sistem pentanahan pembumian titik netral

5/25/2018 Sistem Pentanahan Pembumian Titik Netral

1/52

PT PLN (Persero)

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN

Belajar Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai Nilai Perusahaan

Grounding System


2/52

PT PLN (Persero)



Pokok Bahasan

I. Netral Grounding System (Sistem Pentanahan/ Pembumian Titik Netral)1.1. Umum/ Pendahuluan

1.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral Sistem

1.3 Sistem yang tidak ditanahkan (Float ing Groundin g)

1.4. Metoda Pentanahan Titik Netral

1.5. Pentanahan Langsung

1.6. Pentanahan Netral dengan Tahanan

1.7. Batasan Operasi NGR

1.8. Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen1.9. Trafo Pentanahan

1.10. Penetapan Sistem Pentanahan di Indonesia

II. Pentanahan Peralatan (Grounding Equipment)

2.1. Pengertian Pentanahan Peralatan

2.2. Tujuan pentanahan peralatan

2.3. Tahanan Pentanahan2.4. Exposur Tegangan (Voltage Exposure)

2.5. Pengaruh tahanan pentanahan terhadap system tenaga listrik

2.6. Pengaruh Tahanan Pentanahan Yang Kecil Pada Sistem

2.7. Macam-Macam Elektroda Pentanahan

2.8. Metode/Cara Pentanahan

2.9. Tahanan Jenis Tanah

2.10. Pengukuran Tahanan Pentanahan


3/52

PT PLN (Persero)



GROUNDING SYSTEM

(SISTEM PENTANAHAN/PEMBUMIAN)

I. Netral Grounding System (SistemPentanahan/ Pembumian Titik Netral)

II. Grounding Equipment (Pentanahan /Pembumian Peralatan)


4/52

PT PLN (Persero)



I. NETRAL GROUNDINGSYSTEM

(SISTEM PENTANAHAN

/PEMBUMIAN TITIK NETRAL)


5/52

PT PLN (Persero)



TUJUAN PENTANAHAN TITIK NETRAL SISTEM

Menghilangkan gejala-gejala busur api padasuatu sistem.

Membatasi tegangan pada fasa yang tidakterganggu (pada fasa yang sehat).

Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanandalam penyaluran tenaga listrik.

Mengurangi/membatasi tegangan lebihtransient yang disebabkan oleh penyalaanbunga api yang berulang-ulang (restrike

ground fault). Memudahkan dalam menentukan sistem

proteksi serta memudahkan dalammenentukan lokasi gangguan.


6/52

PT PLN (Persero)



SISTEM YANG TIDAK DITANAHKAN

(FLOATING GROUNDING)

Suatu sistem dikatakan tidak diketanahkan(f loat ing grounding) atau sistem delta. Jika tidakada hubungan galvanis antara sistem itu dengantanah.

Contoh Sistem yang Tidak ditanahkan

Sistem tegangan primer

Trafo

Sistem tegangan sekunder

Trafo

TanahTanah

Tidak ada hubungan

galvanis

Tidak ada hubungan

galvanisTRAFO

TENAGA


7/52

PT PLN (Persero)



Metoda Pentanahan Titik Netral

Pentanahan melalui tahanan (resistancegrounding)

Pentanahan melalui reaktor (reactorgrounding)

Pentanahan langsung (effective grounding)

Pentanahan melalui reaktor yang

impedansinya dapat berubah-ubah (resonantgrounding) atau pentanahan dengankumparan Petersen (Petersen Coil).


8/52

PT PLN (Persero)



PENTANAHAN TITIK NETRAL TANPA IMPEDANSI

(PENTANAHAN LANGSUNG/SOLID GROUNDING)

Sistem pentanahan langsung adalah dimana titik netrralsistem dihubungkan langsung dengan tanah, tanpamemasukkan harga suatu impedansi.

Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral TanpaImpedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)

R

S

T

N

ZR

Zs

ZT


9/52

PT PLN (Persero)



PENTANAHAN TITIK NETRAL TANPA IMPEDANSI

(PENTANAHAN LANGSUNG/SOLID GROUNDING)

Keuntungan : Tegangan lebih pada phasa-phasa yang tidak

terganggu relatif kecil

Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi

gangguan dapat dipermudah, sehingga letakgangguan 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 didekatnyadan kerusakan peralatan listrik yang dilaluinya


10/52

PT PLN (Persero)



PENTANAHAN TITIK NETRAL MELALUI TAHANAN

(RESISTANCE GROUNDING)

Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding)yang dimaksud adalahsuatu sistem yang mempunyai titik netraldihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor), sebagaicontoh terlihat pada gambar dibawah ini

Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan(Resistor)

Groundng

Resistor

R

S

T


11/52

PT PLN (Persero)





Secara umum harga tahanan yang ditetapkan padahubung netral adalah

dimana :R = Tahanan ( Ohm )

Ef = Tegangan fasa ke netral

I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.

