Transcript MH-4 Pentanahan Dist

Sistem Hubungan Netral TR
Kode huruf Internasional

Sistem pembumian terdiri atas hubungan ke
bumi dari titik netral sistem suplai (misalnya :
netral sistem TR) , maupun bagian konduktif
dari instalasi TR.
Kode huruf Internasional


Beberapa sistem dari hubungan ke bumi
didefinisikan dengan dua atau tiga huruf
Huruf pertama : netral (N) dari transformer
I : terisolir dari bumi
T : dihubungkan ke bumi
Huruf kedua : Bagian Konduktif Terbuka
(BKT) dari beban
T : dihubungkan ke bumi
N : dihubungkan ke penghantar netral
Kode huruf Internasional

Huruf ketiga (tambahan)
S : penghantar netral (N) dan penghantar
pengaman (PE) terpisah
C : penghantar netral (N) dan penghantar
pengaman (PE) adalah sama
Sistem Pembumian IT
Sistem Pembumian TT
Sistem Pembumian TT
R
S
T
N
Zekring
Dalam PUIL
disebut pentanahan
pengaman (PP)
Sistem Pembumian TN
Sistem Pembumian TN
R
S
T
N
Pen
Zekring
1. Kawat netral digunakan sebagai pengaman dan sebagai nol, jadi bekerjanya merangkap.
Sistem Pembumian TN
R
S
T
N
PE
Zekring
2. Kawat netral dan kawat tanah di pasang sendiri-sendiri dan dihubungkan ke masingmasing komponennya (N dan PE)..
Sistem Pembumian TN
R
S
T
N
Zekring
PE
3. Sebagian Pen mempunyai N dan PE.
PE : Penghantar pengaman.
PEN adalah berfungsi dobel sebagai netral dan sebagai pengaman.
TN System (PUIL : PNP)
R
S
N
PE
Zekring
Konsumen 1
Konsumen 2
Harus ada elektrodenya
pentanahan
Keuntungan sistem TN sistem (PNP) :
Tegangan sentuh rendah .
Arus gangguan besar (Zekring putus dengan cepat).
Ekonomis.
persyaratan pentanahan bagi konsumen ringan.
R
S
T
N
Pemilihan Sistem Pentanahan
Pemilihan sistem pentanahan netral perlu
memperhitungkan beberapa hal yaitu :
 Jumlah atau frekuensi gangguan tanah
 Kemampuan isolasi peralatan terhadap tegangan lebih
 Tegangan kedip
 Kecepatan penyelesaian gangguan tanah
 Kerusakan peralatan akibat arus gangguan tanah
 Besar atau luasnya jaringan distribusi
 Faktor ekonomi
 Ketersediaan peralatan proteksi
Pentanahan Sistem Distribusi
Salah satu kunci dalam usaha pengamanan
rangkaian listrik adalah pentanahan.
Pentanahan pada sistem distribusi adalah
hubungan ke tanah dari salah satu penghantar
sistem distribusi.
Dalam setiap pembicaraan tentang pentanahan
hampir selalu muncul pertanyaan seberapa kecil
resistans untuk pentanahan ?.
Pentanahan Sistem


Di beberapa tempat, resistans sebesar 5 
mungkin sudah cukup memadai, sedangkan di
tempat lain mungkin sangat sulit dicapai
resistans pentanahan yang kurang dari 100 .
Pada suatu sistem distribusi dengan tegangan
nominal 0,4 kV – 33 kV resistans pentanahan
25  sudah dapat diterima.
Beberapa cara untuk menurunkan nilai resistans
tanah diantaranya adalah :






Dengan batang paralel
Dengan pelat tanam
Dengan penghantar tanam
Dengan pasak tanam dalam dengan beberapa pasak.
Dengan perlakuan terhadap kondisi kimiawi tanah
Dengan menambahkan bentonite yang dapat menyerap
dan menahan air.
Bidang kontak antara pasak dengan tanah harus cukup luas,
sehingga nilai resistans tanah sesuai dengan yang
direncanakan.
Menurut H.B. Dwight, resistans pasak ke tanah dapat
didekati dengan rumus :
  4L 
R
 1
 ln
2L  a

dengan :




 = resistans rata-rata tanah (-cm)
L = panjang pasak tanah (cm)
a = jari-jari penampang pasak (cm)
R = resistans pasak ke tanah ()




