Download - Perencanaan Grounding Gardu Induk
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
1/32
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT,
dengan kekuatan dan pertolongan-NYA, akhirnya kami bisa
menyelesaikan penyusunan makalah ini.
Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Sistem
Pentanahan. alam pembelajaran dan penyusunan makalah, kami
banyak mendapatkan bimbingan, arahan, dan dukungan dari
berbagai pihak. !leh karena itu, kami mengu"apkan terima kasih
kepada dosen mata kuliah Sistem Pentanahan yang telah berperan
penting dalam penyelesaian makalah ini.
Selain itu kami memohon maa# atas kekurangan yang ada
dalam makalah ini,karena kami masih dalam tahap pembelajaran.
$ami menyadari bah%a dalam penyusunan makalah ini masih jauh
dari sempurna, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang
membangun demi ter"apainya kesempurnaan makalah yang akan
datang.
Semoga makalah ini dapat berman#aat untuk menambah
%a%asan mengenai ilmu Sistem Pentanahan dan mendapat ridho
dari Allah SWT yang senantiasa memberikan &ahmat dan 'idayah-
Nya bagi kita semua.
Manado, Mei ()*+
Muhammad Syarif Potabuga
Nim :14023022
1
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
2/32
DAFTAR ISI
$ata pengantar i
a#tar si ii
a#tar ambar iii
a#tar Tabel
i
BAB I PENDAHULU
1.1 /atar 0elakang 11.2 0atasan masalah 11.3Tujuan
1
1.4 Man#aat +BAB II DASAR TEORI
(.*2lektroda Pembumian
3
(.*.* 2lektroda pita3
(.*.( 2lektroda 0atang 3(.*.4 2lektroda plat
5(.(&esistansi 6enis tanah
**(.40ahaya dari sengatan arus listrik
**(.4.* Pengaruh #rekuensi 7 lamanya arus listrik yang mengalir pada
tubuh *((.4.( 0atas arus yang dapat diterima oleh tubuh
*4(.8&esistansi tubuh manusia *8(.1Tegangan sentuh *8(.+Tegangan langkah *1(.9Tahanan jenis tanah *+
BAB IIIPROSEDUR PERANCANGAN SISTEM PENTANAHAN GRID4.*Pentanahan kisi-kisi :rid;
*9
4.*.* 0entuk pentanahan grid *9
2
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
3/32
4.*.( ata-data pentanahan grid
*34.*.4 /angkah-langkah peran"angan dan perhitungan
*34.(Tata letakkuran konduktor kisi-kisi ()4.3Tegangan sentuh yang i?inkan
()4.5Tegangan mesh
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
4/32
DAFTAR GAMBAR & DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
2.1 radien Tegangan 9
2.2 @ara Pemasangan 2lektroda Pita3
2.3 @ara Pemasangan 2lektroda 0atang 52.4 @arapemasangan 2lektroda Plat
*)
2.5 Pengaruh rekuensi Terhadap /eg-o @urrent*4
2.6 Arus Yang Mengalir Pada Tegangan Sentuh an&angkaian 2kialen ari Tegangan Sentuh
*12.7 Arus Yang Mengalir Pada Tegangan /angkah ang
&angkaian 2kialen Tegangan /angkah
*1
3.1 Petanahan $isi-$isi :rid;*9
3.2 0entuk Pentanahan rid*9
3.3 Tata /etak
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
5/32
DAFTAR TABEL2.1&esistansi Pembumian Pada &esitansi 6enis
1=100ohmmeter *)
2.2Nilai &esistansi 6enis /apisan Tanah**
2.3Pengaruh Arus /istrik Padatubuh Manusia
*(2.4Tahanan 6enis Tanah :Puil, ()));
*+
BAB IPENDAHULU
1.1 L!" B#$%'Se"ara umum pentanahan adalah melakukan koneksi sirkuit
atau peralatan ke bumi. Sistem pentanahan yang kurang baik dapatmenyebabkan penurunan kualitas tenaga listrik. lmu pertanahansering kali dianggap remeh, padahal pentanahan yang baiksangatlah penting.
Pada system tenaga listrik, 9)B s
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
6/32
yang menempel pada isolator, tegangan lebih dan gangguan hubungsingkat.
