Pentanahan 2

1. Pentan tanahan han

Sistem pentanahan merupakan tindakan pengamanan terhadap keada keadaan an tak tak norma normal,l, salah salah satuny satunyaa yaitu yaitu berfu berfungs ngsii sebag sebagai ai saran saranaa mengalirkan arus gangguan kedalam tanah, hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan sistem pentanahan adalah tidak timbulnya bahaya tegang tegangan an pada pada fasa-f fasa-fasa asa yang yang tidak tidak tergan tergangg gguu dan timbu timbulny lnyaa arus arus gangguan yang besar. Pada sistem tenaga atau sistem distribusi yang mempunyai arus gangguan fasa ke tanah lebih besar dari 5 ohm harus ditanahkan, hal ini untuk mencegah tegangan lebih peralihan yang besar yang disebabkan oleh busur tanah (arcing grounds). Dengan cara pengetanahan netral sistem tersebut, maka arus gangguan yang terjadi tidak hanya tergantung  pada impedansi impedansi alat pengetana pengetanahan. han. erdapat dua jenis pentanahan, yaitu pentanahan sistem dan  peralatan  peralatan peralatan. peralatan. Dimana pentanahan pentanahan sistem dan pentanahan pentanahan  peralatan  peralatan memiliki fungsi yang berbeda. Dalam merencanakan merencanakan suatu system pentanahan kita harus mempertimbangkan tipe dari grounding yang akan digunakan hal ini dikarenakan ada jenis tanah yang berbeda. dan beberapa tipe elektroda pentanahan Pada !ardu rafo iang mempunyai beberapa bagian yang harus diketanahakan. "dapun untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar single line berikut ini.

!ambar #$. Single line pengetanhan !ardu rafo iang %erdasarkan gambar #$ diatas maka dapat dilihat bah&a terdapat dua jenis pentanahan yaitu pentanahan sistem dan peralatan. "dapun yang termasuk pentanhan sistem adalah pentanahan titik netral trafo dan rel busbar pada P'% , sedangkan sedangkan yang termasuk pentanahan pentanahan peraltan adalah arester, body trafo dan P'% . ungsi pembumian pembumian pada gardu gardu tiang transformator transformator ialah ialah untuk  membatasi tegangan yang timbul di antara peralatan dengan tanah dan meratakan gradien tegangan yang timbul pada permukaan tanah aakibat kesalaha kesalahann atau arus balik yang yang mengalir mengalir dalarn tanah. tanah. %atas-bata %atas-batass

tegangan yang dii jinkan adalah tegangan yang cukup aman bagi orang yang berada di sekitar gardu tiang transformator. a. uju ujuan an pemb pembum umia iann * +. ence encega gahh terjad terjadiny inyaa tegan teganga gann kejut kejut listrik listrik ( tegan tegangan gan sentuh sentuh ) atau yang berbahaya untuk orang dalam daerah itu. #. ntuk ntuk mem memung ungkin kinkan kan timbuln timbulnya ya arus arus terte tertentu ntu baik besar besarnya nya maup ma upun un lama lamany nyaa dala dalarn rn kead keadaa aann gang ganggu guan an tana tanahh tanp tanpaa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya. $. ntuk ntuk memperb memperbaiki aiki performa performance nce dari sistem sistem !angguan Pada !ardu rafo iang Secara Secara urnum urnum gangg ganggua uann yang yang dapa dapatt terjad terjadii pada pada salur saluran an distribusi terbagi atas empat, yaitu* +. !ang !anggu guan an line line-g -gro roun undd (fas (fasaa ke tana tanah) h).. !ang !anggu guan an ini ini terj terjad adii apabila terdapat satu konduktor yang rnenyentuh ground atau rnenyentuh kabel netral. #. !angguan !angguan line-l line-line ine (fasa (fasa ke fasa). fasa). !angguan !angguan ini terjad terjadii apabila apabila konduktor atau sistem dua fasa atau sistem tiga fasa mengalami hubung singkat. $. Double Double line to ground. ground. !anggua !angguann ini terjadi terjadi apabila apabila terdapa terdapatt dua konduktor konduktor yang mengalarni hubung singkat dan juga rnenyentuh rnenyentuh ground. . !angguan !angguan tiga fasa fasa ke tanah tanah atau atau tidak tidak ke tanah tanah ($ ($

φ  ).

1. Pent Pentan anah ahan an arre arrest ster er

!ambar #. Skema Sambaran Petir yang Dialihkan  Arrester ke anah erminal pentanahan arrester diinterkoneksikan dengan terminal pentanahan pentanahan tangki trafo . ahanan pentanahan arrester  yang diijinkan sebesar # /hm

2. Penta Pentanah nahan an titk titk netra netrall trafo trafo

Gambar 25. pentanahan titik netral trafo

Pentanahan secara langsung (tanpa tahanan) pada titik  netral trafo ini dimaksudkan untuk memperoleh hasil optimum. ntuk jaringan hubung bintang tiga fasa empat ka&at (multi grou ground nded ed)) di pasa pasang ng sepa sepanj njan angg jari jaring ngan an.. %ias %iasany anyaa tah tahanan anan elektroda dari bumi ke tanah di setiap titik pentanahan di batasi maksimum 5 /hm,  /hm,   sedangkan arus gangguan ke tanah tidak  dibatasi.

2.4 Metode Pengetanahan di Indonesia.

Sesuai standart P01, yaitu SP01 # * +234, telah ditetapkan metode  pengetanahan untuk sistem-sistem +567, 88 67 dan # 67. "dapun pola kriteria,  pertimbangan penerapan dan penerapan pengetanahan diberikan diba&ah ini * Pola kriteria :

9ang menjadi kriteria dalam perencanaan ialah keandalan yang tinggi dengan memeperhatikan faktor keselamatan manusia dan ekonomi * a. aktor kehandalan sistem ini meliputi antara lain * +. Pemilihan cara pembumian netral sistem dan pengamananya #. Penyesuaiannya pada interkoneksi  b. aktor keselamatan ialah usaha keselamatan manusia dalam keadaan ada ganguan maupun tidak ada gangguan. c. aktor ekonomis dengan biaya in:estasi * +. Pemilihan pengetanahan netral sistem dan pengamanannya #. Pemilihan ingkat ;solasi Dasar (%;0) pada peralatan utama dan koordinasi isolasinya. Pertimbangan Penerapan

