Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding) - Lengkap

Postingan kali ini melengkapi postingan saya terdahulu mengenai Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding). Pada postingan tersebut disebutkan bahwa, jenis pentanahan yang digunakan berdasarkan standar IEEE yang menjadi acuan terhadap sistim pentanahan pada suatu instalasi, terdiri dari 5 yaitu : 

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding)

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) 

Untuk jenis pentanahan TN-S (Terre Neutral - Separate), TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate) dan TT (Double Terre) telah kita jelaskan pada postingan tersebut. Kali ini kita akan melanjutkan pembahasan untuk jenis pentanahan TN-C (Terre Neutral - Combined) dan IT (Isolated Terre). Sebelum kita lanjutkan ke pembahasan TN-C (Terre Neutral - Combined) dan IT (Isolated Terre) , sedikit kita ulas mengenai pembagian jenis pentanahan ini. 

Pentanahan (Grouding) atau pembumian (Earthing) adalah penamaan dengan maksud yang sama, pada sistim jaringan tenaga listrik tegangan rendah (LV Low Voltage) memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada sisi sekunder dari transformator MV/LV  (Distribusi) dan instalasi pembumian pada sisi peralatan tegangan rendah. Identifikasi jenis sistem pembumian yang diterapkan pada jaringan tenaga listrik tegangan rendah didefinisikan dengan dua huruf, yaitu :

 1. Huruf Pertama, menyatakan koneksi netral transformator, seperti pada gamar dibawah ini :

 Dari gambar diatas terdapat 2 kemungkinan untuk koneksi netral transforamtor ini, yaitu : 

• Terhubung ke bumi , dilambangkan dengan huruf “T” (Terre)
• Tidak terhubung dengan bumi (terisolasi), dilambangkan dengan huruf “I” (Isolated)

 2. Huruf Kedua yang menyatakan koneksi frame peralatan dengan bumi, , seperti pada gambar dibawah ini : 

 Juga terdapat 2 kemungkinan untuk koneksi frame peralatan ini, yaitu : 

• Terhubung ke bumi , disimbolkan dengan huruf “T” 
• Terhubung dengan netral instalasi dimana peralatan tersebut terpasang, dilambangkan dengan huruf “N” 

Kombinasi dari kedua huruf ini memberikan tiga sistim konfigurasi pembumian, yaitu : 

1. Sistim TT: Netral dari transformator dibumikan, dan frame peralatan dibumikan. 
2. Sistim TN: Netral dari transformator dibumikan, dan frame peralatan dihubungkan kenetral instalasi. 
3. Sistim IT: Netral dari transformator tidak dibumikan (Isolated), dan frame peralatan dihubungkan kenetral instalasi. 

Sistem TN, seperti dalam IEC 60364 mencakup beberapa sub – system : 

• Sistem TN-C : Jika N dan konduktor PE terhubung (PEN) 
• Sistem TN-S : Jika N dan konduktor PE terpisah 
• Sistem TN-C-S : Gabungan antara TN-C dan TN-S, dalam tingkatan distribusi listrik TN-S diterapkan pada peralatan dibawah peralatan yang menggunakan TN-C, biasanya peralatan setelah power suplay. 

Secara keseluruhan jenis pentanahan ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Sekarang kita kembali kelanjutan postingan Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding), 

TN-C (Terre Neutral - Combined) 

Pada sistem TN-C, saluran netral dari peralatan distribusi utama (sumber listrik) terhubung lansung dengan saluran netral konsumen dan frame dari peralatan yang terpasang. 

Dengan sistim ini konduktor netral digunakan sebagai konduktor pelindung dan gabungan antara netral dengan pembumian sisi frame peralatan dikenal sebagai konduktor PEN (Prtective Earthing and Neutral). 

Sistem ini tidak diizinkan untuk konduktor kurang dari 10 mm2 atau untuk peralatan portabel. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan maka pada saat yang sama konduktor PEN membawa arus unbalance phasa serta arus harmonisa tingkatan ketiga dan kelipatannya. 

Untuk mengurangi dampak terhadap peralatan dan makhluk hidup disekitar peralatan tersebut, maka pada penerapan sistim TN-C, konduktor PEN harus terhubung kesejumlah batang elektroda untuk pembumian pada instalasi tersebut. 

IT (Isolated Terre) 

Dari huruf pertamanya ( I ) sudah jelas bahwa , pada sistim pembumian dengan jenis IT ini, netral nya isolated (tidak terhubung) dengan bumi. Titik PE tidak terhubung ke saluran netral tetapi lansung dihubungkan ke pembumian. 

Pada penerapannya, titik netral pada sistim IT tidak benar – benar terisolasi dengan bumi, tetapi masih dihubungkan dengan impdedansi Zs yang nilainya sangant tinggi yaitu sekitar 1000 ohm sampai 3000 ohm. Hal ini untuk tujuan membatasi level tegangan over voltage ketika terjadinya ganguan pada sistim tersebut.

