makalah pentanahan/grounding

MAKALAH PRODUKTIF

PENTANAHAN (GROUNDING)

DI

S

U

S

U

N

Oleh : Kelompok I

ALDI RIFALDI

AKBAR PRATAMA

AKBAR ASIZ

A. PAMMUSURENG Z.

 SMKN 1 Liliriaja

3TITL2

SMKN 1 LILIRIAJA

TAHUN AJARAN 2013/2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt. karena atas berkah danrahmat-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 terdapatkekurangan, untuk itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkandemi kesempurnaan makalah selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.Untuk itu kami ucapkan banyak terimakasih.

Citta,  20  Januari 2014

Penyusun

 

DAFTAR ISI

Sampul ………………………………………………………………………………………………………………………………… i

Kata Pengantar ………………………………………………………………………………………………………………… ii

Daftar isi ………………………………………………………………………………………………………………………… iii

BAB I : Pendahuluan

A.  Pendahuluan ………………………………………………………………………………………………………………… 1

B.  Tujuan …………………………………………………………………………………………………………………………… 2

BAB II : Pembahasan

A.  Fungsi Pentanahan ……………………………………………………………………………………………………… 3

B.  Syarat-syarat sistem pentanahan yang efektif ………………………………………………… 4

C.  Sifat dan Jenis-jenis tanah …………………………………………………………………………………… 5

D.  Macam-macam Elektroda …………………………………………………………………………………………. 6

E.  Nilai tahanan menurut PUIL ………………………………………………………………………………….. 8

F.  Faktor yang menentukan tahanan pentanahan ………………………….………………………… 9

BAB III : PENUTUP

A.  Kesimpulan ……………………………………………………………………………..………………………………...  10

B.  Saran …………………………………………………………………………………………………………………………… 10

BAB I

PENDAHULUAN

A. 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.

B. Tujuan

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, tujuan system pentanahan adalah:

1)    Membatasi besarnya tegangan terhadap   bumi  agar berada dalam batasan yang diperbolehkan

2)   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.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Fungsi Pentanahan

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.

Fungsi grounding :

Ø  Perlindungan dari tegangan tinggi

Grounding dalam sistem instalasi listrik berungsi untuk mengurangi atau menghindari bahaya yang disebabkan oleh tegangan tinggi.misalnya bahaya petir dengan tegangan tinggi

Ø  Penstabil tegangan

Grounding dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan pada banyak sumber tegangan. Jika tidak terdapat titik referensi umum untuk  semua sumber tegangan, akan terjadi kesulitan antar masing-masing hubungan

Ø  Mengatasi arus yang lebih

Grounding juga berfungs untuk mengatasi arus yang berlebih, karena sistem grounding ini menyediakan level keselamatan baik kerusakan peralatan atau manusia

Sistem grounding berfungsi sebagai sarana mengalirkan arus petir yang menyebar ke segala arah ke dalam tanah. Hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan sistem pentanahan adalah tidak timbulnya bahaya tegangan step dan tegangan sentuh. Kriteria yang dituju dalam pembuatan sistem pentanahan adalah bukannya rendahnya harga tahanan tanah akan tetapi dapat dihindarinya bahaya seperti tersebut di depan.

Selain itu, kondisi tanah yang bagus untuk grounding adalah tanah yang basah. Grounding untuk menyalurkan arus listrik imbas dari peralatan elektronik yang anda lindungi dapat dibuat dengan cara membor tanah di tepi kantor anda sampai kedalaman ditemukannya air. Masukanlah pipa ledeng ke dalam lubang tersebut. Dalam mengerjakan pemboran tanah mintalah bantuan kepada tukang pembuat sumur bor yang memiliki perangkat bor tanah yang lengkap.Pasanglah kabel tembaga khusus ground, dengan dibagian ujungnya dipasang terlebih dahulu batang tembaga sepanjang kurang lebih 1 - 1,5 meter.

Masukan batang tembaga kedalam lubang sampai dasar lubang. Sisa kabel tembaga yang masih tampak di bagian ujung lubang di permukaan tanah segera dihubungkan dengan kabel ground yang berasal dari ruang kerja anda. Agar ujung kabel ground t ersebut tidak goyang ada baiknya ujung lubang ground tersebut ditutup dengan semen, sehingga hanya tampak ujung kabel tembaga saja diatasnya

B. SYARAT – SYARAT SISTEM PENTANAHAN YANG EFEKTIF

1.     Tahanan pentanahan harus memenuhi syarat yang di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian

2.    Elektroda yang ditanam dalam tanah harus :

Ø  Bahan Konduktor yang baik

Ø  Tahan Korosi

Ø  Cukup Kuat

3.    Elektroda harus mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya.

4.    Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.

