Cara Pemasangan dan Penanaman Grounding Lengkap Teori

Daftar isi :
    Cara Pemasangan dan Penanaman Grounding Lengkap
    Sebelum membahas cara pasang grounding, baiklah anda terlebih dahulu tau dan kenal teori apa itu grounding. karena dalam pekerjaan kelistrikan itu  ada aturan dan kaidah yang perlu di pelajari.

    Grounding system adalah suatu perangkat instalasi yang berfungsi untuk melepaskan arus petir kedalam bumi, salah satu kegunaannya untuk melepas muatan arus petir. Standart kelayakan grounding/pembumian harus bisa memiliki nilai Tahanan sebaran/Resistansi maksimal 5 Ohm (Bila di bawah 5 Ohm lebih baik). Material grounding dapat berupa batang tembaga, lempeng tembaga atau kerucut tembaga, semakin luas permukaan material grounding yang di tanam ke tanah maka resistansi akan semakin rendah atau semakin baik.

    Untuk mencapai nilai grounding tersebut, tidak semua areal bisa terpenuhi, karena ada beberapa aspek yang mempengaruhinya, yaitu :

    Kadar air, bila air tanah dangkal/penghujan maka nilai tahanan sebaran mudah didapatkan.

    Mineral/Garam, kandungan mineral tanah sangat mempengaruhi tahanan sebaran/resistansi karena jika tanah semakin banyak mengandung logam maka arus petir semakin mudah menghantarkan.

    Derajat Keasaman, semakin asam PH tanah maka arus petir semakin mudah menghantarkan.

    Tekstur tanah, untuk tanah yang bertekstur pasir dan porous akan sulit untuk mendapatkan tahanan sebaran yang baik karena jenis tanah seperti ini air dan mineral akan mudah hanyut.

    Grounding system atau pembumian dapat di buat dengan 3 bentuk, diantaranya :

    1. Single Grounding


    Yaitu dengan menancapkan sebuah batang logam/pasak biasanya di pasang tegak lurus masuk kedalam tanah

    2. Pararel Grounding


    Bila sistem single grounding masih mendapatkan hasil kurang baik, maka perlu di tambahkan material logam arus pelepas ke dalam tanah yang jarak antara batang logam/material minimal 2 Meter dan dihubungkan dengan kabel BC/BCC. Penambahan batang logam/material dapat juga di tanam mendatar dengan kedalaman tertentu, bisa mengelilingi bangunan membentuk cincin atau cakar ayam. Kedua teknik ini bisa di terapkan secara bersamaan dengan acuan tahanan sebaran/resistansi kurang dari 5 Ohm setelah pengukuran dengan Earth Tester Ground

    3. Maksimun Grounding


    Yaitu dengan memasukan material grounding berupa lempengan tembaga yang diikat oleh kabel BC, serta dengan pergantian tanah galian di titik grounding tersebut.

    Pentanahan titik netral


    Pada saat sistem tenaga listrik masih dalam skala kecil, gangguan hubung singkat ke tanah pada intalasi tenaga listrik tidak merupakan suatu masalah yang besar. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah arus gangguan masih relatif kecil (lebih kecil dari 5 Amper), sehingga busur listrik yang timbul pada kontak-kontak antara fasa yang terganggu dan tanah masih dapat padam sendiri.

    Tetapi dengan semakin berkembangnya sistem tenaga listrik baik dalam ukuran jarak (panjang) maupun tegangan, maka bila terjadi gangguan fasa ke tanah arus gangguan yang timbul akan besar dan busur listrik tidak dapat lagi padam dengan sendirinya. Timbulnya gejala-gejala “busur listrik ke tanah (arching ground)” sangat berbahaya karena menimbulkan tegangan lebih transient yang dapat merusak peralatan.

    Apabila hal diatas dibiarkan, maka kontinuitas penyaluran tenaga listrik akan terhenti, yang berarti dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar. Oleh karena itu sistem-sistem tenaga listrik tidak lagi dibuat terapung (floating) yang lajim disebut sistem delta, tetapi titik netralnya ditanahkan melalui tahanan, reaktor dan ditanahkan langsung (solid grounding). Pentanahan itu umumnya dilakukan dengan menghubungkan netral

    Adapun tujuan pentanahan titik netral sistem adalah sebagai berikut :

    1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.
    2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang sehat).
    3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik.
    4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault).
    5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan.

