MAKALAH

SISTEM PENTANAHAN JARINGAN DISTRIBUSI

Disusun Oleh :

ROMMI KRISNO : 11.03.0.016 OSKI ABDULLAH : 11.03.0.044

SYAHINDRA : 11.03.0.036M.ZULFITRA : 11.03.0.006AAN YUSWARDI : 11.03.0.076

Teknik Elektro GenapFakultas teknik

Universitas riau kepulauan2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat

dan rahmatNya penyusunan makalah yang berjudul “ sistem pentanahan jaringan

distribusi ini selesai tepat pada waktunya.

Penyusun menyadari dalam pembuatan makalah ini masih banyak

kekurangan atau masih jauh dari sempurna dikarenakan keterbatasan pengetahuan

dan wawasan penyusun. Penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun dari semua pihak untuk kesempurnaan makalah ini. Penyusun berharap

semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan dapat membantu

memahami materi dalam proses pembelajaran.

Akhir kata penyususn mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

telah membantu dalam pembuatan makalah ini.

Batam, Mei 2014

Penyusun

DAFTAR ISI

Judul

Kata pengantar .................................................................................................. i Daftar isi ............................................................................................................ ii BAB I PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang ....................................................................... 1

1.2 Identifikasi masalah............................................................... 11.3 Batasan masalah……………………………………………. 1

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 persyaratan sistem pentanahan…….................................................. 2

2.2 Tujuan sistem Pentanahan......................................................... 2

BAB III PEMBAHASAN

3.1 sistem pentanahan netral……………………………………… 5

3.2 metode pentanahan tititk netral………………………………. 8

3.3 metode pentanahan distribusi………………………………… 10

3.4 komponen utama system pentanahan………………………… 12

BAB IV PENUTUP

3.1 Kesimpulan ............................................................................... 13

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada system tenaga yang semakin besar dengan panjang saluran dan besarnya tegangan, akan menimbulkan arus gangguan yang semakin besar pula.( diatas 5A ) Dengan demikian apabila terjadi gangguan tanah makin besar dan busur listrik tidak dapat padam dengan sendirinya. ditambah lagi gejala-gejala busur tanah atau 'arcing grounds' semakin menonjol. Gejala busur tanah adalah suatu proses terjadinya pemutusan (clearing) dan pukulan balik (restriking) dari busur listrik secara berulang- ulang. ini sangat berbahaya karena dapat menimbulkan tegangan lebih transien yang tinggi yang dapat merusak peralatan.

Oleh karena pada sistem-sistem tenaga relatif besar, sistem tidak lagi dibiarkan terapung atau system delta, tetapi titik netral sistem itu diketanahkan melalui tahanan atau reaktansi. Pengetanahan itu umumnya dilakukan dengan menghubungkan titik netral transformator daya dengan tanah.

1.2 Identifikasi masalah

Berdasarkan latar belakang di atas identifikasi masalah yang dapat disimpulkan adalah

bagaimana sistem pentanahan yang baik dan benar sesuai dengan peralatan yang

digunakan.

1.3 Batasan masalah

Untuk menghindari permasalahan yang tidak sesuai dengan harapan, maka perlu adanya

batasan-batasan permasalahan. Dalam makalah ini permasalahannya hanya pentanahan

jaringan menengah dan macam-macam metode pentanahan serta komponen pentanahan.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Persyaratan 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.

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.

2.2 Tujuan Sistem Pentanahan

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.

3. Mencegah timbul bahaya sentuh tidak langsung yang menyebabkan tegangan kejut.

Sistem pentanahan dapat dibagi dua :

1. Pentanahan Sistem (netral) berfungsi :

a. Melindungi peralatan / saluran dari bahaya kerusakan yang diakibatkan oleh adanya ganguan fasa ke tanah

b. Melindungi peralatan / saluran dari bahaya kerusakan isolasi yang diakibatkan oleh tegangan lebih

c. Untuk keperluan proteksi jaringan

d. Melindungi makhluk hidup terhadap tegangan langkah (step voltage)

2. Pentanahan Umum Berfungsi

a. Melindungi mahluk hidup dari tegangan sentuh

b. Melindungi peralatan dari tegangan lebih.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Sistem Pentanahan Netral

Pada sistem-sistein yang tidak diketanahkan atau pada sistem delta, arus gangguan itu tergantung dari impedansi kapasitif Za, Zb dan Zc, yaitu impedansi kapasitif masing-masing kawat-fasa terhadap tanah, (Gambar 1a). Bila sistem itu diketanahkan arus gangguan itu tidak lagi tergantung pada impedansi kapasitif kawat-kawat tetapi juga tergantung pada impedansi alat pengetanahan dan transformatornya, (Gambar 1b).

