Sebelum kita masuk ke materi, marilah kita dengarkan bersama audio motivasi kehidupan berikut ini:
Pentanahan Netral Sistem
Pentanahan Netral Sistem
Pentanahan titik netral dari sistem tenaga merupakan suatu keharusan pada saat ini, karena sistem sudah demikian besar dengan jangkauan yang luas dan tegangan yang tinggi. Pentanahan titik netral ini dilakukan pada alternator pembangkit listrik dan transformator daya pada gardu-gardu induk dan gardu-gardu distribusi. Ada bermacam-macam pentanahan sistem. Antara satu dan lainnya mempunyai kelebihan dan kekurangan masing. Bahasan berikut ini tidak dimaksudkan membahas kekurangan dan kelebihan metoda tersebut, namun lebih menitikberatkan pada macam-macam pentanahan titik netral yang umum digunakan. Jenis pentanahan sistem akan menentukan skema proteksinya, oleh karena itu, jenis pentanahan ini sangat penting diketahui.
Ada tiga macam skema pentanahan netral sistem daya, yaitu :
1. Pentanahan Netral Pengaman (PNP) / TN (Terra Neutral) System, yang terdiri dari 3 jenis skema, yaitu:
a. TN-C,
b. TN-C-S, dan
c. TN-S
2. Pentanahan Pengaman (PP) / TT (Terra Terra)
3. Hantaran Pengaman (HP) / IT (Impedance Terra)
(Terra = bahasa Perancis yang berarti bumi atau tanah)
1. Pentanahan Netral Pengaman (PNP) / TN (Terra Neutral) System, yang terdiri dari 3 jenis skema, yaitu:
a. TN-C (Terra Neutral-Combined): Saluran Tanah dan Netral-Disatukan
Pada sistem ini saluran netral dan saluran pengaman disatukan pada sistem secara keseluruhan. Semua bagian sistem mempunyai saluran PEN yang merupakan kombinasi antara saluran N dan PE. Disini seluruh bagian sistem mempunyai saluran PEN yang sama.
b. TN-C-S (Terra Neutral-Combined-Separated): Saluran Tanah dan Netral-disatukan dan dipisah
Pada sistem ini saluran netral dan saluran pengaman dijadikan menjadi satu saluran pada sebagian sistem dan terpisah pada sebagian sistem yang lain. Di sini terlihat bahwa bagian sistem 1 dan 2 mempunyai satu hantaran PEN (combined). Sedangkan pada bagian sistem 3 menggunakan dua hantaran, N dan PE secara terpisah (separated).
c. TN-S (Terra Neutral-Separated): Saluran Tanah dan Netral-dipisah
Pada sistem ini saluran netral dan saluran pengaman terdapat pada sistem secara keseluruhan. Jadi semua sistem mempunyai dua saluran N dan PE secara tersendiri (separated).
2. Pentanahan Pengaman (PP) / TT (Terra Terra) system: Saluran Tanah dan Tanah
Sistem yang titik netralnya disambung langsung ke tanah, namun bagian-bagian instalasi yang konduktif disambungkan ke elektroda pentanahan yang berbeda (berdiri sendiri). Dari gambar di bawah ini terlihat bahwa pentanahan peralatan dilakukan melalui sistem pentanahan yang berbeda dengan pentanahan titik netral.
3. Hantaran Pengaman (HP) / IT (Impedance Terra)
Sistem rangkaian tidak mempunyai hubungan langsung ke tanah namun melalui suatu impedansi, sedangkan bagian konduktif instalasi dihubung langsung ke elektroda pentanahan secara terpisah. Sistem ini juga disebut sistem pentanahan impedansi. Ada beberapa jenis sambungan titik netral secara tidak langsung ini, yaitu melalui reaktansi, tahanan dan kumparan petersen. Antara ketiga jenis media sambungan ini mempunyai kelebihan dan kekurangan. Namun, secara teknis jenis sambungan kumparan petersen yang mempunyai kinerja terbaik. Permasalahannya adalah harganya yang mahal.