R = Ohm

I

Ef


12/52

PT PLN (Persero)



Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai

1. jenis logam (metalic resistor), perhatikan gambar dibawah ini

jenis logam (metal ic resistor)


13/52

PT PLN (Persero)



Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai

2. jenis cairan (liquid resistor), perhatikan gambar dibawah ini

jenis cairan (l iquid resisto r)


14/52

PT PLN (Persero)





- Keuntungan :

Besar arus gangguan tanah dapat diperkecil

Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arusgangguan tanah kecil.

Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arusgangguan yang melaluinya.

- Kerugian :

Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan

selama terjadinya gangguan fasa ke tanah.

Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaanrele pengaman menjadi berkurang dan lokasi gangguantidak cepat diketahui.


15/52

PT PLN (Persero)



Grounding

Resistor

R

S

T

Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan (Resistor)




16/52

PT PLN (Persero)



Secara umum harga tahanan yang ditetapkanpada hubungan netral adalah :

R = Ohm

dimana : R = Tahanan ( Ohm )

Ef = Tegangan fasa ke netral I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.

I

Ef


17/52

PT PLN (Persero)



Besarnya tahanan pentanahan NGR pada

sistem tenaga listrik (contohnya di PLNP3B Jawa Bali Region Jabar), adalah

sebagai berikut :

Sistem 70 kV sebesar 62 Ohm

Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42

Ohm.

1. Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai

adalah jenis logam (metalic resistor) atau

jenis cairan (liquid resistor),


18/52

PT PLN (Persero)



NGR Jenis Metalic

NGR Jenis Liquid


19/52

PT PLN (Persero)



Pada gambar ini tunjukan

mana yang dimaksudNGR ?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO TENAGA

DENGAN NGR

(Netral Grounding Resistor)


20/52

PT PLN (Persero)



Fungsi NGR :

Untuk menghambat ataumembatasi arus hubungsingkat satu fasa ketanah,sehingga nilainyadibawah arus Nominal

Trafo.

BATASANOPERASINYA

BAGAIMANA ?

NGR (Netral Grounding Resistor)


21/52

PT PLN (Persero)



BATASAN OPERASI NGR

Contoh :Trafo tenaga 150/70 kV, 100 MVA

Batasan Operasi NGR:

Tegangan : 70 kV

Tahanan : 62 Ohm

Arus Nominal : 650 A

Waktu : 10 Second

Trafo tenaga 150/20 kV, 30MVA

Batasan Operasi NGR :

Tegangan : 20 kVTahanan : 13 Ohm

Arus Nominal : 870 A

Waktu : 5 SecondNGR (Netral Grounding Resistor)


22/52

PT PLN (Persero)



Keuntungan & kerugian

Pentanahan dengan NGRKeuntungan :

Besar arus gangguan tanah dapat diperkecil

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 danlokasi gangguan tidak cepat diketahui.


23/52

PT PLN (Persero)



Pentanahan Titik Netral Melalui

Kumparan Petersen Sistem pentanahan dengan kumparan

Petersen adalah dimana titik netral

dihubungkan ke tanah melalui kumparanPetersen (Petersen Coil). Kumparan

Petersen ini mempunyai harga reaktansi

(XL) yang dapat diatur denganmenggunakan Tap.

Meningkatkan kompetensi menawarkan solusi Anton Suranto


24/52

PT PLN (Persero)




Kumparan Petersen

TRAFO

TENAGA

Sistem tegangan 70 kVLamajan

Sistem tegangan 30 kV Plengan-Lamajan

RESISTOR

Kumparan

Petersen

Contoh Pemasangan Pentanahan Titik Netral dengan

Kumparan Petersen.


25/52

PT PLN (Persero)




Kumparan Petersen

Kumparan Petersen

R

S

T

Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen

( )


26/52

PT PLN (Persero)



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 ketanah.