6ika arus gangguan lebih dari 1 A maka timbul busur listrik
pada kontak-kontak antara ka%at yang terganggu dan tanah yangtidak dapat padam sendiri. an jika terdapat busur tanah yangmenetap, padam dan menyala, hal ini dapat membahayakan. 'al inidisebabkan karena busur tanah tersebut merupakan gelombangberjalan yang memiliki muka gelombang yang "uram yang dapatmembahayakan isolasi dari alat-alat instalasi meskipun letaknyajauh dari titik gangguan.
ari jenis-jenis gangguan yang telah disebutkan dapatmengakibatkanC
*. Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada konsumen
(. Penurunan tegangan yang "ukup besar sehingga kualitas
kualitas tenaga listrik rendah dan merintangi kerja normal
peralatan konsumen
4. Pengurangan stabilitas sistem yang menyebabkan jatuhnya
generator
8. Merusak peralatan pada daerah gangguan
1.2 T()(
ari /andasan teori diatas, maka tujuan penulisan makalah ini
adalahC
*. Mengetahui pentanahan pada gardu induk
(. Mengetahui dasar pentanahan grid
4. Mengetahui tata letak
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
7/32
ari penulisan makalah ini penulis hanya membatasi pada C
*. Pentanahan grid pada gardu induk
2. Tata letak
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
8/32
BAB II
LANDASAN TEORI
Pembumian merupakan salah satu #aktor yang sangat penting
dalam pengamanan pada suatu ardu nduk :;. Sistem
pembumian perlu diran"ang dengan benar agar diperoleh suatu
pengamanan < perlindungan yang baik terhadap suatu sistem dan
para pega%ai yang bekerja ditempat tersebut. Pembumian bertujuan
menghubungkan bagian peralatan yang pada kerja normal tidak
mengalirkan tegangan listrik, "ontohnya adalah pembumian pada
netrai sistem. Sedangkan bagian peralatan yang pada kerja normal
tidak mengalirkan tegangan listrik, tetapi karena suatu sebab seperti
hubung singkat atau terkena petir, menjadi bertegangan listrik
"ontohnya adalah pembumian pada peralatan. $arena tanah
dianggap sebagai titik yang mempunyai potensial nol, sehingga
tanah juga dianggap sebagai titik re#erensi tegangan.
Se"ara umum tujuan pembumian adalah C
Memba%a arus listrik ke bumi dalam koadaan normal danterjadi gangguan tanpa mele%ati batas pengoperasian dan
peralatan atau menimbulkan dampak yang terus menerus
pada peralatan.
>ntuk menjamin bah%a manusia dan he%an disekitar
peralatan yang dibumikan terlindung dari bahaya kejutan
listrik
Pembumian peralatan berarti menghubungkan bagianperalatan listrik yang pada kegiatan normal tidak dialiri arus.
Tujuannya adalah untuk membatasi tegangan antara bagian - bagianperalatan yang tidak dialiri arus dan antara bagian - bagian inidengan tanah sampai pada suatu harga yang aman untuk semua
8
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
9/32
kondisi operasi baik kondisi normal maupun pada saat terjadigangguan. Sistem pembumian ini berguna untuk memperolehpotensial yang merata dalam suatu bagian struktur dan peralatan.
Perbedaan tegangan ditanah, khususnya dipermukaan tanahdisekitar elektroda elektroda pembumian, yang terjadi akibatmengalirnya arus dari elektroda itu ketanah sekitarnya disebutgradien tegangan :gambar (.*;
ambar (.* radien Tegangan2.1 E$#%!"- P#/0(/
2lektroda pembumian adalah bagian kondukti# atau kelompok,
bagian kelompok kondukti# yang membuat kontak langsung dan
mernberikan hubungan listrik dengan bumi.ilihat dari kontruksinya, elektroda pembumian dapat dibagi
menjadi dua bagian, yaitu C
2lektroda pembumian dengan rnenggunakan jaringan pipa air,
besi trilang beton
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
10/32
Gambar 2.2. Cara pemasangan elektroda pita.
2.1.2E$#%!"- B!'2lektroda batang dibuat dari bahan pipa atau besi baja yang
dipan"angkan tegak lurus kedalam tanah. Panjang elektroda yang
harus digunakan, disesuaikan dengan nilai resistans pembumian
yang diperlukan < diinginkan. &esistans pembumiannya sebagian
besar tergantung pada panjangnya dan sedikit bergantung pada
ukuran penampangnya. 6ika beberapa elektroda diperlukan untuk
memperoleh resistans pembumian yang rendah, maka jarak antara
elektroda tersebut minimum harus dua kali panjangnya. 6ika
elektroda tersebut tidak bekerja e#ekti# pada seluruh panjangnya,maka jarak minimum antara elektroda harus dua kali panjang
e#ekti#nya, elektroda ini biasanya ditanam sedalam * D + meter.
ambar (.4 @ara Pemasangan 2lektroda 0atang.