    Sistem Yang Tidak Ditanahkan (Floating Grounding)


    Suatu sistem dikatakan tidak diketanahkan (floating grounding) atau sistem delta. Jika tidak ada hubungan galvanis antara sistem itu dengan tanah.

    Metode Pentanahan Titik Netral

    Metode-metode pentanahan titik netral sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut :

    -Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding)
    -Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding)
    -Pentanahan langsung (effective grounding)
    -Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah(resonant grounding)
    -pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen Coil).


    Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)


    Sistem pentanahan langsung adalah dimana titik netrral sistem dihubungkan langsung dengan tanah, tanpa memasukkan harga suatu impedansi.

    Pada sistem ini bila terjadi gangguan phasa ke tanah akan selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitu gangguan harus di isolir dengan membuka pemutus daya. Salah satu tujuan pentanahan titik netral secara langsung adalah untuk membatasi tegangan dari fasa-fasa yang tidak terganggu bila terjadi gangguan fasa ke tanah.


    Keuntungan :


    Tegangan lebih pada phasa-phasa yang tidak terganggu relatif kecil

    Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan 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 didekatnya dan kerusakan peralatan listrik yang dilaluinya

    Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan (resistance grounding)


    Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) dimaksud adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral dihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor). Pada umumnya nilai tahanan pentanahan lebih tinggi dari pada reaktansi sistem pada tempat dimana tahanan itu dipasang. Sebagai akibatnya besar arus gangguan fasa ke tanah pertama-tama dibatasi oleh tahanan itu sendiri. Dengan demikian pada tahanan itu akan timbul rugi daya selama terjadi gangguan fasa ke tanah.

    Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubung netral adalah :

    R = Ohm

    dimana :

    R = Tahanan ( Ohm )

    Ef = Tegangan fasa ke netral

    I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.

    Dengan memilih harga tahanan yang tepat, arus gangguan ketanah dapat dibatasi sehingga harganya hampir sama bila gangguan terjadi disegala tempat didalam sistem bila tidak terdapat titik pentanahan lainnya. Dalam menentukan nilai tahanan pentanahan akan menentukan besarnya arus gangguan tanah. Besarnya tahanan pentanahan pada sistem tenaga listrik (contohnya di PLN P3B Jawa Bali Region Jabar), adalah sebagai berikut :

    -Sistem 70 kV sebesar 62 Ohm

    -Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42 Ohm.

    Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai adalah Resistor jenis logam (metalic resistor) atau Resistor jenis batang karbon (Arang),bisa di lihat pada gambar di bawah ini:

    Resistor jenis logam (metalic resistor)


    Resistor jenis batang karbon (Arang)

    pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) mempunyai keuntungan dan kerugian yaitu :

    - Keuntungan :


    * 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 dan

    lokasi gangguan tidak cepat diketahui.


    Transformator Grounding Pentanahan


    Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidak terdapat titik netral, sedangkan sistem itu harus diketanahkan, maka sistem itu dapat ditanahkan dengan menambahkan “Transformator Pentanahan” (grounding transformer), contoh pemasangan Trafo Pentanahan

    Transformator pentanahan itu dapat terdiri dari transformator Zig-zag atau transformator bintang-segitiga (Y-Δ). Trafo pentanahan yang paling umum digunakan adalah transformator zig-zag tanpa belitan sekunder.


    PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN Grounding


    Pengertian Grounding Peralatan


    Grounding peralatan adalah pentanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus. Bila 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 seperti bodi trafo, bodi PMT, bodi PMS, bodi motor listrik, dudukan Batere dan sebagainya. Bila seseorang berdiri ditanah dan memegang peralatan yang bertegangan, maka akan ada arus yang mengalir melalui tubuh orang tersebut yang dapat membahayakan.

    Untuk menghindari hal ini maka peralatan tersebut perlu ditanahkan. Pentanahan yang demikian disebut Pentanahan peralatan.
    Pentanahan peralatan merupakan hal yang sangat penting dan perlu diperhatikan, baik pada pembangunan Gardu Induk, Pusat-pusat listrik, Industri-industri bahkan rumah tinggal juga perlu dilengkapi dengan sistem pentanahan ini.

    Tujuan pentanahan peralatan dapat dipormulasikan sebagai berikut :

    Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia dalam daerah itu

    Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya.

    Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem.

    Tahanan Jenis Tanah



    Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas 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 dengan keadaan pada saat pengukuran. Makin tinggi suhu makin tinggi tahanan jenisnya. Sebaliknya makin lembab tanah itu makin rendah tahanan jenisnya. Secara umum harga-harga tahanan jenis ini diperlihatkan pada tabel berikut ini :

    Tahanan Jenis Tanah


    NO JENIS TANAH TAHANAN JENIS TANAH(OHM M)



    1 Tanah rawa 30

    2 Tanah liat atau Tanah ladang 100

    3 Pasir Basah 200

    4 Kerikil Basah 500

    5 Pasir dan Kerikil Kering 1000

    6 Tanah Berbatu 3000


    Sering dicoba untuk merubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan maksud untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah. Cara ini hanya baik untuk sementara sebab proses penggaraman harus dilakukan secara priodik, sedikitnya enam bulan sekali. Dengan memberi air atau membasahi tanah juga dapat mengubah tahanan jenis tanah.


    Cara Pemasangan dan Penanaman Grounding


    Pemilihan Lokasi


    Lakukan pemilihan lokasi penanaman grounding road disekitar rumah anda, rencanakan berapa titik yang akan ditanamkan. Pemasangan grounding road yang makin banyak akan menghasilakan sistim pentanahan yang paling baik.

    Jika anda akan memasang beberapa buah grounding road usahakan jangan terlalu berdekatan , ditujukan supaya pembumian menyebar disekitar rumah anda. Dan juga untuk menjaga bialamana salah satu grounding rod sitim pembumiannya tidak bagus maka bisa dibumikan oleh grounding rod lainnya.


    Harus diperhatikan bahwa masing masing grounding road semua harus terhubung. Sehingga perlu di atur supaya sistim kabel penghubungnya mudah dipasangkan.

    Lakukan pencarian tanah yang mudah ditancapkan. Hindari penanaman grounding road di daerah tanah berbatu atau berpasir, disamping penancapannya yang susah , juga kurang bagus untuk pembumian.


    Usahakan lokasi penempatan grounding road tidak terlalu jauh dari bangunan rumah, tapi harus diingat jangan sampai merusak sistim instalasi / pemipaan yang telah tertanam.

    Usahakan penempatan antara grounding road dalam garis lurus, tidak terlalu banyak berbelok belok.


    Pemilihan Bahan


    Pemilihan grounding road dan kabel grounding yang akan diinsatlasi harus sesuai standar , baik jenis maupun ukurannya.

    Grounding road yang paling bagus adalah pipa padat yang terbuat dari tembaga. Disamping sebagai daya hantar yang kuat, tembaga tidak mudah berkarat. Anda perlu memeriksa barang tersebut saat pembelian, karena kadang kadang banyak pipa yang dijual kelihatannya terbuat dari bahan tembaga padahal bagian dalamnya adalah besi biasa tapi bagian luarnya disepuh dengan tembaga. Untuk menchecknya anda bisa memotong secara diagonal maka akan kelihatan apakah asli atau tidak.

    Penggunaan besi biasa harus dihindari karena bahan ini sangat mudah berkarat.

    Penanaman Grounding Road



    1. Lakukan penggalian tanah ukuran 30 x 30 kedalaman 50 cm

    2. Pertama coba tancapkan grounding road tersebut apakah mudah atau susah ditancapkan.

    3. Jika agak susah , buatkan bentuk lubang dimana grounding rod akan ditanamkan.

    4. Tuangkan air kedalam lubang tersebut hingga penuh

    5. Tancapkan grounding rod kedalam lubang tersebut dan tekan secara pelan pelan hingga beberap centimeter

    6. Angkat sedikit grounding rod, dan biarkan air turun kebawah

    7. Tekan kembali grounding rod hingga beberapa centimeter dari kedalaman awal

    8. Tuangkan kembali air kedalam lubang , lalu ulangi menekan grounding rod. Sepanjang anda tidak menemukan tanah yang keras atau tanah berbatu , air akan membantu anda untuk menggeser lumpur atau pasir di dalam tancapan hingga grounding roda tertancap sampai habis.

