PEMBUMIAN

PEMBUMIAN

            Grounding system adalah suatu perangkat instalasi yang berfungsi untuk melepaskan arus petir kedalam bumi, salah satu kegunaannya untuk melepas muatan arus petir. Standart kelayakan grounding/pembumian harus bisa memiliki nilai Tahanan sebaran/Resistansi maksimal 5 Ohm (Bila di bawah 5 Ohm lebih baik). Material grounding dapat berupa batang tembaga, lempeng tembaga atau kerucut tembaga, semakin luas permukaan material grounding yang di tanam ke tanah maka resistansi akan semakin rendah atau semakin baik.

Untuk mencapai nilai grounding tersebut, tidak semua areal bisa terpenuhi, karena ada beberapa aspek yang mempengaruhinya, yaitu :

1. Kadar air, bila air tanah dangkal/penghujan maka nilai tahanan sebaran mudah didapatkan.
2. Mineral/Garam, kandungan mineral tanah sangat mempengaruhi tahanan sebaran/resistansi karena jika tanah semakin banyak mengandung logam maka arus petir semakin mudah menghantarkan.
3. Derajat Keasaman, semakin asam PH tanah maka arus petir semakin mudah menghantarkan.
4. Tekstur tanah, untuk tanah yang bertekstur pasir dan porous akan sulit untuk mendapatkan tahanan sebaran yang baik karena jenis tanah seperti ini air dan mineral akan mudah hanyut.

Grounding system atau pembumian dapat di buat dengan 3 bentuk, diantaranya :

1. Single Grounding

    Yaitu dengan menancapkan sebuah batang logam/pasak biasanya di pasang tegak lurus masuk kedalam tanah

2. Pararel Grounding

     Bila sistem single grounding masih mendapatkan hasil kurang baik, maka perlu di tambahkan material logam arus pelepas ke dalam tanah yang jarak antara batang logam/material minimal 2 Meter dan dihubungkan dengan kabel BC/BCC. Penambahan batang logam/material dapat juga di tanam mendatar dengan kedalaman tertentu, bisa mengelilingi bangunan membentuk cincin atau cakar ayam. Kedua teknik ini bisa di terapkan secara bersamaan dengan acuan tahanan sebaran/resistansi kurang dari 5 Ohm setelah pengukuran dengan Earth Tester Ground

3. Maksimun Grounding

         Yaitu dengan memasukan material grounding berupa lempengan tembaga yang diikat oleh kabel BC, serta dengan pergantian tanah galian di titik grounding tersebut.

Pentanahan titik netral

         Pada saat sistem tenaga listrik masih dalam skala kecil, gangguan hubung singkat ke tanah pada intalasi tenaga listrik tidak merupakan suatu masalah yang besar. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah arus gangguan masih relatif kecil (lebih kecil dari 5 Amper), sehingga busur listrik yang timbul pada kontak-kontak antara fasa yang terganggu dan tanah masih dapat padam sendiri.

         Tetapi dengan semakin berkembangnya sistem tenaga listrik baik dalam ukuran jarak (panjang) maupun tegangan, maka bila terjadi gangguan fasa ke tanah arus gangguan yang timbul akan besar dan busur listrik tidak dapat lagi padam dengan sendirinya. Timbulnya gejala-gejala “busur listrik ke tanah (arching ground)” sangat berbahaya karena menimbulkan tegangan lebih transient yang dapat merusak peralatan.

         Apabila hal diatas dibiarkan, maka kontinuitas penyaluran tenaga listrik akan terhenti, yang berarti dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar. Oleh karena itu sistem-sistem tenaga listrik tidak lagi dibuat terapung (floating) yang lajim disebut sistem delta, tetapi titik netralnya ditanahkan melalui tahanan, reaktor dan ditanahkan langsung (solid grounding). Pentanahan itu umumnya dilakukan dengan menghubungkan netral

Adapun tujuan pentanahan titik netral sistem adalah sebagai berikut :

1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.
2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang sehat).
3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik.
4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault).
5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan.

Sistem Yang Tidak Ditanahkan (Floating Grounding)

         Suatu sistem dikatakan tidak diketanahkan (floating grounding) atau sistem delta. Jika tidak ada hubungan galvanis antara sistem itu dengan tanah.
Metode Pentanahan Titik Netral
Metode-metode pentanahan titik netral sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut :

-Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding)
-Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding)
-Pentanahan langsung (effective grounding)
-Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah(resonant  grounding)
-pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen Coil).

Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)

Sistem pentanahan langsung adalah dimana titik netrral sistem dihubungkan langsung dengan tanah, tanpa memasukkan harga suatu impedansi.

  

Pada sistem ini bila terjadi gangguan phasa ke tanah akan selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitu gangguan harus di isolir dengan membuka pemutus daya. Salah satu tujuan pentanahan titik netral secara langsung adalah untuk membatasi tegangan dari fasa-fasa yang tidak terganggu bila terjadi gangguan fasa ke tanah.

