BAB V

INSPEKSI GROUNDING

1. Teori penunjang

Pemasangan grounding atau arde pada gardu indoor dilakaukan terhadap :

Bodi trafo

a. Pembumian titik netral trafo berfungsi membatasi kenaikan

tegangan fasa yang tidak terganggu saat terjadi gangguan satu fasa

ke bumi akibat beban tidak seimbang.

b. Pembumian badan trafo berfungsi :

- Untuk membatasi tegangan antara bagian peralatan yang dialiri

arus dengan peralatan ke bumi pada suatu harga yang aman

(tidak membahayakan) pada kondisi operasi normal dan

gangguan.

- Untuk memperoleh impedansi yang kecil dari jalan balik arus

hubung singkat ke bumi sehingga bila terjadi satu fasa ke badan

peralatan, arus yang terjadi mengikuti sifat pada pembumian

netral.

Metode Sistem Pentanahan

Sistem pentanahan peralatan pada gardu induk biasanya menggunakan konduktor

yang terbuat dari tembaga dan memiliki konduktivitas yang tinggi. Pentanahan

peralatan gardu induk mula-mula dilakukan dengan metode driven-rod, yakni

menanamkan batang konduktor tegak lurus permukaan tanah, kemudian

menggunakan sistem pentanahan dengan menanamkan batang-batang konduktor

sejajar permukaan tanah dan pada kedalaman beberapa cm di bawah permukaan

tanah (counterpoise). Penelitian selanjutnya dengan sistem penanaman elektroda

secara horisontal dengan bentuk kisi-kisi (grid) dan gabungan sistem grid dengan

rod. Sistem pentanahan dengan gabungan ini cukup efektif untuk meratakan

tegangan di permukaan tanah saat terjadi gangguan tanah dan dapat menghasilkan

tahanan pentanahan yang rendah. Hasil penelitian terakhir menunjukkan bahwa

pentanahan dengan sistem grid tak simetri memiliki beberapa keuntungan bila

dibandingkan dengan sistem sebelumnya. Pentanahan dengan sistem ini yang

akan dicoba diterapkan dan akan dibandingkan dengan pentanahan sistem grid

simetri serta pentanahan yang akan diuraikan lebih lanjut.

Pentanahan Sistem Grid Simetri

 Pentanahan dengan sistem grid ini dilakukan dengan menanamkan batang-batang

elektroda pentanahan dalam tanah pada kedalaman beberapa cm, sejajar dengan

permukaan tanah dan elektroda tersebut dihubungkan satu dengan lainnya

sehingga membentuk beberapa jaringan. Makin banyak konduktor yang ditanam

dengan sistem ini, maka tegangan yang timbul pada permukaan tanah pada saat

terjadi gangguan ke tanah akan terdistribusi merata. Adapun bentuk elektroda

dengan sistem grid (kisi-kisi) ini dapat dilihat pada Gambar 2.

 Pada pentanahan sistem grid simetri ini apabila jumlah elektroda pentanahan

yang membentuk grid (kisi-kisi) menjadi banyak, maka akan menyerupai bentuk

pelat dan yang optimum untuk memperoleh nilai tahanan pentanahan yang kecil.

B. Pentanahan Sistem Grid Tak Simetri

 Pentanahan dengan sistem grid tak simetri ini pada perinsipnya sama dengan

pentanahan sistem grid simetri. Perbedaannya hanya pada distribusi konduktor

kisi-kisi (konduktor paralel yang membentuk grid ) tidak sama jaraknya untuk

satu sisi. Penetapan konduktor paralel yang pertama selalu dimulai pada

pertengahan daerah pentanahan. Dengan sistem grid tak simetri ini akan

menyebabkan arus terdistribusi dengan baik sehingga tegangan permukaan yang

timbul pada saat terjadi gangguan ke tanah menjadi lebih rendah. Gambar 3

memperlihatkan sistem grid tak simetri.

Gradien Tegangan Pada Permukaan Tanah

Pada umumnya sebagai pengamanan, gradien tegangan antara titik sentuh pada

peralatan dengan titik pada permukaan tanah tempat berdiri, atau gradien tegangan

pada permukaan tanah yang bersentuhan dengan kedua kaki, dianggap

menimbulkan bahaya bagi seseorang. Secara umum gradien tegangan yang timbul

pada permuaan tanah selama mengalir arus gangguan tanah meliputi : tegangan

sentuh, tegangan langkah dan tegangan pindah.

Tegangan Sentuh

Tegangan sentuh adalah beda potensial antara kenaikan potensial tanah dengan

potensial pada suatu titik berjarak 1 meter pada permukaan tanah. Pada

permukaan tanah ini seseorang berdiri sambil menyentuh suatu peralatan yang

diketanahkan pada saat terjadi gangguan. Besarnya arus gangguan dibatasi oleh

tahanan tubuh orang dan tahanan kontak ke tanah dari kaki orang tersebut.

