pentanahan (grounding)

1.Fungsi grounding :

Dalam sistem elektronika ground berarti sebuah titik referensi umum atau tegangan potensial sama dengan “tegangan nol”. Ground bersifat relatif, karena dapat memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.

Ground juga berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.

   Fungsi Grounding

Sebagai bagian dari proteksi instalasi listrik rumah, grounding ini mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut :

1. Untuk tujuan keselamatan, seperti yang dijelaskan sebelumnya, grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi tegangan listrik yang timbul akibat kegagalan isolasi dari system kelistrikan atau peralatan listrik. Contohnya, bila suatu saat kita menggunakan setrika listrik dan terjadi tegangan yang bocor dari elemen pemanas di dalam setrika tersebut, maka tegangan yang bocor tersebut akan mengalir langsung ke bumi melalui penghantar grounding. Dan kita sebagai pengguna akan aman dari bahaya kesetrum. Perlu diingat, peristiwa kesetrum terjadi bila ada arus listrik yang mengalir dalam tubuh kita.

2. Dalam instalasi penangkal petir, system grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang besar langsung ke bumi. Dalam prakteknya, pemasangan grounding untuk instalasi penangkal petir dan instalasi listrik rumah harus dipisahkan.

3. Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.

Bila ditinjau lebih luas lagi, pengertian dan fungsi grounding akan berbeda bila diterapkan pada system transmisi tenaga listrik, tujuan pengukuran, pesawat terbang atau pesawat ruang angkasa.

1. Untuk rangkaian system transmisi tenaga listrik yang besar, bumi itu sendiri dapat digunakan sebagai salah satu penghantar bagi jalur kembali dari rangkaian tersebut, dimana dapat menghemat biaya bila dibandingkan pemasangan satu penghantar fisik sebagai saluran kembali. Perlu diketahui, arus listrik yang mengalir ke beban akan mengalir kembali ke sumber arus listrik tersebut.

2. Untuk tujuan pengukuran, bumi dapat berperan sebagai tegangan referensi yang relatif cukup konstan untuk melakukan pengukuran sumber tegangan lain.

3. Pada pesawat terbang, saat beroperasi tentu tidak memiliki koneksi fisik yang langsung ke bumi. Karena itu pada pesawat udara, terdapat suatu konduktor besar yang berfungsi sama seperti grounding, sebagai jalur kembali dari berbagai arus listrik. Selain itu pesawat udara memiliki static discharge system yang dipasang pada ujung-ujung sayap, yang gunanya membuang kembali ke udara muatan listrik yang timbul akibat gesekan dengan angkasa saat terbang, sehingga pesawat aman dari sambaran petir.

2. syarat-syarat pentanahan menurut puil

·         Elektroda yang ditanam dalam tanah harus dalam

• BahanKonduktor yang baik
• TahanKorosi
• CukupKuat

·         Jangansebagaisumberarusgalvanis

·         Elektroda harus mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya.

·         Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.

·         Biaya pemasangan serendah mungkin.

3. sifat-sifat dan jenis-jenis tanah

      TAHANAN JENIS TANAH (ρ)

Dari rumus untuk menentukan tahanan tanah dari statu elektroda yang hemispherical R = ρ/2πr terlihat bahwa tahanan pentanahan berbanding lurus dengan besarnya ρ. Untuk berbagai tempat harga ρ ini tidak sama dan tergantung pada beberapa faktor :

1. sifat geologi tanah
2. Komposisi zat kimia dalam tanah
3. Kandungan air tanah
4. Temperatur tanah
5. Selain itu faktor perubahan musim juga mempengaruhinya.

Sifat Geologi Tanah

Ini merupakan faktor utama yang menentukan tahanan jenis tanah. Bahan dasar dari pada tanah relatif bersifat bukan penghantar. Tanah liat umumnya mempunyai tahanan jenis terendah, sedang batu-batuan dan quartz bersifat sebagai insulator.

Tabel dibawah ini menunjukkan harga-harga ( ρ ) dari berbagai jenis tanah.

