan mekanis akibat retak-retak pada isolator, burung atau daun-daun yang terbang dekat isolator gantung, debu-debu yang menempel pada isolator, tegangan lebih dan gangguan hubung singkat. Jika arus gangguan lebih dari 5 A maka timbul busur listrik pada kontak-kontak antara kawat yang terganggu dan tanah yang tidak dapat padam sendiri. Dan jika terdapat busur tanah yang menetap, padam dan menyala, hal ini dapat membahayakan. Hal ini disebabkan karena busur tanah tersebut merupakan gelombang berjalan yang memiliki muka gelombang yang curam yang dapat membahayakan isolasi dari alat-alat instalasi meskipun letaknya jauh dari titik gangguan.



Dari jenis-jenis gangguan yang telah disebutkan dapat mengakibatkan: 1.



Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada konsumen



2.



Penurunan tegangan yang cukup besar sehingga kualitas kualitas tenaga listrik rendah dan merintangi kerja normal peralatan konsumen



3.



Pengurangan stabilitas sistem yang menyebabkan jatuhnya generator



4.



Merusak peralatan pada daerah gangguan



1



1.2



Rumusan Masalah 1. Apa pengertian dan tujuan dari pentanahan ? 2. Bagaimana karakteristik system pentanahan yang efektif ? 3. Apa saja bagian-bagian yang ditanahkan? 4. Apa saja jenis-jenis skema pentanahan (grounding)? 5. Apa saja bahaya pentanahan (grounding) teradap tegangan dan arus? 6. Apa pengertian dan tujuan pentanahan pengaman untuk beban lebih dari satu? 7. Bagaimana pengetanahan gardu induk di Indonesia? 8. Bagaimana hantaran atau kabel yang digunakan untuk pengaman pentanahan? 9. Apa saja metode-metode pengetanahan system tenaga? 10. Apa saja macam-macam pentanahan peralatan?



1.3



Tujuan 1. Mengetahui pengertian dan tujuan dari pentanahan 2. Mengetahui karakteristik siste pentahan yang efektif 3. Mengetahui bagian-bagian yang ditanahkan 4. Mengetahui jenis-jenis skema pentanahan 5. Mengetahui apa saja bahaya pentanahan terhadap tegangan dan arus 6. Mengetahui perngertian dan tujuan pentanahna pengaman untuk beban lebih dari satu 7. Mengetahui bagaimana pengetanahan pada gardu induk diIndonesia 8. Mengetahui bagaimana hantaran atau kabel yang digunakan untuk pengaman pentanahan 9. Mengetahui Apa saja metode-metode pengetanahan system tenaga 10. Mengetahui Apa saja macam-macam pentanahan peralatan



2



BAB II PEMBAHASAN 2.1



Pengertian Pentanahan Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding system adalah



sistem



pengamanan



terhadap



perangkat-perangkat



yang



mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik utamanya petir sehingga dapat mengamankan manusia (Human) dari sengatan listrik, dan mengamankan komponen komponen instalasi dari bahaya tegangan/arus abnormal. Sistem pentanahan digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkit listrik dengan bumi. Standar pentanahan untuk data center tercantum dalam beberapa dokumen antara lain : TIA-942, J-STD-607-A-2002 dan IEEE Std 1100 (IEEE Emerald Book), IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment. 2.2



Tujuan Pentanahan Tujuan utama pentanahan adalah menciptakan jalur yang lowimpedance (tahanan rendah) terhadap permukaan bumi untuk gelombang listrik dan transient voltage. Penerangan, arus listrik, circuit switching dan electrostatic discharge adalah penyebab umum dari adanya sentakan listrik atau transient voltage. Sistem pentanahan yang efektif akan meminimalkan efek tersebut. Tujuan pentanahan suatu sistem tenaga listrik secara umum adalah: a.



Mencegah timbulnya busur tanah akibat dari arus gangguan yang besar (>5 A)



b.



Memberikan perlindungan terhadap bahaya listrik bagi pemanfaatan listrik dan lingkungan



c.



Memproteksi peralatan



3



d.



Mendapatkan keandalan penyaluran pada system baik dari segi kualitas, keandalan ataupun kontinuitas penyaluran tenaga listrik dengan kontrol noise termasuk transien dari segala sumber



e.



Membatasi kenaikan tegangan fasa yang tidak terganggu (sehat)



Menurut IEEE Std 142™-2007, tujuan system pentanahan adalah: a.



Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan yang diperbolehkan



b.



Menyediakan jalur bagi aliran arus yang dapat memberikan deteksi terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki antara konduktor system dan bumi. Deteksi ini akan mengakibatkan beroperasinya peralatan otomatis yang memutuskan suplai tegangan dari konduktor tersebut



2.3



Karakteristik Sistem Pentanahan yang Efektif Karakteristik sistem pentanahan yang efektif antara lain adalah: a.



Terencana dengan baik, semua koneksi yang terdapat pada sistem harus merupakan koneksi yang sudah direncanakan sebelumnya dengan kaidah-kaidah tertentu



b.



Verifikasi secara visual dapat dilakukan



c.



Menghindarkan gangguan yang terjadi pada arus listrik dari perangkat



d.



Semua komponen metal harus ditahan/diikat oleh sistem pentanahan, dengan tujuan untuk meminimalkan arus listrik melalui material yang bersifat konduktif pada potensial listrik yang sama



4



Penggunaan Pentanahan dalam Aplikasi Proteksi: a.



Karena gejala alami, seperti kilat, tanah digunakan untuk membebaskan sistem dari arus sebelum personil atau pelanggan dapat terluka atau komponen sistem yang peka dapat rusak.



b.



Karena potensial dalam kaitan dengan kegagalan sistem tenaga listrik dengan kembalian tanah, tanah membantu dalam memastikan operasi yang cepat menyangkut relay proteksi sistem daya dengan menyediakan jalan arus gagal tahanan rendah tambahan. Jalan tahanan rendah menyediakan tujuan untuk mengeluarkan



potensial



secepat



mungkin.



Tanah



harus



mengalirkan potensial sebelum personil terluka atau sistem telepon rusak. 2.4



Bagian-bagian yang Ditanahkan Dalam sebuah instalasi listrik ada empat bagian yang harus ditanahkan atau sering juga disebut dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik ini adalah: a.



Semua bagian instalasi yang terbuat dari logam (menghantar listrik) dan dengan mudah bisa disentuh manusia. Hal ini perlu agar potensial dari logam yang mudah disentuh manusia selalu sama dengan potensial tanah (bumi) tempat manusia berpijak sehingga tidak berbahaya bagi manusia yang menyentuhnya.



b.



Bagian pembuangan muatan listrik (bagian bawah) dari lightning arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungsi dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari petir ke tanah (bumi) dengan lancar.



c.



Kawat petir yang ada pada bagian atas saluran transmisi. Kawat petir ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena letaknya yang ada di sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki tiang transmisi harus ditanahkan



5



agar petir yang menyambar kawat petir dapat disalurkan ke tanah dengan lancar melalui kaki tiang saluran transmisi. d.



Titik netral dari transformator atau titik netral dari generator. Hal ini diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya yang menyangkut gangguan hubung tanah.



Dalam praktik, diinginkan agar tahanan pentanahan dari titik-titik pentanahan tersebut di atas tidak melebihi 4 ohm. Secara teoretis, tahanan dari tanah atau bumi adalah nol karena luas penampang bumi tak terhingga. Tetapi kenyataannya tidak demikian, artinya tahanan pentanahan nilainya tidak nol. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya tahanan kontak antara alat pentanahan dengan tanah di mana alat tersebut dipasang (dalam tanah). Alat untuk melakukan pentanahan ditunjukkan oleh Gambar 1.



Gambar 2.1 Macam-macam alat pentanahan Dari gambar 1 tampak bahwa ada empat alat pentanahan, yaitu: 1.



Batang pentanahan tunggal (single grounding rod)



2.



Batang pentanahan ganda (multiple grounding rod). Terdiri dari beberapa batang tunggal yang dihubungkan paralel



6



3.



Anyaman pentanahan (grounding mesh), merupakan anyaman kawat tembaga



4.



Pelat pentanahan (grounding plate), yaitu pelat tembaga Tahanan pentanahan selain ditimbulkan oleh tahanan kontak



tersebut diatas juga ditimbulkan oleh tahanan sambungan antara alat pentanahan dengan kawat penghubungnya. Unsur lain yang menjadi bagian dari tahanan pentanahan adalah tahanan dari tanah yang ada di sekitar alat pentanahan yang menghambat aliran muatan listrik (arus listrik) yang keluar dari alat pentanahan tersebut. Arus listrik yang keluar dari alat pentanahan ini menghadapi bagian-bagian tanah yang berbeda tahanan jenisnya. Untuk jenis tanah yang sama, tahanan jenisnya dipengaruhi oleh kedalamannya. Makin dalam letaknya, umumnya makin kecil tahanan jenisnya, karena komposisinya makin padat dan umumnya juga lebih basah. Oleh karena itu, dalam memasang batang pentanahan, makin dalam pemasangannya akan makin baik hasilnya dalam arti akan didapat tahanan pentanahan yang makin rendah.



