Makalah
SISTEM PROTEKSI DAN RELE
“PENTANAHAN SISTEM TENAGA LISTRIK”
Di susun
Oleh :
MOH. ABDU ADAM (521-414-041)
REKA NINDYA PUTRI SALILAMA (521-414-006)
Program Studi S1 Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas Negeri Gorontalo
2017
KATA PENGATAR
Assalamu’alaikum Wr.wb
Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang tiada hentinya memberikan petunjuk, rahmat dan karunia-Nya. Tak lupa Shalawat dan salam semoga tercurah kepada Rasulullah saw, keluarga, sahabat, dan para pengikutnya. Dengan segala rasa syukur yang tinggi penyusun berhasil menyelesaikan tugas yang diberikan dosen mata kuliah pengetahuan lingkungan yaitu Membuat makalah tentang “Pentahanan Sistem Tenaga Listrik”
Adapun tujuan dari penulisan ringkasan ini adalah selain untuk memenuhi kewajiban sebagai mahasiswa yang senantiasa melaksanakan tugas yang diberikan oleh dosen dan juga agar kita mengetahui pemanfaatan energi dalam ekologi pembangunan..
Penyusun membuat ringkasan ini dengan baik, baik dari isi maupun maupun dari kualitas . Namun penyusun menerima saran dan kritikan konstruktif dari pembaca dengan senang hati.
Akhir kata, semoga ringkasan ini bermanfaat bagi penyusun pada khususnya dan pembaca semua pada umumnya dan juga agar lebih memahami tentang pemanfaatan energi dalam ekologi pembangunan.
Wabillahi taufik walhidayah wassalammu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Gorontalo, november 2017
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGATAR........................................................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................................iii
Daftar Gambar. .................................................................................................................iv
Daftar Tabel ......................................................................................................................v
BAB I................................................................................................................................. 6
PENDAHULUAN............................................................................................................. 6
1.1 Latar Belakang. ............................................................................................................6
1.2 Tujuan Makalah........................................................................................................... 6
1.3 Manfaat Makalah......................................................................................................... 6
Bab II .................................................................................................................................7
Pembahasan....................................................................................................................... 7
2.1 Sistem Pentanahan...................................................................................................... 7.
2.2 Nilai Tahanan Menurut PUIL. ....................................................................................8
2.3 Karakteristik Sistem Pentanahan yang Efektif. ........................................................10
2.4 Sifat dan jenis – jenis tanah....................................................................................... 12
2.5 Macam – Macam Elektroda...................................................................................... 13
2.6 Jenis – Jenis Pentanahan ( Sistem Grounding ). .......................................................15
2.7 Faktor Penyebab Tegangan Permukaan Tanah. ........................................................18
BAB III........................................................................................................................... 23
PENUTUP. .....................................................................................................................23
3.1 Kesimpulan.............................................................................................................. 23
3.2 Saran........................................................................................................................ 23
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................... 24
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Alat Ukur Earth Tester................................................................................... 9
Gambar 2.2 Elektroda Batang. .........................................................................................13
Gambar 2.3 Elektroda Pita. ..............................................................................................14
Gambar 2.4 Beberapa macam konfigurasi elektroda pita. ..............................................14
Gambar 2.5 Elektroda pelat.............................................................................................. 15
Gambar 2.6 Pembumian sistem TN-S. ..............................................................................16
Gambar 2.7 Pembumian sistem TN-C-S........................................................................... 16
Gambar 2.8 Pembumian sistem TN-C. ..............................................................................17
Gambar 2.9 Pembumian sistem TT. ...................................................................................17
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 harga-harga ( ρ ) dari berbagai jenis tanah. ............................................................12
Tabel 2.2 Efek temperature terhadap resistivitas tanah...........................................................19
Tabel 2.3 Resistivitas berbagai jenis tanah..............................................................................19
Tabel 2.4 Efek karakteristik tanah dan cuaca terhadap korosi................................................ 19
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.
