Perencanaan Grounding Gardu Induk

download Perencanaan Grounding Gardu Induk

of 32

Transcript of 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