Pentanahan Peralatan
Pentanahan peralatan sistem pentanahan netral pengaman (PNP) adalah tindakan pengamanan dengan cara menghubungkan badan peralatan / instalasi yang diproteksi dengan hantaran netral yang ditanahkan sedemikian rupa sehingga apabila terjadi kegagalan isolasi tidak terjadi tegangan sentuh yang tinggi sampai bekerjanya alat pengaman arus lebih. Yang dimaksud bagian Instalasi Listrik dari peralatan ini adalah bagian-bagian mesin yang secara normal tidak dilalui arus listrik namun dalam kondisi abnormal dimungkinkan dilalui arus listrik. Sebagai contoh adalah bagian-bagian mesin atau alat yang terbuat dari logam (penghantar listrik), seperti kerangka dan rumah mesin listrik, dan panel listrik. Selain tegangan sentuh tidak langsung ada dua potensi bahaya sengatan listrik yang dapat diamankan melalui pentanahan ini, yaitu tegangan langkah dan tegangan eksposur.
a. Tegangan Sentuh Tidak Langsung
Tegangan sentuh tidak langsung adalah tegangan pada bagian alat/instalasi yang secara normal tidak dilalui arus namun akibat kegagalan isolasi pada peralatan/instalasi, pada bagian-bagian tersebut mempunyai tegangan terhadap tanah. Bila tidak ada pentanahan maka tegangan sentuh tersebut sama tingginya dengan tegangan kerja alat/instalasi. Hal ini, sudah tentu, membahayakan manusia yang mengoperasikannya atau yang ada di sekitar tempat itu. Selama alat pengaman arus lebih tidak bekerja memutuskan rangkaian, keadaan ini akan tetap bertahan. Namun dengan adanya pentanahan secara baik, kemungkinan tegangan sentuh selama terjadi gangguan dibatasi pada tingkat aman ( maksimum 50 V untuk ac).
b. Tegangan Langkah
Tegangan langkah adalah tegangan yang terjadi akibat aliran arus gangguan yang melewati tanah. Arus gangguan ini relatif besar dan bila mengalir dari tempat terjadinya gangguan kembali ke sumber (titik netral) melalui tanah yang mempunyai tahanan relatif besar maka tegangan di permukaan tanah akan menjadi tinggi. Gambar 2.101 mengilustrasikan tegangan ini. Bila kita perhatikan Gambar 2.101 (a), satu tangan memegang dudukan lampu dan tangan satunya lagi memegang kran air. Antara kran air dan dudukan lampu dalam keadaan normal tidak bertegangan. Tetapi ketika terjadi gangguan ke tanah, arus mengalir kembali ke sumber melalui pentanahan RA dan RB. Adanya aliran arus gangguan ini menimbulkan tegangan antara letak gangguan dan R A sebesar VF dan antara kran air dan dudukan lampu sebesar VB. Besar kedua tegangan ini ditentukan oleh besar arus gangguan dan tahanan pentanahannya. Semakin besar arus dan tahanan akan semakin besar pula tegangan sentuhnya.
Besar tegangan ini harus dibatasi dalam batas aman begitu juga lama waktu terjadinya tegangan harus dibatasi sependek mungkin. Lama waktu terjadinya tegangan ini dibatasi oleh waktu kerja alat pengaman arus lebih.
International Electrotechnical Commission (IEC) merekomendasikan besar dan lama tegangan sentuh maksimum yang diperbolehkan seperti dalam tabel berikut ini. Berdasarkan tabel ini dapat dikatakan bahwa semakin tinggi tegangan sentuh semakin pendek waktu pemutusan yang dipersyaratkan bagi alat pengaman (proteksi)nya. Untuk tegangan sentuh kurang dari 50 V AC tidak ada persyaratan waktu pemutusannya, yang berarti bahwa tegangan itu diperkenankan sebagai tegangan permanen.
c.Tegangan Eksposur
Ketika terjadi gangguan tanah dengan arus yang besar akan memungkinkan timbulnya beda potensial antara bagian-bagian yang dilalui arus dan antara bagian-bagian yang yang tidak dilalui arus terhadap tanah yang disebut tegangan eksposur. Tegangan ini bisa menimbulkan busur tanah (grounding arc) yang memungkinkan terjadinya kebakaran atau ledakan. Arus gangguan tanah di atas 5 A cenderung tidak dapat padam sendiri sehingga menimbulkan potensi kebakaran dan ledakan. Dengan sistem pentanahan ini, membuat potensial semua bagian struktur, peralatan dan permukaan tanah menjadi sama (uniform) sehingga mencegah terjadinya loncatan listrik dari bagian peralatan ke tanah. Yang tidak kalah pentingnya adalah ketika terjadi gangguan tanah, tegangan fasa yang mengalami gangguan akan menurun. Penurunan tegangan ini sangat mengganggu kinerja peralatan yang sedang dioperasikan. Kejadian ini pula bisa mengganggu kerja paralel generator-generator sehingga secara keseluruhan akan mengganggu kinerja sistem tenaga.