Read more »

Sistim Pembumian ( System Earthing)

Sistim Pembumian ( System Earthing) -  Pada tegangan medium ataupun tegangan rendah sistem tiga-fasa terdapat tiga buah tegangan fase tunggal yang diukur antara setiap fase dengan titik yang sama yang disebut dengan titik netral atau "netral point". 

Pada keadaan seimbang, setiap fase akan bergeser sebesar 120 ° dengan nilai tegangan per-fase sebesar U / √3. Titik Netral adalah titik pertemuan (simpul) tiga buah belitan. Simpul yang menghubungkan salah satu ujung tiap-tiap belitan tersebut terdapat didalam peralatan, dan pada beberapa peralatan disediakan terminal titik netral sehingga bisa digunakan sebagai bagian dari jaringan distribusi. 

Pada beberapa peratan lain terminal untuk titik netral tidak disediakan sehingga titik netral peralatan tersebut benar-benar terisolasi (isolated) karena tidak bisa diakses. Dikarenakan ada peralatan yang titik netralnya bisa diakses dan ada yang tidak, maka titik netral tersebut ada yang dibumikan dan ada pula yang tidak dibumikan. Dan karena itulah maka sistem pembumian suatu peralatan atau jaringan mengacu kepada ada atau tidaknya hubungan antara titik netral dengan bumi. Dan dikarenakan faktor-faktor tertentu pada jaringan distribusi, titik netral yang yang bisa diakses juga tidak harus dihubungkan ke bumi. 

Untuk titik netral yang dihubungkan ke bumi, hubungannya bisa dilakukan secara langsung dan bisa juga melalui sebuah resistor atau reaktor. Dari hubungan netral dengan bumi, maka sistim pembumian dapat kita bagi atas tiga , yaitu :

• Solidy ( directly ) Earthed, titik netral lansung dihubungkan ketanah ( bumi )
• Impedance Earthed, titik netral dihubungkan ketanah ( bumi ) melalui impedansi (resistor atau reactor )
• Neutral Isolated (Unearthed) , titik netral tidak terhubung ketanah ( bumi ).

Sistem pembumian merupakan bagian yang sangat penting dalam suatu sistim jaringan tenaga listrik. Ketika terjadinya kesalahan isolasi atau terhubungnya phasa dengan bumi, besarnya arus gangguan, tingginya tegangan sentuh ( Touch Voltage ) dan tingginya tegangan lebih ( Over Voltage ) berkaitan erat dengan jenis hubungan titik netral peralatan dengan bumi.

Pada sistim pembumian Solid Eathed, hubungan ini dapat membatasi tingginya tegangan lebih ( Over Voltage ) tetapi ketika terjadinya arus gangguan , maka nilai arus gangguannya akan menjadi sangat besar. 

Di sisi lain, ketika sistim unearthed (isolated earthed) diterapkan, arus gangguan akan lebih kecil ketika terjadi sebuah gangguan. Namun tegangan lebih akan melonjak tinggi. 

Pada beberapa instalasi tenaga listrik, kontinuitas pelayanan energi listrik pada saat terjadi sebuah gangguan insulasi juga dipengaruhi oleh jenis pembumian yang diterapkan pada instalasi tersebut. Ketika terjadi gangguan, kontinuitas pelayanan energi listrik masih terjamin ketika sistim unearthed (Isolaed Earthing) diterapkan pada instalasi tersebut, asalkan keamanan dan keselamatan terhadap peralatan dan orang disekitarnya tetap diperhatikan.

Di sisi lain, bila yang diterapkan adalah solid earthed ataupun low impedansi maka kontinuitas pelayanan penyediaan tenaga listrik akan terganggu. Hal ini disebabkan karena besarnya arus gangguan yang ditimbulkan akan mengoperasikan relay proteksi untuk bekerja.

Pada intinya, sistim pembumian adalah menghubungkan titik netral dengan bumi. Terdapat beberapa cara untuk menghubungkan titik netral tersebut dengan bumi yang disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsi dari instalasi tenaga listrik. Berbagai jenis hubungan titik netral dengan bumi adalah sebagai berikut : 

• Solid Earthed (Direct), titik netral langsung tehubung dengan bumi ( tanah ) 
• Unearthed atau Isolated atau High Impedance Earthed , dimana titik netreal tidak terhubung dengan bumi 
• Resistance Earthing (Resistansi Pembumian), titik netral dihubungkan ke bumi melalaui sebuah resistansi
• Reactance Earthed (Reaktansi pembumian), titik netral dihubungkan ke bumi melalaui sebuah reaktansi
• Petersen coil Earthed, titik netral dihubungkan ke bumi melalui sebuah gulungan Petersen. 

Adapun gambar dari masing – masing pembumian tersebut seperti dibawah ini :

1. Solid Earthed

2. Unearthed atau Isolated atau High Impedance Earthed

3. Resistance Earthing

4. Reactance Earthed

5. Petersen coil Earthed

Read more »