Adapaun tujuan dari makalah yaitu :
1. Bagaimana sistem pentanahan dalam sistem tenaga listrik ?
2. Bagaimana tanahan dalam sistem tenaga listrik menurut PUIL ?
3. Bagaimana bentuk tanah dan elektroda dalam pentanahan sistem tenaga ?
4. Apa saja faktor – faktor dalam pentanahan sistem tenaga listrik ?
1.3 Manfaat Makalah
Adapun manfaat dari makalah ini yaitu :
Untuk mengetahui pentanahan pada sistem tenaga listrik dan mengetahui pentanahan menurut PUIL sekaligus karakteristik tanah dan faktor – faktor dalam pentanahan sistem tenaga listrik.
Bab II
Pembahasan
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. Sistem pentanahan digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkit listrik dengan bumi.
Sistem pentanahan yang digunakan baik untuk pentanahan netral dari suatu sistem tenaga listrik , pentanahan sistem penangkal petir dan pentanahan untuk suatu peralatan khususnya dibidang telekomunikasi dan elektronik perlu mendapatkan perhatian yang serius , karena pada prinsipnya pentanahan tersebut merupakan dasar yang digunakan untuk suatu system proteksi. Tidak jarang orang umum/ awam maupun seorang teknisi masih ada kekurangan dalam mengprediksikan nilai dari suatu hambatan pentanahan. Besaran yang sangat dominan untuk diperhatikan dari suatu sistem pentanahan adalah hambatan sistem suatu sistem pentanahan tersebut.
Sampai dengan saat ini orang mengukur hambatan pentanahan hanya dengan menggunakan earth tester yang prinsipnya mengalirkan arus searah ke dalam system pentanahan, sedang kenyataan yang terjadi suatu system pentanahan tersebut tidak pernah dialiri arus searah. Karena biasanya berupa sinusoidal (AC) atau bahkan berupa impuls (petir) dengan frekuensi tingginya atau berbentuk arus berubah waktu yang sangat tidak menentu bentuknya.
Menurut Anggoro (2002)1 perilaku tahanan system pentanahan sangat tergantung pada frekuensi (dasar dan harmonisanya) dari arus yang mengalir ke system pentanahan tersebut. Dalam suatu pentanahan baik penangkal petir atau pentanahan netral sistem tenaga adalah berapa besar impedansi system pentanahan tersebut.
Besar impedansi pentanahan tersebut sangat dipengaruhi oleh banyak faktor baik faktor internal atau eksternal. Yang dimaksud dengan fator internal meliputi :
a. Dimensi konduktor pentanahan (diameter atau panjangnya).
b. Resistivitas relative tanah.
c. Konfigurasi system pentanahan.
Yang dimaksud dengan faktor eksternal meliputi :
a. Bentuk arusnya (pulsa, sinusoidal, searah).
b. Frekuensi yang mengalir ke dalam system pentanahan
Untuk mengetahui nilai-nilai hambatan jenis tanah yang akurat harus dilakukan pengukuran secara langsung pada lokasi yang digunakan untuk system pentanahan karena struktur tanah yang sesungguhnya tidak sesederhana yang diperkirakan, untuk setiap lokasi yang berbeda mempunyai hambatan jenis tanah yang tidak sama (Hutauruk, 1991)5.
Tujuan utama pentanahan adalah menciptakan jalur yang low- impedance (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.
Menurut IEEE Std 142™-2007 4, 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.
2.2 Nilai Tahanan Menurut PUIL
Grounding adalah penghubung bagian-bagian peralatan listrik yang pada keadaan normal tidak dialiri arus. Tujuannya adalah untuk membatasi tegangan antara bagian-bagian peralatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian-bagian ini dengan tanah sampai pada suatu harga yang aman untuk semua kondisi operasi, baik kondisi normal maupun saat terjadinya gangguan (trouble).