Jadi secara singkat, pentanahan peralatan ini dimaksudkan untuk :
1. Mengamankan manusia dari sengatan listrik baik dari tegangan sentuh maupun tegangan langkah;
2. Mencegah timbulnya kebakaran atau ledakan pada bangunan akibat busur api ketika terjadi gangguan tanah;
3. Memperbaiki kinerja sistem.
Cara Pemasangan Hantaran Pentanahan
Untuk memilih macam elektrode bumi yang akan dipakai, harus diperhatikan terlebih dahulu kondisi setempat, sifat tanah dan tahanan pembumian yang diijinkan. Permukaan elektrode bumi harus berhubungan baik dengan tanah sekitarnya. Batu dan kerikil yang langsung mengenai elektrode bumi, akan memperbesar tahanan pembumian. Elektrode batang, dimasukkan tegak lurus ke dalam tanah dan panjang disesuaikan dengan tahanan pembumian yang diperlukan. Tahanan pembumian sebagian besar tergantung pada panjangnya dan sedikit bergantung pada ukuran penampangnya. Jika beberapa elektrode diperlukan untuk memperoleh tahanan pembumian yang rendah, maka jarak antara elektrode tersebut minimum harus dua kali panjangnya. Jika elektrode tersebut tidak bekerja efektif pada seluruh panjangnya, maka jarak minimum antara elektrode, harus dua kali panjang efektifnya.
Penghantar bumi harus dipasang sambungan yang dapat dilepas untuk keperluan pengujian tahanan pembumian, pada tempat yang mudah dicapai dan sedapat mungkin memanfaatkan sambungan yang karena susunan instalasinya memang harus ada. Sambungan penghantar bumi elektrode bumi, harus kuat secara mekanis dan menjamin hubungan listrik dengan baik, misalnya dengan menggunakan las, klem atau baut kunci yang tidak mudah lepas. Klem pada elektrode pipa, harus menggunakan baut dengan diameter minimal 10 mm.
Cara Penyambungan Hantaran Pentanahan
Hantaran tanah adalah hantaran yang menghubungkan bagian yang harus ditanahkan dengan elektroda pentanahan. Hantaran pentanahan dipasang bersama-sama dengan penghantar arus dalam satu saluran. Untuk komponen-komponen listrik yang dipasang tetap hubungan tanahnya dipasang langsung antara komponen-komponen tersebut dan hubungan tanahnyapun bersifat tetap. Bagi komponen-komponen yang dipasang tidak tetap misalnya mesin bor tangan, mesin gerinda dan lain sebagainya yang sumber listriknya dihubungkan melalui stop kontak, hubungan tanahnya melalui stop kontak dan stekernya.
Hantaran pentanahan harus mudah dilihat. Jika tertutup harus mudah dicapai dan harus terhindar dari bahaya mekanis maupun kimiawi. Sebaiknya hantaran pentanahan menggunakan kabel telanjang/kawat BC supaya mudah dikontrol. Jika terbungkus warna isolasi untuk hantaran tanah harus berwarna hijau kuning.
Semua sambungan termasuk sambungan antara elektroda dengan hantaran harus kuat dan dapat dialiri arus dengan baik. Untuk keperluan pengujian harus ada sambungan yang dapat dilepas dan dibuat di tempat yang mudah dicapai. Hantaran pentanahan jangan sampai putus, walaupun salah satu mesin hubungan pentanahannya sedang dilepas.
Ukuran penghantar tanah sekurang-kurangnya sama dengan penghantar motor dengan batas minimum 6 mm2. Misalnya penampang penghantar motor 16 mm2 penghantar pentanahannya juga harus 16 mm2. Akan tetapi bila motor menggunakan penampang 4 mm2, maka penampang penghantar pentanahannya harus 6 mm.
Penghantar pentanahannya harus dipasang sependek mungkin, lurus dan bebas induksi. Hantaran pentanahannya untuk aparat-aparat yang tidak tetap sekurang-kurangnya penampangnya 2,5 mm2.
Sebagai bentuk latihan, silahkan isi latihan soal di bawah ini untuk mengetahui pemahaman masing-maisng ...
Komentar
Posting Komentar