Tabel. 1

No.	JENIS TANAH	TAHANAN JENIS TANAH( ohm.meter )
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Tanah yang mengandung air garam Rawa Tanah liat Pasir Basah Batu-batu kerikil basah Pasir dan batu krikil kering Batu	5 – 6 30 100 200 500 1000 3000

KOMPOSISI ZAT – ZAT KIMIA DALAM TANAH

Kandungan zat – zat kimia dalam tanah terutama sejumlah zat organik maupun anorganik yang dapat larut perlu untuk diperhatikan pula.

Didaerah yang mempunyai tingkat curah hujan tinggi biasanya mempunyai tahanan jenis tanah yang tinggi disebabkan garam yang terkandung pada lapisan atas larut. Pada daerah yang demikian ini untuk memperoleh pentanahan yang efektif yaitu dengan menanam elektroda pada kedalaman yang lebih dalam dimana larutan garam masih terdapat.

KANDUNGAN AIR TANAH

Kandungan air tanah sangat berpengaruh terhadap perubahan tahanan jenis tanah ( ρ ) terutama kandungan air tanah sampai dengan 20%.Dalam salah satu test laboratorium untuk tanah merah penurunan kandungan air tanah dari 20% ke 10% menyebabkan tahanan jenis tanah naik samapai 30 kali.Kenaikan kandungan air tanah diatas 20% pengaruhnya sedikit sekali.

TEMPERATUR TANAH

Temperatur bumi pada kedalaman 5 feet (= 1,5 m) biasanya stabil terhadap perubahan temperatur permukaan.

Bagi Indonesia daerah tropic perbedaan temperatur selama setahun tidak banyak, sehingga faktor temperatur boleh dikata tidak ada pengaruhnya.

4. macam-macam elektroda pentanahan

    Jenis Elektroda pentanahan

Pada dasarnya ada 3 (tiga) jenis elektroda yang digunakan pada sistem pentanahan yaitu :

1. Elektroda Batang
2. Elektroda Pelat
3. Elektroda Pita

Elektroda – elektroda ini dapat digunakan secara tunggal maupun multiple dan juga secara gabungan dari ketiga jenis dalam suatu sistem.

ELEKTRODA BATANG

Elektroda batang terbuat dari batang atau pipa logam yang di tanam vertikal di dalam tanah.
Biasanya dibuat dari bahan tembaga, stainless steel atau galvanised steel. Perlu diperhatikan pula dalam pemilihan bahan agar terhindar dari galvanic couple yang dapat menyebabkan korosi.
Ukuran Elektroda :
diameter 5/8 ” - 3/4 ”
Panjang 4 feet – 8 feet
Elektroda batang ini mampu menyalurkan arus discharge petir maupun untuk pemakaian pentanahan yang lain.

ELEKTRODA PELAT

Bentuk elektroda pelat biasanya empat perseguí atau empat persegi panjang yang tebuat dari tembaga, timah atau pelat baja yang ditanam didalam tanah. Cara penanaman biasanya secara vertical, sebab dengan menanam secara horizontal hasilnya tidak berbeda jauh dengan vertical. Penanaman secara vertical adalah lebih praktis dan ekonomis.

ELEKTRODA PITA

Elektroda pita jenis ini terbuat dari bahan metal berbentuk pita atau juga kawat BCC yang di tanam di dalam tanah secara horizontal sedalam ± 2 feet. Elektroda pita ini bisa dipasang pada struktur tanah yang mempunyai tahanan jenis rendah pada permukaan dan pada daerah yang tidak mengalami kekeringan.
Hal ini cocok untuk daerah – daerah pegunungan dimana harga tahanan jenis tanah makin tinggi dengan kedalaman.

5. Nilai tahanan

berapa standar nilai resistan pembumian (grounding)

Nilai standar mengacu pada Persyaratan Umum Instalasi Listrik atau PUIL 2000 (peraturan yang sesuai dan berlaku hingga saat ini) yaitu kurang dari atau sama dengan 5 (lima) ohm. Dijelaskan bahwa nilai sebesar 5 ohm merupakan nilai maksimal atau batas tertinggi dari hasil resistan pembumian (grounding) yang masih bisa ditoleransi. Nilai yang berada pada range 0 ohm - 5 ohm adalah nilai aman dari suatu instalasi pembumian grounding. Nilai tersebut berlaku untuk seluruh sistem dan instalasi yang terdapat pembumian (grounding) di dalamnya.