Pembumian efektif pada sistem +5 67 memberikan keandalan yang tinggi dan keuntungan faktor ekonomi yang menonjol dari  pengurangan tingkat isolasi. "rus gangguan yang besar diimbangi dengan kecilnya angka keluar (outgate rate), sehingga faktor keselamtan tetap terjamin. Pada sistem 88 67, pembumian dengan tahanan memberikan keuntungan sebagai berikut *

a. 6eandalan sistem ini lebih baik daripada pembumian dengan kumparan Petersen, terutama bagi jaringan yang luas. 6eandalan sistem ini sama dengan keandalan dari sistem dengan pembumian yang lain.  b. 6eselamatan lebih baik daripada cara pembumian efektif, karena arus gangguan yang kecil.
a. Sistem +5 k7 Pengetanahan netral system +5 k7 beserta pengamanannya ditetapkan sebagai berikut * +. Pembumian netral untuk sistem ini adalah pembumian efektif. Penambahan reaktansi pada netral sistem ini dimungkinkan selama  persyaratan pembumian efektif dipenuhi. #. Pengamanan sistem tersebut di atas dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup cepat.  b. Sistem 88 67

Pembumian netral sistem 88 67 beserta pengamannya, ditetapkan sebagai berikut * +. pembumian netral untuk sistem ini adalah dengan tahanan #. pembumian sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan  penutup cepat c. Sistem # 67 Pembumian netral sistem # k7 beserta pengamanannya. ditetapkan sebagai berikut +. Pembumian netral untuk sistem ini adalah pembumian dengan tahanan #. Pengamanan sistem dilaksanakan sebagai berikut* a. %agi saluran udara maupun saluran dalam tanah dipakai  pemutus dengan relay arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasa dan relay tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Pada gardu distribusi dipasang penunjuk  gangguan.  b. %agi saluran udara dipakai pula penutup cepat atau lambat, sedang bagi saluran dalam tanah dipakai penutup kembali. Metode Pengetanahan Sistem JM

Pada sistem egangan enengah sampai dengan # k7 harus selalu diketanahkan karena menjaga kemungkinan kegagalan sangat besar  oleh tegangan lebih transient tinggi yang disebabkan oleh busur tanah (arching ground atau restriking ground faults). ntuk itu pengetanahan yang sesuai dengan kreteria adalah * Pembumian < dilakukan pada titik bintang transformator  tenaga, yaitu dapat dilihat pada gambar #8.

Gambar 2!. "spek Pembumian pada JM

6eterangan * =>? rendah * , # /hm =>? tinggi * 5 /hm =>? kecil * @ @ @ @ =>? besar * engambang Pentanahan

netral

sistem

# 67 beserta pengamannya

 berdasarkan SP01 #8*+24 telah ditetapkan besar tahanan pentanahan sebagai berikut* +. ahanan rendah +# ohm dan arus gangguan tanah maksimum + ampere dipakai pada jaringan kabel tanah. #. ahanan rendah  ohm dan arus gangguan maksimum $ ampere dipakai pada jaringan saluran udara dan campuran saluran udara dengan kabel tanah. $. ahanan tinggi 5 ohm dan arus gangguan maksimum #5 ampere dipakai pada saluran udara dan jaringan kabel tanah.

Pengatanahan untuk sistem distribusi saluran udara ( S ) dan sistem yang disuplai dengan trafo dengan pengaman lebur pada sisi primer   perlu memberikan arus gangguan yang cukup untuk melebur pengaman leburnya. 1. # $ 12 ohm% sistem & fasa% & ka'at untuk (aringan kabel tanah. 2. # $ 4) ohm% sistem & fasa% & ka'at untuk saluran udara.

Sistem ini terdapat pada sistem distribusi yang ada di banyak  tempat di ;ndonesia kecuali
a. Pengetanahan ahanan rendah +# /hm dan arus gangguan tanah maksimum tiap Phasa +"  I hs

=

# KV  C +.3$   +#Ohm

= + A

'al ini dipakai pada saluran kabel atau kabel tanah ( S6 ) tegangan menengah # k7 untuk sistem $ phasa $ ka&at. Pengetanahan sistem ini dilakukan pada gardu-gardu distribusi dan sambungan kabel.( gambar #3 ). Dipakai P01 &ilayah kerja D6;
!ambar #3. Pentanahan di D6;
=

# KV  C +.3$ Ohm

= $ A

'al ini dipakai pada saluran udara tegangan menengah ( S ) # k7 untuk sistem $ phasa $ ka&at. Pengetanahan sistem ini dilakukan pada tiap-tiap tiang dengan tahanan maksimum  /hm. Dipakai P01 &ilayah kerja D6; dan
!ambar #4. Pentanahan di D6;
Sistem seperti ini terdapat pada sistem distribusi di
=

# KV  C +.3$ 5Ohm

= #$,+# A

Sistem pentanahan dengan tahanan tinggi ini dipakai pada saluran udara tegangan menengah # k7 untuk sistem $ phasa $ ka&at. Dipakai P01 &ilayah kerja
!ambar #2. Pentanahan di
ahanan Pentanahan

+.

0angsung C Solid

#.

(E) ahanan endah ( +# E dan 

$.

E) ahanan inggi

.

5 E engambang

Sistem

+epadata

-ilaah +er(a

egangan

n ,eban

/perasional

Menengah

erpasang

 ka&at, $F G  1 + ka&at , F G

endah

 1 $ ka&at , $ F $ ka&at , $ F # ka&at, F G F $ ka&at , $ F


inggi


Sedang


Sedang

Hks, 8 k7

Pengetanahan Jaringan egangan #endah

ungsi Pentanahan tegangan rendah untuk menghindari bahaya tegangan sentuh bila terjadi gangguan atau kegagalan isolasi pada  peralatan atau instalasi. Pentanahan netral pada jaringan tegangan rendah adalah yang efektif, di mana menurut persyaratan pentanahan netral harus mempunyai tahanan pentanahan kurang dari 5 /hm. 6etentuan ini sesuai dengan standar konstruksi P;0, SP01 $*+234 bah&a semua jaringan tegangan rendah dan instalasi harus menggunakan sistem Pentanahan  1etral Pengaman (P1P), yaitu system pentanahan dengan cara menghubungkan badan peralatan atau instalasi dengan hantaran netral yang ditanahkan (disebut hantaran nol) sedemikian rupa, sehingga jika terjadi kegagalan isolasi, tercegahlah bertahannya tegangan sentuh yang terlalu tinggi karena pemutusan arus lebih oleh alat pengaman arus lebih. Pentanahan sistem dalam distribusi tegangan rendah (<) dilakukan pada titik bintang sumber (transformator distribusi) dan dalam  jaringan distribusi serta badanCperalatan instalasi. 6ode yang digunakan untuk pentanahan sistem adalah sebagai berikut * 0uruf pertama  I 'ubungan sistem tenaga listrik ke bumi.

  hubungan langsung satu titik ke bumi. ;  semua bagian aktif diisolasi dari bumi, atau satu titik dihubungkan ke  bumi melalui suatu impedans. 0uruf kedua I 'ubungan %6 instalasi ke bumi.

  hubungan listrik langsung %6 ke bumi, yang tidak tergantung  pembumian setiap titik tenaga listrik.

