Sistem Grounding dan Equipment Grounding : Definisi dan Aplikasi

Sistem grounding dan equipment grounding artinya hubungan ke tanah (ground atau earth) baik itu koneksi langsung (direct) atau melalui sebuah penghantar konduktif yang memiliki impedansi yang rendah (low impedance).  Sebelum membahas lebih jauh tentang grounding atau pentanahan tersebut sebaiknya kita mengetahui perbedaan antara ground dan earthing. Grounding merupakan istilah untuk menyatakan pembumian yang banyak dipakai di  kawasan North America sedangkan earthing juga menyatakan konsep pembumian tetapi digunakan di kawasan Eropa dan umumnya digunakan pada standard IEC.

Grounding banyak kita jumpai, misalnya : sebagai bagian dari instalasi listrik di perumahan serta misalkan pada enclosure atau frame motor listrik.  Grounding dalam aplikasi di industri diikuti juga dengan bonding. Bonding adalah menghubungkan semua bagian konduktif terbuka atau bagian yang memiliki struktur metal dari peralatan melalui sebuah jalur impedansi yang rendah dengan tujuan agar tidak terjadi perbedaan tegangan dari komponen-komponen tersebut. Yang dimaksud dengan jalur impedansi yang rendah misalkan kawat tembaga dengan diameter yang memadai. Aplikasi bonding misalkan pada pesawat terbang. Semua bagian metalik pada sebuah pesawat terbang harus terhubung agar tidak terjadi perbedaan tegangan akibat penumpukan muatan pada salah satu bagian pesawat. Tujuan bonding pada pesawat adalah untuk safety.

Grounding dan bonding ini menjadi salah satu hal yang sangat penting dalam dunia industri khususnya dalam dunia oil and gas karena kebanyakan insiden dan fatality terjadi akibat kesalahan atau ketidaksempurnaan sistem grounding tersebut. Gambar di bawah ini dapat menjadi pengantar dalam mengenal equipment grounding, sistem grounding dan bonding.

Gb. 1 Grounding vs Bonding

 

Gb 2 Equipment Grounding vs System Grounding

Grounding atau pentanahan umumnya dibagi ke dalam dua jenis, yaitu equipment grounding atau grounding peralatan dan sistem grounding atau pentanahan pada system.

Sistem Grounding vs Equipment Grounding

Menurut definisi NEC 100, equipment grounding adalah koneksi dari peralatan listrik ke ground (earth) atau dari peralatan listrik ke sebuah penghantar yang terhubung ke ground. Equipment grounding diaplikasikan pada bagian konduktif pada peralalatan yang tidak mengalirkan arus pada kondisi normal tetapi bisa saja mengalirkan arus listrik pada kondisi gangguan. PUIL 2000 menyebut istilah bagian konduktif tersebut dengan nama BKT (bagian konduktif terbuka). Contoh yang paling umum dari BKT tersebut adalah cover peralatan.

Tujuan dari equipment grounding ini adalah untuk mencegah terjadinya kejut listrik (electrical shock) pada saat kita menyentuh cover atau enclosure dari peralatan listrik serta berfungsi juga sebagai jalur arus gangguan ke tanah pada saat saat terjadi gangguan pada peralatan listrik. Oleh karena fungsi tersebut maka kemampuan hantar arus menjadi salah spesifikasi yang penting dalam desain sebuah equipment grounding. Secara umum, fungsi dari equipment grounding ini adalah untuk meningkatkan keamanan pada personel.

Sedangkan sistem grounding adalah grounding pada terminal netral peralatan, misalnya pada terminal netral transformer atau terminal netral generator. Fungsinya adalah untuk memberikan titik acuan (referensi) pada system tiga fasa sehingga tegangan antar fasa ke tanah selalu seimbang.

Gb 3 Titik Netral Pada Transformer (a) Solidly Grounding dan (b) Resistance Grounding

Metode instalasi sistem grounding ini pun terdiri dari beberapa jenis, antara lain : solidly grounding,  resistance grounding (NGR), reactance grounding dan neutral fault neutralizer. Baik sistem grounding maupun equipment grounding terdiri dari pengantar grounding dan elektroda grounding (lihat gambar 2 di atas).

 

Penghantar Untuk System Grounding dan Equipment Grounding

Equipment grounding seperti yang telah disebutkan di atas dilakukan dengan cara menghubungkan kawat tembaga dengan ukuran tertentu ke tanah. Karena salah satu fungsi dari kawat tembaga tersebut adalah untuk menyalurkan arus gangguan ke tanah maka standard dari penentuan ukuran kawat harus memperhatikan kemampuan hantar arus (KHA) pada saat terjadi gangguan. PUIL 2000 dan IEC 60364 menetapkan ukuran untuk penghantar tembaga proteksi sebagai berikut

sistem grounding

Gb 4 Luas Penampang Konduktor

Sedangkan untuk NFPA 70 (NEC) menetapkan standard sebagai berikut

Gb 5 Luas Penampang Konduktor NEC

NEC (National Electrical Code) sendiri adalah standard yang umumnya digunakan oleh Negara-negara di Amerika Utara. Beberapa perusahaan multi-nasional yang berasal dari Amerika juga menerapkan standard NEC ini dalam instalasinya.