2.1.3E$#%!"- P$!2lektroda plat dibuat dari plat logam, plat logam berlubang atau dari
ka%at kasa. Plat tersebut ditanam tegak lurus didalam tanah, ukurannya
10
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
11/32
disesuaikan dengan resistans pembumian yang diperlukan :lihat table (.*;
dan pada umumnya "ukup menggunakan plat berukuran * m E ), 1 m. Sisi
atas plat harus terletak minimum * m diba%ah permukaan tanah.Penggunaan dari elektroda plat ini sebenarnya kurang ekonomis,
karena, elektroda plat memerlukan lebih banyak bahan dibandingkandengan elektroda pita atau elektroda batang.
ambar (.8. @ara Pemasangan 2lektroda Plat
Tabel (.*. &esistansi pembumian pada resistansJenis 1=100 meter
#* E$#%!"-
P)
'U%("
R#**!*
P#/0(/
Pita atau Penghantar Pilin
10m 20
25m 1050m 5100m 3
0atang atau Pita
1m 702m 403m 305m 20
Plat ertika engan Sisi Atas F
*m. iba%a Permukaan Tanah.
0,5x1m2
35
1x 1m2
25
11
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
12/32
Penghantar yang digunakan untuk pembumian harus
memenuhi beberapa persyaratan, diantaranya adalah C
Memiliki daya hantar jenis :"ondu"tiity; yang "ukup besar.
Memiliki kekerasan :kekuatan; se"ara mekanis pada tingkat
yang tinggi terutama bila digunakan pada daerah yang tidak
terlindungi terhadap kerusakan =sik.
Tahan terhadap, korosi.0ahan yang digunakan sebagai elektroda pembumian umumnya
tembaga.
2.2 R#**!* #* T+alam meren"anakan suatu elektroda pembumian, maka
langkah pertama yang harus diketahui adalah besar resistans jenis
tanah dimana elektroda pembumian tersebut akan ditanam. Padakenyataannya besar resistans jenis tanah dipengaruhi oleh
karakteristik tanah itu sendiri dan keadaan "ua"a sekitarnya. Nilai
resistans jenis lapisan tanah dalam empat klasi=kasi nilai seperti
terlihatpada tabel (.(. berikut.
Tabel (.(. Nilai resistans jenis lapisan tanah
#* T+
T+ #*
R!"!./
Tanah 0asah *)Tanah /embab *))Tanah $ering *)))
Tanah 0erbatu *))))
2.3 B+ D" S#'! A"(* L*!"%0ahaya yang diakibatkan karena terkena tegaagan listrik
dipengarahi oleh beberapa hal, diantaranya C
0esarnya #rekuensi yang mengenai tubuh. 0esar tegangan atau arus yang melalui tubuh.
/amanya arus yang mengalir dalam tubuh.
$ondisi keadaan tubuh, sepertiC berat badan, resistans tubuh,
permukaan kulit dan posisi badan ketika diairi arus listrik.
2.3.1P#'"(+ F"#%(#* L/ A"(* L*!"% 9'
M#'$" P T(0(+
Pengaruh arus balik yang melalui tubuh manusia bergantungpada lama, besar dan #rekuensi arus listrik. Tubuh manusia peka
terhadap arus listrik pada #rekuensi 1) - +) '?. Tabel (.4
12
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
13/32
memberikan gambaran pengaruh arus listrik +) '? terhadap tubuh
manusia. Se"ara umum batas arus * mA diterima sebagai arus
ambang rasa, yaitu batas arus listrik yang mulai dirasakan. Arus
sebesar *1 - () mA dapat menyebabkan berkurangnya kendali pada
otot - otot tubuh manusia. Pada kebanyakan orang, besar arus *))
mA dapat menyebabkan =brilasi pada otot jantung. Arus yang lebih
besar lagi dapat menyebabkan jantung berhenti ber#ungsi dan dapat
pula membakar tubuh. !tot jantung bekerja berirama, sesuai
dengan sinyal dari syara#. $etika terjadi sinyal yang keliru dikirim ke
otot jantung, karena sengatan arus listrik misalnya, maka irama
kerja jantung menjadi terganggu.
Tabel (.4. Pengaruh Arus /istrik Pada Tubuh Manusia.
A"(*
MP#'"(+ P T(0(+ M(*
),)-),50elum irasakan Pengaruhnya, Tidak Menimbulkan
&eaksi Apapun.
),5-*,(
Tubuh Mulai Merasaka Adanya Arus /istrik, Tetapi Tidak
Menimbulkan $ejang-$ejang, $ontraksi, Atau $ehilangan
$ontrol.*,(-*,+ Mulai Seperti Ada Yang Merayap i Tangan.*,+-+,) Tangan Sampai $esiku Terasa $esemutan.
+,)-3,) Tangan Mulai $aku, &asa $esemutan Mulai 0ertambah.
*4-*8&asa Sakit Tidak Tertahan Penghantar Masih apat
ilepaskan enga aya Yang 0esar Sekali.*1-() !tot Tidak Sanggup /agi Melepaskan Penghantar,()-1) apat Mengakibatkan $erusakan Pada Tubuh Manusia.+)-*)) 0esar Arus Yang apat Menyebabkan $ematian.
