PENGUJI TAHANAN ISOLASI DAN KUAT MEDAN
5.2. Tahanan Pentanahan (Earth Ground Resistance)
Tahanan pentanahan merupakan hal yang tidak boleh diabaikan dalam pemasangan jaringan instalasi listrik . Pentanahan yang kurang baik tidak hanya membuang-buang waktu saja, tetapi pentanahan yang kurang baik juga berbahaya dan meningkatkan resiko kerusakan peralatan. Tanpa sistem pentanahan yang effektif, maka akan dihadapkan pada resiko kejutan listrik, disamping itu juga mengakibatkan kesalahan instrumen, distorsi harmonik. masalah faktor daya dan delima kemungkinan adanya intermitten. Jika arus gangguan tidak mempunyai jalur ke tanah melalui sistem pentanahan yang di desain dan dipelihara dengan baik, arus gangguan akan mencari jalur yang tidak diinginkan termasuk manusia.
Sebaliknya, pentanahan yang baik tidak hanya sekedar untuk keselamatan; tetapi juga digunakan untuk mencegah kerusakan peralatan industri. Sistem pentanahan yang baik akan meningkatkan reliabilitas peralatan dan mengurangi kemungkinan kerusakan akibat petir dan arus gangguan. Miliyaran uang telah hilang tiap tahunnya di tempat kerja karena kebakaran akibat listrik. Kerugian-kerugian di atas tidak termasuk biaya pengadilan dan hilangnya produktivitas individu dan perusahaan.
5.2.1. Cara Menguji Sistem Pentanahan
Dalam waktu yang lama, tanah yang korosif dengan kelembaban tinggi, mengandung garam, dan suhu tinggi akan menurunkan batang pentanahan dan sambungan-sambungannya. Walaupun sistem pentanahan saat awalnya dipasang mempunyai harga tahanan
pentanahan ke tanah rendah, tahanan sistem pentanahan akan meningkat jika batang pentanahan rapuh. Alat ukur pentanahan, yang dibuat industri, adalah alat pencari kesalahan yang tidak diragukan guna membantu pemeliharaan. Masalah-masalah listrik yang sering mati berkaitan dengan pentanahan kurang baik atau kualitas daya yang rendah. Itulah sebabnya sangat dianjurkan semua pentanahan dan sambungan pentanahan harus diperiksa minimal satu tahun sekali sebagai bagian dari rencana pemeliharaan. Selama periode pemeriksaan, jika terjadi peningkatan nilai tahanan lebih dari 20 %, harus dilakukan
Gambar 5 – 11 Elektroda yang mempunyai
pengaruh lapisan
Organisasi pemberi rekomendasi standar untuk kemananan pentanahan
•
Administration)
•
Association)
• ANSI/ISA (American National Standards Institute and
Instrument Society of America)
• TIA (Telecommunications I ndustry Association)
• IEC (International Electrotechnical Commission)
•
for Electrotechnical Standardization)
• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
OSHA (Occupational Safety Health
NFPA (National Fire Protection
CENELEC (European Committee
pencarian sumber permasalahan dan dilakukan koreksi agar nilai tahanannya lebih rendah, dengan mengganti atau menambah batang pentanahan ke dalam sistem pentanahan.