Hambatan arus melewati sistem elektroda tanah
terdiri atas 3 komponen, yaitu :
Resistans pasaknya sendiri dan sambungansambungannya
Resistans kontak antara pasak dengan tanah
sekitar
Resistans tanah di sekelilingnya
Sebagai contoh :
Ada tegangan sumber 415 Volt dengan resistans
4 .
Misalkan ada gangguan, sehingga kabel dari
sumber yang mencatu suatu beban (misal motor)
menyentuh body motor.
Hal ini berarti kabel tersebut menghubungkan ke
sistem pentanahan yang mempunyai resistans
misal 20  ke tanah.
Menurut hukum Ohm, akan ada arus sebesar
10 Ampere mengalir melewati badan motor
ke tanah.
Apabila seseorang menyentuh badan motor,
maka dia akan menerima tegangan sebesar
200 Volt. Hal ini dapat berakibat fatal,
bergantung pada tahanan orang tsb yang
bervariasi dengan tegangan yang disentuhnya.
Besarnya arus yang masih dianggap aman bagi
manusia umumnya (menurut IEC 479-1) adalah :
10 mA untuk pria dan 8 mA untuk wanita.
Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa selama
waktu yang ditentukan (2 menit kontak) adalah :
0 - 0,5 mA
: ambang reaksi (biasanya belum ada reaksi)
10 mA
: ambang untuk tersentak(melepaskan).
Biasanya tidak berbahaya secara physiologi.
(efek fisik belum ada).
10 – 30 mA
: biasanya belum sampai merusak organ tubuh.
Kemungkinan terjadi kontraksi otot (kejang-kejang)
dan pernapasan menjadi sulit bila arus yang
mengalir > 2 menit.
> 30 mA ;
jantung.
batas ambang terjadinya fibrilasi pada bilik-bilik
Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa
Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa
Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa
Standar IEC.TC 64 (working Group/WG) telah mengeluarkan IEC report.
Effects of current passing Through a Body.
t msec
b
c
d
a
5000
1
2
3
5
4
1000
100
10
0,5
10
1000
mA
Standar IEC.TC 64
Keterangan :
 Zone 1 : Usually no reaction effect.
 Zone 2 : Usually no pathophysiologically
dangerous effect “ let go current”
kira-kira 10 mA; > 10 mA otot-otot tidak dpt
digerakan.



Zone 3 : Usually no danger of fibrillation.
Zone 4 : fibrilation possible (up to 50 % probability).
Zone 5 : Fibrilation danger (more than 50% probability).
Sekalipun sistem telah dilindungi dari sentuhan
langsung, tetapi jika tegangan sentuh melebihi dari
batas keamanan juga masih berbahaya.
Maksimum tegangan sentuh diklasifikasikan sbb ;
 50 V untuk orang normal dengan resistans kering (dg.
memakai sepatu).

25 V untuk resistans badan yang rendah, kulit basah,
tanpa sepatu.
Tingkat bahaya sengatan listrik ditentukan oleh
besarnya arus listrik yang mengalir melalui tubuh.
Semakin besar dan lama semakin berbahaya.
IEC Publication 364 – 4 – 41
Table 41 A. Maximum Touch Voltage Duration
Max. Disconnecting
Time (sec)
~
5
1
0,5
0,2
0,1
0,05
0,03
Prospective Touch Voltage
AC rms (V)
DC (V)
< 50
50
75
90
110
150
220
280
< 120
120
140
160
175
200
250
310

Dengan adanya sistem pentanahan yang baik,
setiap peralatan proteksi yang dipasang baik
untuk keselamatan manusia maupun untuk
keamanan sistem distribusi dapat bekerja sesuai
setelannya sehingga dengan cepat dapat
mengatasi gangguan yang ada.

Sedangkan sistem yang tidak ditanahkan,
gangguan fase ke tanah hanya menyebabkan
arus yang kecil, sehingga alat-alat proteksi tidak
bekerja, hal ini cukup mengakibatkan kerusakan
bila mengalir dalam waktu yang lama.



Beberapa cara untuk menentukan titik
pentanahan yang baik antara lain :
Tiap level tegangan dari sistem distribusi perlu
pentanahan.
Bagian sumber diketanahkan, bukan pada beban.
Bila busbar suatu gardu distribusi terdiri atas
beberapa bagian, tiap bagian perlu diberi titik
pentanahan sendiri-sendiri, sebab ada kalanya
busbar-busbar tersebut tidak bekerja bersamasama.





Keuntungan dari sistem yang ditanahkan antara
lain :
Mengurangi besarnya tegangan lebih transien
Memperbaiki perlindungan terhadap petir
Memudahkan mencari tempat terjadinya
gangguan
Memperbaiki perlindungan terhadap hubung
singkat ke tanah
Lebih aman bagi manusia

Untuk sistem-sistem distribusi tegangan menengah
yang mempunyai arus pengisian lebih besar dari
5,5 ampere harus ditanahkan. Pentanahan tersebut
fungsinya untuk mencegah terjadinya tegangan
lebih peralihan yang besar yang disebabkan oleh
busur listrik (arching ground).