13
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
14/32
ambar (.1. Pengaruh rekuensi Terhadap /et-o @urrent.
2.3.2B!* A"(* 9' D:! D!#"/ O$#+ T(0(+Seperti Yang ikemukakan al?iel, 0esarnya Arus Yang Aman
0erada Pada ),)4 - 4 etik, Tergantung Pada Arus Yang itarima
Tubuh, Yang ituiis engan Persamaan C
IB2
. ts=SB
engan CIB ; 0esarnya Arus &ata &ata Yang Melalui Tubuh alarn
Ampere.ts G /amanya Arus Yang Melalui Tubuh alam etik.
SB G $onstanta 2mpiris ari angguan /istrik Yang apat
iterima !leh 0eberapa Persen Populasi Yang iberikan.
0esarnya arus dan manya arus yang mengalir pada tubuh
seseorang pada #rekuensi 1) D +) '?, harus ebih ke"il dari ambang
batas, sehingga tidak menimbulkan =brilasi. /amanya arus untuk
14
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
15/32
#rekuensi 1) - +) '?, yang berkenaan dengan besarnya arus dapat
diterima oleh kebanyakan orang ditunjukkan oleh persamaan :(.*;.
0erdasarkan penelitian al?iel, bah%a terdapat 55,1 B dari populasi
dapat selamat tanpa terjadinya =brilasi, dapat ditunjukkan oleh
persamaan.
IB= K
ts
Dengan:K=SB
al?iel mengemukakan bah%a 55,1 B dari populasi dapat
selamat dengan berat badan rataD rata 1) kg, yang menghasilkan
nilai S0 G ),)*41 kemudian k G ),**+. Persamaan untuk arus yang
diperbolehkan mele%ati tubuh menjadi C
IB=0,116
tsUntuk Berat Badan50 kg
Sedangkan untuk berat badan rata - rata 9) kg menghasilkan
nilai S0 G ),)(8+, sehingga nilai k G ),*19. Nilai tesebut
dimasukkan ke persamaan :(.(; menjadi persamaan C
IB=0,157
tsUntuk Berat Badan70kg
Arus yang menimbulkan =brilasi biasanya merupakan
sebuah #ungsi dari berat tubuh seseorang.
2.4 R#**!* T(0(+ M(*.>ntuk arus d" dan a" pada #rekuensi normal, tubuh manusia
dapat di%akilkan oleh resistans nonindukti#. &esistans berada antara
kaki dan tangan, yaitu dari satu tangan ke kedua kaki atau dari satu
kaki ke kaki yang lain. &esistans dari jaringan tubuh bagian dalam,
tidak termasuk kulit, kira - kira 4)) H, sedangkan resistans tubuh
termasuk kulit berkisar antara 1)) - 4))) H. &esistans tubuh
berkurang karena rusaknya kulit pada titik perhubungan dengan
benda. &esistans dari tangan yang basah bisa sangat rendah pada
setiap tegangan. &esistans dari kaki tidak menentu, bisa sangat
rendah untuk kulit yang basah. 6adi, dapat dikatakan bah%a C*. &esistans hubungan tangan dan kaki dianggap sama dengan
not.(. &esistans tubuh manusia diambil sebesar *))) H, dari tangan
kedua kaki dan juga dari tangan ke tangan, atau dari kaki ke
kaki lainC &0 G *))) H.
2.5 T#'' S#!(+.Tegangan sentuh adalah tegangan yang terdapat diantara
suatu objek yang disentuh dan satu titik berjarak * meter, dengan
15
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
16/32
asumsi bah%a objek yang disentuh dihubungkan dengan kisi-kisi
pengetanahan yang berada diba%ahnya. 0esar arus gangguan
dibatasi oleh tahanan kontak ketanah dari kaki orang tersebut.
Perbedaan potensial yang terjadi pada permukaan bumi ketika
seseorang berdiri.
ambar (.+. Arus yang mengalir pada tegangan sentuh 7 &angkaian
ekialen dari tegangan sentuh.
2.6 T#'' L'%+.Tegangan langkah adalah tegangan yang timbul diantara dua
kaki orang yang sedang berdiri diatas tanah yang sedang dialiri oleharus kesalahan ketanah. alam hal ini dimisalkan jarak antara kedua
kaki orang adalah * meter dan diameter kaki dimisalkan 3 "m dalam
keadaan tidak memakai sepatu. Pada gambar ( diperlihatkan
16
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
17/32
tegangan langkah yang dekat dengan peralatan yang diketanahkan..
ambar (.9. Arus yang mengalir pada tegangan angkah 7 &angkaian
ekialen tegangan angkah.
engan melihat rangkaian ekialen pada gambar (.9.b, dapat
diketahui besarnya tegangan angkah : !angkah ; adalah C
!angkah=IB("B+2" f)
dengan C !angkah C Tegangan angkah :I;.