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 (P )


27/52

PT PLN (Persero)



Transformator Pentanahan

Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidakterdapat titik netral, sedangkan sistem itu harusdiketanahkan, maka sistem itu dapat ditanahkan

dengan menambahkan TransformatorPentanahan (grounding transformer).

Transformator pentanahan itu dapat terdiri daritransformator Zig-zag atau transformator

bintang-segitiga (Y-). Trafo pentanahan yangpaling umum digunakan adalah transformatorzig-zag tanpa belitan sekunder.

PT PLN (P )


28/52

PT PLN (Persero)



Transformator Pentanahan

TRAFO

PENTANAHAN

Sistem tegangan 70 kV

RESISTOR

TRAFO DAYA

contoh gambar pemasangan Trafo Pentanahan

PT PLN (P )


29/52

PT PLN (Persero)



Penetapan Sistem

Pentanahan di Indonesia Sistem 150 KV

Pentanahan netral sistem 150 KV beserta

pengamannya ditetapkan sebagaiberikut:

1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah

pentanahan efektif (Pentanahan langsung).2. Pengaman sistem dilaksanakan dengan

pemutus cepat dan penutup cepat

PT PLN (Persero)


30/52

PT PLN (Persero)



Sistem 66 KV

Pentanahan netral sistem ini beserta

pengamannya ditetapkan sebagai

berikut:1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah

pentanahan dengan tahanan

2. Pengamanan sistem dilaksanakan dengan

pemutus cepat dan penutup cepat

PT PLN (Persero)


31/52

PT PLN (Persero)



Sistem 20 KV

Pentanahan netral sistem 20 KV beserta pengamannyaditetapkan sebagai berikut :

1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan

tahanan.Pengaman Sistem Dilaksanakan Sebagai Berikut :a. Bagi saluran udara maupun saluran dalam tanah dipakai pemutus

dengan rele arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa kefasa dan rele tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ketanah. Pada gardu distribusi dipasang penunjuk gangguan.

b. Bagi saluran udara dipakai pula penutup cepat atau lambat,sedang bagi saluran dalam tanah tidak dipakai penutup kembali.

PT PLN (Persero)


32/52

PT PLN (Persero)



Ketetapan SPLN 26:1980 mengenai besar

tahanan pentanahan sebagai berikut : Tahanan rendah 12 ohm dan arus gangguan tanah

maksimum 1000 ampere dipakai pada jaringan kabeltanah

Tahanan rendah 40 ohm dan arus gangguan maksimum300 ampere dipakai pada jaringan saluran udara dancampuran saluran udara dengan kabel tanah

Tahanan tinggi 500 ohm dan arus gangguan maksimum25 ampere dipakai pada saluran udara

PT PLN (Persero)


33/52

PT PLN (Persero)



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 diPulau Jawa sudah dilakukan dengan

sistem pentanahan Solid Grounding

(pentanahan langsung).

PT PLN (Persero)


34/52

PT PLN (Persero)



II. GROUNDING EQUIPMENT

(PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN)

Pengertian Pentanahan Peralatan Pentanahan peralatan adalah pentanahan yang

menghubungkan body/ kerangka/ bagian dari peralatanlistrik terhadap ground (tanah).

Pentanahan ini pada kerja normal tidak dilalui arus.

TRAFO

DAYAPentanahan

Peralatan

Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan

PT PLN (Persero)


35/52

PT PLN (Persero)



Tujuan pentanahan peralatan adalah

sebagai berikut :1. Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut

listrik yang berbahaya bagi manusia.

2. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentubaik besarnya maupun lamanya dalam

keadaan gangguan tanah tanpa

menimbulkan kebakaran atau ledakan pada

bangunan atau isinya.3. Untuk memperbaiki penampilan

(performance) dari sistem.

PT PLN (Persero)


36/52

PT PLN (Persero)



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

Luas penampang elektroda pentanahan

PT PLN (Persero)


37/52

( )



Harga pentanahan makin kecil makin baik.

Untuk perlindungan personil dan peralatan

perlu diusahakan tahanan pentanahan lebihkecil dari 1 Ohm.

Untuk memahami mengapa tahanan pentanahan

harus rendah, dapat digunakan hukum Ohm yaitu:

dimana :

E = tegangan (volt)

I = Arus (ampere)

R = Tahanan (ohm)

E = I x R volt

PT PLN (Persero)


38/52

( )



Badan motor

Gangguan

Motor

Listrik

20 ohm

4 ohm

Sumber 415 volt, 240 volt

terhadap tanah

Bagian logamyang

diketanahkan

Tahanan ke tanah

yang sebenarnya

Contoh/ Ilustrasi Gangguan pada tahanan pentanahan yang tinggi.