Gambar 2.2 Batang pentanahan beserta aksesorisnya



7



Gambar 2 menggambarkan batang pentanahan beserta aksesorisnya, yaitu; (1) Konduktor tanah, (2) Penghubung antara konduktor dengan elektroda tanah, dan (3) Elektroda tanah



Gambar 2.3 Batang pentanahan dan lingkaran pengaruhnya (sphere of influence) Sedangkan gambar 3 menggambarkan batang pentanahan beserta lingkaran pengaruhnya (sphere of influence) didalam tanah. Tampak bahwa pengaruh batang pentanahan akan semakin dalam letaknya di dalam tanah dan pengaruh terkecil pada kedalaman yang sama dengan kedalaman batang pentanahan. Lingkaran pengaruh ini makin dekat dengan batang pentanahan. Hal ini disebabkan oleh adanya variasi tahanan jenis tanahnya. 2.5



Sistem Grounding atau Pentanahan netral Pada saat ini pemasangan pentanahan pada titik netral dari sistem tenaga merupakan suatu keharusan, karena sistem ini sudah besar dengan jangkauan yang luas dan tegangan yang tinggi. Pentanahan titik netral ini dilakukan pada alternator pembangkit listrik dan transformator daya pada gardu – gardu induk dan gardu – gardu distribusi



8



Sebelumnya perlu diketahui bahwa jenis sistem pentanahan akan menentukan skema proteksinya Berikut jenis-jenis skema pentanahan (Grounding) : 1. TT (Terra-Terra) system : saluran (kabel) tanah dan tanah



Pada gambar diatas, dapat terlihat bahwa pentanahan peralatan dilakukan melalui sistem pentanahan yang berbeda dengan pentanahan titik netral. Pada sistem ini titik netralnya disambungkan langsung ke tanah, namun bagian – bagian instalasi yang konduktif disambungkan ke elektroda pentanahan (Ground) yang berbeda (berdiri sendiri)



2. TN-C 9Terra Neutral-Combined) : Kabel Ground (tanah) dan Netral disatukan



Pada sistem ini, saluran netral dan saluran pengaman (ground) disatukan secara keseluruhan. Semua bagian sisem mempunyai saluran PEN yang merupakan kombinasi antara



9



saluran N dan PE. Disini seluruh bagian sistem mempunyai saluran PEN yang sama.



3. TN-C-S (Terra Neutral-Combined-Separated) : kabel tanah dan Netral dapat disatukan juga ada yang dipisahkan



Pada sistem pentanahan ini saluran netral dan saluran penagman dijadikan menjadi satu saluran pada sebagian sistem dan terpisaj pada sebagian sistem lainnya. Pada gambar diatas dijelaskan bahwa bagian sistem 1 dan 2 mempunyai satuhantaran PEN (combined) sedangkan pada sistem 3 menggunakan dau kabel hantaran yaitu Netral dan PE secara terpisah (separated)



4. TN-S (Terra Neutral-Separated) : Saluran (kabel) Tanah dan Netral-dipisahkan



Pada sistem pentanahan ini, saluran netral dan saluran pengaman terdapat pada sistem secara keseluruhan. Oleh karena itu, semua sistem mempunyai dua saluran N dan PE secara sendiri sendiri (separated)



10



5. IT (Impedance Terra) System : saluran Tanah melalui Impedansi



Sistem rangkaian tidak mempunyi hubungan langsung ke tanah namun, melalui suatu impedansi. Bagian konduktif instalasi dihubungkan langsung ke elektroda pentanahan secara terpisah. Sistem ini juga disebut sistem pentanahan Impedansi



Ada beberapa jenis sambungan titik netral secara tidak langsung ini, antaranya melalui reaktansi, tanah dan kumparan petersen. Antara ketiga jenis media sambungan ini mempunyai kelebihan dan kekurangan. Namun, secara teknis jenis sambungan kumparan petersen yang mempunyai kinerja terbaik. Yang menjadi masalah adalah harganya yang terlalu mahal. 2.6