 1  hubungan listrik langsung %6 ke titik yang dibumikan dari sistem tenaga listrik (dalam sistem a.b. titik yang dibumikan biasanya titik netral, atau penghantar fase jika titik netral tidak ada). 0uruf berikutna

(jika ada) I Susunan penghantar netral dan penghantar 

 proteksi. S  fungsi proteksi yang diberikan oleh penghantar yang terpisah dari netral atau dari saluran yang dibumikan (atau dalam sistem a.b., fase yang dibumikan). A  fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal (penghantar PH1). Secara garis besar ada $ macam sistem pentanahan netral dan  badanCperalatan instalasi, yaitu*

1. Sistem I

itik netral terisolasi atau tidak diketanahkan (huruf   pertama

menyatakan

isolasi),

sedangkan

badan

peralatan

diketanahkan. Dalam P;0 +243, sistem ; ini dikenal dengan nama sistem penghantar pengaman atau 'P. itik netral trafo atau sumber  tidak diketanahkan atau diketanahkan melalui tahanan yang tinggi (lebih dari + /hm). Sedangkan bagian konduktif terbuka peralatan, termasuk juga instalasi dan bangunan saling dihubungkan dan diketanahkan. 6arena netralnya tidak diketanahkan, maka arus gangguan ke tanah yang jadi sangat kecil, yaitu hanya terdiri dari arus kapasitansi dan arus bocor instalasi serta arus detektor tegangan (bila digunakan). Persyaratan pentanahan ringan yaitu hanya maksimum 5 /hm dengan tegangan satuannya hanya kecil. 6arena arus gangguan

kecil, pengaman arus lebih tidak akan bekerja karena kecilnya tegangan sentuh, sistem dimungkinkan operasi dalam keadaan gangguan satu fasa ke tanah atau badan peralatan. Pada &aktu terjadi gangguan satu fasa ke tanah, tegangan antara fasa yang baik dengan tanah akan naik. ntuk mengetahui adanya kenaikan tegangan ini, dapat dipasang detektor (alat ukur tegangan) pada setiap fasa dengan tanah. %ila gangguan tidak dapat diperbaiki, akan terjadi kegagalan isolasi kedua di tempat lain pada fasa yang lain, maka akan terjadi gangguan hubung singkat yang besar dan alat pengaman akan bekerja. Sistem 'P ini hanya dipakai dalam instalasi terbatas, misalnya dalam  pabrik dengan pembangkit tersendiri atau trafo sendiri dengan kumparan terpisah, atau sumber listrik darurat portabel untuk melayani  beban yang dapat dipindah-pindah.

Ganbar &). pentanahan sistem I +eterangan +)

 sistem dapat diisolasi dari bumi.

 1etral boleh didistribusikan atau tidak didistribusikan.

2. Sistem 

'uruf pertama menyatakan pentanahan sistemnya ( titik netral trafo atau generator), sedangkan huruf kedua menyatakan bagaimana hubungan peralatan atau instalasi dengan penghantar atau pengaman. Sistem  berarti* (i) titik netral trafo (sistem) diketanahkan dan (ii)  badan peralatanCinstalasi dihubungkan ke tanah.

!ambar $+. pentanahan sistem  &. Sistem *

itik netral sistem di ketanahkan (huruf pertama ), badan  peralatan atau instalasi dihubungkan dengan penghantar atau  pengaman (huruf kedua 1). enurut P;0, penghantar netral yang  berfungsi juga sebagai penghantar pengaman disebut penghantar 1/0 (;HA menyebutnya sebagai  PEN conductor ). Sistem tenaga listrik 1 mempunyai satu titik yang dibumikan langsung, %6 instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh penghantar   proteksi. "da tiga jenis sistem 1 sesuai dengan susunan penghantar  netral dan penghantar proteksi yaitu sebagai berikut *

a. Sistem 1-S * Di mana digunakan penghantar proteksi terpisah di seluruh sistem

!ambar $#. pentanahan sistem 1-S

 b. Sistem 1-A-S * Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal di sebagian sistem.

!ambar $$.pentanahan 1-A-S

c. Sistem 1-A * Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal di seluruh sistem.

Gambar &4.Pentanahan *

4. Sistem Pentanahan *etral Pengaman 3P*P

%agian konduktor terbuka (%6) peralatan atau perlengkapan dihubungkan dengan penghantar netral yang ditanahkan (penghantar  nol) sedemikian rupa, sehingga bila terjadi kegagalan isolasi tercegahlah bertahannya tegangan sentuh yang terlalu tinggi karena  bekerjanya pengaman arus lebih. Sistem P1P terdiri dari $ jenis, yaitu* +. Sistem P1P dengan penghantar netral yang sekaligus berfungsi sebagai pengaman untuk seluruh sistem (untuk penghantar  tembaga yang lebih besar dari + mm#). #. Sistem P1P dengan penghantar netral dan penghantar pengaman sendiri-sendiri di seluruh sistem (untuk penghantar tembaga yang lebih kecil dari + mm#). $. Sistem P1P dengan penghantar netral yang sekaligus berfungsi sebagai pengaman untuk sebagian sistem , sedangkan bagian sistem yang lainnya, penghantar netral dan pengaman terpisah sendiri-sendiri.

a. Persaratan umum P*P

Dalam P;0 +243 pasal $+$ %+, disebutkan bah&a luas  penampang penghantar antara sumber atau trafo dan peralatan listrik, harus sedemikian rupa sehingga apabila terjadi hubung singkat antara fasa dengan penghantar nol atau badan peralatan,  besar arus gangguan minimal sama dengan besar arus pemutus alat  pengaman yang terdekat, yaitu ;" k B ;1, dimana k adalah faktor  yang nilainya tergantung pada karakteristik alat pengamannya. Penghantar nol setidak-tidaknya harus diketanahkan pada titik  sumber, di setiap percabangan saluran, ujung saluran dan di setiap  pelanggan.ahanan pentanahan total penghantar nol (  1H) harus tidak melebihi 5 /hm, dengan alasan berikut bila terjadi gangguan ke tanah yang biasanya melalui tahanan gangguan !, maka  penghantar netral akan mengalami kenaikan tegangan sesuai  persamaan berikut (tahanan penghantar diabaikan)*

Pada umumnya harga tahanan gangguan yang kurang dari +3 /hm jarang terjadi. %atas tegangan sentuh yang aman menurut P;0 atau ;HA adalah 5 :olt.