Sedangkan aplikasi untuk sistem grounding atau netral dilakukan dengan cara menghubungkan terminal netral dari peralatan, misalnya transformer, ke ground melalui kawat penghantar. IEC 60364 dan PUIL 2000 menetapkan ukuran untuk kawat penghantar netral sebaiknya disamakan dengan ukuran penghantar fase kecuali untuk beberapa kasus khusus dimana kawat penghantar netral dapat lebih kecil dari kawat penghantar fasa.

Elektroda Untuk System Grounding dan Equipment Grounding

Nilai resistansi grounding juga harus menjadi perhatian. Nilai resistansi grounding sebaiknya dijaga sekecil mungkin sehingga dapat menghantarkan arus gangguan ke tanah secepat mungkin sehingga dapat mengurangi kemungkinan terjadinya kejut listrik pada personel.

NEC 250 menyatakan bahwa grounding resistance sebaiknya dijaga maksimum pada pada nilai 25 Ohm. Meskipun demikian, baik system grounding maupun equipment grounding sebaiknya dijaga pada nilai maksimum 5 Ohm. Untuk susbtation yang besar, menurut IEEE 141, nilai resistansi grounding sebaiknya maksimum 1 Ohm.

Untuk mendapatkan nilai resistansi grounding yang sesuai standard maka hal berikut perlu untuk diperhatikan : jenis elektroda, kedalaman elektroda dan resistansi jenis dari tanah. Elektroda grounding umumnya dapat berupa electrode pita, elektroda batang dan elektroda pelat. Gunakan elektroda pelat yang lebar untuk mendapatkan resistansi yang rendah. Sedangkan untuk kedalaman sebaiknya berada pada kisaran 0.5 m – 1.0 m. Untuk resistansi jenis tanah, dapat dilihat pada tabel di bawah ini

Jenis tanah

Tanah rawa Tanah liat dan pasir Pasir basah Kerikil basah Pasir dan kerikil kering Tanah berbatu
Resistansi jenis 30 100 200 500 1000

3000

Dari tabel tersebut, dapat kita simpulkan bahwa semakin basah/lembap kondisi tanah maka akan semakin rendah resistansi jenis tanah tersebut. Hal ini bisa dipahami karena air khususnya dalam tanah dapat berperan sebagai konduktor. Kondisi tanah dengan resistansi jenis yang tinggi menjadi tantangan tersendiri untuk mencapai nilai grounding yang rendah. Umumnya untuk mencapai resistansi grounding yang rendah pada kondisi tanah dengan resistansi jenis yang tinggi dapat dilakukan dengan memparalelkan beberapa buah konduktor.

STANDARD EROPA

IEC 60034 secara khusus membagi grounding system dan equipment ini ke dalam beberapa jenis instalasi, antara lain: TN, TT, dan IT. Huruf pertama menunjukkan koneksi dari sistem ground ke ground sedangkan huruf kedua menunjukkan koneksi dari equipment grounding ke ground. T =Terre (dalam bahasa Prancis artinya tanah), N = Netral, S = Separate, C = Combine, I = isolated)

  1. Sistem TN

Sistem TN ini memiliki satu bagian yang dibumikan. Equipment grounding dari BKT (bagian konduktif terbuka) terhubung ke bagian yang dibumikan tersebut melalui sebuah penghantar. Sistem TN ini dapat terbagi menjadi 3 jenis, yaitu :

a. Sistem TN-S, dimana digunakan penghantar proteksi (equipment grounding ) terpisah di seluruh sistem. Pada gambar dibawah ini, penghantar untuk untuk equipment grounding menggunakan PE.

Sistem TN-S

b. Sistem TN-C, dimana fungsi netral (sistem grounding) dan fungsi proteksi (equipment grounding) tergabung dalam penghantar tunggal di sebagian sistem yang pada gambar di bawah ini menggunakan penghantar PEN.

Sistem TN-C

c. Sistem TN-C-S, dimana  netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantartunggal di sebagian sistem.

Sistem TN-C-S

          2. Sistem TT

Menurut definis dari PUIL, sistem TT mempunyai satu titik yang dibumikan langsung. BKT instalasi (equipment grounding) dihubungkan ke elektrode bumi yang secara listrik terpisah dari elektrode bumi sistem tenaga listrik.

Sistem grounding

Sistem TTSistem TT

       3. Sistem IT

Menurut PUIL, sistem tenaga listrik IT mempunyai semua bagian aktif yang diisolasi dari bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedans. BKT instalasi listrik dibumikan secara independen atau secara kolektif atau ke pembumian sistem

Sistem grounding

Sistem IT

 

Demikianlah artikel tentang equipment grounding, sistem grounding dan bonding. Apabila terdapat pertanyaan dapat mengisi komentar di bawah ini.

Share

You may also like...