IB C Arus yang mele%ati tubuh :A;.
"B C &esistans tubuh :J;.
"f C &esistans kontak kaki :J;.
Nilai resistans tubuh &0 dan resistans kontak kaki adalah sama
dengan yang digunakan pada tegangan sentuh, sehingga
persamaan :(.9; dapat ditulis menjadi C!angkah G
IB :*))) K +
Ls;
2.7 T+ #* T+
17
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
18/32
Tahanan jenis tanah merupakan #aktor keseimbangan antara
tahanan dan kapasitansi. Tahanan jenis tanah disimbolkan dengan
L. Nilai tahanan jenis tanah tergantung dari beberapa #aktor yaitu
:P>/, ())); C 6enis tanah C tanah liat, berpasir, berbatu dll.
/apisan tanah C berlapis-lapis dengan tahanan berbeda.
$elembaban tanah. Temperatur.
Nilai tahanan jenis tanah berariasi sesuai dengan keadaan
pada saat pengukuran. Semakin tinggi suhu di daerah pengukuran
tanah, maka semakin tinggi nilai tahanan jenisnya. Sebaliknya
semakin lembab suhu di daerah pengukuran tanah, maka semakin
rendah nilai tahanan jenisnya.
>ntuk mendapatkan nilai tahanan tanah yang rendah sering
di"oba dengan "ara memberi air atau membasahi tanah, serta
dengan "ara mengubah komposisi kimia tanah dengan memberikan
garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan tujuan untuk
mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah. Selain itu untuk
mengurangi ariasi nilai tahanan jenis tanah akibat pengaruh
musim, pentanahan dapat dilakukan dengan "ara menanam
elektroda pentanahan hingga men"apai kedalaman tertentu sampai
terdapat air tanah yang konstan.
>ntuk mendapatkan nilai tahanan jenis tanah rata-rata untuk
keperluan peren"anaan diperlukan pengukuran dalam jangka %aktu
se"ara periodik. $arena kadang kala penanaman memungkinkan
kelembaban dan temperatur berariasi, nilai dari tahanan jenis
tanah harus diambil dalam keadaan yang paling buruk *8 yaitu saat
kondisi tanah kering dan panas. Nilai tahanan jenis tanah rata-rata
untuk berma"am-ma"am jenis tanah dapat dilihat pada Tabel (.*.
Tabel (.8. Tahanan 6enis Tanah :P>/, ()));
6enisTanah
Tanah
&a%a
Tanah /iatdan Tanah
/adang
Pasir0asah
$erikil0asah
Pasir dan$erikil$ering
Tanah0erba
tu
Tahan6enis:!hm-meter;
4) *)) ()) 1)) *))) 4)))
BAB III
PROSEDUR PERANCANGAN SISTEM PENTANAHAN GRID
3.1 P#!+ K*K* G"
18
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
19/32
ambar 4.*. Pentanahan $isi-$isi :rid;
3.1.1B#!(% P#!+ G"alam sistem pentanahan grid sulit men"ari nilai tahanan
pentanahan, karena susunan grid agak kompleks. Sehingga
digunakan metode bujur sangkar, dengan anggapan bah%a muatan
yang tersebar pada permukaan konduktor yang membentuk grid
adalah sama.
ambar 4.(. 0entuk Pentanahan rid6arak minimum antara kisi D kisi (,1 m, tahanan grid akan
menjadi semakin berkurang dengan bertambahnya jumlah mesh.
Tetapi bila jumlah mesh telah melampaui *+ buah, maka
pengurangan nilai pentanahannya menjadi sedikit. 'arga tahanan
pentanahan grid akan menjadi rendah kalau konduktor yang
bersilangan saling bersentuh < disatukan sehingga membentuk
sebuah plat.