Keuntungan :

• Tegangan lebih pada phasa-phasa yang tidak terganggu relatif kecil
• Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui
• Sederhana dan murah dari segi pemasangan

Kerugian :

• setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan terputusnya daya
• arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat membahayakan makhluk hidup didekatnya dan  kerusakan peralatan listrik yang dilaluinya

Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan (resistance grounding)

           Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) dimaksud adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral dihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor). Pada umumnya nilai tahanan pentanahan lebih tinggi dari pada reaktansi sistem pada tempat dimana tahanan itu dipasang. Sebagai akibatnya besar arus gangguan fasa ke tanah pertama-tama dibatasi oleh tahanan itu sendiri. Dengan demikian pada tahanan itu akan timbul rugi daya selama terjadi gangguan fasa ke tanah.

Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubung netral adalah :
                 R = Ohm
dimana :
R = Tahanan ( Ohm )
Ef = Tegangan fasa ke netral
I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator. 

         Dengan memilih harga tahanan yang tepat, arus gangguan ketanah dapat dibatasi sehingga harganya hampir sama bila gangguan terjadi disegala tempat didalam sistem bila tidak terdapat titik pentanahan lainnya. Dalam menentukan nilai tahanan pentanahan akan menentukan besarnya arus gangguan tanah. Besarnya tahanan pentanahan pada sistem tenaga listrik (contohnya di PLN P3B Jawa Bali Region Jabar), adalah sebagai berikut : 

 -Sistem 70 kV sebesar  62 Ohm
 -Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42 Ohm.

Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai adalah Resistor jenis logam (metalic resistor) atau Resistor jenis batang karbon  (Arang),bisa di lihat pada gambar di bawah ini:

 Resistor jenis logam (metalic resistor)

 Resistor jenis batang karbon  (Arang)

pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) mempunyai keuntungan dan kerugian yaitu :

- Keuntungan :
* Besar arus gangguan tanah dapat diperkecil
* Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah kecil.
* Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya.

- Kerugian :
* Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah.

* Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman menjadi berkurang dan

   lokasi gangguan tidak cepat diketahui.

Transformator Pentanahan

              Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidak terdapat titik netral, sedangkan sistem itu harus diketanahkan, maka sistem itu dapat ditanahkan dengan menambahkan “Transformator Pentanahan” (grounding transformer), contoh gambar pemasangan Trafo Pentanahan seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Contoh Pemasangan Trafo Pentanahan

Transformator pentanahan itu dapat terdiri dari transformator Zig-zag atau transformator bintang-segitiga (Y-Δ). Trafo pentanahan yang paling umum digunakan adalah transformator zig-zag tanpa belitan sekunder.

PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN

Pengertian Pentanahan Peralatan

            Pentanahan peralatan adalah pentanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus. Bila terjadi hubung singkat suatu penghantar dengan suatu peralatan, maka akan terjadi beda potensial (tegangan), yang dimaksud peralatan disini adalah bagian-bagian yang bersifat konduktif yang pada keadaan normal tidak bertegangan seperti bodi trafo, bodi PMT, bodi PMS, bodi motor listrik, dudukan Batere dan sebagainya. Bila seseorang berdiri ditanah dan memegang peralatan yang bertegangan, maka akan ada arus yang mengalir melalui tubuh orang tersebut yang dapat membahayakan. 

Untuk menghindari hal ini maka peralatan tersebut perlu ditanahkan. Pentanahan yang demikian disebut Pentanahan peralatan.

sebagai contoh pemasangan pentanahan peralatan lihat gambar di bawah ini:

Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan

Pentanahan peralatan merupakan hal yang sangat penting dan perlu diperhatikan, baik pada pembangunan Gardu Induk, Pusat-pusat listrik, Industri-industri bahkan rumah tinggal juga perlu dilengkapi dengan sistem pentanahan ini.

Tujuan pentanahan peralatan dapat dipormulasikan sebagai berikut :

1. Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia dalam daerah itu
2. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya.
3. Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem. 

Tahanan Jenis Tanah 

         Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas tergantung dari beberapa faktor, yaitu : Jenis tanah = tanah liat, berpasir, berbatu, dll 

- Lapisan tanah = berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau uniform.
- Kelembaban tanah
- Temperatur.

      Harga tahanan jenis selalu bervariasi sesuai dengan keadaan pada saat pengukuran. Makin tinggi suhu makin tinggi tahanan jenisnya. Sebaliknya makin lembab tanah itu makin rendah tahanan jenisnya. Secara umum harga-harga tahanan jenis ini diperlihatkan pada tabel berikut ini : 

Tahanan Jenis Tanah

 NO                                       JENIS TANAH                   TAHANAN JENIS TANAH(OHM M)

1                                              Tanah  rawa                                                  30

2                                     Tanah liat atau Tanah ladang                                100

3                                               Pasir Basah                                                 200

4                                              Kerikil Basah                                               500

5                                      Pasir dan Kerikil Kering                                      1000

6                                             Tanah Berbatu                                               3000 

          Sering dicoba untuk merubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan maksud untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah. Cara ini hanya baik untuk sementara sebab proses penggaraman harus dilakukan secara priodik, sedikitnya enam bulan sekali. Dengan memberi air atau membasahi tanah juga dapat mengubah tahanan jenis tanah.