!ambar $5. Sistem Pentanahan P1P b. Sistem P*P untuk J# 

Pada jaringan tegangan rendah, penghantar netral berfungsi sebagai penghantar pengaman dan diketanahkan di sepanjang saluran. itik bintang trafo distribusi diketanahkan. Pada instalasi  pelanggan, mulai dari P'% utama penghantar pengamannya terpisah

tersendiri

dari

penghantar

pengamannya,

bila

 penampangnya kurang dari + mm #. Setiap pelanggan diharuskan memasang sebuah elektroda pentanahan melalui penghantar   pentanahan yang tersambung ke rel atau terminal netral pengaman dalam P'%. ujuan pentanahan ganda pada penghantar netral sepanjang < pentanahan di setiap pelanggan adalah untuk* a. encecah terjadinya tegangan yang terlalu tinggi pada  penghantar netral, termasuk badan peralatan pelanggan bila terjadi gangguan satu fasa ke tanah ataupun hubungan singkat fasa netral, ataupun kegagalan isolasi peralatan.

 b. encegah terjadinya kenaikan tegangan yang terlalu tinggi akibat terputusnya penghantar netral. Pada pelanggan yang netralnya terpisah dari sumber atau gardu distribusi. c. encegah kenaikan tegangan ka&at netral, termasuk badan  peralatan, dalam hal ini ada arus netral akibat beban yang tidak  seimbang. d. encegah kenaikan tegangan yang terlalu tinggi pada ka&at netralnya, bila < yang ada di ba&ah < menyentuh < Dengan tersambungnya penghantar pengaman ke netral maka bila terjadi kegagalan isolasi pada peralatan, arus gangguan akan lebih terjamin cukup besarnya sehingga alat pengaman selalu  bekerjaCputus dengan cepat, sebab penghantar netral merupakan  jalan kembali yang baik, tidak hanya tergantung pada elektroda  pentanahan pada sistem . egangan sentuh yang terjadipun relatif lebih rendah dibandingkan dengan sistem .

. ,ahaa Putusna Penghantar *etral pada Sistem P*P

%ila penghantar netral terputus, arus beban masih mungkin mengalirmelalui tanah, akibatnya akan terjadi kenaikan tegangan  pada penghantar netral. 6arena pengaman peralatan pelanggan terhubung ke netral, maka kenaikan tegangan netral tersebut akan dirasakan di badan peralatan pelanggan. 'al ini dapat membahayakan

pelanggan.

%ila

pentanahan

netral

yang

seharusnya dilakukan di titik-titik tertentu (di netral trafo distribusi, di tiang a&al dan tiang akhir) tidak dilakukan, maka  pada saat terjadi penghantar netral putus akan terjadi kenaikan tegangan pada fasa-fasa yang berbeban rendah dan penurunan

tegangan pada fasa yang berbeban tinggi di jaringan yang  penghantar netralnya tidak terhubung pada sumber.

Gambar &!. +asus Putusna Penghantar *etral pada Sistem P*P

6ntuk sub bab berikutna 2.2 Pentanahan Peralatan

!ardu trafo tiang (!) merupakan salah satu bagian dari sistem tenaga listrik yang mempunyai kemungkinan sangat besar mengalami  bahaya yang disebabkan oleh timbulnya gangguan sehingga arus gangguan itu mengalir ke tanah melalui peralatan, sebagai akibat isolasi  peralatan yang tidak berfungsi dengan baik. "rus gangguan tersebut akan mengalir pada bagian-bagian peralatan yang terbuat dari metal dan juga mengalir dalam tanah di sekitar !. "rus gangguan ini menibulkan gradien tegangan diantara peralatan dengan peralatan, peralatan dengan tanah, dan juga gradien tegangan pada permukaan tanah itu sendiri. %esarnya gradien tegangan pada permukaan tanah tergantung pada tahanan jenis tanah atau sesuai dengan struktur tanah tersebut. Salah satu usaha untuk memperkecil tegangan permukaan tanah maka diperlukan suatu pentanahan yaitu dengan cara menambahkan elektroda pentanahan

yang ditanam ke dalam tanah. /leh karena lokasi ! biasanya dan  berada pada daerah yang kemungkinannya mempunyai jenis tanah yanng  berbeda - beda, maka diperlukan perencanaan pentanahan yang sesuai, dengan tujuan untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang kecil, sehingga tegangan permukaan yang timbul tidak membahayakan baik  dalam kondisi normal maupun saat terjadi gangguan ke tanah. Secara prinsip, grounding untuk keselamatan kerja menuju ke dua hal * +. engalirkan arus ke tanah baik dalam keadaan normal maupun dalam kondisi gangguan tanpa melebihi batas operasi dan kapasitas peralatan atau menghindari gangguan terhadap kelangsungan kerja sistem. #. enjamin keselamatan manusia terhadap bahaya tegangan kejut pada sekitar sistem grounding. Pentanahan peralatan adalah penghubungan bagian-bagian  peralatan listrik yang pada keadaan normal tidak dialiri arus. %ila terjadi hubung singkat suatu penghantar dengan suatu peralatan, maka akan terjadi beda potensial (tegangan), yang dimaksud peralatan disini adalah  bagian-bagian yang bersifat konduktif yang pada keadaan normal tidak   bertegangan ujuan pentanahan peralatan dapat diformulasikan sebagai  berikut * a. ntuk memperoleh potensial yang merata dalam suatu bagian struktur  dan peralatan, sehingga orang yang berada dalam daerah instalasi aman.  b. ntuk mencegah terjadinya tegangan sentuh yang berbahaya, jika terjadi kebocoran isolasi peralatan sehingga kerangka metal peralatan dialiri arus dan mempunyai tegangan yang sama dengan tegangan  peralatan. /leh karena itu kerangka metal peralatan harus

dihubungkan ketanah melalui impedansi yang rendah agar tegangan yang timbul pada kerangka peralatan cukup kecil dan tidak berbahaya. %ila arus hubung singkat ke tanah dipaksakan mengalir  melalui tanah dengan tahanan yang tinggi akan menimbulkan  perbedaan tegangan yang besar dan berbahaya. Pada saat terjadi gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke tanah akan menimbulkan  perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang dise-babkan karena adanya tahanan tanah.
-"+6 P7M66S"* M"+SIM6M

3#MS

37I+

@ 5 5 35 2 ++ +5 ## #4

K 5, +, +,5 ,# ,+ ,5 ,$

abel diatas adalah untuk tegangan konsumen dengan syarat *  R E #  <

5 k . In

6eterangan *  H#

* ahanan pengetanahan peralatan.