3.1.2D!! P#!+ G"
19
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
20/32
ata-data sistem pentanahan rid yang dibutuhkan dalam
peren"anaan sistem pentanahan ardu nduk adalah sebagai berikut
C
/uas daerah yang akan diamankan dengan sistem pentanahan
Tahanan jenis tanah disekitar permukaan
Tahanan jenis rata-rata untuk tanah yang dianggap sama
:uni#orm;
0esarnya arus hubung singkat maksimum ke tanah yang
mungkin terjadi
Waktu membukanya sistem proteksi yang ada untuk
mengisolir adanya gangguan ke tanah
iameter konduktor yang dipakai untuk elektroda pentanahan
3.1.3L'%+$'%+ P#"#
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
21/32
=2. # . a "
Keterangan :
!a"anan #enis rata$rata tana". %&"m$'eter(a )arak antara batang elektroda *ang dekat %'eter(
R +esar !a"anan *ang ter,k,r %&"m(
3.4 A"(* F0"$*0esarnya arus yang menglir pada tubuh manusia di mana arus
listrik dapat menyebabkan jantung mulai =brilasi, dapat dihitung
berdasarkan Persamaan =
Ik=0,116
t
$eterangan CIk G Arus =brilasi :Amp;
! G /ama %aktu gangguan :detik;
/ama %aktu gangguan t tergantung dari beberapa #aktor,
antara lain stabilitas sistem, tipe s%it"hgear dan tipe rele dan
pemutus daya yang digunakan. Sebegitu jauh belum ada standart
mengenai lama %aktu gangguan. Waktu yang dianggap realistis
berkisar antara ),1 detik sampai *,) detik.
3.5 (/$+ B!' P#!+Pada %aktu arus gangguan mengalir antara batang
pengetanahan dan tanah, tanah akan menjadi panas akibat arus (L
Suhu tanah harus tetap diba%ah *))o@ untuk menjaga jangan
sampai terjadi penguapan pada air kandungan dalam tanah dan
kenaikan tahanan jenis. $erapatan arus yang dii?inkan pada
permukaan batang pengetanahan dapat dihitung dengan persamaan
C
i=3,1414 $105 d %&
't
$eterangan
i G kerapatan arus yang dii?inkan :Amp
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
22/32
& ;kenaikan suhu tanah yang dii?inkan :o@;
3.6 A"(* G''(0esar arus gangguan tanah maksimum didasarkan pada nilai
pemutusan :interrupting rating; dari peralatan pengetanahan gardu
induk. Misalkanlah tegangan system 9) kI dan diketanahkan dengan
kumparan Petersen yang dilengkapi dengan tahanan shunt. 0esar
arus gangguan tanah diambil 4)B dari arus hubung singkat tiga-
#asa, yaitu setelah kumparan Petersen diparalel oleh tahanan.
3.7 U%(" K-(%!-" K*K*
&umus berikut yang dikembangkan oleh .M. !nderdonk, dapatdigunakan untuk menentukan ukuran dari konduktor tembaga
minimum yang dipakai sebagai kisi D kisi pengetanahan.
(=I
33 t
log10()m)a234+)a+1)$eteranganC
A G penampang konduktor :"ir"ular mills;I G arus gangguan
t G lama gangguanTmG suhu maksimum konduktor yang dii?inkan, untuk
pengelasan 81) o@Ta G suhu keliling tahunan maksimum, untuk baut (1)
o@
3.8 T#'' *#!(+ 9' >%0esar tegangan sentuh yang dii?inkan dapat ditentukan
dengan persamaan C"
( k+"f2 )Ik
s=
$eteranganCs G Tegangan Sentuh
Ik G arus =brilasi :Ampere;
"k G tahanan badan manusia :!hm;
"f G Tahanan $ontak $etanah dari satu kaki :!hm;
22
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
23/32
3.? T#'' M#*+T#'' S#!(+ M%*/$
S#0#"Tegangan mesh merupakan salah satu bentuk tegangan
sentuh. Tegangan mesh ini dide=nisikan sebagai tegangan peralatan
yang diketanahkan terhadap tengah D tengah daerah yang dibentuk
konduktor kisi D kisi :"enter o# mesh; selama gangguan tanah.
Tegangan mesh ini menyatakan tegangan tertinggi yang mungkin
timbul sebagai tegangan sentuh yang dapat dijumpai system
pengetanahan gardu induk, dan inilah yang diambil sebagai
tegangan untuk disain yang aman.Tegangan mesh itu se"ara pendekatan sama dengan Pi, di
mana P tahanan jenis tanah dalam ohm-meter dan i arus yang
melalui konduktor kisi D kisi. Tetapi tahanan jenis tanahnya tidak
merata, demikian juga arus i tidak sama pada semua konduktor kisiDkisi. !leh karena itu untuk men"akup pengaruh D pengaruh jumlah
konduktor parallel n, jarak Djarak konduktor parallel, , diameter
konduktor, d, dan kedalaman penanaman, h, tegangan mesh itu
dihitung dari persamaan C
m=Km . Ki . I
*
$eteranganCm =Tegangan Mesh
Km = ),491
Ki =#aktor koreksi untuk ketidakmerataan arus, yang
dihitung dengan rumus empiris =Tahanan 6enis Tanah :!hm-Meter;
I =0esar arus gangguan tanah :Ampere;L = panjang konduktor pengetanahan yang ditanam
termasuk semua batang pengetanahan :meter;Tegangan sentuh maksimum yang timbul dalam rangkaian
:mesh; tidak terletak di pusat kisi D kisi :daerah persegi empat yang
dibentuk konduktor kisi D kisi;, di mana tegangan mesh di atas
dihitung, tetapi terletak agak di bagian luar kisi D kisi :grid;. Tetapi
bila kisi D kisi mempunyai delapan konduktor parallel atau kurang
perbedaan tegangan sentuh maksimum yang ada dan tegangan
mesh di bagian luar kisi D kisi tidak akan melebihi *)B. !leh karena
itu, untuk kisi D kisi dengan delapan konduktor parallel atau kurang
tidak dibutuhkan perhitungan yang eksak :teliti; bila dipergunakan
#a"tor keselamatan yang sesuai dalam perbandingan antara
tegangan mesh dan tegangan sentuh yang dii?inkan.
