View
240
Download
5
Category
Preview:
DESCRIPTION
grounding
Citation preview
ELEKRODA PENTANAHAN
Sistem pentanahan berkaitan dengan suatu kawat metal yang mempunyai struktur
geometris yang berbeda, dimana kawat metal itu dikubur didalam tanah.
Elektroda pentanahan meliputi ukuran, bentuk, dan penempatannya adalah
sangat penting, tidak hanya untuk menghasilkan impedansi yang cukup rendah tetapi
untuk mengontrol bentuk medan listrik pada permukaan tanah.
Resistansi dari sistem elektroda pembumian dan arus ke dalam tanah metentukan
perbedaan tegangan antara sistem dengan tanah. Untuk arus gangguan yang besar,
tegangan ini menjadi sangat tinggi pada elekroda dan akan berkurang tergantung jarak
dari konduktor pembumian dan arus yang mengalir menjadi besar. Kenaikan potensial
tanah dapat dihasilkan pada situasi yang berbahaya.
Sebelum membahas persoalan yang lebih jauh, marilah kita membahas gambar 1.
Potensial sentuh adalah perbedaan tegangan antara gedung yang dibumikan dan orang
yang berdiri diatas tanah tanpa menyentuh jarak gedung. Potensial langkah adalah
tegangan antara kaki orang yang berdiri di atas tanah (kita asumsikan jaraknya adalah 1
meter). Potensial sentuh dan langkah maksimum dibatasi berbagai macam standart.
Sangat mungkin untuk mendapatkan impedansi rendah. Tipe bentuk medan yang
terbentuk ditunjukkan pada gambar 1 sebelah kiri. Bentuk lereng potensial pentanahan
adalah curam, tegangan sentuh dan tegangan langkah sangat tinggi sehingga tidak cocok
untuk memilih elektroda. Pada gambar 1 sebelah kanan menunjukkan akibat penambahan
guard ring sepanjang 1 meter diluar garis keliling dan dipendam sedalam 0.5 meter untuk
sistemnya. Hal ini tidak hanya mengurangi impedansi dan GPR (karena isi bumi
membawa arus yang besar), tetapi bentuk medan juga dikontrol guard ring mengurangi
tegangan langkah dan tegangan sentuh.
Seperti yang kita lihat, tegangan langkah dan tegangan sentuh di sekitar gedung
sangat kecil ketika earthing ring dipasang. Puncak dari potential mountain dibuat
menjadi lebar dan lebih flat oleh karakteristik bentuk cincin di tanah.
Cincin elektroda pembumian yang ditanam di sekitar gedung seharusnya berjarak 1
meter dari dinding luar. Ditanam yang dalam untuk memastikan tidak terpengaruh oleh
dinginnya musim dingin maupun tidak menjadi kering saat musim panas, dan kedalaman
paling tidak sekitar 0.5 meter. Earthing ring seharusnya dibuat dari tembaga dengan luas
penampang paling tidak sekitar 50 mm2.
Earth electrode ring harus dihubungkan ke jaringan penghubung dibawah gedung
dan menghubungkan jaringan di gedung bila bisa diterapkan. Hubungan antara ring dan
rest dari sistem pembumian harus dibuat pada beberapa titik.
Gambar 1.1 Struktur dasar sistem pentanahan
1. ELEKTRODE KAWAT HORISONTAL
2. ELEKTRODE BATANG VERTIKAL
Dipasang pada tanah yang homogen
Persamaan secara empiric dapat ditunjukkan seperti dibawah ini:
Perbedaan persamaan diatas dengan persamaan empirik berkirar kira-kira 10%
Untuk panjang electrode = 10 foot dan diameter electrode d= 1 inch dan jarak x
= maka:
Untuk jarak x = 2
Gambar 1-12. Beton Pentanahan yang Baik
Gambar 1-13. Tipe Instalasi Pentanahan yang Baik
catatan: makin dalam electrode ditanam tahanan pentanahannya semakin
kecil, tetapi ada batas minimal tahanan pentanahan yang bisa
dicapai oleh electrode batang.