Acuan Nilai Resistan Pembumian - PUIL 2000

Untuk standar nilai resistan pembumian pada bidang penangkal petir, menggunakan refrensi peraturan yang berbeda. Tetapi untuk ketentuan standar nilai resistan pembumian sama dengan refrensi peraturan pada PUIL 2000. Ketentuan yang hampir sama inilah yang menjadikan masing - masing peraturan akan saling berkaitan dalam memberikan solusi dan penjelasan untuk suatu permasalahan. Dengan diperkuat dengan banyak refrensi di atas menjadikan standarisasi lebih kuat dan menjadikannya suatu keharusan. Berikut refrensi untuk standar nilai resistan pembumian yang bersumber dari PER02/MEN/1989, tentang pengawasan instalasi penyalur petir.

Standar Nilai Pembumian - PER02/MEN/1989

Bagaimana jika nilai resistan pembumian (grounding) tidak sesuai di atas ?

Jika tidak sesuai seharusnya perlu upaya untuk menyesuaikan dengan nilai yang telah terstandarisasi. Pertimbangannya adalah jika nilai resistan pembumian (grounding) lebih dari 5 ohm maka tidak mendapat pengesahan dan rekomendasi dari dinas tenaga kerja sebagai pihak pengawas dari peraturan dan perundangan tersebut serta dari pihak PLN selaku otoristas tertinggi kelistrikan di Indonesia. Hal ini bisa saja membuat perusahaan tersebut mendapat peringatan dari masalah ini. Serta dari sisi teknis jika nilai resistan pembumian grounding terlalu besar, akan berpengaruh negatif pada komponen dari instalasi tersebut. Dikarenakan pembumian (grounding) yang tidak sempurna akan menimbulkan arus sisa yang merusak komponen - komponen penyusun, terutama komponen elektronik yang sangat peka terhadap arus.

Bagaimana cara untuk mencapai nilai yang dipersyaratkan di atas ?

Untuk membuat instalasi pembumian (grounding) dengan nilai resistan pembumian yang sesuai peraturan dengan melakukan beberapa teknik. Bebrapa teknik pendekatan yang sesuai yaitu memparalel, menambah kedalaman atau memperbesar luas penampang hataran. Dengan melakukan salah satu atau ketiga tehnik tersebut sehingga dapat memperoleh hasil yang diharapkan. Terdapat banyak cara untuk mendapatkan hasil nilai resistan pembumian (grounding) yang standar, tetapi diharapkan melakukan cara yang sesuai (legal) dan tidak mengandung unsur non legal yang dapat merugikan untuk kedepannya.

6.faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya nilai pentanahan

FAKTOR-FAKTOR YANG MENENTUKAN TAHANAN PENTANAHAN

Tahanan pentanahan suatu elektroda tergantung pada tiga faktor :

1. Tahanan elektroda itu sendiri dan penghantar yang menghubungkan ke peralatan yang ditanahkan.
2. Tahan kontak antara elektroda dengan tanah.
3. Tahanan dari massa tanah sekeliling elektroda.

Namun demikian pada prakteknya tahanan elektroda dapat diabaikan, akan tetapi tahanan kawat penghantar yang menghubungkan keperalatan akan mempunyai impedansi yang tinggi terhadap impuls frekuensi tinggi seperti misal pada saat terjadi lightningdischarge. Untuk menghindarinya, sambungan ini di usahakan dibuat sependek mungkin.

Dari ketiga faktor tersebut diatas yang dominan pengaruhnya adalah tahanan sekeliling elektroda atau dengan kata lain tahanan jenis tanah (ρ).

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur Penulis Panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga kami dapat menyusun makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini membahas tentang pentanahan grounding

Dalam penyusunan makalah ini, kami banyak mendapat tantangan dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi. Olehnya itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik konstruktif dari pembaca sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya.

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua.

cangadi, januari 2014