SISTEM PENTANAHAN (PEMBUMIAN) TITIK NETRALBelajar & Menyebarkan
Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Grounding System
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pokok Bahasan
1.1. Umum/ Pendahuluan
1.3 Sistem yang tidak ditanahkan (Floating Grounding)
1.4. Metoda Pentanahan Titik Netral
1.5. Pentanahan Langsung
1.7. Batasan Operasi NGR
1.9. Trafo Pentanahan
Pentanahan Peralatan (Grounding Equipment)
2.1. Pengertian Pentanahan Peralatan
2.2. Tujuan pentanahan peralatan
2.5. Pengaruh tahanan pentanahan terhadap system tenaga
listrik
2.6. Pengaruh Tahanan Pentanahan Yang Kecil Pada Sistem
2.7. Macam-Macam Elektroda Pentanahan
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
GROUNDING SYSTEM
Grounding Equipment (Pentanahan / Pembumian Peralatan)
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
NETRAL GROUNDING SYSTEM
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
TUJUAN PENTANAHAN TITIK NETRAL SISTEM
Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.
Membatasi tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang
sehat).
Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran
tenaga listrik.
Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh
penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground
fault).
Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam
menentukan lokasi gangguan.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
SISTEM YANG TIDAK DITANAHKAN
Contoh Sistem yang Tidak ditanahkan
Sistem tegangan primer
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Metoda Pentanahan Titik Netral
Pentanahan langsung (effective grounding)
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
PENTANAHAN TITIK NETRAL TANPA IMPEDANSI
(PENTANAHAN LANGSUNG/SOLID GROUNDING)
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi
(Pentanahan Langsung/Solid Grounding)
R
S
T
N
ZR
Zs
ZT
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
PENTANAHAN TITIK NETRAL TANPA IMPEDANSI
(PENTANAHAN LANGSUNG/SOLID GROUNDING)
Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat
dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui
Sederhana dan murah dari segi pemasangan
Kerugian :
setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan terputusnya
daya
arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat membahayakan
makhluk hidup didekatnya dan kerusakan peralatan listrik yang
dilaluinya
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN (RESISTANCE
GROUNDING)
Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) yang
dimaksud adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral
dihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor), sebagai contoh
terlihat pada gambar dibawah ini
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan
(Resistor)
Groundng Resistor
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN (RESISTANCE
GROUNDING)
Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubung netral
adalah
dimana :
I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.
R = Ohm
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai
1. jenis logam (metalic resistor), perhatikan gambar dibawah
ini
jenis logam (metalic resistor)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai
2. jenis cairan (liquid resistor), perhatikan gambar dibawah
ini
jenis cairan (liquid resistor)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN (RESISTANCE
GROUNDING)
- Keuntungan :
Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah
kecil.
Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang
melaluinya.
- Kerugian :
Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya
gangguan fasa ke tanah.
Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman
menjadi berkurang dan lokasi gangguan tidak cepat diketahui.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan
(Resistor)
PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN
(RESISTANCE GROUNDING)
Grounding Resistor
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubungan netral
adalah :
R = Ohm
I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Besarnya tahanan pentanahan NGR pada sistem tenaga listrik
(contohnya di PLN P3B Jawa Bali Region Jabar), adalah sebagai
berikut :
Sistem 70 kV sebesar 62 Ohm
Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42 Ohm.
Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai adalah jenis logam
(metalic resistor) atau jenis cairan (liquid resistor),
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
NGR Jenis Metalic
NGR Jenis Liquid
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pada gambar ini tunjukan mana yang dimaksud NGR ?
PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO TENAGA DENGAN NGR
(Netral Grounding Resistor)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Fungsi NGR :
Untuk menghambat atau membatasi arus hubung singkat satu fasa
ketanah, sehingga nilainya dibawah arus Nominal Trafo.
BATASAN OPERASINYA BAGAIMANA ?
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
BATASAN OPERASI NGR
Batasan Operasi NGR:
Tegangan : 70 kV
Tahanan : 62 Ohm
Batasan Operasi NGR :
Tegangan : 20 kV
Tahanan : 13 Ohm
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Keuntungan & kerugian Pentanahan dengan NGR
Keuntungan :
Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah
kecil.
Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang
melaluinya.
Kerugian :
Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya
gangguan fasa ke tanah.
Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman
menjadi berkurang dan lokasi gangguan tidak cepat diketahui.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen
Sistem pentanahan dengan kumparan Petersen adalah dimana titik
netral dihubungkan ke tanah melalui kumparan Petersen (Petersen
Coil). Kumparan Petersen ini mempunyai harga reaktansi (XL) yang
dapat diatur dengan menggunakan Tap.
Meningkatkan kompetensi menawarkan solusi Anton Suranto
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen
Contoh Pemasangan Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan
Petersen.
TRAFO
TENAGA
RESISTOR
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen
Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan
Petersen
Kumparan Petersen
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Keuntungan & Kerugian Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan
Petersen
- Keuntungan :
Arus gangguan dapat dibuat kecil sehingga tidak berbahaya bagi
mahluk hidup.
Kerusakan peralatan sistem dimana arus gangguan mengalir dapat
dihindari.
Sistem dapat terus beroperasi meskipun terjadi gangguan fasa ke
tanah.
Gejala busur api dapat dihilangkan.
- Kerugian :
Rele gangguan tanah (ground fault relay) sukar dilaksanakan karena
arus gangguan tanah relatif kecil.
Tidak dapat menghilangkan gangguan fasa ke tanah yang menetap
(permanen) pada sistem.
Operasi kumparan Petersen harus selalu diawasi karena bila ada
perubahan pada sistem, kumparan Petersen harus disetel (tuning)
kembali.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Transformator Pentanahan
Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidak terdapat titik netral,
sedangkan sistem itu harus diketanahkan, maka sistem itu dapat
ditanahkan dengan menambahkan “Transformator Pentanahan” (grounding
transformer).
Transformator pentanahan itu dapat terdiri dari transformator
Zig-zag atau transformator bintang-segitiga (Y-Δ). Trafo pentanahan
yang paling umum digunakan adalah transformator zig-zag tanpa
belitan sekunder.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Transformator Pentanahan
TRAFO PENTANAHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Penetapan Sistem Pentanahan di Indonesia
Sistem 150 KV
Pentanahan netral sistem 150 KV beserta pengamannya ditetapkan
sebagai berikut:
Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan efektif
(Pentanahan langsung).
Pengaman sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup
cepat
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Sistem 66 KV
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Sistem 20 KV
Pentanahan netral sistem 20 KV beserta pengamannya ditetapkan
sebagai berikut :
Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan
tahanan.
Pengaman Sistem Dilaksanakan Sebagai Berikut :
Bagi saluran udara maupun saluran dalam tanah dipakai pemutus
dengan rele arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasa
dan rele tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Pada
gardu distribusi dipasang penunjuk gangguan.
Bagi saluran udara dipakai pula penutup cepat atau lambat, sedang
bagi saluran dalam tanah tidak dipakai penutup kembali.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Ketetapan SPLN 26:1980 mengenai besar tahanan pentanahan sebagai
berikut :
Tahanan rendah 12 ohm dan arus gangguan tanah maksimum 1000 ampere
dipakai pada jaringan kabel tanah
Tahanan rendah 40 ohm dan arus gangguan maksimum 300 ampere dipakai
pada jaringan saluran udara dan campuran saluran udara dengan kabel
tanah
Tahanan tinggi 500 ohm dan arus gangguan maksimum 25 ampere dipakai
pada saluran udara
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Sistem 275 KV PT Inalum dan Sistem 500 KV
Walaupun belum diatur dalam SPLN, tetapi pentanahan Sistem 275 KV
PT Inalum di Asahan dan Sistem 500 KV di Pulau Jawa sudah dilakukan
dengan sistem pentanahan Solid Grounding (pentanahan
langsung).
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
II. GROUNDING EQUIPMENT (PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN)
Pengertian Pentanahan Peralatan
Pentanahan ini pada kerja normal tidak dilalui arus.
Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Tujuan pentanahan peralatan adalah sebagai berikut :
Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya
bagi manusia.
Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun
lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran
atau ledakan pada bangunan atau isinya.
Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Tahanan Pentanahan
Adalah besarnya tahanan pada kontak/hubung antara masa (body)
dengan tanah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya pentanahan :
Tahanan jenis tanah
Panjang elektroda pentanahan
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Harga pentanahan makin kecil makin baik. Untuk perlindungan
personil dan peralatan perlu diusahakan tahanan pentanahan lebih
kecil dari 1 Ohm.