Bahaya Grounding terhadap Jenis Tegangan Selain bahayanya pada manusia, beda potensial pada permukaan tanah menyebabkan : 1. Tegangan Sentuh Tidak Langsung Tegangan sentuh tidak langsung adalah tegangan pada bagian alat/ komponen/ rangkaian/ instalasi yang secara normal tidak dilalui arus namun akibat kegagalan isolasi pada peralatan tersebut maka bagian – bagian tersebut mempunyi tegangan terhadap tanah



11



Misalnya, pompa air yang ketika disentuh bagian bodynya maka ada tegangan yang mengalir. Itu sangat berbahaya Bila tidak ada petanahan, maka tegangan sentuh tersebut sama tingginya dengan tegangan kerja (tegangan langsung). Hal ini sudah tentu membahayakan manusia yang mengoprasikannya atau yang ada di sekitar tempat itu.



Selama alat pengaman arus lebih tidak bekerja memutuskan rangkaian, keadaan ini akan tetap bertahan. Namun dengan adanya pentanahan secara baik, kemungkinan tegangan sentuh selama terjadi gangguan dibatasi pada tingkat aman. Yaitu maksimum 50 Volt (V) untuk tegangan bolak balik (AC)



Gambar diatas adalah contoh terjadinya tegangan sentuh tidak langsung dari body peralatan elektronik. Pada gambar tersebut terlihat jelas perbedaan antara sebelum dan sesudah ada pentanahan (grounding) pada alat yang berbody logam.



Pada keadaan sebelum diketanahkan, bila terjadi gangguan (arus bocor), maka selungkup alat mempunyai tegangan terhadap tanah sama dengan tegangan sumber (tegangan antara fasa dan Netral). Tegangan ini tentu sangat membahayakan operator atau orang yang menyentuh selungkup alat tersebut dan pengaman arus eban lebih tidak



12



bekerja memutuskan aliran bila tidak melampaui batas kerjanya.



2. Tegangan Eksposur



Tegangan eksposur adalah tegangan Ketika terjadinya gangguan



tanah



dengan



arus



yang



besar,



akan



memungkinkan timbulnya beda potensial antara bagian – bagian yang dilalui arus dan antara bagian – bagian yang tidak dilalui arus terhadapat tanah



Tegangan ini bisa menimbulkan busur tanah (grounding arc) yang memungkinkan terjadinya kebakaran bahkan ledakan. Dengan adanya sistem pentanahan, akan membuat potensial semua bagian struktur, peralatan dan prmukaan tanah menjadi sam (uniform) shingga mencegah terjadinya loncatan listrik dari bagian peralatan ke tanah.



Selain itu, ketika terjadi gangguan tanah, tegangan fasa yang mengalami ganguan akan menurun. Pnurunan tegangan ini sangat



menggangu



karja



paralel



generator-generator



sehingga secara ksluruhan akan mengganggu kinerja sistem tenaga



3. Tegangan Langkah



Tegangan langkah adalah tegangan yang terjadi akibat arus gangguan yang melewati tanah. Arus gangguan ini relatif besar dan apabila mengalir dari tempat terjadinya gangguan kembali ke sumber (titik Netral) malalui tanah yang



13



mempunyai tahanan relatif besar maka tegangan di permukaan tanah akan menjadi tinggi.



Perhatikan gambar diatas, satu tangan memegang dudukan lampu dan tangan satunya lagi memegang krain air. Diantara kran air dan dudukan lampu dalam keadaan normal tidak bertegangan. Tetapi ketika terjadi gangguan ketanah, arus mengalir kembali ke sumber melalui pentanahan Ra dan Rb. Adanya aliran arus gangguan ini menimbulkan tegangan antara letak dangguan dan Ra sebesar Vf dan antara krain air dan dudukdan lampu sebesar Vb.



Besar tegangan ini ditentukan oleh besar arus gangguan dan tahanan pentanahannya. Semakin besar arus dan tahanan maka. Akan semakin besar pula tegangan sentuhnya.



14



Pada gambar diatas dijelaskan bahwa dimana ada salah satu saluran fasa yang putus dan menyentuh tanah, maka akan terjadi tegangan eksposur dengan gardien (perhatikan gambar).



Tegangan tersebut ditimbulkan oleh adanya arus gangguan tanah yang besar dan mengalir melalui tanah untuk kembali lagi ke sumber. Gardien tersebut akan semakin menurun searah dengan semakin jaunya jarak dari gangguan tersebut.