Kontinuitas penyaluran tenaga listrik sangat tergantung dari keandalan sistem groundingnya. Sebuah bangunan gedung agar terhindar dari bahaya sambaran petir dibutuhkan nilai tahanan grounding <5 ohm (PUIL 2000), sedangkan untuk grounding peralatan-peralatan elekronika dibutuhkan nilai tahanan grounding <3 ohm bahkan beberapa perangkat membutuhkan nilai tahanan grounding <1 ohm. Untuk mendapatkan nilai tahanan grounding yang sekecil mungkin sangat sulit, karena nilai tahanan grounding dipengaruhi beberapa factor seperti : jenis tanah, jenis sistem grounding, suhu dan kelembaban, kandungan elektrolit tanah dan lainlain.
Untuk mengetahui bagaimana nilai yang baik untuk pembumian kita harus menggunakan alat ukur yang bernama earth tester, alat ini khusus untuk mengukur sistem pentanahan. cara untuk menggunakan earth tester sebagai berikut :
Gambar 2.1 Alat Ukur Earth Tester
Lihat Gambar Diatas
· Pertama tama kita Periksa kondisi kabel grounding BC yang akan diukur. Bila kotor bersihkan dahulu permukaan kabel tersebut dengan lap bersih / kertas amplas, agar jepitan kabel probe dapat menyentuh langsung bagian permukaan tembaga yang sudah bersih dan untuk mencegah terjadinya kesalahan pembacaan pada alat ukur.
· Periksa kondisi dan perlengkapan penunjang alat ukur digital earth resistance digital.
· Earth Tester mempunyai tiga kabel diantaranya adalah kebel merah, kuning dan hijau.
· Silahkan hubungkan kabel ke Earth Tester dengan warna yang sudah di tentukan pada alat ukur.
· Hubungkan kabel merah setra kuning ke tanah dengan masing-masing jarak kurag lebih 5-10 meter dari pentanahan atau grounding.
· Hubungkan juga kabel hijau ke grounding yang sudah terpasang.
· Lakukan pengukuran grounding (tahanan pentanahan) dengan memutar knob alat ukur pada poisisi 200 ohm atau 2000 ohm tergantung dari kondisi tanah pada area setempat yang akan diukur.
· Kemudian tekan tombol tester untuk mengetahui resistansi grounding biasanya berwarna kuning/merah dan pada displai alat ukur akan muncul nilai tahanan pentanahan.
· Dan finish nilai resistansi grounding sudah di ketahui. lihat angka yang di tunjuk oleh jarum tester
Untuk dapat memperkecil nilai tahanan grounding dapat dilakukan dengan penambahan zat aditip pada tanah. Zat aditip tersebut dapat berupa garam, bentonit, air, serbuk besi dan lain-lain. Namun zat aditif tersebut memiliki keterbatasan umur. Zat aditif tidak dapat berfungsi dengan baik pada waktu yang cukup lama. Sebuah sistem grounding harus dievaluasi setiap 6 bulan untuk mengetahui kelayakan operasi sistem grounding untuk dapat dilanjutkan (PUIL,2000) akibat penurunan kualitas tahanan grounding.
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.
Adapun syarat – syarat sistem pentanahan yaitu :
1. Tahanan pentanahan harus memenuhi syarat yang di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian
2. Elektroda yang ditanam dalam tanah harus :
4. Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.
5. Biaya pemasangan serendah mungkin.
Beberapa metode yang dapat digunakan untuk menurunkan nilai tahanan pentanahan antara lain dengan :
a. Sistem batang pararel
b. Sistem pasak tanam dalam dengan beberapa pasak dan diperlakukan terhadap kondisi kimiawi tanah.
c. Dengan menggunakan pelat tanam, penghantar tanam, dan beton rangka baja yang secara listrik terhubung.
2.4 Sifat dan jenis – jenis tanah
2.4.1 Tahanan jenis tanah(ρ)
Adapun syarat – syarat sistem pentanahan yaitu :
1. Tahanan pentanahan harus memenuhi syarat yang di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian
2. Elektroda yang ditanam dalam tanah harus :
- Bahan Konduktor yang baik
- Tahan Korosi
- Cukup Kuat
4. Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.
