Jenis-Jenis Pentahan

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding)

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding) - Sistim grounding/pentanahan perlu dimiliki pada suatu instalasi. Dalam pemasangannya, sistim gorunding tersebut terbagi pada beberapa type tergantung dari kebutuhan dan tingkat keamanan yang dibutuhkan serta regulasi yang berlaku pada suatu wilayah yang kadang-kadang menetapkan type jenis pentanahan yang hanya boleh digunakan pada daerah tersebut oleh pejabat berwenang. Ketika akan mendesain suatu sistim instalasi, hal pertama yang perlu dilakukan adalah menentukan type pentanahan apa yang akan digunakan untuk instalasi tersebut.

Terdapat beberapa type pentanahan yang digunakan berdasarkan standar IEEE yang menjadi acuan terhadap sistim pentanahan pada suatu instalasi, sbb :
1. TN-S (Terre Neutral - Separate)
2. TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate)
3. TT (Double Terre)
4. TN-C (Terre Neutral - Combined)
5. IT (Isolated Terre)
Terre berasal dari bahasa perancis yang berarti pembumian , earth.

TN-S (Terre Neutral - Separate) 

Pada sebuah sistem TN-S, bagian netral sumber energi listrik terhubung dengan bumi pada satu titik saja, sehingga bagian netral pada sebuah instalasi konsumen terhubung langsung dengan netral sumber listrik. Type ini cocok pada instalasi yang dekat dengan sumber energi listrik, seperti pada konsumen besar yang memiliki satu atau lebih HV/LV transformer untuk kebutuhan sendiri dan instalsai/perlatan nya berdekatan dengan sumber energi tersebut (transformer).
TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate)

Sebuah sistem TN-C-S, memiliki saluran netral dari peralatan distribusi utama (sumber listrik) terhubung dengan bumi dan pembumian pada jarak tertentu disepanjang saluran netral yang menuju konsumen, biasanya disebut sebagai Protective Multiple Earthing (PME). Dengan sistim ini konduktor netral dapat berfungsi untuk mengembalikan arus gangguan pentanahan yang mungkin timbul disisi konsumen (instlasi) kembali kesumber listrik. Pada sistim ini, instalasi peralatan pada konsumen tinggal menghubungkan pentanahannya pada terminal (saluran) yang telah disediakan oleh sumber listrik.

 TT (Double Terre)

Pada sistem TT, bagian netral  sumber listrik tidak terhubung langsung dengan pembumian netral pada sisi konsumen (instalasi peralatan). Pada sistim TT, konsumen harus menyediakan koneksi mereka sendiri ke bumi, yaitu dengan memasang elektroda bumi yang cocok untuk instalasi tersebut .

SISTEM PENTANAHAN

Sistem pentanahan adalah sistem hubungan penghantar yang menghubungkan sistem, badan peralatan dan instalasi dengan bumi/tanah sehingga dapat mengamankan manusia dari sengatan listrik, dan mengamankan komponen-komponen instalasi dari bahaya tegangan/arus abnormal.

Tujuan sistem pentanahan :

1)      Menjamin keselamatan orang dari sengatan listrik baik dalam keadaan normal atau tidak dari teganagn sentuh dan teganagn langkah

2)      Menjamin kerja peralatan listrik/elektronik

3)      Mencegah kerusakan peralatan listrik/elektronik

4)      Menyalurkan energi serangan petir ketanah

5)      Menstabilkan tegangan dan memperkecil kemungkinan terjadinya flashover ketika terjadi transient

6)      Mengalihkan energi RF liar dari peralatan-peralatan seperti audio, video, kontrol dan komputer

Ada 5 macam skema pentanahan netral sistem daya yaitu :

1)        TN (Terra Neutral) system, terdiri dari 3 jenis skema yaitu :

A.      TN-C

B.      TN-C-S

C.      TN-S

2)        TT (Terra Terra)

3)        IT (Impedance Terra)

1.      A. Saluran Tanah Dan Netral Disatukan [Terra Neutral Combined (TN-C)]

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. Saluran Tanah Dan Netral Dipisah Dan Disatukan [Terra Neutral Combined Separated (TN-C-S)]

Pada sistem ini saluran netral dan saluran pengaman dijadikan menjadi 1 saluran pada sebagian sistem dan terpisah pada sebagian sistem yang lain. Disini terlihat bahwa bagian sistem 1 dan 2 mempunyai 1 hantaran PEN (Combined). Sedangkan pada bagian sistem 3 menggunakan 2 hantaran, N dan PE secara terpisah (Separated).

