Pentanahan netral

45
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.

Transcript of Pentanahan netral

Page 1: Pentanahan netral

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.

Page 2: Pentanahan netral

Kode huruf Internasional

Beberapa sistem dari hubungan ke bumi didefinisikan dengan dua atau tiga huruf

Huruf pertama : netral (N) dari transformerI : terisolir dari bumiT : dihubungkan ke bumi

Huruf kedua : Bagian Konduktif Terbuka (BKT) dari bebanT : dihubungkan ke bumiN : dihubungkan ke penghantar netral

Page 3: Pentanahan netral

Kode huruf Internasional

Huruf ketiga (tambahan)S : penghantar netral (N) dan penghantar pengaman (PE) terpisahC : penghantar netral (N) dan penghantar pengaman (PE) adalah sama

Page 4: Pentanahan netral

Sistem Pembumian IT

Page 5: Pentanahan netral

Sistem Pembumian TT

Page 6: Pentanahan netral

Sistem Pembumian TT

R

S

T

N

Zekring

Dalam PUIL disebut pentanahan pengaman (PP)

Page 7: Pentanahan netral

Sistem Pembumian TN

Page 8: Pentanahan netral

Sistem Pembumian TN

R

S

T

N

Zekring

Pen

1. Kawat netral digunakan sebagai pengaman dan sebagai nol, jadi bekerjanya merangkap.

Page 9: Pentanahan netral

Sistem Pembumian TN

R

S

T

N

Zekring

PE

2. Kawat netral dan kawat tanah di pasang sendiri-sendiri dan dihubungkan ke masing-masing komponennya (N dan PE)..

Page 10: Pentanahan netral

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.

Page 11: Pentanahan netral

TN System (PUIL : PNP)

R

S

ZekringPE

Konsumen 1 Konsumen 2

Harus ada elektrodenya pentanahan

N

Page 12: Pentanahan netral

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

Page 13: Pentanahan netral
Page 14: Pentanahan netral
Page 15: Pentanahan netral
Page 16: Pentanahan netral
Page 17: Pentanahan netral

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

Page 18: Pentanahan netral

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 ?.

Page 19: Pentanahan netral

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.

Page 20: Pentanahan netral

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.

Page 21: Pentanahan netral

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 :

dengan : = resistans rata-rata tanah (-cm) L = panjang pasak tanah (cm) a = jari-jari penampang pasak (cm) R = resistans pasak ke tanah ()

14

ln2 a

L

LR

Page 22: Pentanahan netral

Hambatan arus melewati sistem elektroda tanah terdiri atas 3 komponen, yaitu :

Resistans pasaknya sendiri dan sambungan-sambungannya

Resistans kontak antara pasak dengan tanah sekitar

Resistans tanah di sekelilingnya

Page 23: Pentanahan netral

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.

Page 24: Pentanahan netral
Page 25: Pentanahan netral

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.

Page 26: Pentanahan netral

Besarnya arus yang masih dianggap aman bagi manusia umumnya (menurut IEC 479-1) adalah :

10 mA untuk pria dan 8 mA untuk

wanita.

Page 27: Pentanahan netral

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 ; batas ambang terjadinya fibrilasi pada bilik-bilik jantung.

Page 28: Pentanahan netral

Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa

Page 29: Pentanahan netral

Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa

Page 30: Pentanahan netral

Pengaruh dari arus listrik pada orang dewasa

Page 31: Pentanahan netral

Standar IEC.TC 64 (working Group/WG) telah mengeluarkan IEC report.

Effects of current passing Through a Body.

0,5 10 1000 mA

5000

1000

100

10

t msec

1 2 3 4 5

ab c d

Page 32: Pentanahan netral

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).

Page 33: Pentanahan netral

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.

Page 34: Pentanahan netral

IEC Publication 364 – 4 – 41Table 41 A. Maximum Touch Voltage Duration

Max. Disconnecting

Time (sec)

Prospective Touch VoltageAC rms (V) DC (V)

~ < 50 < 1205 50 1201 75 140

0,5 90 1600,2 110 1750,1 150 2000,05 220 2500,03 280 310

Page 35: Pentanahan netral

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.

Page 36: Pentanahan netral

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.

Page 37: Pentanahan netral

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 bersama-sama.

Page 38: Pentanahan netral

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

Page 39: Pentanahan netral

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.

Page 40: Pentanahan netral

Macam–macam PentanahanPentanahan 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 : Ikt < 25 A.

karena arus lebih ke tanah sangat kecil, maka kerusakan peralatan pada titik gangguan sangat kecil.

Page 41: Pentanahan netral

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.

Page 42: Pentanahan netral

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.

Page 43: Pentanahan netral

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.

Page 44: Pentanahan netral

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.

Page 45: Pentanahan netral

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.