5. Biaya pemasangan serendah mungkin.
Dalam system pentanahan semakin kecil nilai tahanan maka semakin baik terutama untuk pengamanan personal dan peralatan, beberapa patoakan standart yang telah disepakati adalah bahwa saluran tranmisi substasion harus direncanakan sedemikian rupa sehingga nilai tahanan pentanahan tidak melebihi 1Ω untuk digunakan pada aplikasi data dan maksimum harga tahanan yang diijinkan 5Ω pada gedung. Kisi- kisi pentanahan tergantung pada kerja ganda dan pasak yang terhubung. Dari segi besarnya nilai tahanan bahan yang dipakai pasak tidak mengurangi besar tahanan pentanahan sistem namun mempunyai fungsi tersendiri yang penting. Bahannya sendiri mempunyai harga impedansi awal beberapa kali lebih tinggi daripada harga tahanannya terhadap tanah pada frekuensi rendah. Bahan pentanahan dimaksudkan untuk mengontrol dalam batas aman sesuai peralatan yang digunakan, sedangkan pasak adalah batang sederhana, hal ini penyebab utama jatuhnya tahanan tanah dalam gradient tegangan yang tinggi pada permukaan pasak. Sebagai akibat dari sifat ini maka pasak harus ditempatkan didekat atau sekitar bangunan stasion. Dalam saluran tegangan tinggi (132 kV) tahanan maksimalnya 15 ohm masih dapat ditoleransi dan dalam saluran distribusi (33-0,4 kV) dipilih tahanan 25 ohm.
Beberapa metode yang dapat digunakan untuk menurunkan nilai tahanan pentanahan antara lain dengan :
a. Sistem batang pararel
b. Sistem pasak tanam dalam dengan beberapa pasak dan diperlakukan terhadap kondisi kimiawi tanah.
c. Dengan menggunakan pelat tanam, penghantar tanam, dan beton rangka baja yang secara listrik terhubung.
2.4 Sifat dan jenis – jenis tanah
2.4.1 Tahanan jenis tanah(ρ)
Dari rumus untuk menentukan tahanan tanah dari statu elektroda yang hemispherical R = ρ/2πr terlihat bahwa tahanan pentanahan berbanding lurus dengan besarnya ρ. Untuk berbagai tempat harga ρ ini tidak sama dan tergantung pada beberapa faktor :
- Sifat geologi tanah
- Komposisi zat kimia dalam tanah
- Kandungan air tanah
- Temperatur tanah
- Selain itu faktor perubahan musim juga mempengaruhinya.
2.4.2 Sifat geologi tanah
Tabel 2.1 harga-harga ( ρ ) dari berbagai jenis tanah
Ini merupakan faktor utama yang menentukan tahanan jenis tanah. Bahan dasar dari pada tanah relatif bersifat bukan penghantar. Tanah liat umumnya mempunyai tahanan jenis terendah, sedang batu-batuan dan quartz bersifat sebagai insulator. Tabel dibawah ini menunjukkan harga-harga ( ρ ) dari berbagai jenis tanah.
Tabel 2.1 harga-harga ( ρ ) dari berbagai jenis tanah
2.5 Macam – Macam Elektroda
Pada dasarnya ada 3 (tiga) jenis elektroda yang digunakan pada sistem pentanahan yaitu :
1. Elektroda Batang
2. Elektroda Pelat
3. Elektroda Pita
Elektroda – elektroda ini dapat digunakan secara tunggal maupun multiple dan juga secara gabungan dari ketiga jenis dalam suatu sistem.
Pada dasarnya ada 3 (tiga) jenis elektroda yang digunakan pada sistem pentanahan yaitu :
1. Elektroda Batang
2. Elektroda Pelat
3. Elektroda Pita
1. Elektroda Batang (Rod)
Elektroda batang terbuat dari batang atau pipa logam yang di tanam vertikal di dalam tanah. Biasanya dibuat dari bahan tembaga, stainless steel atau galvanised steel. Perlu diperhatikan pula dalam pemilihan bahan agar terhindar dari galvanic couple yang dapat menyebabkan korosi.
