Grounding
atau Pentanahan
Apa itu pentanahan???
Penghubungan bagian-bagia peralatan listrik yang pada keadaan normal
tidak dialiri arus. Tujuannya adalah untuk membatasi tegangan antara
bagian-bagian peralatan yang tidak dialiri arus, dan antara bagian-bagian
tersebut dengan tanah, sampai pada suatu nilai yang aman untuk semua kondisi
operasi, baik kondisi normal maupun saat terjadi gangguan.
Apa saja yang harus ditanahkan?????
a) Semua bagian instalasi yang terbuat dari logam (menghantar
listrik) dan dengan mudah bisa disentuh manusia. Hal ini perlu agar potensial
dari logam yang mudah disentuh manusia selalu sama dengan potensial tanah
(bumi) tempat manusia berpijak sehingga tidak berbahaya bagi manusia yang
menyentuhnya.
b) Bagian pembuangan muatan listrik (bagian bawah) dari
lightning arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungsi
dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari petir ke tanah
(bumi) dengan lancar,
c) Kawat petir yang ada pada bagian atas saluran transmisi.
Kawat petir ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena
letaknya yang ada di sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki tiang
transmisi harus ditanahkan agar petir yang menyambar kawat petir dapat disalurkan
ke tanah dengan lancar melalui kaki tiang saluran transmisi.
d) Titik netral dari transformator atau titik netral dari
generator. Hal ini diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya
yang menyangkut gangguan hubung tanah.Dalam praktik, diinginkan agar tahanan
pentanahan dari titik-titik pentanahan tersebut di atas tidak melebihi 4 ohm.
Secara
teoritis, tahanan dari tanah atau bumi adalah nol karena luas penampang bumi
tak terhingga. Tetapi kenyataannya tidak demikian, artinya tahanan pentanahan
nilainya tidak nol. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya tahanan kontak
antara alat pentanahan dengan tanah di mana alat tersebut dipasang (dalam
tanah).
Mengapa harus ditanahkan???
Pada saat terjadi gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke
tanah akan menimbulkan perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang disebabkan
karena adanya tahanan tanah. Bila arus hubung-singkat ke tanah dipaksakan
mengalir melalui tanah dengan tahanan yang tinggi, maka hal tersebut akan
menimbulkan perbedaan tegangan yang besar dan bisa jadi berbahaya. Oleh sebab
itu diperlukan sistim pentanahan yang berguna untuk memperoleh tegangan
potensial yang merata dalam suatu bagian struktur dan peralatan, serta untuk
memperoleh jalan balik arus hubung-singkat/arus gangguan ke tanah yang memiliki
resistansi rendah."
SYARAT –
SYARAT SISTEM PENTANAHAN YANG EFEKTIF
Tahanan pentanahan harus memenuhi syarat yang
di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian Elektroda yang ditanam dalam tanah
harus :
Bahan Konduktor yang baik
Tahan Korosi
Cukup Kuat
Jangan sebagai
sumber arus galvanis
Elektroda harus
mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya.
Tahanan pentanahan
harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.
Biaya pemasangan
serendah mungkin.
Alat apa saja yang
dipakai dalam pentanahan????
1. Batang pentanahan tunggal (single grounding rod).
2. Batang pentanahan ganda (multiple grounding rod). Terdiri
dari beberapa batang tunggal yang dihubungkan paralel.
3. Anyaman pentanahan (grounding mesh), merupakan anyaman
kawat tembaga.
4. Pelat pentanahan (grounding plate), yaitu pelat tembaga.
FAKTOR-FAKTOR YANG MENENTUKAN TAHANAN PENTANAHAN
Tahanan pentanahan suatu elektroda tergantung pada tiga
faktor :
Tahanan elektroda
itu sendiri dan penghantar yang menghubungkan ke peralatan yang ditanahkan.
Tahan kontak antara
elektroda dengan tanah.
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).
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 :
sifat geologi
tanah
Komposisi zat
kimia dalam tanah
Kandungan air tanah
Temperatur tanah
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.
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.
ELEKTRODA PENTANAHAN
Jenis Elektroda pentanahan
Pada dasarnya ada 3 (tiga) jenis elektroda yang digunakan
pada sistem pentanahan yaitu :
Elektroda Batang
Elektroda Pelat
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.
PENGKONDISIAN TANAH
Bagi daerah – daerah yang
mempunyai struktur tanah dengan tahanan jenis tanah yang tinggi untuk
memperoleh tahanan pentanahan yang diinginkan seringkali sukar diperoleh. Ada
tiga cara untuk mengkondisikan tanah agar pada lokasi elektroda ditanam tahanan
jenis tanah menjadi rendah, yaitu :
Dengan membuat lubang penanaman
elektroda yang lebar dan dimasukkan mengelilingi elektroda tersebut bahan –
bahan seperti tanah liat atau cokas. Mengelilingi elektroda pada statu jarak
tertentu diberi zat-zat nimia yang mana akan memperkecil tahanan jenis tanah di
sekitarnya. Zat-zat nimia yang biasa di pakai adalah sodium chloride, calsium
chloride, magnesium sulfat, dan coper sulfat Dengan Bentonite.
Bubuk bentonita
bersifat mengabsorb air, karena itu dengan mencampur bubuk bentonite, garam
dapur dan air maka campuran bentonite tersebut dapat menghasilkan tahanan jenis
tanah yang rendah. Dengan menanamkan campuran bentonite tersebut disekeliling
elektroda maka tahanan pentanahandapat diperkecil 1/10 – 1/15 kali.
Komposisi campuran
bentonite menurut perbandingan :Bentonite : garam dapur : air = 1 : 0,2 : 2