Tegangan ini akan sangat membahayakan orang yang ada diatas permukaan tanah diskitar tempat tersebut (terjadinya gangguan), walaupun yang bersangkutan tidak meyentuh bagian – bagian mesin



Tegangan ini adalah tegangan antar kaki dan keara itulah kemudian disebut tegangan langkah



Untuk mengamakan tegangan langkah inilah pentanahan dilakukan. Tegangan langkah dibatasi serendah mungkin dan dalam waktu yang sepenek – pendeknya. Besar tegangan



15



langkah



diminimalisir



dengan



sistem



pentanahan



(grounding) sedangkan waktu pemutusan dilakukan dengan peralatan pengaman 2.7



Bahaya Grounding terhadap Jenis Arus Arus gangguan tanah menyebabkan adanya beda tegangan beda tegangan di permukaan tanah. Hal ini sangat membahayakan manusia yang sedang berada disekitarnya. Arus gangguan dapat mengalir ke tubuh. Batasbatas arus tersebut terbagi menjadi : 1. Arus Mulai Terasa atau Persepsi (Perception Current) Apabila seseorang memegang penghantar yang diberi tegangan harga 0 dan dinaikkan sedikit demi sedikit, arus listrik yang melalui tubuh orang tersebut akan memberikan pengaruh Berdasarkan Electrical Testing Laboratory NewYork 1933, besar arus persepsi untuk laki-laki 1,1 mA dan perempuan 0,7 mA. 2. Arus Mempengaruhi Otot (Let-go Current) Apabila arus persepsi ditingkat / dinaikkan lagi, maka orang tersebut akan merasa sakit dan kalau terus dinaikkan maka otot-otot akan kaku sehingga tidak sanggup lagi melepaskan konduktor Berdasarkan penelitian di University of California Medical School, ditetapkan batas arus maksimal dimana orang masih dapat dengan segera melepaskan konduktor bila terkena arus listrik, untuk laki-laki sebesar 9 mA dan perempuan sebesar 6 mA. 3. Arus Mengakibatkan Pingsan atau Mati atau Fibrilasi (Fibrillating Current) 16



Arus yang melewati manusia lebih besar daripada arus yang mempengaruhi otot dapat mengakibatkan seseorang mati. Arus pada kasus ini nilainya lebih besar dari arus yang mempengaruhi otot. Namun, berdasarkan penelitian oleh Dalziel di University of California tahun 1968, 99,5% orang yang memiliki berat lebih kurang 50 kg masih dapat bertahan terhadap arus yang besarnya. Ik adalah arus yang melewati tubuh manusia (A) dan t adalah waktu lewatnya arus tersebu (s). 4. Arus reaksi (Reaction Current) adalah arus terkecil yang dapat menyebabkan orang menjadi terkejut. Berdasarkan penelitian yang dilakukan DR. Hans Prinz batasan-batasan arus tersebut disajikan dalam tabel berikut :



17



2.8



Pengertian Pentanahan Pengaman untuk Beban Lebih dari Satu Untuk menghindari tegangan sentuh yang besar dari 50 V hal yang sangat penting adalah agar tahanan pentanahan pengaman harus sekecil mungkin. Dalam hal terjadinya sebuah kegagalan isolasi, arus bocor harus cukup besar agar alat pengaman arus lebih dapat bekerja. Besarnya tahanan pentanahan pengaman dapat dihitung dari persamaan : Rp = 50 V / It Untuk menjamin tahanan pentanahan itu kecil, kawat pentanahan (PE) dari sumber harus dihubungkan ke tanah sebanyak mungkin. Memparalelkan



beberapa



titik pentanahan akan menghasilkan tahanan



pentanahan yang kecil, maka arus bocor yang mengalir besar, dan hal ini akan menyebabkan alat pengaman arus lebih bekerja. 2.8.1



Tujuan Pentanahan Pengaman untuk Beban Lebih dari Satu a. Membuat suatu sistem pentanahan pangaman untuk suatu instalasi yang mempunyai beban lebih dari satu



b. Menerangkan mengapa didalam sebuah sistem yang demikian, sebuah pentanahan harus dihubungkan pada sebanyak mungkin tempat c. Membuat simulasi kegagalan didalam suatu instalasi yang mempunyai sebuah system pentanahan dan menentukan nilai kegagalannya d. Menghitung tahanan pentanahan pengaman yang diperlukan.