Dua electrode parallel dengan jarak selebar s
Mengubah Konfigurasi
memodifikasi konfigurasi elektroda untuk dicocokkan dengan batasan menuju
keberhasilan resistansi yang diinginkan. Diusulkan alternatif khusus adalah:
Figure l-3. Minimum Earth Electrode Subsystem Configuration for Rectangular
Shaped Facility
Figure 1-4. Nomograph for Determining the Resistance to Earth
of a Single Ground Rod (1-1)
a. Mengubah jumlah batang ground
Contoh di atas menunjukkan bahwa lebih sedikit batang yang digunakan dan
masih ketemu tujuan 10-ohm. Seperti itu, jika batu karang muncul kepemukaan bumi
hadir pada poin-poin tertentu di sekitar garis kelilingakan bersifat menghilangkan
sebagian dari batang. Sejak 10 ohm (menginginkan hambatan efektif jaringan) adalah 31
persen dari 32 ohm (resistansi satu lo-foot batang di dalam tanah 10,000 ohm-cm),
Gambar 1-5 menunjukkan sedikitnya 3 batang akan bersifat bisa diterima. Pada sisi lain,
jika daya hambat tanah adalah sangat tinggi perlu batang lebih.
Figure 1-5. Effective Resistance of Ground Rods When
Arranged in a Straight Line or a Large Circle
Figure 1-6. Graph of Multiple-Rod Resistance Ratio (1-2)
Gunakan batang ground lebih panjang.
Batang lebih panjang dibanding 10 kaki (dapat direalisir dengan pengumpulan bagian lo-
foot) mungkin digunakan daya hambat tanah tinggi sebagai pengganti suatu jumlah lebih
besar batu karang lo-foot. Di mana tabel air tanah adalah lebih besar dari 10 kaki di
bawah permukaan pada musim tahun atau di mana garis beku adalah lebih besar dari 10
kaki, menggunakan batang yang lebih panjang untuk memelihara kontak dengan yang
selalu lembab, tanah tidak dibekukan. Menggunakan Gambar 1-4 untuk menaksir
kebutuhan panjangnya, memberi daya hambat tanah.
Gunakan grids atau kawat horisontal sebagai pengganti batang vertikal.
Di mana batuan dasar atau rintangan lain mencegah penggunaan yang efektif dari
batang vertikal, kawat horisontal, grids, atau radial harus digunakan. ( Lihat Volume I,
Bagian 2.6.1.2 untuk data disain dan penyamaan.)
Menurunkan daya hambat tanah melalui peningkatan kimia (penggaraman).
Di mana alternatif di atas tidaklah mungkin atau tidaklah hemat biaya,
peningkatan kimia sering satu-satunya pilihan yang ditinggalkan. Konsultasikan Volume
I, Bagian 2.9 sebelum memutuskan harus berbuat apa mengenai ini.
Tabel 1-1
Keuntungan Dan Kerugian Relatif Tipe Utama
Dari Electroda Pentanahan
Tipe Keuntungan Kerugian
Ground Cincin
Kawat Telanjang
Horisontal (Radial)
Disain secara langsung. Mudah
untuk menginstal (terutama sekali
ada di sekitar suatu fasilitas).
Perangkat keras siap tersedia.
Dapat diperluas untuk
menjangkau permukaan air di
bawah tanah.
Dapat mencapai resistansi rendah
di mana formasi batu karang
mencegah penggunaan batang
vertikal. Impedansi impuls
tidak bermanfaat jika formasi
batu karang besar
adalah dekat permukaan.
Subjek untuk fluktuasi
resistansi dengan tanah
kering.
Jaringan Horisontal
(Kawat Telanjang)
Batang Vertikal
Plat
Electroda Secara
Kebetulan (Kegunaan
rendah. Baik Rf counterpoise
ketika menempatkan pada pola
bintang.
Permukaan minimum gradien
potensial. Instalasi secara
langsung jika dilaksanakan
sebelum konstruksi. Dapat
mencapai resistansi rendah
berhubungan dengan area di mana
formasi batu karang mencegah
penggunaan batang vertikal.
Dapat dikombinasikan dengan
batang vertikal untuk
menstabilkan fluktuasi resistansi.
Disain secara langsung. Paling
mudah untuk menginstal
(terutama sekali ada di sekitar
suatu fasilitas). Perangkat keras
siap tersedia. Dapat diperluas
untuk menjangkau permukaan air
di bawah tanah
Dapat mencapai resistansi rendah
yang berhubungan dengan batas
area.
Dapat memperlihatkan resistansi
yang sangat rendah.
Subjek untuk fluktuasi
resistansi dengan tanah
kering jika batang vertikal
tidak digunakan.
Impedansi impuls tinggi.
Tidak bermanfaat di mana
formasi batu karang besar
adalah dekat permukaan.
Voltase Langkah di atas
permukaan tanah dapat
berlebihan di bawah arus
kesalahan tinggi atau selama
serangan kilat langsung.