6

* konstanta, tergantung kerakteristik alat pengaman *#,5 I 5 untuk sekring atau +,#5 I $,5 untuk pengaman lain. a

;f 

 b c

Hs

(H+

!ambar $3. rangkaian pengganti pentanahan peralatan

(H#

H+

;f 

H ph


Dari rangkaian diatas diperoleh persamaan-persamaan sbb L  If   =

 Eph  R E +

+ RE #

=

 Eph

Hs  ;f .  H#  Es  R E #

 R E #

=

 R E +

+ RE #

 Es .  RE +  Eph .  Es

6eterangan * ;f

* arus gangguan

Hs

* tegangan sentuh

Hph

* tegangan fasa

 H+

* tahanan pengetanahan netral trafo

H#

 H#

* tahanan pengetanahan netral peralatan

a. egangan Sentuh 37s

egangan sentuh adalah tegangan yang terdapat diantara suatu obyek yang disentuh dan suatu titik berjarak + meter, dengan asumsi bah&a obyek yang disentuh dihubungkan dengan sistem  pentanahan yang berada diba&ahnya. 6emampuan tubuh manusia terhadap besarnya arus yang mengalir di dalamnya terbatas dan lamanya arus yang masih dapat ditahan sampai yang belum membahayakan sukar ditetapkan. %erdasarkan hal ini maka batas batas arus berdasarkan pengaruhnya terhadap tubuh manusia dijelas-kan berikut ini . %ila seseorang memegang penghantar yang diberi tegangan mulai dari harga nol dan dinaikkan sedikit demi sedikit, arus listrik yang melalui tubuh orang tersebut akan memberikan pengaruh. ula mula akan merangsang syaraf  sehingga akan terasa suatu getaran yang tidak berbahaya bila dengan arus bolak balik dan akan terasa sedikit panas pada telapak  tangan bila dengan arus searah (arus persepsi). %ila tegangan yang menyebabkan terjadinya tingkat arus persepsi dinaikkan lagi maka orang akan merasa sakit dan kalau terus dinaikkan maka otot-otot akan kaku sehingga orang tersebut tidak berdaya lagi untuk  melepaskan konduktor tersebut. "pabila arus yang mele&ati tubuh manusia lebih besar  dari arus yang mempengaruhi otot dapat mengakibatkan orang menjadi pingsan bahkan sampai mati, hal ini disebabkan arus listrik tersebut mempengaruhi jantung sehingga jantung berhenti  bekerja dan peredaran darah tidak jalan.

6ebanyakan orang menganggap bah&a suatu objek yang telah diground, meskipun dengan cara yang kurang benar, objek  tersebut aman untuk disentuh karena resistansi groundnya belum cukup rendah untuk jaminan keselamatan. erdapat hubungan yang cukup rumit antara nilai tahanan ground dengan batas maksimum arus yang muncul. 'al yang penting pada saat terjadi gangguan adalah arus yang masuk ke tanah menimbulkan beda potensial disekitarnya.
Gambar &;.

angkaian pengganti tegangan sentuh

Dari rangkaian diatas dapat diperoleh persamaan * Hs  ;k . (k G fC#)

 ρ s

f  $

 ρ s )

Hs  ;k . (k G +,5

,++8 t 

;k  arus fibrilasi 

,++8

 ρ s ) .

Hs  (+ G +,5

t 

6eterangan *  ρ  s

* tahanan jenis tanah (

Hs

* tegangan sentuh (7)

k

* tahanan badan orang

Ω

± +

m)

Ω

(rata I rata) f

* tahanan kontak ke tanah dari satu kaki pada tanah dengan lapisan koral +cm

;k

* arus melalui badan C arus fibrilasi

"rus yang melalui tubuh manusia * +. "rus persepsi * merangsang syaraf, getaran tidak bahaya +,+m" (laki I laki)L ,3m" (perempuan) #. "rus mempengaruhi otot * otot akan kaku, tidak dapat melepaskan konduktor  a. 0aki I laki * +8m" dengan 2m" maksimal masih bisa melepas konduktor   b. Pereempuan * +,5m" dengan 8m" maksimal masih dapat melepas konduktor. $. "rus fibrilasi * orang bisa pingsan atau mati.

"pabila arus yang mele&ati tubuh manusia lebih besar  dari arus yang mempengaruhi otot dapat mengakibatkan orang menjadi pingsan bahkan sampai mati. 'al ini disebabkan arus listrik tersebut mempengaruhi jantung yang disebut ventricular  yang menyebabkan jantung berhenti bekerja dan

 fibrilation

 peredaran darah tidak jalan dan orang segera akan mati. ntuk  menyelidiki keadaan ini tidak mungkin dilakukan terhadap manusia. ntuk mendapatkan nilai pendekatan suatu percobaan telah dilakukan pada ni:ersity of Aalifornia oleh DaiMel pada tahun +284, dengan menggunakan binatang yang mempunyai  badan dan jantung yang kira-kira sama dengan manusia . Dari hasil percobaan tersebut DiaMel menarik kesimpulan bah&a 22,5N dari semua orang yang beratnya kurang dari 5 6g masih dapat bertahan terhadap besarnya arus dan &aktu yang ditentukan oleh persamaan sebagai berikut 'ubungan arus dan &aktu * ;k # . t  6

→ ;k 

k  C t 

6eterangan * ;k

* arus gangguan

t

* &aktu ganguan

6

* konstanta

6

* ,+$5 untuk manusia 5kg * ,#8 untuk manusia 3kg  K 5  ,++8 L

 K 3  ,+53

Sehingga

→ ;k  ,++8 C

t 

. "rus reaksi * arus terkecil yang dapat menyebabkan orang terkejut dan dapat menimbilkan kecelakaan sampingan. abel 4 %esar dan lama tegagnan sentuh yang diijinkan egangan Sentuh 7s 38olt

9ama gangguan 3detik

+24 + ++ 22 42 8#8

ipe tanah *  ρ  s

,+ ,# ,$ , ,5 +,

organik *

lembab +

kering bebatuan +

+

+
 b. %esarnya tahanan tanah

dan

distribusi

arus

yang

memungkinkan timbulnya gradien potensial antara suatu titik  dengan permukaan tanah. c. "danya manusia pada suatu titik, dalam &aktu tertentu, dan  posisi-nya yang menghubungkan dua titik yang mempunyai  beda poten-sial. d. idak adanya tahanan yang cukup untuk membatasi besarnya arus yang dapat mengalir ke tubuh manusia pada kondisi terjadinya gangguan. e. 0amanya gangguan dan kontak dengan tubuh manusia, sehingga arus yang mengalir tersebut mengakibatkan kerusakkan pada tubuh manusia pada tingkatan tertentu. b. egangan 9angkah 37 9

;

k 

f

g+

g#

f  

g$

egangan langkah adalah tegangan yang terjadi akibat aliran arus gangguan yang mele&ati tanah. "rus 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. !ambar  menunjukan tegangan langkah

;

k 

f

g+

f  

g#

g$

!ambar $2. egangan 0angkah th

g+ 7th g# g$

+

f 

k

Hl

Gambar 4). angkaian

pengganti tegangan langkah

H0  (k G # f). ;k  ρ  s ). .++8 C

 (+ G 8

t 

++8 + .828  ρ  s t 

 6etearangan*

H0 * egangan langkah  6 * ahanan badan orang rata-rata +

Ω

f * ahanan kontak ke tanah dari + kaki (

Ω

)*

 ρ  s

*$

 ρ  s* ahanan jenis tanah (

* $

Ω − m)

Ω−m

abel 2. besar dan lama tegangan langkah yang diijinkan * egangan 9angkah 7 9 38olt

3 25  $4 $+ ##+8 2.5 +omponen 6tama Sistem Pentanahan

9ama gangguan 3detik

,+ ,# ,$ , ,5 +

Dalam sistem pentanahan komponen-komponen utama yang diperlukan antara lain elektroda pentanahan dan hantaran pentanahan berperan sangat besar. 2.5.1 Jenis anah


anah ra&a,

#.

anah liat dan tanah ladang,

$.