Ukuran Elektroda :
diameter 5/8 ” - 3/4 ”
Panjang 4 feet – 8 feet
Elektroda batang ini mampu menyalurkan arus discharge petir maupun untuk pemakaian pentanahan yang lain.
Gambar 2.2 Elektroda Batang
2. Elektroda pita
Elektroda pita jenis ini terbuat dari bahan metal berbentuk pita atau juga kawat BCC yang di tanam di dalam tanah secara horizontal sedalam ± 2 feet. Elektroda pita ini bisa dipasang pada struktur tanah yang mempunyai tahanan jenis rendah pada permukaan dan pada daerah yang tidak mengalami kekeringan.
Hal ini cocok untuk daerah – daerah pegunungan dimana harga tahanan jenis tanah makin tinggi dengan kedalaman
Gambar 2.3 Elektroda Pita
3. Elektroda Pelat
Elektroda pelat ialah elektroda dari bahan pelat logam (utuh atau berlubang) atau dari kawat kasa. Pada umumnya elektroda ini ditanam dalam. Elektroda ini digunakan bila diinginkan tahanan pentanahan yang kecil dan sulit diperoleh dengan menggunakan jenis-jenis elektroda yang lain.
Gambar 2.5 Elektroda pelat
4. Ground Load
Ground load adalah elektroda tembaga berbentuk bulat pejal yang memanjang pada ujungnya lancip. Ground load terdri cincin terminal dan tembaga telanjang berbentuk berbentuk lancip.
2.6 Jenis – Jenis Pentanahan ( Sistem Grounding )
Dalam pemasangannya, sistim gorunding tersebut terbagi pada beberapa type tergantung dari kebutuhan dan tingkat keamanan yang dibutuhkan serta regulasi yang berlaku pada suatu wilayah yang kadang-kadang menetapkan type jenis pentanahan yang hanya boleh digunakan pada daerah tersebut oleh pejabat berwenang. Ketika akan mendesain suatu sistim instalasi, hal pertama yang perlu dilakukan adalah menentukan type pentanahan apa yang akan digunakan untuk instalasi tersebut.
Terdapat beberapa type pentanahan yang digunakan berdasarkan standar IEEE yang menjadi acuan terhadap sistim pentanahan pada suatu instalasi, sbb :
1. TN-S (Terre Neutral - Separate)
Pada sebuah sistem TN-S, bagian netral sumber energi listrik terhubung dengan bumi pada satu titik saja, sehingga bagian netral pada sebuah instalasi konsumen terhubung langsung dengan netral sumber listrik. Type ini cocok pada instalasi yang dekat dengan sumber energi listrik, seperti pada konsumen besar yang memiliki satu atau lebih HV/LV transformer untuk kebutuhan sendiri dan instalsai/perlatan nya berdekatan dengan sumber energi tersebut (transformer).
Gambar 2.6 Pembumian sistem TN-S
2. TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate)
Sebuah sistem TN-C-S, memiliki saluran netral dari peralatan distribusi utama (sumber listrik) terhubung dengan bumi dan pembumian pada jarak tertentu disepanjang saluran netral yang menuju konsumen, biasanya disebut sebagai Protective Multiple Earthing (PME). Dengan sistim ini konduktor netral dapat berfungsi untuk mengembalikan arus gangguan pentanahan yang mungkin timbul disisi konsumen (instlasi) kembali kesumber listrik. Pada sistim ini, instalasi peralatan pada konsumen tinggal menghubungkan pentanahannya pada terminal (saluran) yang telah disediakan oleh sumber listrik.
Gambar 2.7 Pembumian sistem TN-C-S
3. Pembumian Sistem TN-C
Sistem tenaga listrik TN mempunyai satu titik yang dibumikan langsung, BKT instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh penghantar proteksi. Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal di seluruh sistem.