Kebanyakan sukar untuk
menginstal.
Kecil atau tidak ada kendali
di atas perubahan masa
menyalurkan lewat
pipa, dasar bangunan,
tangki/tank yang
dikuburkan)
depan. Harus dipekerjakan
dengan electroda lain.
Tabel 1-21 Ukuran Conduktor yang Diijinkan Untuk Grounding pada Peralatan
Rating/Setting Automatis SIZE
Over Carrent pada Peralatan
Ampers Kawat Tembaga Kawat Tembaga/Tembaga
dengan Lapisan Alumunium
14 12 12
20 12 10
30 10 8
40 10 8
60 10 8
100 8 6
200 6 4
400 3 1
600 1 2/0
800 0 3/0
1000 2/0 4/0
1200 3/0 250MCM
1600 4/0 350MCM
2000 250 MCM 400
(1).Dimana konduktor dari peralatan yang digrounding adalah konduktor yang
terpisah ,ferifikasi konduktor yang melalui pipa ,rak kabel.Misalnya
konduktor fasa dan netral.
(2).Ferifikasi grounding pada peralatan pada bagian belakang box panel.
(3).Ferifikasi ukuran dari konduktor pada peralatan yang digrounding,jika lebih
besar lihat pada tabel 1-21
(4).Ferifikasi conductor netral dan tidak boleh terhubung dengan body pada
panel peralatan.Untuk lebih akurat dapat diukur dengan ohm meter.
Sistem pentanahan pada tanah berlapis
Pemilihan sistem pentanahan sangat dipengaruhi oleh kondisi tanah. Hal ini
mengakibatkan perbedaaan tipe pentanahan pada tiap tipe tanah. Sebagai contoh
adalah sistem pentanahan pada tanah berlapis berikut :
Gambar 5-3. Sistem pentanahan pada tanah berlapis.
Lapisan atas tanah yang berisitifitas lebih tinggi dari yang bawah, biasa ditemukan
pada tanah berpasir diatas dan tanah liat di bagian bawah. Pada kondisi ini perbedaan
resistifitas bisa mencapai ribuan m. Sistem pentanahan yang efektif mereduksi
tegangan adalah menggunakan tiang vertikal dengan sedikit saja menyentuh tanah
lapisan bawah.
Sedangkan untuk tanah yang berlawanan, maka sistem yang lebih baik digunakan
adalah struktur pentanahan horisontal yang ditanam pada tanah lapisan atas.
5.4. Penentuan jarak efektif struktur pentanahan dan persamaan empirisnya.
Jarak yang efektif dari kawat tanah termasuk bagian penting dari perencanaan
pembuatan sistem pentanahan. Bukan sekedar penghematan bahan dan dana, tetapi
juga pada perlindungan manusia dan peralatan.
5.4.1. Jarak efektiv kawat pentanahan horisontal.
Secara teori, ada beberapa definisi untuk menentukan jarak aman kawat
horisontal. Yaitu :
1. Jarak efektif dari titik injeksi arus sampai tegangan tersalurkan adalah 3% dari
nilai arus masuk.
2. Jarak efektif adalah jarak dimana tidak terjadi reduksi dari penghantaran
impedansi yang terjadi.
3. Jarak efektif adalah jarak bebas dari penghantaran injeksi tegangan maksimum.
Dari ketiga definisi ini dapat disimpulkan bahwa jarak efektif kawat pentanahan
horisontal pada saat terjadi impedansi injeksi maksimum adalah 3% lebih jauh
dibandingkan nilai puncak yang ditimbulkan penghantaran impedansi maksimum.
ELEKTRODE PENTANAHAN PLATE (pelat)
Elektrode plate adalah bahan penghantar berbentuk pelat atau kasa yang ditanam
tegak. Luas minimum 0,5 mm2 dan tebal minimal 1mm, jarak minimum 3 m ditanam 1-
5m.
Besar tahanan elektrode pelat sesuai persamaan:
R = 0,25 /(1,13 D) Dimana:
D = Panjang sisi pelat
ELEKTRODE PITA Elektrode pita adalah bahan penghantar terbuat dari bahan tembaga, dipilin,
ditanam pada teneh spesifikasi yang kecil, mempunyai lebar 25 mm, tebal 3-4mm, ditanam 50 mm. Besar tahanan elektrode pita sesuai persamaan:
R = C (2 )/L
Dimana:
L= panjang pita
C= konstanta
ELEKTRODE PENTANAHAN ELEKTROLIT
Recommended