Untuk memahami mengapa tahanan pentanahan harus rendah, dapat
digunakan hukum Ohm yaitu:
dimana :
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Contoh/ Ilustrasi Gangguan pada tahanan pentanahan yang
tinggi.
Badan motor
Bagian logam yang diketanahkan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Exposur Tegangan
(Voltage Exposure)
Jika ada kontak yang tidak disengaja antara bagian-bagian yang
dilalui arus dengan kerangka metal dari peralatan, maka kerangka
metal itu menjadi bertegangan yang sama dengan tegangan peralatan.
Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut yang berbahaya kerangka
peralatan metal peralatan tersebut harus dihubungkan ke tanah
melalui impedansi yang rendah.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pengaruh Tahanan Pentanahan yang Besar Terhadap Sistem Tenaga
Listrik
Makin besar tahanan pentanahan, tegangan sentuh makin besar
Makin besar tahanan pentanahan pada tiang transmisi, makin besar
tegangan puncak tiang
Makin besar tahanan pentanahan pada tiang tranmisi, makin banyak
jumlah Isolator yang harus dipasang (jumlah isolator makin
panjang).
Tahanan pentanahan mempengaruhi penampilan saluran (line
Performance).
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pengaruh Tahanan Pentanahan Yang Kecil Pada Sistem Tenaga
Listrik
Mengurangi tegangan pada puncak tiang
Mengurangi tegangan pada kawat penghantar
Mengurangi tegangan pada isolator
Mengurangi waktu berlangsungnya tegangan merusak (Break Down
voltage).
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Macam-Macam Elektroda Pentanahan
Pada dasarnya terdapat tiga macam elektroda pentanahan yaitu
:
Elektroda Pita, berupa pita atau kawat berpenampang bulat yang
ditanam di dalam tanah umumnya penanamannya tidak terlalu dalam.
(0,5 --- 1 meter) dan caranya ada bermacam-macam.
Macam-macam penanaman elektroda pita
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Elektroda Batang, berupa batang yang ditanam tegak lurus dalam
tanah
Cara penanaman Elektroda batang. Untuk membuat agar tahanan
pentanahan cukup kecil elektroda batang tersebut ditanam lebih
dalam atau menggunakan beberapa batang elektroda.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Elektroda pelat, berupa pelat yang ditanam tegak lurus dalam tanah
seperti pada gambar
Cara Penanaman elektroda pelat
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Metode/Cara Pentanahan
Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menancapkan batang
elektroda ke tanah.
Pentanahan dengan Driven Ground
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pentanahan Dengan Counter Poise
Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menanam kawat
elektroda sejajar atau radial, beberapa cm di bawah tanah (30 cm -
90 cm).
Pentanahan menara dengan counterpoise
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pentanahan dengan counter poise biasanya digunakan apabila tahanan
tanah terlalu tinggi dan tidak dapat di kurangi dengan cara
pentanahan driven ground, biasanya karena tahanan jenis tanah
terlalu tinggi.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pentanahan Dengan Mesh atau Jala
Adalah cara pentanahan dengan jalan memasang kawat elektroda
membujur dan melintang di bawah tanah, yang satu sama lain
dihubungkan di setiap tempat sehingga membentuk jala (Mesh).
Sistem pentanahan Mesh biasanya dipasang di gardu induk dengan
tujuan untuk mendapatkan harga tahanan tanah yang sangat kecil
(kurang dari 1 ohm).
Gambar Pentanahan dengan mesh atau jala
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Tahanan Jenis Tanah
Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas
tergantung dari beberapa faktor, yaitu :
Jenis tanah = tanah liat, berpasir, berbatu, dll
Lapisan tanah = berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau
uniform.
Kelembaban tanah
Harga tahanan jenis selalu bervariasi sesuai dengan keadaan pada
saat pengukuran. Makin tinggi suhu makin tinggi tahanan jenisnya.
Sebaliknya makin lembab tanah itu makin rendah tahanan
jenisnya.
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Tahanan Jenis Tanah
TANAH RAWA
100
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
Pengukuran Tahanan Pentanahan
Untuk mengukur tahanan pentanahan digunakan alat ukur megger tanah
(Earth Resistance Tester). Cara penggunaan "Earth Resistance
Tester" akan dijelaskan lebih lanjut pada materi yang lain
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai
Perusahaan
TERIMAKASIH