Gambar 5 – 12 Tanah yang korosif
5.2.2. Pentanahan dan Fungsinya
NEC, National Electrical Code (Kitab Undang-undang Kelistrikan Nasional), Pasal 100 mendefinisikan pentanahan. Pentanahan sebagai: “membuat hubungan, baik sengaja ataupun tidak sengaja antara rangkaian listrik dan tanah, atau menghubungkan dengan benda konduksi yang berada di tanah.” Ketika berbicara tentang pentanahan, sebenarnya ada dua subjek yang berbeda: pentanahan bumi dan pentanahan alat. Pentanahan bumi adalah hubungan sengaja dari rangkaian konduktor, biasanya netral, ke elektroda tanah yang ditempatkan di bumi. Peralatan pentanahan menjamin kerja peralatan dalam struktur bangunan ditanahkan dengan baik. Kedua sistem pentanahan perlu dijaga terpisah kecuali untuk sambungan antara kedua sistem. Ini untuk mencegah perbedaan tegangan potensial kemungkinan loncatan api kalau terjadi sambaran petir. Perlunya pentanahan disamping melindungi manusia, tanaman, dan peralatan juga untuk memperoleh jalur yang aman untuk penghamburan arus liar, sambaran petir, listrik statis, interferensi elektromagnetik (EMI) dan sinyal gangguan frekuensi radio (RFI).
Gambar 5 – 13 Sambaran petir
5.2.3. Nilai Tahanan yang Baik
Ada kerancuan antara pentanahan yang baik dan nilai tahanan yang seharusnya. Idealnya suatu pentanahan besar tahanannya nol ohm. Tidak ada satu standar mengenai ambang batas nilai tahanan pentanahan yang harus diikuti oleh semua badan. Tetapi badan NFPA dan IEEE telah merekomendasikan nilai tahanan pentanahan lebih kecil atau sama dengan 5 Ohm.
Gambar 5 –14 Nilai tahanan pentanahan ideal
Badan NEC menyatakan bahwa untuk meyakinkan impedansi sistem ke tanah besarnya kurang dari 25 Ohm dan tercantum dalam NEC 250.56. Fasilitas dengan peralatan yang sensitif nilai tahanan tanahnya harus 5 ohm atau kurang. Industri telekomunikasi telah mengguna-kan 5 ohm atau kurang sebagai nilai tahanan pentanahan dan sambungan. Tujuan nilai tahanan pentanahan adalah untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang serendah mungkin yang bisa dipertimbangkan baik secara ekonomis dan secara pisik
5.2.4. Dasar-dasar Pentanahan
5.2.4.1. Komponen elektroda pentanahan
Elektroda pentanahan umumnya dibuat dari bahan yang sangat konduktif/tahanan rendah seperti baja atau tembaga, besar tahanan elektroda tanah dan sambungannya umumnya sangat rendah sehingga arus mengalir tidak terhambat. Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda tanah seperti gambar di bawah.
Tahanan kontak tanah di sekitar elektroda menurut National Institute
of Standards (lembaga pemerintah
dalam Departemen Perdagangan AS) menunjukkan bahwa tahanan hampir dapat diabaikan dengan ketentuan bahwa elektroda pentanahan bebas cat, pelumas,
dan lain-lain. Elektroda
pentanahan harus dalam
hubungan yang tetap dengan tanah.
Sedangkan tahanan tanah di sekitar elektroda, pentanahan dikelilingi tanah yang secara konseptual terbentuk dari sel-sel yang melingkari semuanya memiliki ketebalan sama. Sel-sel yang paling dekat dengan elektroda pentanahan memiliki jumlah area terkecil yang menghasilkan tingkat tahanan terbesar. Masing-masing sel berikutnya membentuk area lebih besar yang menghasilkan tahanan lebih rendah. Pada akhirnya ini akan mencapai titik dimana sel-sel tambahan menawarkan tahanan kecil ke tanah di sekitar elektroda pentanahan. Jadi berdasarkan informasi ini,maka akan difokus pada cara-cara untuk mengurangi tahanan tanah ketika memasang sistem pentanahan.
5.2.4.2. Hal-hal yang mempengaruhi tahanan tanah
Pertama, NEC code (1987, 250-83-3) mensyaratkan panjang elektroda pentanahan minimum 2,5 meter (8 kaki) dihubungkan dengan tanah. Ada empat variabel yang mempengaruhi tahanan sistem pentanahan, yaitu:
Penghantar tanah Elektrode tanah Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda tanan
Gambar 5 – 15 Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda tanah