Gambar 1a. Sistem tanpa grounding Gambar 1.b. Sistem dengan grounding

Jadi dengan mengetanahkan titik netral system, arus gangguan jelas menjadi lebih besar dibandingkan dengan arus gangguan pada sistem delta, namun sebaliknya membatasi tegangan pada fasa-fasa yang tidak terganggu. Jadi di dalam menentukan impedansi pengetanahan itu harus diperhatikan hubungan antara besar arus gangguan dan tegangan yang mungkin timbul.

3.2 Metode Pentanahan Titik Netral

1. Pentanahan Netral Langsung

Pengetanahan ini ialah apabila titik netral trafo kita hubungkan langsung ketanah, pada system ini bila terjadi gangguan kawat ketanah akan mengakibatkan terganggunya kawat dan gangguan ini harus diisolasi dengan memutus Pemutus daya ( PMT / CB ). Tujuannya untuk mentanahkan titik netral secara langsung dan membatasi

kenaikan tegangan dari fasa yang tidak terganggu. digunakan pada sistem dengan tegangan 20 kV.

Pentanahan netral yang sederhana dimana hubungan langsung dibuat antara

netral dengan tanah .

Gambar

Sistem pentanahan netral lagsung

2. Pengetanahan dengan Tahanan

Sistem ini mempunyai tegangan lebih transien yang disebabkan oleh pemutusan relatif rendah. 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 untuk dapat bekerjanya rele gangguan tanah, sedangkan batas atas adalah untuk membatasi banyaknya panas yang hilang pada waktu terjadi gangguan.

Untuk membatasi arus gangguan tanah, alat pembatas arus dipasang antara titik netral dengan tanah. Salah satu dari pembatas arus ini adalah tahanan dan tahanan.

Jika harga tahanan pentanahan tinggi sehingga komponen logging dari arus gangguan kurang dari arus kasitif, maka kondisi sistem akan mendekati sistem netral yang tidak ditanahkan dengan resiko terjadinya tegangan lebih.

3. Pentanahan Netral Dengan Reaktansi

Reaktor pengetanahan ini digunakan bila trafo daya tidak cukup membatasi arus gangguan tanah. Pengetanahan ini digunakan untuk memenuhi persyaratan dari sistem yang diketanahkan, dengan pengetanahan ini besarnya arus gangguan ketanah di atas 25% dari arus gangguan 3 fasa, Keuntungannya dengan mengetanahkan trafo daya adalah untuk menekan tegangan lebih transien, sehingga trafo daya dapat menggunakan isolasi dan tipe arrester yang lebih kecil.dan mengurangi penggunaan metode pengetanahan dengan reaktor, terutama untuk sistem-sistem di atas 115 kV.

Suatu sistem dapat dikatakan ditanahkan reatansi bila suatu impendansi yang lebih

induktif, disiipkan dalam titik netral trapo (generator) dengan tanah.

Metode ini mempunyai keuntungan dari pentanahan tahanan :

a. Untuk arus gangguan tanah maksimum peralatan reaktor lebih kecil dari resistor.

b. Energi yang disisipkan dalam reaktor lebih kecil.

3.3 METODE PENGETANAHAN SISTEM DISTRIBUSI

Pada sistem Tegangan Menengah sampai dengan 20 kV harus selalu diketanahkan karena menjaga kemungkinan kegagalan sangat besar oleh tegangan lebih transient tinggi yang disebabkan oleh busur tanah (arching ground atau restriking ground faults).