Gambar 4 menunjukkan salah satu kejadian yang menyebabkan timbulnya

tegangan sentuh pada saat terjadi gangguan beserta rangkaian penggantinya.

 Gambar 4 memperlihatkan seseorang yang berdiri dalam suatu switch yard

sambil menyentuh peralatan yang ditanahkan. Jika Rb adalah tahanan tubuh

orang, Rf adalah tahanan tanah tepat di bawah setiap kaki maka rangkaian

ekivalen dari kejadian di atas dapat dinyatakan pada Gambar 5. Dengan beberapa

asumsi dan perhitungan, diketahui besar tegangan sentuh yang terjadi seperti

dalam Tabel 1.

Tegangan Langkah

Tegangan langkah adalah beda potensial pada permukaan tanah dari dua titik yang

berjarak satu langkah (1 meter) yang dialami seseorang yang menghubungkan ke

dua titik tersebut dengan kedua kakinya tanpa menyentuh suatu peralatan apapun.

Adapun rangkaian kejadian dari tegangan langkah beserta rangkaian ekivalennya

dapat dilihat pada Gambar 6.

Tegangan Pindah (transfered voltage)

 Tegangan pindah (tegangan peralihan) merupakan hal khusus dari tegangan

sentuh, yang terjadi bila pada saat terjadi gangguan seseorang berada dalam suatu

switch yard dan menyentuh suatu peralatan yang ditanahkan pada tempat/titik

yang jauh, dan alat tersebut dialiri arus gangguan ke tanah. Tegangan pindah ini

akan sama dengan tegangan pada tahanan kontak pengetanahan total. Untuk

waktu tertentu dari arus gangguan, tegangan pindah yang diizinkan adalah sama

dengan tegangan sentuh.

Pada sistem Tegangan Menengah sampai dengan 20 kV harus selalu

diketanahkan karena untuk menjaga kemungkinan terjadinya kegagalan yang

sangat besar oleh tegangan transient yang lebih tinggi yang disebabkan oleh busur

tanah. Kriteria pentanahan adalah sebagai berikut :

a. Tahanan Langsung / Solid

Pentanahan ini bersifat langsung tanpa impedansi khusus untuk sistem 3

phase 4 kawat dengan menggabungkan antara kawat netral dengan grounding.

Begitu pula dengan trafo distribusi 20 kV yang terpasang pada jaringan, titik

netral dari trafo tersebut dihubungkan langsung secara elektris ke tanah dengan

tahanan tanah harus rendah (antara 0.5 – 5 Ohm). Sistem pentanahan ini

mengandalkan nilai besarnya tahanan pengetahanan (makin kecil tahanan

pentanahan makin baik) yang dipengaruhi oleh bahan dari elektroda

pentanahannya.

b. Tahanan Rendah

Pentahanan dengan tahanan rendah yaitu antara 12 Ohm sampai 40 Ohm

yang dipakai pada saluran kabel udara tegangan menengah atau kabel tanah untuk

sistem 3 phase dan 3 kawat dengan arus gangguan maksimum 1000 A.

c. Tahanan Tinggi

Pentanahan dengan tahanan tinggi yaitu sebesar 500 Ohm dan arus

gangguan maksimal 25 A yang dipakai pada saluran tegangan menengah 20 KV

untuk sistem 3 phase dan 3 kawat.

Grounding ataupentanahanuntukperangkat ONU sesuaidengan standard

Telkom harusmempunyaiukuran<= 1 ohm. 

2. Dokumendan data teknik

Earth tester

Batang elektroda

Kabel penghubung earth tester dengan elektroda

Pemasangan elektroda dengan kabel penghubung earth tester

1. Earth Tester

Eart tester digunakan untuk mengukur tahanan tanah yang digunakan

untuk pembumian atau penggroundingan. Earth tester mempunyai tiga

terminal, yaitu terminal hijau, terminal kuning, dan warna merah.

Gambar earth tester

2. Kabel

Digunakan untuk penghubung antara earth tester dengan elektroda.

Dimana kita menggunakan tiga buah kabel penjepit.

Gambar kabel penjepit

3. Melakukan pengukuran tahanan tanah

Cara mengukur pentanahan atau grounding adalah sebagai berikut.

a. Menghubungkan terminal warna hijau pada earth tester dengan

elektroda utama (E1)

Gambar elektroda utama

b. Menghubungkan terminal warna kuning pada earth tester dengan

elektroda bantu (P1)

Gambar elektroda bantu (P1)

c. Menghubungkan terminal warna merah pada earth tester dengan

elektroda bantu (C1)

Gambar elektroda bantu (C1)

3.laporan inspeksi grounding

- pengamatan

Pemasangan grounding (arde) pada gardu distribusi indoor dilakukan terhadap :

1. Bodi panel utama (PLN)

2. Bodi Trafo Indoor

3. Bodi Panel Switchgear

1. Diskripsi Kerja

Pada praktek kali ini dilakukan pemasangan grounding pada panel

switchgear.

2. Gambar Instalasi Grounding

3. Daftar Material danPeralatan

No Material/Peralatan Spesifikasi Satuan Volume Ket

1 Bus bar Tembaga

- Besar

- Kecil

Batang 1 unit (l:100 cm)

1 unit (l: 110 cm)

2 BCC Penghantar kawat

3 Obeng + , - Unit 2

4 Mur Buah 4

5 Baut Buah 6

6 Fisher Ukuran besar Buah 4

7 Kayu/papan Isolator, 10 x 3 cm Buah 4

8 Bor Ukuran kecil Unit 1

9 Palu Karet Buah 1

- pembahasan

Gardu beton merupakan gardu yang berisi trafo penaik tegangan 20 kV.

Pada gardu ini terdapat trafo, panel dan switchgear. Frame dari peralatan-

peralatan ini umumnya terbuat dari metal. Apabila isolasi peralatan tidak

berfungsi dengan baik maka bagian-bagian peralatan yang seharusnya tidak

bertegangan akan menjadi bertegangan. Akibat lain bila isolasi peralatan tidak

berfungsi dengan baik adalah adanya arus gangguan (arus bocor) yang mengalir

pada bagian-bagian peralatan yang terbuat dari metal dan juga mengalir dalam

tanah di sekitar gardu beton.

Arus gangguan ini menimbulkan gradien tegangan di antara peralatan

dengan peralatan, peralatan dengan tanah dan juga gradien tegangan pada

permukaan tanah itu sendiri. Gradien tegangan di permukaan tanah ini dapat

mengakibatkan terjadinya tegangan sentuh dan tegangan langkah yang bila

melampaui batas keamanan akan berbahaya baik terhadap orang maupun terhadap

peralatan itu sendiri. Besarnya gradien tegangan pada permukaan tanah ini

tergantung pada tahanan jenis tanah. Untuk mencegah atau memperkecil gradien

tegangan pada permukaan tanah tersebut dalam suatu gardu induk, maka rangka

dari peralatan harus selalu ditanahkan yaitu dengan cara menambahkan elektroda

pentanahan yang ditanam ke dalam tanah. Selama ini sistem pentanahan gardu

induk yang banyak digunakan adalah sistem grid, dan sistem gabungan grid-rod.

Kedua sistem ini jarak antara konduktor paralelnya sama (sistem grid simetri).

Kelemahan dengan sistem tersebut adalah bahwa untuk memperoleh tegangan

permukaan yang masih memenuhi syarat keamanan, dibutuhkan konduktor

pentanahan yang lebih panjang. Berdasarkan hal ini maka untuk mendapatkan

sistem pentanahan yang baik sesuai dengan struktur tanah, dalam penelitian ini

digunakan sistem grid tak simetri dan dibandingkan dengan sistem grid simetri

untuk masing-masing tegangan sentuh yang masih memenuhi syarat keamanan.

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk

meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan

langsung dibuang ke bumi.

Pentanahan peralatan adalah pentanahan bagian dari peralatan yang pada

kerja normal tidak dialiri arus. Bila terjadi hubung singkat suatu penghantar

dengan suatu peralatan akan terjadi beda potensial. Yang dimaksud peralatan

disini adalah bagian-bagian yang bersifat konduktif seperti body trafo.

Tujuan pentanahan peralatan adalah sebagai berikut :

Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi

manusia dalam daerah tersebut.

Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun

lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau

ledakan pada peralatan tersebut.

Fungsi grounding:

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

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

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 pentanahan dapat dibagi dua :

1. Pentanahan sistem ( pentanahan netral )

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 ( pentanahan peralatan )

a. Melindungi mahluk hidup dari tegangan sentuh

b. Melindungi peralatan dari tegangan lebih

Media Pengaliran Arus Gangguan ke Tanah

Bila pada saat terjadi gangguan seseorang berjalan di atas switch yard sambil

memegang atau menyentuh suatu peralatan yang diketanahkan, maka akan ada

arus mengalir melalui tubuh orang tersebut. Arus listrik ini akan mengalir dari

tangan ke kedua kaki dan terus ke tanah, bila orang tersebut menyentuh suatu

peralatan, atau dari kaki yang satu ke kaki yang lain, bila ia berjalan di dalam

switch yard tanpa menyentuh peralatan. Berat ringannya bahaya yang dialami

seseorang tergantung pada besarnya arus yang mengalir melalui tubuh, lamanya

arus tersebut mengalir dan frekuensinya. Berdasarkan hasil penyelidikan tentang

tahanan tubuh manusia oleh beberapa orang ahli, sepakat bahwa sebagai

pendekatan diambil tahanan tubuh manusia rata-rata sebesar 1000 Ohm.

Gambar. Earth Tester