18



2.8.2



Daftar peralatan Transformator



:



1 Buah



Transformator isolasi :



1 Buah



Beban



:



1 Buah



Symbol Orang



:



1 Buah



Avometer



:



1 Buah



Tahanan 1 ohm/ 11 watt :



1 Buah



2,2 ohm/ 11 watt :



1 Buah



5,6 ohm/ 11 watt :



1 Buah



15 ohm/ 11 watt



1 Buah



:



2,2 Kohm/ 11 watt : 1 Buah 2.8.3



Gambar Rangkaian



19



2.8.4



Prosedur/langkah percobaan 



Buat rangakaian seperti pada rangkaian percobaan 1. Disini terdapat kegagalan isolasi antara L1 dengan L2 Orang menyentuh rumah beban. Ukur tegangan sentuhnya ! Apakah tegangan tersebut membahayakan ?







Hubungkan rumah beban ke transformator isolasi dengan beban yang konduktif. Ukur tegangan sentuhnya ! Apakah tegangan tersebut membahayakan ?







Berikan kesimpulan mengenai hasil pengukuran diatas !







Tambahkan kegagalan isolasi antara netral dengan rumah transformator isolasi ! Ukur tegangan sentuhnya, dan apakah tegangan tersebut membahayakan ?







Ganti rangkaian dengan rangkaian seperti pada rangkaian percobaan 2, tanpa tahanan pentanahan pengaman Rp1 dan Rp2



20



Apakah tegangan sentuhnya membahayakan ? 2.8.5



Tabulasi Data



2.8.6



Kesimpulan Dari praktikum diatas dapat disimpulkan bahwa dalam Tabel percobaan pertama maupun Tabel percobaan kedua pengaman bekerja dengan baik sebab dari hasil percobaan semuanya trip tetapi jika tidak ada pengaman maka percobaan tersebut dapat membahayakan



seseorang



dikarenakan



tegangan



sentuhnya



menghasilkan tegangan bahkan ada tegangan yang tak terhingga. 2.9



Pengetanahan Gardu Induk di Indonesia Pada sistem pentanahan transformator daya gardu Induk pada sisi tegangan menengah, berdasarkan informasi dari PT PLN (Persero), titik netral lilitan diketanahkan melalui:



21



1.



Pembumian dengan tahanan 12 ohm untuk sistem SKTM. Nilai arus hubung tanah maksimum 1000A. Untuk kawasan industry yang peka terhadap kedip, nilai tahanan dapat lebih besar dari 12 Ohm untuk memperkecil kedalaman kedip tegangan. Pembumian ini dipakai khususnya pada Trafo jaringan kabel tanah di daerah PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang dan kota Bandung



2.



Pembumian dengan tahanan 40 Ohm untuk sistem SUTM, atau campuran SKTM dan SUTM. Nilai arus hubung tanah maksimum pada system 20 kV sebesar 300A. Pembumian ini dipakai pada trafo jaringan distribusi saluran udara di jawa Barat, Jakarta Raya dan Luar Jawa



Pembumian dengan tahanan 500 Ohm untuk sistem SUTM. Nilai tahanan pembumian yang tinggi menyebabkan arus gangguan ke tanah relative kecil, yaitu sebesar 25 A. 3.



Pembumian



langsung/solid



grounded.



Pembumian



ini



memberikan beberapa keuntungan antara lain: Fuse cut-out yang digunakan sebagai pengaman jaringan fasa-tanah dapat bekerja efektif karena arus gangguan sangat besar, jangkauan jaringan distribusi luas, dengan sistem multigrounded common netral pada jaringan TM memungkinkan fasa-1 pada jaringan TM untuk melistriki daerah terpencil dengan biaya investasi murah.



4.