Pasir basah,

.

6rikil basah,

5.

Pasir dan kerikil kering,

8.

anah berbatu. 2.5.2 ahanan Jenis 3#0/ anah

ahanan jenis tanah merupakan faktor keseimbangan antara tahanan  pengetanahan dan kapasitansi di sekelilingnya, dan dipresentasikan dengan rho (

ρ    ). %esar nilai tahanan jenis tanah berbeda-beda, hal ini

tergantung dari beberapa faktor * +. 6eadaan struktur jenis tanah

* tanah liat, tanah ra&a, berpasir,

 berbatu dan lain-lain #. 0apisan tanah * berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan $. 6elembapan tanah * kadar garam, kandungan meneral lainnya dan keadaan iklim ( basah dan kering) abel ini dapat dilihat harga rata-rata tahanan jenis tanah dari  bermacam-macam jenis tanah . abel +. esistansi jenis tanah (rho) O)

O)

Peraturan mum ;nstalasi 0istrik (P;0) #, 'alaman 4 /leh karena itu untuk menganalisa besarnya tahanan jenis tanah dari

keadaan yang tampak saja sangatlah sulit dan hasilnya kurang akurat. Salah satu cara yang efektif untuk mengetahui besarnya tahanan jenis tanah di suatu tempat adalah diadakan beberapa kali pengukuran setempat. 2.5.& Pengukuran ahanan Jenis anah

Pengukuran tahanan jenis tanah biasanya dilakukan dengan beberapa cara yaitu * +. etode empat elektroda ( four electrode method ) #. etode tiga titik ( threepoint method ) Pengukuran tahanan jenis tanah dengan metoda empat elektroda menggunakan empat buah elektroda, sebuah baterai, sebuah amperemeter  dan sebuah :oltmeter yang sensitif, sebagaimana terlihat dalam !ambar $.$ yang ada diba&ah ini.

Gambar 41. Pengukuran

tahanan jenis tanah dengan metoda empat elektroda

%ila arus  I  masuk ke tanah melalui salah satu elektroda dan kembali ke elektroda yang lain yang cukup jauh sehingga pengaruh diameter  konduktor dapat diabaikan. "rus yang masuk ke tanah mengalir secara radial dari elektroda, misalkan arah arus dalam tanah dari elektroda + ke elektroda # berbentuk permukaan bola dengan jari-jari r , luas permukaan tersebut adalah !"r# , dan rapat arus radial pada jarak r  adalah $ % &"r#' %ila   adalah tahanan jenis tanah, maka kuat medan dalam tanah pada arah radial

dengan jarak r  adalah E(r) % $' 
 I . ρ  #.π .r #

 potensial pada jarak r dari elektroda adalah integral dari gaya listrik dari jarak r  ke titik tak terhingga * ∞  I . ρ  V  = ∫  E ( r ) dr  = # #.π .r  r 

Perbandingan antara tegangan dan arus atau tahanan menjadi*  R =

 ρ  #.π .r 

dari !ambar +, terlihat r* % r*+ % r!+ % a'
+    −   #.π   a #a    I . ρ    + +   =  −   #.π   #a a  

=

 I . ρ   +

%eda tegangan antara titik$ dan  adalah *  I . ρ   +

V $

=

 R$

=

+ + +    I . ρ   − − +  = #.π   a #a #a a   #.π .a

dan V $  I 

=

 ρ  #.π .a


%ila a dalam meter dan  R dalam E maka tahanan jenis dalam E-m. Dengan alat ukur yang dibuat khusus untuk ini yang terdiri dari generator  yang diputar dengan tangan dan /hm-meter, dapat dibaca langsung tahanan antara elektroda arus dan elektroda tegangan. etoda tiga titik  (threepoint method ) dimaksudkan untuk mengukur  tahanan pentanahan. isalkan tiga buah batang pentanahan di mana batang + yang tahanannya hendak diukur dan batang # dan $ sebagai batang  pentanahan pembantu yang juga belum diketahui tahanannya. ntuk lebih  jelasnya dapat dilihat pada !ambar $. mengenai metode ini.

Gambar 42 etoda

tiga titik 

%ila tahanan diantara tiap-tiap batang pentanahan diukur dengan arus konstan, tiap pengukuran dapat ditulis sebagai berikut*

tetapi,


akhirnya,  R++

=  R +  R+# +  R+$ − R#$

ahanan batang pentanahan dari elektroda + diberikan oleh  persamaan $.+ jika kita dapat membuat,  R+− #

+  R+−$ − R #−$ = 

6eadaan ini dapat diperoleh dengan mengatur posisi elektroda # sehingga harga Persamaan $.+5 dipenuhi. 1. ahanan Pentanahan

ahanan pentanahan dari elektroda pentanahan tergantung pada L a) Panjang elektroda itu sendiri dan penghantar yang menghubungkan. ahanan pembumian dari elektroda pita dan batang, terutama ditentukan oleh panjangnya. Pengaruh luas penampangnya hanya kecil sekali.  b) ahanan kontak antara elektroda dengan tanah. ntuk memperoleh hasil yang baik, elektroda yang dipasang harus membuat kontak yang baik dengan tanah. %atu dan kerikil yang langsung mengenai

elektroda, akan memperbesar tahanan

 pentanahan dari elektroda ini karena batu dan kerikil mempunyai sifat sebagai isolator. c) ahanan jenis dari tanah sekeliling elektroda

6arena tahanan jenis tanah berkaitan langsung dengan dengan kadar air dan suhu, maka dapat diasumsikan bah&a tahanan jenis tanah berubah sesuai dengan perubahan iklim. Di ;ndonesia mempunyai dua musim yaitu, musim kemarau dan musim hujan. Di daerah yang mempunyai curah hujan yang tinggi biasanya mempunyai tahanan jenis yang tinggi hal ini disebabkan karena garam yang terkandung pada lapisan atas larut. abel ++. diba&ah ini menunjukan harga rata-rata dari tahanan  pentanahan untuk elektroda tertentu pada tahanan jenis tanah liat dan  ρ    +

ladang

Ω

-meter.

abel ++. esistansi Pembumian pada resistansi jenis

 ρ    +

Ω

-meter O).