23
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
24/32
3.1@ T#'' L'%+ 9' D>%Tegangan langkah yang dii?inkan dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan C"
(k+2." f)Ik*=
$eteranganC* :)egangan *agkah
Ik:(rus fibri!asi((m')
"k:)ahanan)ubuh Manusia
"f:)ahanan Kontak Ketanah Darisatu Kaki(+hm)
3.11 T#'' L'%+ M%*/$ S#0#"Tegangan langkah sebenarnya adalah perbedaan tegangan
yang terdapat di antara kedua kaki bila manusia berjalan di atas
tanah system pengetanahan pada keadaan terjadi gangguan.
Tegangan langkah maksimum sebenarnya dapat dihitung dengan
Persamaan C
!m=Ks. Ki . .I
*
$eteranganC!m: Teganagan /agkah Maksimum
Ks :0,421
Ki: aktor $oreksi >ntuk ketidak Merataan Arus,yang
dihitung dengan rumus empisis :)ahananJenis "atarata)anah(+hmMeter )
I C Arus angguan Tanah Maksimum :Amp;
*: Panjang Total $onduktor Yang itanam,Termasuk
0atang Pengetanahan :Meter;
24
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
25/32
BAB IV
PERHITUNGAN PERANCANGAN SISTEM PENTANAHAN
/uas darah disekitar s%it"h yard *1) $I untuk perluasan
ardu nduk 0agan 0atu adalah *)) m E 51 m dengan letak
peralatan seperti dalam gambar 4.4 engan memperhatikan luas
dan situasi letak peralatan pada ardu nduk, maka dapat
diperkirakan susunan pentanahan grid yang akan dipasangkan. Arus
hubungan singkat ketanah diketahui untuk menentukan besarnya
arus maksimum yang mungkin mengalir dalam tanah akibat
terjadinya hubungan singkat ketanah.Peren"anaan sistem pentanahan pada gardu induk didasarkan
pada standar 222 3), dengan ukuran
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
26/32
lokasi pada areal, untuk menghitung tahanan jenis tanah dapat
dihitung dengan mengunakan persamaan berikut C=2. # . a "
Keterangan : !a"anan #enis rata$rata tana".
a )arak antara batang elektroda *ang dekat
R +esar !a"anan *ang ter,k,r
-eng,k,ran dilokasi gard, ind,k terseb,t diperole" besar ta"anan #enis tana"
rata$rata : 100 o"m$m
4.2 A"(* F0"$*0esarnya arus =brilasi yang mengalir pada tubuh manusia
keterangan arus listrik dapat menyebabkan jantung mulai =brilasidapat dihitung berdasarkan persamaan diba%ah ini C
K50=0,116(m'
Ik=0,116
t
$eterangan CIk G Arus =brilasi :Amp;
! G /ama %aktu gangguan :detik;G ),91 detik./ama %aktu gangguan tergantung dari berapa #aktor, antara
lain statilitas, tipe s%it"hyard dan tipe relay dan pemutusan daya
yang digunakan. Sebegitu jauh belum ada standard mengenai lama
%aktu gangguan. Waktu yang dianggap realistis berkisar antara ),1
detik sampai *,) detik. Pengambilan %aktu ),91 detik dianggap
sudah memenuhi persyaratan dan "ukup realistis. 0ila harga-harga
tersebut dimasukkan pada persamaan diatas maka CIk=0,134am'
4.3 T! L#!% LO(!$isi-kisi :grid; pentanahan menggunakan konduktor tembaga
bulat yang ditanam pada seluruh batas gardu induk. Pengaturan tata
letak sistem pentanahan pada suatu gardu induk dapat dilihat pada
gambar 4.4. berikut ini. Pada gambar tersebut diberikan panjang
konduktor termasuk batang pentanahan G *+)) meter.