Tanpa pembumian/system mengambang. System ini saat ini hanya ada pada system kelistrikan pedesaan dengan pembangkit kecil dan tidak ada pembumian pada sisi trafo 20 kV. Pembumian pada jaringan TR memakai system TN-C,



22



namun hanya ada pada satu tiang sebelum tiang akhir penyulang utama atau penghantar paling besar. 2.10



Hantaran atau Kabel Pengaman Pentanahan Efektivitas sistem pentanahan tidak hanya ditentukan oleh elektroda pentanahan, namun juga oleh hantaran atau kabel pentanahan atau hantaran atau kabelpengaman. Hantaran atau kabel pengaman ini harus diusahakan mempunyai tahanan yang sekecil-kecilnya dan disesuaikan dengan komponen instalasi lain seperti pengaman arus lebih dan hantaran fasanya. Alat pengaman arus lebih dan ukuran hantaran fasa adalah karena alat pengaman tersebut juga berfungsi sebagai pengaman hantaran atau kabel. Oleh karena itu, dalam penentuan ukuran hantaran atau



kabel



pengaman dapat dilakukan berdasarkan ukuran hantaran fasanya. Kondisi hantaran mempunyai konsekwensi terhadap dampak yang mungkin terjadi. Hantaran berisolasi berinti satu mempunyai kondisi yang berbeda dengan yang berinti banyak, begitu juga hantaran telanjang yang dilindungi dan yang tidak dilindungi juga mempunyai konsekwensi yang berbeda. Dalam memilih penghantar, untuk ketahanan terhadap korosi pemilihan penghantar dapat mempertimbangkan hal-hal berikut : 1. Untuk tanah yang bersifat korosif sangat lambat, dengan tahanan diatas 100 ohm–m, tidak ada batas perkenan korosi (corrosionallowance).



2. Untuk tanah yang bersifat korosif lambat, dengan tahanan 25100 ohm–m, batas perkenan korosi adalah 15 % dengan pemilihan



penghantar



sudah mempertimbangkan faktor



stabilitas termal.



23



3. Untuk tanah yang bersifat korosif cepat, dengan tahanan kurang dari 25 ohm-m, batas perkenan korosi adalah 30 % dengan pemilihan penghantar sudah mempertimbangkan faktor stabilitas termal. 2.11



Pengetanahan Netral Sistem Tenaga Pentanahan netral dari sistem tenaga merupakan suatu keharusan pada saat ini, karena sistem sudah demikian besar dengan jangkauan yang luas dan tegangan yang tinggi. Pentanahan netral sistem tenaga ini dilakukan pada pembangkit listrik dan transformator daya pada gardu-gardu induk dan gardu-gardu distribusi. Oleh karena itu pada saat mana sistem-sistem tenaga relatif mulai besar, sistem-sistem itu diketanahkan melalui tahanan reaktansi. Pengetanahan



itu umumnya dilakukan dengan menghubungkan netral



transformator daya ke tanah. Metode-metode pengetanahan netral dari sistem-sistem tenaga adalah : 1.



Pengetanahan Melalui Tahanan (Resistance Grounding)



Maksud pengetanahan ini adalah untuk membatasi arus gangguan ke tanah antara 10 % sampai 25 % dari arus gangguan 3 fasa. Batas yang paling bawah adalah batas minimum untukdapat bekerjanya rele gangguan tanah,sedangkan batas atas adalah untuk membatasi banyaknya panas yang hilang pada waktu terjadinya gangguan.



2.



Pengetanahan Melaui Reaktor (Reactor Grounding)



Pengetanahan melaui reaktordigunakan bilamana trafo daya tidak cukup membatasi arus gangguan tanah. Reaktor ini digunakan



untuk



memenuhi persyratan dari sistem yang



24



diketanahkan dengan reaktor dimana besar arus gangguan di atas 25 % dari arus gangguan 3 fasa.



3.



Pengetanahan Tanpa Impedansi (Soild Grounding)



Pada sistem-sistem yang diketanahkan tanpa impedansi, bila terjadi gangguan tanah selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitugangguan itu harus diisolir dengan membuka pemutus daya. Salah satu tujuan untuk membatasi tegangan daru fasa-fasa



yang tidak terganggu bila terjadi



gangguan.



4.



Pengetanahan dengan Kumparan Petersen (Resonant Grounding)



Pengetanahan



dengan



kumparan



Petersenialah



untuk



menghubungkan titik netral trafo daya dengan suatu tahanan yang nilainya dapat berubah-ubah. 2.12