PT PLN (Persero)


39/52

( )



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 menjadibertegangan yang sama dengan teganganperalatan. Untuk mencegah terjadinya

tegangan kejut yang berbahaya kerangkaperalatan metal peralatan tersebut harusdihubungkan ke tanah melalui impedansiyang rendah.

PT PLN (Persero)


40/52



Pengaruh Tahanan Pentanahan yang

Besar Terhadap Sistem Tenaga

Listrik

1. Makin besar tahanan pentanahan, tegangan sentuh

makin besar

2. Makin besar tahanan pentanahan pada tiangtransmisi, makin besar tegangan puncak tiang

3. Makin besar tahanan pentanahan pada tiang

tranmisi, makin banyak jumlah Isolator yang harus

dipasang (jumlah isolator makin panjang).4. Tahanan pentanahan mempengaruhi penampilan

saluran (line Performance).

PT PLN (Persero)


41/52



Pengaruh Tahanan Pentanahan

Yang Kecil Pada Sistem TenagaListrik

1. Mengurangi tegangan pada puncak tiang

2. Mengurangi tegangan pada kawat penghantar

3. Mengurangi tegangan pada isolator

4. Mengurangi gangguan sampai beberapa

gawang5. Mengurangi waktu berlangsungnya tegangan

merusak (Break Down voltage).

PT PLN (Persero)


42/52



Macam-Macam Elektroda Pentanahan

Pada dasarnya terdapat tiga macam elektrodapentanahan 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

Bentuk Radial Bentuk Grid Bentuk Lingkaran

PT PLN (Persero)


43/52



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)


44/52



Elektroda pelat, berupa pelat yang

ditanam tegak lurus dalam tanah sepertipada gambar

Cara Penanaman elektroda pelat

PT PLN (Persero)


45/52



Metode/Cara Pentanahan1. Pentanahan dengan Driven Ground.

Adalah pentanahan yang dilakukan dengan caramenancapkan batang elektroda ke tanah.

Pentanahan dengan Driven Ground

S

Satu Batang Elektroda Dua Batang Elektroda

PT PLN (Persero)



46/52



2. 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

PT PLN (Persero)



47/52



Pentanahan dengan counter poise biasanyadigunakan 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)



48/52



3. Pentanahan Dengan Mesh atau Jala Adalah cara pentanahan dengan jalan memasang

kawat elektroda membujur dan melintang di bawahtanah, yang satu sama lain dihubungkan di setiaptempat sehingga membentuk jala (Mesh).

Sistem pentanahan Mesh biasanya dipasang digardu induk dengan tujuan untuk mendapatkanharga tahanan tanah yang sangat kecil (kurang dari

1 ohm).

Gambar Pentanahan dengan mesh atau jala

PT PLN (Persero)



49/52



Tahanan Jenis Tanah

Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yangterbatas tergantung dari beberapa faktor, yaitu :

Jenis tanah = tanah liat, berpasir, berbatu, dll Lapisan tanah = berlapis-lapis dengan tahanan jenis

berlainan atau uniform. Kelembaban tanah

Temperatur.

Harga tahanan jenis selalu bervariasi sesuai dengankeadaan pada saat pengukuran. Makin tinggi suhu

makin tinggi tahanan jenisnya. Sebaliknya makin lembabtanah itu makin rendah tahanan jenisnya.

PT PLN (Persero)



50/52



Tahanan Jenis Tanah

JENIS TANAH TAHANAN JENIS TANAH (OHM M)

TANAH RAWA 30

TANAH LIAT DAN TANAH LADANG 100

PASIR BASAH 200

KERIKIL BASAH 500

PASIR DAN KERIKIL KERING 1,000

TANAH BERBATU 3,000

PT PLN (Persero)



51/52



Pengukuran Tahanan

Pentanahan Untuk mengukur tahanan pentanahan

digunakan alat ukur megger tanah

(Earth Resistance Tester). Carapenggunaan "Earth Resistance

Tester" akan dijelaskan lebih lanjut

pada materi yang lain

PT PLN (Persero)



52/52


TERIMAKASIH

sistem pentanahan pembumian titik netral

Documents