4.4 (/$+ B!' P#!+ 9' D:#"$(%
Pada %aktu arus gangguan mengalir antara batangpentanahan dan tanah akan menjadi panas akibat arus (. Suhu tanah
harus tetap diba%ah *)) ", untuk menjaga jangan sampai terjadi26
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
27/32
penguapan air kandungan dalam tanah dan kenaikan tahanan jenis.
Seluruh panjang batang pentanahan yang diperlukan dihitung dari
pembagian arus gangguan ketanah dengan kerapatan arus yang
dii?inkan, sedangkan jumlah batang pentanahan yang di tanahkan
diperlukan dari pembagian panjang satu batang. 6adi bila besar arus
gangguan ketanah :41)); amper maka jumlah batang pentanahan
minimum dengan panjang :4,1 meter;C3500
3,5.105.0,19=51Batang
4.5 P#"+!(' T#'' S#!(+ 9' D>%Tegangan sentuh yang yang dii?inkan dapat dihitung dengan
memasukkan data data sebagai berikut C
Ik G ).*48 A
"k G Tahanan 0adan Manusia
G *))) !hm
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
28/32
ukuran dan bentuk sistem pentanahan grid yang akan kita
pasangkan.
&umus yang ipakai
m=Km . Ki . . I*
0,375x3,410x100x3500
2400
186,7,o!t
4.7 P#"+!(' T#'' L'%+ 9' D>%Tegangan langkah yang yang dii?inkan dapat dihitung dengan
memasukkan data-data sebagai berikut C
Ik G ).*48 A
"k G Tahanan 0adan Manusia
G *))) !hm
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
29/32
ambar 8.*. Tata /etak Pentanahan /ay!ut
4.8 P#"+!(' T#'' L'%+ M%*/$ S#0#"
Tegangan langkah adalah perbedaan tagangan yang terjadidiantara kedua kaki manusia berjalan diatas sistem dihitung
dengan rumus C
!m=Ks. Ki . .I
*
0,421-3,410-100-3500
2400
209,6,o!t
29
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
30/32
BAB VPENUTUP
5.1 K#*/:($ari hasil perhitungan sistem pentanahan untuk peren"anaan
pentanahan grid perluasan s%it"hyard *1) kI ardu nduk 0agan
0atu adalah sebagai berikut C6umlah batang pentahanan dipasang sebanyak 1* batang
dengan diameter konduktor sebesar 4,+( mm(.
Tegangan sentuh sebenarnya diperoleh sebesar *3+,9 olt,
yang berarti bah%a tegangan sentuh sebenarnya diatastegangan sentuh yang dii?inkan sebesar *18, * olt. 'asil
perhitungan dan analisa tegangan sentuh masih belum
berbahaya bagi manusia berdasarkan tabel *.
Tegangan langkah sebenarnya sebesar ()5,+ olt, hal ini
berarti tegangan langkah sebenarnya masih diba%ah standar
tegangan langkah dii?inkan sebesar (*8,8 olt. 'asil
perhitungan dan analisa tegangan langkah masih belum
berbahaya bagi manusia berdasarkan tabel (.
5.2 S"Adapun saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut
>ntuk menentukan bentuk dan konstruksi sistem pembumian
yang tepat sebaiknya memilih jenis tanah yang mempunyai
nilai kondukti=tas yang paling ke"il.
>ntuk mendapatkan hasil perhitungan yang akurat, sebaiknya
dilakukan pengujian pada kondisi tanah yang sebenarnya.ari uraian tentang pentanahan yang telah dijelaskan, untuk
meningkatkan kualitas tenaga listrik, pentanahan yang baik sangat
dibutuhkan. karena pentanahan yang baik dapat mereduksigangguan-gangguan system transmisi yang dapat menyebabkan
penurunan kualitas tenaga listrik ke konsumen seperti s%ell, sag,
turun tegangan, dan transien.
30
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
31/32
REFERENSI
Artono Arismunandar, &.M.A.S",Teknik Tenaga Listrik,
Pradnya Paramita, 6akarta, *559.
0alde Thapar, et", round &esistan"e !# The oot n
Substation Yard, 222, Transactions on Power Delivery, Iol 3
no. *, 6anuari, *554
0alde Thapar, et", 2Oe"ti# round &esistena"e o# 'uman eet
in 'igh Iolatage S%it"hyards, 222, Transactions on PowerDelivery, Iol 3 no. *, 6anuari, *554
Y./. @ho%, M.M.A, Salama, A Simpli=ed Methode or @al"ulating
The Substation rounding rid &esistan"e, 222, Transa"tions
on Po%er eliery, Iol 5 no. (, April, *558
0uku Pedoman Pemeliharaan Serandang dan Pentanahan
ardu nduk No. okumenC PM
-
7/25/2019 Perencanaan Grounding Gardu Induk
32/32