    9. Lakukan hal tersebut secara berulang hingga grounding rod tertanam sampai habis

    10.Jika anda mengalami kesulitan saat penancapan grounding road, anda bisa menggunakan alat bantu berupa palu untuk memukul ujung atas grounding road hingga tertancap semuanya, atau bisa juga denggan menggunakan alat bantu stang pipa, lakukan penjepitan stang pipa ke grounding road kemudian anda berdiri di stang pipa sambil menekan grounding road kebawah.

    Untuk hal tertentu anda kemungkinan membutuhkan penanaman grounding road yang lebih dalam dari ukuran panjang grounding road misalnya sampai kedalamna 20 m, sehingga penancapan tidak bisa dilakukan lagi. Anda dapat menggunakan cara dengan mengebor tanahnya lebih dahulu. Anda bisa meminta tuakng bor untuk melakukan pengeboran lobang dengan diameter +/- 10 cm . Setelah kedalaman yang dibutuhkan tercapai , anda kemudian menanamkan stick road ke dalamnya. Sebelumnya lakukan pengikatan (soldering) antara grounding rod dengan kabel road. Dengan menggunakan pipa besi (yang bisa disambung), lakukan pendorongan grounding road ke dalam lubang. 

    Anda bisa menandai jarak dari ujung grounding road dan kabel grounding untuk memastikan penanaman kabel sudah sesuai dengan kedalaman yang diinginkan.

    Cara Penyambungan Grounding Road dengan Kabel Grounding


    Cara menghubungkan yang paling bagus antara grounding rod dengan kabel grounding adalah dengan sistim pengelasan dengan menggunakan alat Cadweld. Setipa penyambungan harus menggunakan bubuk mesiu standar , karena pemakaian bubuk mesiu akan memepengaruhi kekuatan sambungannya. Hal ini juga dilakuan untuk penyambungan antara kabel grounding dengan kabel grounding dan juga untuk penyambungan antara kabel grounding ke plate terminal grounding.

    Sebelum welding dilakukan, seluruh permukaan yang akan diwelding harus dibersihkan dari kotoran. Dicuci dengan bersih, kemudian digosok dengan sikat besi. 

    - Permukaan tidak boleh dalam keadaan basah. 
    - Proses welding harus dilakukan dengan benar, alat harus ditutup dengan rapat baru dilakukan pemantikan. 
    - Ketika proses cadweld sudah selesai dilaksanakan, hasil welding harus diperiksa apakah sambungan sudah kuat atau belum. 
    - Harus dipastikan hasil penyambungan tidak ada yang terlepas. 
    - Bila ada ditemukan sambungan yang lepas harus dilakukan welding kembali.

    Cara lain yang bisa digunakan untuk penyambungan grounding rod dan kabel grounding dengan cara sederhana adalah menggunakan clamp. Dan ada juga yang menggunakan solder listrrik tapi , cara ini tidak terlalu menjamin pengikatan yang sempurna.

    Penanaman Kabel Grounding.


    Sebelum dilakukan penanaman/ penimbunan kabel lakukan pengukuran tahanan grounding terlebih dahulu, bilamana nilai yang dihasilkan belum sesuai standard maka ajkan lebih mudah untuk penambahan grounding road tambahan . Jika nilai tahanan sudah sesuai standard lakukan penanaman kabel dengan segera.

    Lakukan penggalian tanah dari titik dimana grounding menuju masing masing titik grounding yang saling terhubung. Dan juga lakukan penggalian kea rah terminal grounding

    Buat galian disepanjang jalur lintasan dengan kedalaman antara 50 -60 cm

    Tarik kabel grounding melalui jalur kabel tersebut, kemudian tempatkan di bawah galian. Pastikan panjang kabel sudah cukup hingga proses pengikatan dengan grounding road tidak akan susah. Jangan biarkan kabel grounding berlebih.

    Setelah semua sambungan telah di koneksi dengan sistim cadwell, berikan pipa marking di tempat grounding rod tersebut. Gunakan pipa PVC 4 ‘’ dan ditutup dop pipa.

    Kemudian lakukan penimbunan tanah didaerah galian sampai ketinggian 20 cm. Lalu padatkan. Kemudian beri tanda misalanya batu bata supaya dikemudian hari jika ada penggalian di sepanjang areal penanaman kabel, maka kabel akan aman.

    Setelah bata terpasang semua, kemudain timbun kembali hingga penuh. Lakukan penimbunan hingga betul betul padat.

    Semoga bermanfaat !!!