Pentanahan Peralatan Pentanahan



peralatan



adalah



tindakan pengamanan



dengan



cara menghubungkan badan peralatan atau instalasi yang diproteksi dengan hantaran netral yang ditanahkan sedemikian rupa sehingga apabila terjadi kegagalan isolasi tidak terjadi tegangan sentuh yang tinggi sampai bekerjanya alat pengaman arus lebih. Pentanahan ini berbeda dengan pentanahan netral system tenaga. Yang dimaksud bagian dari peralatan ini adalah bagian-bagian mesin yang secara normal tidak dilalui arus listrik namun dalam kondisi terjadinya gangguan dimungkinkan dilalui arus listrik. Sistem pentanahan pada peralatan pada umumnya menggunakan dua macam sistem pentanahan yaitu sistem grid (horizontal) dan sistem rod (vertikal). Sistem pentanahan grid ialah menanamkan batang-batang 25



elektroda sejajar dengan permukaan tanah, hal ini merupakan usaha untuk meratakan tegangan yang timbul. Sedangkan sistem rod ialah menanamkan batang-batang elektroda tegak lurus kedalam tanah, hal ini fungsinya hanya mengurangi (memperkecil) tahanan pentanahan. Jadi yang membedakan sistem ini adalah pentanahan ini hanya dengan cara penanaman elektrodanya. Adapun penjelasan dari sistemgriddan sistem rod adalah sebagai berikut : 1.



Sistem Grid Pada



sistem



batang–batang



elektroda



ditanam



sejajar



permukaan tanah, batang–batang ini terhubung satu lama lain. Dengan cara ini jumlah konduktor yang ditanam banyak sekali, maka bentuknya mendekati bentuk plat dan ini merupakan bentuk maksimum atau yang mempunyai harga tahanan paling kecil luas daerah tertentu, tetapi bentuk ini tidak efisien atau mahal. Pada sistem ini banyak konduktor akan tidak sebanding, dengan tahanannya oleh karena fungsi dan konduktor sebenarnya adalah menyalurkan arus ke dalam tanah. Bila elektroda saling berdekatan maka volume tanah tidak bisa menerima arus dan elektroda–elektroda tersebut, dengan kata lain volume tanah tidak terbatas kemampuannya untuk menerima arus.



2.



Sistem Rod Pada sistem ini untuk memperkecil tahanan pentanahan, maka batang konduktor dapat diperbanyak penanamannya. Apabila terjadi arus gangguan ketanah, maka arus gangguan ini akan mengakibatkan naiknya gradient tegangan permukaan tanah. Besarnya tegangan maksimum yang timbul tersebut sebanding dengan tahanan pentanahan.



26



BAB III PENUTUP 3.1



Kesimpulan 1.



Pentanahan adalah melakukan koneksi sirkuit atau peralatan ke bumi yang bertujuan untuk mempertahankan potensial bumi pada konduktor yang terhubung dan mengalirkan arus tanah menuju dan dari bumi



2.



Dampak kegagalan pentanahan terhadap kualitas tenaga listrik adalah level tegangan swell dan sag, perambatan transien, harmonisa, ketidakstabilan beban fasa, penurunan tegangan



3.



Pentanahan pada gardu induk harus memperhitungkan tahanan jenis tanah, tata letak, arus fibrasi, jumlah batang pentanahan yang diperlukan, arus gangguan hubung tanah, tahanan batang, ukuran konduktor kisi-kisi, tegangan sentuh, tegangan kisi-kisi (grid), tegangan mesh, tegangan langkah yang diijinkan, tegangan langkah yang sebenarnya, tegangan transfer



4.



Bahaya yang timbul pada gardu induk akibat gangguan tanah adalah terjadinya tegangan sentuh, tegangan langkah dan tegangan pindah yang membahayakan instalasi dan manusia di sekitarnya



5.



Pentanahan gardu induk di Indonesia menggunakan pentanahan dengan tahanan 12 Ohm, 40 Ohm, 50 Ohm, pentanahan langsung dan tanpa pentanahan.



3.2



Kesimpulan Dari uraian tentang pentanahan yang telah dijelaskan, untuk meningkatkan kualitas tenaga listrik, pentanahan yang baik sangat dibutuhkan, karena pentanahan yang baik dapat mereduksi gangguan-gangguan system



27



transmisi yang dapat menyebabkan penurunan kualitas tenaga listrik ke konsumen seperti swell, sag, turun tegangan, dan transien.



28



DAFTAR PUSTAKA https://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Pentanahan https://www.kelistrikanku.com/2016/05/sistem-pentanahan.html https://electricdot.wordpress.com/2012/09/19/sistem-pentanahan/ https://ikkholis27.wordpress.com/2013/11/12/sistem-pentanahan/ https://dokumen.tips/documents/laporan-pentanahan-pengaman-untk-beban-lebihdari-satu.html http://eprints.polsri.ac.id/1725/3/BAB%20II.pdf