Pengentanahan, untuk sistem distribusi saluran udara ( SUTM ) dan sistem yang disuplai dengan trafo dengan pengaman lebur pada sisi primer perlu memberikan arus gangguan yang cukup untuk melebur pengaman leburnya.Dalam standart SPLN no.2 tahun 1978 ditetapkan pengetanahan Jaringan Tegangan Menengah adalah pengetanahan netral sistem 20 kV beserta pengamannya dengan tahanan. Ditinjau dari besarnya tahanan pentanahan, sistem pengetanahan jaringan menengah dapat diklasifikasikan seperti berikut :

a. Pengetanahan Tahanan rendah 12 Ohm dan arus gangguan tanah maksimum tiap

Phasa 1000A

I hs= 20 KV / 1, 73

= 1000 A

12Ohm

yang dipakai pada saluran kabel atau kabel tanah ( SKTM ) tegangan menengah 20 kV untuk sistem 3 phasa 3 kawat. Pengetanahan sistem ini dilakukan pada gardu-gardu distribusi dan sambungan kabel.( Gambar 2 )

Gambar 2. Pentanahan

b.Pengetanahan Tahanan rendah 40 Ohm dan arus gangguan tanah maksimum tiap phasa

300A.

I = 20KV/1,73=300A

40 Ω

yang dipakai pada saluran udara tegangan menengah ( SUTM ) 20 kV untuk sistem 3 phasa 3 kawat. Pengetanahan sistem ini dilakukan pada tiap-tiap tiang dengan tahanan maksimum 20 Ohm.

C. Pengetanahan Tahanan tinggi 500 Ohm dan arus gangguan tanah maksimum tiap phasa

25A.

I = 20 KV / 1,73

= 23,12 A

500 Ohm

yang dipakai pada saluran udara tegangan menengah 20 kV untuk system 3 phasa 3 kawat.

Keunikan dari sistem ini, karena gangguan tanah sangat kecil maksimum 25 Amp sehingga bila terjadi persentuhan kawat Tegangan menengah pada jaringan atau instalasi Tegangan rendah, bila tahanan tanah pada instalasi mak 1 Ohm ( tegangan sentuhnya 1 x 25A = 25 Voll, tidak melebihi tegangan sentuh 50 volt yang diijinkan). Mengingat rendahnya arus hubung singkat phasa tanah, maka sebagian besar gangguan yang sifatnya temporer dapat bebas dengan sendirinya

3.4 KOMPONEN UTAMA SISTEM PENTANAHAN

Dalam system pentanahan komponen komponen utama yang diperlukan antara lain elektroda pentanahan dan hantaran pentanahan.

Elektroda Pentanahan adalah penghantar yang ditanam dalam tanah dan sebagai kontak langsung dengan tanah yang diusahakan sampai mencapai titik air tanah. Bahan elektroda pentanahan ialah tembaga atau baja profil digalvanisir atau pipa galvanis, sedangkan ukuran dan jenis elektroda pentanahan bermacam-macam tergantung dari lokasi dan metode pentanahannya. Jenis elektroda pentanahan antara lain :

• Elektroda Batang / pasak yaitu elektroda dari batang logam tembaga Cu ( Cupper Rod / Ground Rod ) berdiamater minimum 5/8”, atau batang logam baja profil / pipa galvanis berdiameter 1,5” yang dipancangkan tegak dalam tanah sedalam 2,75 meter.

(Gambar 7. elektroda batang)

• Elektroda pita ( strip plat ) yang dibentuk lingkaran ditanam minimum 0,5 – 1m dari permukaan tanah. ( Gambar 8 )

Gambar 8. Elektroda pita

• Elektroda plat ditanam minimum 50 cm dari permukaan tanah. ( Gambar 9 )

Gambar 9. Elektroda plat

BAB IV

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Mengingat pentingnya sistem pengetanahan dalam suatu instalasi listrik maupun peralatan listrik, dengan tujuan agar tercapai keandalan sistem dalam penyaluran tenaga listrik dari pusat pembangkit sampai konsumen disamping keselamatan peralatan terpasang dan keselamatan jiwa manusianya adalah sebagai berikut :

• mencegah terjadinyanya tegangan kejut listrik yang berbahaya untuk orang dalam daerah tersebut

• memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan

DAFTAR PUSTAKA

1. A.Aris Munandar, Dr, MSc. Dan Susumu Kawahara, Dr. Teknik Tenaga Listrik II,

Transmisi Distribusi, Pradnya Paramita, Jakarta. Badan Standarisasi Nasional BSN, PersyaratanUmum Instalasi Listrik 2000 ( PUIL 2000 ) Hutahuruk.TS, Ir., 1987, Pengetanahan NetralSistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatan,Pener bit Erlangga.

Lili Tjarli.T, Ir., 1996, Buku Acuan KontraktorListrik Golongan D, Materi Distribusi, PT.PLNKantor Pusat, Maret