Gambar 2.8 Pembumian sistem TN-C
Keterangan gambar:
L = Penghantar fase (setrum)
N = Penghantar netral (nol)
Gnd = Penghantar proteksi (ground)
N-Gnd = Gabungan
penghantar netral dan penghantar proteksi.
Pada sistem TT, bagian netral sumber listrik tidak terhubung langsung dengan pembumian netral pada sisi konsumen (instalasi peralatan). Pada sistim TT, konsumen harus menyediakan koneksi mereka sendiri ke bumi, yaitu dengan memasang elektroda bumi yang cocok untuk instalasi tersebut .
Gambar 2.9 Pembumian sistem TT
2.7 Faktor Penyebab Tegangan Permukaan Tanah
2.7.1 Pengaruh uap lembab dalam tanah
Kandungan uap lembab dalam tanah merupakan faktor penentu nilai tegangan tanah. Variasi dari perubahan uap lembab akan membuat perbedaan yang menonjol dalam efektifitas hubungan elektroda pentanahan dengan tanah. Hal ini jelas telihat pada kandungan uap lembab di bawah 20%. Nilai di atas 20% resistivitas tanah tidak banyak terpengaruh, tetapi di bawah 20% resistivitas tanah meningkat drastic dengan penurunan kandungan uap lembab. Berkaitan dengan kandungan uap lembab, tes bidang menunjukkan bahwa dengan lapisan permukaan tanah 10 kali akan lebih baik ditahan oleh batas dasar.
Elektroda yang dipasang dengan dasar batu biasanya memberikan kualitas pentanahan yang baik, hal ini disebabkan dasar-dasar batu sering tidak dapat tembus air dan menyimpan uap lembab sehingga memberikan kandungan uap lembab yang tinggi.
2.7.2 Pengaruh tahanan jenis
Tahanan tanah merupakan kunci utama yang menentukan tahanan elektroda dan pada kedalaman berapa elektroda harus ditanam agar diperoleh tahanan yang rendah. Tahanan tanah bervariasi di berbagai tempat dan cenderung berubah menurut cuaca. Tahanan tanah ditentukan juga oleh kandungan elektrolit di dalamnya, kandungan air, mineral- mineral dan garam-garam. Tanah yang kering biasanya mempunyai tahanan yang tinggi, namun demikian tanah yang basah juga dapat mempunyai tahanan yang tinggi apabila tidak mengandung garam-garam yang dapat larut.
Tahanan tanah berkaitan langsung dengan kandungan air dan suhu, dengan demikian dapat diasumsikan bahwa tahanan suatu sistem pentanahan akan berubah sesuai dengan perubahan iklim setiap tahunnya. Untuk memperoleh kestabilan resistansi pentanahan, elektroda pentanahan dipasang pada kedalaman optimal mencapai tingkat kandungan air yang tetap.
2.7.3 Pengaruh temperatur
Temperatur akan berpengaruh langsung terhadap resistivitas tanah dengan demikian akan
berpengaruh juga terhadap performa tegangan permukaan tanah. Pada musim dingin struktur fisik
tanah menjadi sangat keras, dan tanah membeku pada kedalaman tertentu.
Air di dalam tanah membeku pada suhu di bawah 0 0C dan hal ini menyebabkan peningkatan yang
besar dalam koefisien temperatur resistivitas tanah. Koefisien ini negatif, dan pada saat temperature
menurun, resistivitas naik dan resistansi hubung tanah tinggi.