5.    Biaya pemasangan serendah mungkin.

C. SIFAT DAN JENIS-JENIS TANAH

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 :

1. sifat geologi tanah
2. Komposisi zat kimia dalam tanah
3. Kandungan air tanah
4. Temperatur tanah
5. Selain itu faktor perubahan musim juga mempengaruhinya.

SIFAT GEOLOGI 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.

No.	JENIS TANAH	TAHANAN JENIS TANAH( ohm.meter )
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Tanah yang mengandung air garam Rawa Tanah liat Pasir Basah Batu-batu kerikil basah Pasir dan batu krikil kering Batu	5 – 6 30 100 200 500 1000 3000

D. MACAM-MACAM ELEKTRODA

1.Elektoda

·         Terpisah (separate)

Fungsi dari pada elektroda pH sebagai elektroda utama, sehingga jika ingin digunakan harus ada referensi dalam menggunakannya.

·         Gabung (combine)

Fungsi elektroda utama yang direferensikan menjadi satu dalam elektroda, dan elektroda jenis ini yang biasanya sering di temui di masyarakat.

2. Elektroda Logam:

·         Terpisah (separate)

a. elektroda potensiometri bila dikombinasikan dengan elektroda dengan logam tunggal, bahan perak pada umumnya digunakan untuk argentometri dan platina atau emas untuk titrasi .

b. elektroda dengan logam ganda digunakan sebagai elektroda indicator pada voltametri atau amperometri, yang umum digunakan pada penetapan kadar air metoda Karl Fischer.

·         Gabung (combine)

Elektroda gabung perak digunakan untuk titrasi Argentometri dan elektroda gabung platina atau emas untuk titrasi dan pengukuran reduksi-oksidasi.

3. elektroda ion selektif

Elektroda ion bias terdeteksi ion-ion tertentu yang sesuai dengan sensor atau membrannya, Yang umum dipakai untuk jenis membrane ini adalah membrane gelas untuk ion H+ dan Na+, membrane Kristal untuk ion-ion Ca^++, K⁺, NO^4-, BF^4- dan Surfaktan.

4. elektroda referensi

Fungsi elektroda yang menjadi referensi dari elektroda utama. Elektroda referensi memberikan tegangan yang konstan serta tidak mengandalkan dari komposisi larutan. Maka dari itu dibuatlah konduktor logam yang ada kaitannya dengan garam, logam itulah serta larutan yang menjadi komposisi tetapnya. Yang umum digunakan sebagai elektrodareferensi adalah kalomel (Hg/Hg2Cl2), elektroda referensi Hg/Hg2SO4 dan elektroda referensi Ag/AgCl.

5. elektroda karbon

Elektroda ini berfungsi sebagai elektroda utama pada pengukuran atau titrasi redoks. Atau sebagai elektroda bantu dan elektroda referensi pada beberapa metode titrasi.

6. sel-sel konduktifitas,

Terbagi menjadi 4 macam berdasarkan fungsi dan konstruksinya yaitu:

1.    Imersi, sel ini untuk pengukuran konduktansi secara umum tetapi juga digunakan untuk titrasi

2.   Pipet, untuk pengukuran contoh yang statis atau dinamis lambat

3.   Titrasi, untuk pengukuran sebagai alat bantu deteksi pada tittrasi

4.   Sel jones, untuk pengukuran contoh yag mengalir dengan konduktifitas rendah sampai tinggi sekali.

5.   Sel-sel konduktifitas dilapisi oleh platina hitam,agar permukaannya lebih peka terhadap ion-ion dalam contoh, juga untuk menghindari efek polarisasi pada contoh dengan konduktifitas tinggi. Sel konduktifitas jenis imersi dikelilingi oleh tabung gelas untuk mencegah kesalahan pengukuran, karena pengukuran konduktifitas harus dengan volume contoh yang tetap untuk menghindari perubahan distribusi ion-ion dalam larutan contoh 

E. 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 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.

F. FATKOR YANG MENENTUKAN TAHANAN PENTANAHAN

Tahanan pentanahan suatu elektroda tergantung pada tiga faktor :

1. Tahanan elektroda itu sendiri dan penghantar yang menghubungkan ke peralatan yang ditanahkan.
2. Tahan kontak antara elektroda dengan tanah.
3. Tahanan dari massa tanah sekeliling elektroda.

Namun demikian pada prakteknya tahanan elektroda dapat diabaikan, akan tetapi tahanan kawat penghantar yang menghubungkan keperalatan akan mempunyai impedansi yang tinggi terhadap impuls frekuensi tinggi seperti misal pada saat terjadi lightningdischarge. Untuk menghindarinya, sambungan ini di usahakan dibuat sependek mungkin.

Dari ketiga faktor tersebut diatas yang dominan pengaruhnya adalah tahanan sekeliling elektroda atau dengan kata lain tahanan jenis tanah (ρ).

BAB III

PENUTUP

A. 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.

B. 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.