O)

Peraturan mum ;nstalasi 0istrik (P;0) #, 'alaman 4+ 6eterangan * +. ntuk mencapai tahanan pentanahan sebesar 5

Ω

 pada

tanah liat atau tanah ladang dengan tahanan jenis tanah + Ω

-meter, maka diperlukan sebuah elektroda pita yang

 panjangnya 5 meter atau  buah elektroda batang yang  panjangnya masing-masing 5 meter.
isal * Pada kondisi tanah pasir basah yang memiliki tahanan jenis #

Ω

-meter dengan memakai elektroda pita sepanjang

+ meter, maka menghasilkan tahanan pentanahan 8 ohm. # +

 ,$ = 8

 ohm.

Jenis dan 6kuran 7lektroda Pentanahan

Hlektroda pentanahan adalah penghantar yang ditanam dalam tanah dan membuat kontak langsung dengan tanah. Hlektroda pentanahan yang ditanam biasanya berasal dari bahan tembaga, plat besi maupun baja yang digal:anisir agar elektrodanya tidak mudah korosi. %ahan dan ukuran elektrode yang digunakan untuk pentanahan harus memiliki kekuatan mekanis, tahan terhadap pengaruh kimia&i,  perubahan iklim dan tahan lama. a. %ahan Hlektroda Pentanahan Sebagai bahan elektrode digunakan tembaga, atau baja yang digal:anisasi atau dilapisi tembaga sepanjang kondisi setempat tidak mengharuskan memakai bahan lain (misalnya pada  perusahaan kimia).  b. kuran Hlektroda Pentanahan

kuran minimum elektroda dapat dipilih menurut abel +# dengan memperhatikan pengaruh korosi dan 6'".
abel +#. kuran minimum elektroda bumi

O)

O)

Peraturan mum ;nstalasi 0istrik (P;0) #, 'alaman 4# "dapun metode-metode pentanahan yang umum yang digunakan adalah sebagai berikut

1.

7lektroda batang

Hlektroda batang adalah dibuat dari pipa besi, besi baja  profil atau logam lainya yang dipancangkan tegak lurus ke dalam tanah. Panjang elektroda yang harus digunakan, disesuaikan dengan tahanan pentanahan yang diperlukan ( pada tabel ). 9ang  biasa digunakan untuk elektroda batang adalah dari bahan tembaga, baja tahan korosi ( -tainless -teel   ) atau baja yang digal:aniskan ( .alvani/ed -teel  ). ntuk memancangkan elektroda batang ini sering juga digunakan palu lantak.. 6alau tanahnya kering, kadang-kadang sangat sulit untuk mencapai tahanan penyebaran yang cukup rendah. Dalam hal ini, ada kalanya sifat-sifat tanah itu dapat diperbaiki dengan mengolahnya dengan bahan-bahan kimia. 6alau digunakan beberapa elektroda batang yang dihubungkan paralel,  jarak antara elektroda-elektroda ini harus sekurang-kurangnya sama dengan dua kali panjang efektif dari satu elektroda. Hlektroda pembumian yang akan dipasang sangat dipengaruhi oieh faktor sifat tanah, resistan pembumian dan kondisi setempat
!ambar $. Distribusi egangan Satu %atang Hlektroda

!ambar . Distribusi egangan Dua %atang Hlektroda Dengan demikian untuk jumlah elektroda yang lebih  banyak yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah maka tahanan  pentanahan semakin kecil dan distribusi tegangan akan lebih merata. ntuk cara penanaman batang elektroda adalah sebagai  berikut *

1. Satu batang elektroda ang ditanam tegak lurus ke dalam tanah

!ambar . Satu batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah ahanan dari satu batang elektroda yang ditanam tegak lurus dengan permukaan tanah menurut '.% D&ight, di dapat persamaan untuk gambar (#.a) sebagai berikut *

ntuk elektroda batang yang ditanam tegak lurus dan  pada kedalaman beberapa cm di ba&ah permukaan tanah (gambar #.b) berlaku hubungan*

ntuk gambar (#.c) satu batang elektroda tegak lurus kedalam tanah, dan menembus lapisan kedua tanah tersebut. 'al ini berlaku persamaan *

ntuk gambar (#.d) satu batang elektroda tegak lurus kedalam tanah, pada kedalaman beberapa cm di ba&ah  permukaan tanah dan menembus lapisan kedua tanah tersebut. 'al ini berlaku persamaan *

dimana *  d+ * tahanan untuk satu batang elektroda yang ditanam tegak lurus permukaan tanah (/hm) 0

* panjang elektroda batang (meter)

a

* jari-jari batang elektroda (m)

r

* tahanan jenis tanah rata-rata (/hm-m) (indeks + atau # menunjukkan lapisan tanah)

h b

* kedalaman penanaman elektroda (meter)

2. ua batang elektroda ang ditanam tegak lurus ke dalam tanah

Sistem pentanahan dengan menggunakan dua buah  batang konduktor ditanam tegak lurus dengan permukaan tanah sebagai elektroda adalah untuk mengantisipasi apabila nilai tahanan pentanahan dan tahanan jenis tanah yang relatif tinggi. Susunan dari dua batang elektroda berbentuk selinder  dengan panjang 0 yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah dengan jarak antara ke dua elektroda tersebut sebesar S terlihat  pada gambar di ba&ah. 1ilai tahanan pentanahan dan tahanan  jenis tanah yang relatif tinggi, maka untuk menguranginya dengan cara menanamkan batang-batang elektroda pentanahan dalam jumlah yang cukup banyak. ntuk dua batang elektroda

 pentanahan yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah oleh D&ight, <0. arshall dengan memperhatikan efek bayangan  biasanya adalah dengan menghitung tegangan pada salah satu  batang elektroda yang disebabkan oleh distribusi muatan yang merata di batang elektroda itu sendiri dan pada batang elektroda

yang

lain

termasuk

bayangannya.

Dengan

menghitung tegangan rata-rata yang disebabkan oleh muatan  batang elektroda itu sendiri dan menghitung tegangan rata-rata yang disebabkan oleh muatan batang elektroda yang lain. egangan total rata-rata diperoleh dengan menjumlahkan antara keduanya

!ambar 5. Dua batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah umus tahanan pentanahan untuk dua batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah adalah sebagai  berikut *

untuk S  0

untuk S @ 0 dimana * S * jarak antara kedua elektroda (meter)

&. ,eberapa batang elektroda 3Multiple#od ang ditanam tegak lurus ke dalam tanah

Pentanahan dengan sistem multiple-rod ini dilakukan dengan menanamkan batang-batang elektroda pentanahan dalam tanah pada kedalaman beberapa cm, sejajar dengan  permukaan tanah dan elektroda tersebut dihubungkan satu dengan lainnya sehingga. akin banyak konduktor yang ditanam dengan sistem ini, maka tegangan yang timbul pada  permukaan tanah pada saat terjadi gangguan ke tanah akan terdistribusi merata. "dapun bentuk elektroda dengan sistem multiple-rod ini dapat dilihat pada gambar 8 . Pada sistem pentanahan ini menggunakan beberapa  batang elektroda (ultiple-od) yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah.
!ambar 8. %eberapa batang elektroda tegak lurus terhadap tanah  1ilai tahanan pentanahan untuk beberapa batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah di mana rod

menembus lapisan tanah paling ba&ahCkedua, dihitung dengan mengikuti persamaan berikut*

dimana  t adalah tahanan elektroda batang (rod)

6eterangan *  1 * jumlah batang rod Af  (shafe factor  .2)  a dan   b (tahanan berdasarkan pososi elektroda ( gambar.8) 2.

7lektroda Pita

Hlektrode pita ialah elektrode yang dibuat dari  penghantar berbentuk pita atau berpenampang bulat, atau  penghantar pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal. Hlektroda ini dapat ditanam sebagai pita lurus, radial melingkar, jala-jala atau kombinasi dari bentuk-bentuk  tersebut, yang ditanam sejajar dengan permukaan tanah sedalam ,5-+, meter.
Gambar 4<. ara pemasangan elektrode pita =

=

Peraturan mum ;nstalasi 0istrik (P;0) #, halaman 4 Penanaman elektroda pita sedalam ,5-+, meter 

dilakukan jika kondisi tanah mengijinkan. Dilihat dari metode  penanaman, elektroda pita membutuhkan area yang luas untuk   penanamannya, dibandingkan dengan elektroda batang. Hlektroda ini lebih cocok digunakan pada tanah yang mengandung banyak batu-batuan. Pengaruh kelembaban lapisan tanah terhadap tahanan pentanahan agar diperhatikan. Panjang elektroda pentanahan agar disesuaikan dengan tahanan  pentanahan yang dibutuhkan, mengingat tahanan pita sebagian  besar tergantung pada panjang elektroda tersebut dan sedikit tergantung pada luas penampangnya. ntuk perhitungan pentanahan dengan elektroda pita dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut *  R pt 

= ( ρ C π  0) . (ln # 0 C a)

6eterangan *   pt

 tahanan pentanahan (ohm)  ρ 

&.

 tahanan jenis tanah (ohm-m)

0

 panjang elektrode (m)

a

 jari-jari batang elektrode (m)

Sistem Grid

Pentanahan sistem grid mula-mula dilakukan dengan menanamkan batang-batang konduktor tegak lurus dengan  permukaan

tanah

(:ertikal).

etapi

kemudian

orang

menggunakan sistem pentanahan dengan menanamkan batang batang konduktor sejajar dengan permukaan tanah (horisontal) dengan kedalaman beberapa puluh cm diba&ah permukaan tanah. 'al ini dilakukan karena pada suatu daerah yang berbatu menyebabkan tidak dapat menanamkan elektroda pentanahan lebih dalam. Setelah diselidiki lebih lanjut ternyata pentanahan dengan sistem penanaman horisontal dengan bentuk kisi-kisi (grid)

mempunyai

keuntungan-keuntungan

dengan pentanahan yang

dibandingkan

memakai batang-batang :ertikal.

Sistem pentanahan batang :ertikal masih banyak digunakan  pada !ardu ;nduk dan juga merupakan teori dasar dari sistem  pentanahan. ntuk

menentukan

perencanaan

suatu

sistem

 pentanahan grid harus diperhatikan beberapa faktor, antara lain * +. %esarnya arus gangguan yang mungkin terjadi. #. 0uasnya tanah yang dapat digunakan untuk pentanahan. $. ahanan jenis tanah. . %entuk, ukuran dan jenis konduktor yang dipakai sebagai elektroda pentanahan. ujuan utama berbagai sistem pentanahan tersebut adalah untuk mendapatkan tahanan kontak ke tanah yang cukup kecil. ntuk mengetahui sejauh mana tahanan kontak  ke tanah dapat diperkecil, perlu mengetahui rumus-rumus tahanan kontak ke tanah dari masing-masing sistem  pentanahan. Dasar

perhitungan

tahanan

pentanahan

adalah

 perhitungan kapasitansi dari susunan batang-batang elektroda  pentanahan dengan anggapan bah&a distribusi arus atau muatan uniform sepanjang batang elektroda. 'ubungan

tahanan dan kapasitansi dapat dijelaskan dengan suatu analogi. "nalogi ini merupakan dasar perhitungan karena aliran arus masuk ke dalam tanah dari elektroda pentanahan mempunyai kesamaan dengan emisi fluks listrik dari konfigurasi yang sama dari konduktor yang mempunyai muatan yang terisolir.

a. Penentuan Jumlah ,atang Pengetanahan

Pada saat arus gangguan mengalir antara batang  pengetanahan dengan tanah, tanah akan menjadi panas akibat i #   Q Suhu tanah harus tetap di ba&ah +  A untuk menjaga jangan sampai terjadi penguapan air kandungan dalam tanah dan kenaikan tahanan jenis tanah. 6erapatan arus yang diiMinkan pada permukaan batang pentanahan dapat dihitung dengan persamaan = ? *

() dimana * i * kerapatan arus yang diiMinkan ("mpereCcm) d * diameter batang pengetanahan (mm) δ   * panas spesifik rata-rata tanah (R +.35 B + 8

&att-detik tiap m # tiap A ) θ   *

kenaikan suhu tanah yang diiMinkan (  A )

 ρ   * tahanan jenis tanah (/hm-m)

t * lama &aktu gangguan (detik)

Seluruh

panjang

batang

pentanahan

yang

diperlukan dihitung dari pembagian arus gangguan ke tanah dengan kerapatan arus yang diiMinkan, sedang jumlah minimum batang pentanahan yang diperlukan diperoleh dari pembagian panjang total dengan panjang satu batang, atau dalam bentuk lain dituliskan sebagai berikut *  N min

=

 I  1   0b+  ,+  ,i

dimana *  1min

 jumlah minimum batang pentanahan yang

diperlukan ;g  arus gangguan ke tanah ("mpere) i

 kerapatan arus yang diiMinkan ("mpereCcm)

0 b+  panjang satu batang elektroda (m)

b. Penentuan 6kuran +onduktor Grid

umus yang dapat digunakan untuk menentukan ukuran dari konduktor tembaga minimum yang dipakai sebagai pentanahan grid adalah sebagai berikut *  A =  I 

$$ . t 

  2 m − 2 a   + +     #$ + 2 a  

log +

Dimana * "  Penampang konduktor (circullar mils) (+ circullar mils  ,585 mm #)