Dengan pentanahan tersebut diperoleh arus
gangguan tanah yang besarnya bergantung
impedansi pentanahan, sedemikian rupa sehingga
alat-alat pengaman dapat bekerja selektif, tetapi
tidak merusak peralatan di titik gangguan.

Bagian yang ditanahkan adalah titik netral sisi
tegangan menengah trafo utama dan kawat netral
sepanjang jaringan tegangan menengah.
Macam–macam Pentanahan
Pentanahan netral dengan resistans tinggi

Pentanahan dengan resistans tinggi dimaksudkan
untuk memperoleh hasil optimum dengan
mengutamakan keselamatan umum, sehingga lebih
layak untuk SUTM yang memasuki daerah perkotaan.

Untuk jaringan hubung bintang 3 fase, 3 kawat , titik
netral sisi TM trafo utama ditanahkan dengan
resistans 500 

Besar arus gangguan yang diijinkan :

karena arus lebih ke tanah sangat kecil, maka
kerusakan peralatan pada titik gangguan sangat kecil.
Ikt < 25 A.
Pentanahan netral dengan resistans rendah







Pentanahan dengan resistans rendah dimaksudkan untuk
memperoleh hasil optimum dari kombinasi antar faktor
ekonomi, faktor keselamatan umum dan faktor kelayakan
untuk SUTM bagi luar kota maupun SKTM bagi daerah padat
dalam kota.
Untuk jaringan hubungan bintang 3 fase 3 kawat.
Resistans pentanahan di titik netral sisi TM trafo utama.
12  untuk SKTM
40  untuk SUTM
Mencegah terjadinya busur listrik yang menimbulkan tegangan
lebih peraliahan yang besar.
Karena besar arus gangguan dibatasi, maka kerusakan
peralatan pada titik gangguan dapat dikurangi, sedang
selektivitas dari rele arus lebih masih terjamin.
Pentanahan netral dengan pentanahan langsung




Pentanahan secara langsung (tanpa resistans)
dimaksudkan untuk memperoleh hasil optimum
dengan mengutamakan ekonomi, sehingga dengan
SUTM layak dipakai di daerah luar kota sampai
daerah terpencil.
Untuk jaringan hubung bintang 3 fase- 4 kawat yang
dipasang sepanjang jaringan.
Biasanya resistans elektroda tanah di setiap
pentanahan dibatasi maksimum 5 .
Arus gangguan tanah tidak dibatasi.
Hubungan Sistem Pentanahan dan Pola
Pengamanan Arus
a. Hubungan sistem pentanahan resistans tinggi dengan
pola pengaman arus lebih



Sistem ini lebih kebal terhadap gangguan yang bersifat
sementara.
Mengingat kecilnya arus gangguan tanah (< 25 A), pengaman
hanya dengan rele arus lebih normal tidak dapat dipergunakan
(perlu dilengkapi dengan rele gangguan tanah terarah yang
lebih rumit).
Alat pengaman fase tunggal tidak dapat dipergunakan untuk
mengamankan gangguan fase ke tanah, karena arus
gangguannya kecil.
b.
Hubungan sistem pentanahan resistans rendah dengan
pola pengaman arus lebih

arus gangguan fase ke tanah pada sistem ini tidak terlalu besar
(maks 1000 A untuk SKTM dan 300 A untuk SUTM), sehingga
gangguan pada lingkungan (misal gangguan pada jaringan
telekomunikasi) akibat arus tanah dapat dibatasi. Demikian
pula penggunaan peralatan (misal PMT) dapat dipilih yang lebih
ekonomis.

Karena adanya resistans netral, maka arus gangguan tanah
hasilnya kecil sehingga tidak efektif bagi penggunaan rele arus
lebih dengan karakteristik waktu arus terbalik (invers),
sebaliknya dapat dipergunakan rele dengan karakteristik waktu
tetap yang lebih selektif dan mudah penyetelannya.

Alat pengaman fase tunggal tidak dapat dipergunakan untuk
mengamankan gangguan satu fase ke tanah, karena arus
gangguannya kecil.
c. Hubungan sistem pentanahan langsung dengan pola
pengaman arus lebih



Dengan tiadanya resistans netral, maka arus hubung
ke tanah menjadi relatif besar dan berbanding terbalik
dengan letak gangguan tanah.
Karena gangguan arus fase ke tanah besar, maka
dapat dilakukan koordinasi antara PMT dengan rele
arus lebih atau PBO dengan fuse atau antara PBO
dengan SSO.
Pada sistem 3 fase- 4 kawat, maka peralatan
pengaman fase tunggal dapat dimanfaatkan.