C.      Saluran Tanah Dan Netral Dipisah [Terra Neutral Separated (TN-S)]

Pada sistem ini saluran netral dan saluran pengaman terdapat pada sistem secara keseluruhan. Jadi semua sistem pempunyai 2 saluran N dan PEN secara tersendiri (Separated).

2.      TT (Terra Terra)

Sistem yang titik netralnya disambung langsung ketanah namun bagian-bagian instalasi yang konduktif disambungkan ke elektroda pentanahan yang berbeda (Berdiri Sendiri).

3.      IT (Impedance Terra)

Sitem rangkaian tidak mempunyai hubungan langsung ketanah tetapi melalui suatu inpedansi, sedangkan bagian konduktif instalasi dihubungkan langsung ke elektroda pentanahan secara terpisah. Sitem ini juga disebut sistem pentanahan inpedansi.

...

Dalam sebuah instalasi listrik ada empat bagian yang harus ditanahkan atau sering juga disebut dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik ini adalah:

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, seperti telah dijelaskan pada artikel di sini.
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 teoretis, 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). Alat untuk
melakukan pentanahan ditunjukkan oleh Gambar 1.


Gambar 1. Macam-macam alat pentanahan.

Dari gambar 1 tampak bahwa ada empat alat pentanahan, yaitu:
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.

Tahanan pentanahan selain ditimbulkan oleh tahanan kontak tersebut diatas juga ditimbulkan oleh tahanan sambungan antara alat pentanahan dengan kawat penghubungnya. Unsur lain yang menjadi bagian dari tahanan pentanahan adalah tahanan dari tanah yang ada di sekitar alat pentanahan yang menghambat aliran muatan listrik (arus listrik) yang keluar dari alat pentanahan tersebut. Arus listrik yang keluar dari alat pentanahan ini menghadapi bagian-bagian tanah yang berbeda tahanan jenisnya. Untuk jenis tanah yang sama, tahanan jenisnya dipengaruhi oleh kedalamannya. Makin dalam letaknya, umumnya makin kecil tahanan jenisnya, karena komposisinya makin padat dan umumnya juga lebih basah. Oleh karena itu, dalam memasang batang pentanahan, makin dalam pemasangannya akan makin baik hasilnya dalam arti akan didapat tahanan pentanahan yang makin rendah.


Gambar 2. Batang pentanahan beserta aksesorisnya.

Gambar 2 menggambarkan batang pentanahan beserta aksesorisnya, yaitu; (1) Konduktor tanah, (2) Penghubung antara konduktor dengan elektroda tanah, dan (3) Elektroda tanah.


Gambar 3. Batang pentanahan dan lingkaran pengaruhnya (sphere of influence).

Sedangkan gambar 3 menggambarkan batang pentanahan beserta lingkaran pengaruhnya (sphere of influence) didalam tanah. Tampak bahwa makin dalam letaknya di dalam tanah sampai kedalaman yang sama dengan kedalaman batang pentanahan, dan lingkaran pengaruh ini makin dekat dengan batang pentanahan. Hal ini disebabkan oleh adanya variasi tahanan jenis tanahnya, seperti ditunjukan oleh tabel tahanan jenis tanah dibawah ini.


Tabel 1. Tahanan jenis berbagai macam tanah dan tahanan pentanahannya.

Tabel 1 menunjukkan tahanan jenis berbagai macam tanah serta tahanan pentanahan dengan berbagai kedalaman dan apabila digunakan pita pentanahan (grounding strip) dengan berbagai ukuran panjang. Dari tabel terlihat bahwa untuk memperoleh tahanan pentanahan 6 Ω di humus lembab, maka batang pentanahannya cukup dipancang sedalam 5 meter tetapi bila di pasir kering kedalamannya harus 165 meter.