Pengaruh temperatur terhadap resistivitas tanah dijelaskan dalam tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.2 Efek temperature terhadap resistivitas tanah
NO
|
Temperatur (
oC )
|
Resistivitas ( ohm )
|
1
|
-5
|
70.000
|
2
|
0
|
30.000
|
3
|
0
|
10.000
|
4
|
10
|
8000
|
5
|
20
|
7000
|
6
|
30
|
6000
|
7
|
40
|
5000
|
8
|
50
|
4000
|
Sumber : IEEE std 142-1991
Tabel 2.3 Resistivitas berbagai jenis tanah
NO
|
Deskripsi
Tanah
|
Tahanan jenis
tanah (ohm-
Cm)
|
1
|
Mengandung kerikil
tinggi, campuan kerikil dan pasir
kerapatan rendah
dan tidak halus
|
60.000-100.000
|
2
|
Mengandung kerikil
dan tandus, campuan kerikil dan pasir kerapatan
rendah dan tidak halus
|
100.000-250.000
|
3
|
Berkerikil dan liat, tandus,
campuran tanah liat dan pasir
|
20.000-40.000
|
4
|
Pasir berlumpur, campuran
pasir dan lumpur
|
10.000-50.000
|
5
|
Pasir liat, campuran
pasir dan tanah
liat,
tandus
|
5000-20.000
|
6
|
Pasir halus berlumpur dan liat mengandung plastic
berkonsetrasi
rendah
|
3000-8000
|
7
|
Pasir halus atau
tanah lumpur, lumpur elastic
|
8000-30.000
|
8
|
Tanah liat
berkerikil, liat berpasir,
liat berlumpur,
tidak liat
|
2500-6000**
|
9
|
Liat
aborganik
dengan kandungan plastic tinggi
|
1000-5.500**
|
Sumber : IEEE std 142-1991
2.7.4 Perubahan resistivitas tanah
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa resistivitas tanah sangat tergantung dengan material
pendukung tanah, temperatur dan kelembaban. Daerah dengan struktur tanah berpasir, berbatu dan
cenderung berstruktur tanah padas mempunyai resistivitas yang tinggi.
Disinyalir kondisi tanah yang demikian diakibatkan kerusakan yang terjadi di permukaan tanah
berkurangnya tumbuhan-tumbuhan yang dapat mengikat air mengakibatkan kondisi tanah tandus dan
berkurang kelembabannya.
2.7.5 Korosi
Komponen sistem pentanahan dipasang di atas dan di bawah permukaan tanah, keduanya
menghadapi karakteristik lingkungan yang berlainan. Bagian yang berada di atas permukaan tanah,
asap dan partikel debu dari proses industri serta partikel terlarut yang terkadung dalam air hujan akan
mengakibatkan korosi pada konduktor. Bagian di bawah tanah, kondisi tanah basah yang
mengandung materi alamiah, bahan- bahan kimia yang terkontaminasi didalamnya juga dapat
mengakibatkan korosi. Secara umum terdapat dua penyebab terjadinya korosi yaitu:
1. Korosi bimetal (bimetallic corrosion)
Penyambungan logam yang tidak sejenis dan terdapat cairan konduktiv listrik ringan adalah situasi
yang sangat banyak terjadi di bawah tanah. Logam yang mempunyai sifat lebih rentan akan lebih
cepat mengalami korosi. Tabel 3 memperlihatkan klasifikasi logam berdasarkan daya tahan terhadap
korosi.
Tabel 2.4 Efek karakteristik tanah dan cuaca terhadap korosi
2. Korosi kimia (chemical corrosion)
Berdasarkan skala pH, kondisi tanah dapat dibedakan menjadi kondisi asam, basa dan netral. Korosi kimia akan terjadi pada tanah asam ataupun basa. Kecepatan korosi akan dipengaruhi oleh daya tahan logam, jika logam bersifat rentan maka akan lebih cepat terkorosi. Sebagai pedoman, material yang berada di sekeliling elektroda sebaiknya relatif netral.
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 Saran
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 transmisi yang dapat menyebabkan penurunan kualitas tenaga listrik ke konsumen seperti swell, sag, turun tegangan, dan transien
DAFTAR PUSTAKA
armanmitajaya. 2014.EARTH
TERTER.(online)
Moediyono. 2008. GROUNDING SISTEM DALAM DISTRIBUSI TENAGA
LISTRIK 20 kV. 30 desember 2008
Badan Standarisasi Nasional BSN, Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 ( PUIL 2000 )
0 comments: