KATA PENGANTARSegala puji hanya milik Allah SWT. Shalawat dan salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW. Berkat limpahan dan rahmat-Nya penyusun mampu menyelesaikan tugas makalah ini guna memenuhi tugas mata kuliah Jaringan Distribusi.Dalam penyusunan tugas atau materi ini, tidak sedikit hambatan yang penulis hadapi. Namun penulis menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan orang tua, sehingga kendala-kendala yang penulis hadapi teratasi.Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang kaitan Pentanahan pada jaringan dstribusi, yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber informasi, referensi, dan berita. Makalah ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas dan menjadi sumbangan pemikiran kepada pembaca khususnya para mahasiswa Universitas Negeri Jakarta.Saya sadar bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan jau dari sempurna. Untuk itu, kepada para pembaca saya meminta masukannya demi perbaikan pembuatan makalah saya di masa yang akan datang dan mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca.

A. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSecara 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.

Dari jenis-jenis gangguan yang telah disebutkan dapat mengakibatkan:1. Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada konsumen2. Penurunan tegangan yang cukup besar sehingga kualitas kualitas tenaga listrik rendah dan merintangi kerja normal peralatan konsumen3. Pengurangan stabilitas sistem yang menyebabkan jatuhnya generator4. Merusak peralatan pada daerah gangguan

1.2 Rumusan MasalahDari latar belakang yang telah dijelaskan, dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut:1. Bagaimana dasar pentanahan?2. Apa fungsi dari system pentanahan?3. Apa saja bahaya yang timbul di gardu induk akibat gangguan tanah?4. Bagaimana pentanahan gardu induk di Indonesia?1.3 TujuanDari rumusan masalah diatas, maka tujuan penulisan makalah ini adalah:1. Mengetahui dasar pentanahan2. Mengetahui fungsi system pentanahan3. Mengetahui pentanahan pada gardu induk4. Mengetahui bahaya yang timbul pada gardu induk akibat gangguan tanah5. Mengetahui pentanahan gardu induk di Indonrsia

B. PEMBAHASAN2.1 DASAR PENTANAHANDefinisi pentanahan (Grounding), berdasarkan IEEE dictionary (standard 100), adalah melakukan koneksi, baik disengaja atau tidak disengaja, sirkuit listrik atau peralatan ke bumi, atau ke bodi konduksi yang ditempatkan di bumi. Hal ini dilakukan untuk mempertahankan potensial bumi pada konduktor yang terhubung dan mengalirkan arus tanah menuju dan dari bumi.Tujuan pentanahan suatu system tenaga listrik secara umum adalah:1. Mencegah timbulnya busur tanah akibat dari arus gangguan yang besar (>5 A)2. Memberikan perlindungan terhadap bahaya listrik bagi pemanfaatan listrik dan lingkungan3. Memproteksi peralatan4. Mendapatkan keandalan penyaluran pada system baik dari segi kualitas, keandalan ataupun kontinuitas penyaluran tenaga listrik dengan kontrol noise termasuk transien dari segala sumber.5. Membatasi kenaikan tegangan fasa yang tidak terganggu (sehat)Klasifikasi sistem pentanahan pada tegangan rendah antara lain:1. TT: netral sumber daya terhubung ke bumi dan frame peralatan beban terhubung ke bumi2. IT: netral sumber daya tidak terhubung ke bumi dan frame peralatan beban terhubung ke bumi3. TN: netral sumber daya terhubung ke bumi dan frame peralatan beban terhubung ke sumber daya yang sudah terhubung ke bumiTN-S: ketika fungsi proteksi disediakan oleh konduktor yang terpisah dengan netral sumber daya.TN-C: ketika fungsi netral dan proteksi digabungkan dalam sebuah konduktor tunggalTN-C-S: penggunaan TN-S hilir dari TN-C

Gambar 1. Klasifikasi Sistem Pentanahan

Agar sistem pentanahan dapat bekerja secara efektif, harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :1. Membuat jalur impedansi rendah ketanah untuk pengamanan 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.4. Untuk meyakinkan kontiniutas penampilan sepanjang umur peralatan yang dilindungi.5. Menggunakan sistem mekanik yang kuat namun mudah dalam pelayanannya.

2.2 FUNGSI PENTANAHAN

Secara umum fungsi 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.4. Melindungi peralatan / saluran dari bahaya kerusakan yang diakibatkan oleh adanya ganguan fasa ke tanah5. Melindungi peralatan / saluran dari bahaya kerusakan isolasi yang diakibatkan oleh tegangan lebih6. Untuk keperluan proteksi jaringan7. Melindungi makhluk hidup terhadap tegangan langkah (step voltage)8. Melindungi mahluk hidup dari tegangan sentuh9. Melindungi peralatan dari tegangan lebih

2.3 BAHAYA YANG TIMBUL DI GARDU INDUK AKIBAT PENTANAHAN

Arus gangguan tanah menyebabkan adanya beda tegangan beda tegangan di permukaan tanah. Hal ini sangat membahayakan manusia yang sedang berada disekitarnya. Arus gangguan dapat mengalir ke tubuh. Batas-batas arus tersebut di magi menjadi1. Arus mulai terasa atau persepsi (perception current)BerdasarkanElectrical Testing Laboratory NewYork1933, besar arus persepsi untuk laki-laki 1,1 mA dan perempuan 0,7 mA.2. Arus mempengaruhi otot (let-go current)Berdasarkan penelitian di University of California Medical School, ditetapkan batas arus maksimal dimana orang masih dapat dengan segera melepaskan konduktor bila terkena arus listrik, untuk laki-laki sebesar 9 mA dan perempuan sebesar 6 mA.3. Arus mengakibatkan pingsan atau mati atau fibrilasi (fibrillating current)Arus pada kasus ini nilainya lebih besar dari arus yang mempengaruhi otot. 4. Arus reaksi (reaction current) adalah arus terkecil yang dapat menyebabkan orang menjadi terkejut. Berdasarkan penelitian yang dilakukan DR. Hans Prinz batasan-batasan arus tersebut disajikan dalam table berikut

Tabel 1. Batasan-batasan Arus dan Pengaruhnya Pada Manusia

Besar arusPengaruh

0 0,9 mA

0,9 1,2 mA

1,2 1,6 mA

1,6 6,0 mA

6,0 8,0 mA

13 15 mA

15 20 mA

20 50 mA

50 100 mATidak menimbulkan reaksi apa-apa

Terasa ada arus listrik tetapi tidak menimbulkan kejang, kontraksi atau kehilangan kontol

Mulai merasa seakan akan ada yang merayap di tangan

Tangan sampai ke siku merasa kesemutan

Tangan mulai kaku, rasa kesemutan mulai bertambah

Rasa sakit yang tidak tertahankan, penghantar masih dapat dilepaskan dengan gaya yang sangat besar

Otot tidak sanggup lagi melepaskan penghantar

Mengakibatkan kerusakan pada tubuh

Batas arus yang dapat menyebabkan kematian

Selain bahayanya pada manusia, beda potensial pada permukaan tanah menyebabkan: Tegangan sentuhTegangan sentuh (touch voltage) adalah tegangan yang terjadi antara dua permukaan konduksi, yang dapat dipicu oleh sentuhan manusia. Tegangan sentuh yang tinngi dapat disebabkan adanya kegagalan bagian peralatan.

Gambar 5. Tegangan sentuh akibat kesalahan pentanahan

Pada gambar 5 menunjukkan bahwa besar arus gangguan dibatasi oleh tahanan orang dan tahanan kontak dari kaki orang tersebut.

Gamba 6. Tegangan sentuh dengan rangkaian penggantinya

Besar tegangan sentuh dirumuskanDimana adalah tahanan jenis tanah disekitar permukaan tanah (Ohm-meter) dan t adalah lama gangguan tanah (s) Tegangan langkahTegangan langkah adalah tegangan antara dua kaki orang yang sedang berdiri di atas tanah yang sedang dialiri arus gangguan tanah. Besar tegangan langkah dapat dihitung dengan persamaan:

Gambar 7. Tegangan langkah dekat peralatan yang diketanahkan

Tegangan pindahTegangan pindah adalah hal khusus dari tegangan sentuh, dimana tegangan ini terjadi bila pada saat terjadi kesalahan orang berdiri di dalam gardu induk dan menyentuh suatu peralatan yang diketanahkan pada titik jauh sedangkan alat tersebut dialiri arus gangguan ke tanah.

Gambar 8. Tegangan pindah dengan rangkaian penggantinya

Dalam kasus ini, orang akan merasakan tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan tegangan sentuh. 2.4 PENTANAHAN GARDU INDUK DI INDONESIA

Pada sistem pentanahan transformator daya gardu Induk pada sisi tegangan menengah, berdasarkan informasi dari PT PLN (Persero), titik netral lilitan diketanahkan melalui: Pembumian dengan tahanan 12 ohm untuk sistem SKTM. Nilai arus hubung tanah maksimum 1000A. Untuk kawasan industry yang peka terhadap kedip, nilai tahanan dapat lebih besar dari 12 Ohm untuk memperkecil kedalaman kedip tegangan. Pembumian ini dipakai khususnya pada Trafo jaringan kabel tanah di daerah PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang dan kota Bandung Pembumian dengan tahanan 40 Ohm untuk sistem SUTM, atau campuran SKTM dan SUTM. Nilai arus hubung tanah maksimum pada system 20 kV sebesar 300A. Pembumian ini dipakai pada trafo jaringan distribusi saluran udara di jawa Barat, Jakarta Raya dan Luar Jawa Pembumian dengan tahanan 500 Ohm untuk sistem SUTM. Nilai tahanan pembumian yang tinggi menyebabkan arus gangguan ke tanah relative kecil, yaitu sebesar 25 A. Pembumian langsung/solid grounded. Pembumian ini memberikan beberapa keuntungan antara lain:Fuse cut-outyang digunakan sebagai pengaman jaringan fasa-tanah dapat bekerja efektif karena arus gangguan sangat besar, jangkauan jaringan distribusi luas, dengan sistemmultigrounded common netralpada jaringan TM memungkinkan fasa-1 pada jaringan TM untuk melistriki daerah terpencil dengan biaya investasi murah. Tanpa pembumian/system mengambang. System ini saat ini hanya ada pada system kelistrikan pedesaan dengan pembangkit kecil dan tidak ada pembumian pada sisi trafo 20 kV. Pembumian pada jaringan TR memakai system TN-C, namun hanya ada pada satu tiang sebelum tiang akhir penyulang utama atau penghantar paling besar.C. KESIMPULAN3.1 Kesimpulan1. 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 bumi2. Dampak kegagalan pentanahan terhadap kualitas tenaga listrik adalah level tegangan swell dan sag, perambatan transien, harmonisa, ketidakstabilan beban fasa, penurunan tegangan3. 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 SaranDari 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 ISIKATA PENGANTAR1A.PENDAHULUAN21.1Latar Belakang21.2Rumusan Masalah31.3Tujuan3B.PEMBAHASAN42.1 DASAR PENTANAHAN42.2 FUNGSI PENTANAHAN52.3 BAHAYA YANG TIMBUL DI GARDU INDUK AKIBAT PENTANAHAN6Tabel 1. Batasan-batasan Arus dan Pengaruhnya Pada Manusia72.4PENTANAHAN GARDU INDUK DI INDONESIA10C.KESIMPULAN113.1 Kesimpulan113.2 Saran11

1 | Sistem Pentanahan pada Jaringan Distribusi