Dalam sistem distribusi tenaga listrik grounding adalah suatu yang sangat penting untuk memastikan keamanan peralatan dari bahaya kebakaran dan keamanan orang dari bahaya sengatan listrik.
Dengan grounding yang baik arus sisa maupun arus bocor dapat langsung dialirkan kebumi (potensial 0).
Arus sisa/bocor yang masih tertinggal di bagian dibagian kabel netral atau peralatan yang berbahan konduktor dapat mengakibatkan panas hingga percikan api pada kabel/peralatan dan menimbulkan kebakaran atau tersentuh oleh tubuh manusia sehingga menyebabkan sengatan listrik. Untuk itu harus dipastikan
arus sisa dan arus bocor harus langsung dialirkan ke bumi.
Arus sisa dapat disebabkan oleh kegagalan sistem grounding atau terputusnya penghantar netral atau PE dengan electrode bumi.
Ada 3 sistem pembumian tenaga listrik:
1. TT
Pada sistem pembumian TT, pembumian dilakukan pada titik netral system listrik disumbernya yaitu pada generator atau transformator, sedangkan pembumian BKT peralatan
dibuat terpisah dengan pembumian sistem kelistrikan nya.
Contoh:
contoh aplikasi system TT:
2. TN
Pada sistem pembumian TN, pembumian dilakukan pada titik netral system listrik disumbernya yaitu pada generator atau transformator dan semua BKT perlengkapan/instalasi dihubungkan melalui penghantar proteksi ke titik sistem tenaga listrik yang dibumikan. Dalam sistem TN-S penghantar PE terpisah dari penghantar N.
system TN terdiri lagi menjadi system TN-S, TN-C, TN-C-S
Jika terdapat hubungan bumi eketrif yang lain (misalkan terdapat grounding atau electrode bumi tambahan yang dipasang didekat panel/peralatan) maka direkomendasikan penghantar proteksi
juga dihubungkan ke titik tersebut atau disebut juga pembumian pada titik tambahan. Hal ini untuk menjamin potensial penghantar proteksi sedekat mungkin dengan potensial bumi dalam keadaan gangguan.
Dalam bangunan besar seperti bangunan bertingkat tinggi, direkomendasikan penghantar proteksi dibumikan saat memasuki bangunan atau gedung. Sistem TN-S dianjurkan penggunaaan nya didalam bangunan.
contoh sistem 5 kabel : 4 inti (R,S,T,N) + 1 PE
Cara menghubungkan BKT perlengkapan/instalasi adalah sebagai berikut:
BKT perlengkapan harus dihubungkan melalui penghantar PE ke rel/terminal PE didalam PHB.
Rel/terminal PE diPHB tersebut dihubungkan ke bumi.
Terminal N perlengkapan dihungkan melalui penghantar N ke rel/terminal N didalam PHB Rel/terminal PE diPHB dihubungkan ke rel/terminal N nya.
Resistan pembumian
Resisten pembumian tergantung kepada lokasi, jenis tahanan tanah
Resistans pembumian total seluruh sistem tidak boleh lebih dari 5 ohm. Untuk daerah yang resisten jenis tanahnya sangat tinggi, resisten pembumian total seluruh system boleh mencapai 10 ohm
Resistans pembumian dari satu atau beberapa electrode bumi disekitar sumber listrik atau transformator atau dibagian jaringan setiap jarak 200 meter dari setiap cabang distribusi, resultan tidak boleh lebih dari 10 ohm. Kecuali untuk daerah dengan resistans jenis tanah sangat tinggi, resistans pembumian tersebut boleh sampai 20 ohm.
contoh pada gambar dibawah:
Dalam bangunan bertingkat tinggi, hubungan langsung penghantar proteksi ke electrode bumi tidak mungkin dilakukan karena alasan prakti. Maka pembumian BKT dapat dicapat dengan ikatan antara penghantar proteksi,BKT, BKE
Contoh pembumian yang dihubungkan dengan bagian :
- Pipa instalasi air yang ditanam kedalam tanah (jika syarat memenuhi dari penyedia air)
- Tulangan besi beton yang ditanam ke dalam tanah
- Kontruksi baja yang dihubungkan ke tanah
3. Sistem IT,
Dalam sistem IT instalasi harus diisolasi dari bumi artinya tidak ada saluran netral yang dihubungkan ke bumi dari sumber nya atau dihubungkan ke bumi melalui impedans yang cukup tinggi. Pada instalasi dijaringan nya pun tidak disediakan penghantar netral kepada beban. Sedangkan BKT harus dibumikan secara individual, kelompok atau secara kolektif.
Seperti pada gambar:
Tabel perbandingan sistem pembumian TT, IT, TN:
Karakter | TT | IT | TN-S | TN-C | TN-C-S |
Earth fault loop impedance | Tinggi | Paling tinggi | rendah | rendah | Rendah |
RCD diperlukan? | Ya | N/A | Optional | Tidak | Optional |
Memerlukan
elektrode bumi disetiap area BKT? |
Ya | Ya | Tidak | Tidak | Optional |
PE conductor cost? | Rendah | Rendah | Paling tinggi | kurang | Tinggi |
Resiko , terputusnya netral? | tidak | tidak | tinggi | Paling tinggi | Tinggi |
Keamanan | aman | Sedikit aman | Paling aman | Kurang aman | Aman |
Electromagnetic interference? | sedikit | sedikit | rendah | tinggi | Rendah |
Resiko keamanan? | High loop impedance | Over voltage | Kerusakan netral | Kerusakan netral | Kerusakan netral |
Keuntungan: | Aman dan reliable | Operasi continue, murah | Paling aman | Harga murah | Aman dan harga murah |
Menurut pemasangan nya pembumian terbagi menjadi:
1. Pembumian atau grounding sistem kelistrikan:
Pembumian atau grounding sistem kelistrikan dilakukan pada titik netral sistem listrik pada sumbernya jika pada instalasi LV yaitu pada sisi LV trafo incoming LVMDB atau pada generator
Contoh: grounding dititik netral trafo
3. Sistem pembumian BKE (pembumian bantu pada system TN)
Atau grounding dipasang pada bagian BKE yang lansung ke tancapkan kebumi, atau disebut juga pembumian bantu untuk grounding dari sistem kelistrikan sistem TN (grounding dari sumber : generator atau trafo)
2. Pembumian atau grounding arde
Yaitu sistem pembumian yang dibuatkan pada bangunan untuk mengalirkan energi listrik yang diakibatkan oleh petir
Electrode Bumi:
Eletrode bumi adalah penghantar yang ditanam ke dalam bumi dan membuat kontak langsung dengan bumi. Grounding dibuat dengan cara menancapkan batang electrode kedalam tanah
Pemasangan electrode bumi:
Pada pemasangan electrode bumi harus diperhatikan terlebih dahulu kondisi setempat, sifat tanah, dan resistans pembumian yang diperkenankan. Sebagai bahan electrode digunakan tembaga, atau baja yang digalvanisasi atau dilapisi tembaga. Ukuran minimum electrode bumi dapat dilihat pada table dibawah dengan memperhatikan pengaruh korosi dan KHA (standar PUIL 2000):
Jenis-jenis elektroda bumi:
1. Electroda pita
Electroda pita ialah electrda bumi yang dibuat dari penghantar berbentuk pita/bulat/pilin, yang ditanam ketanan sedalam 0,5 – 1m. gambar dibawah adalah contoh electroda pita:
2. Elektroda batang
Elektroda ini terbuat dari pipa besi, baja profil atau batang logam lainnya yang dipancangkan ke dalam tanah.
3. Elektroda plat
Elektroda yang berbentuk plat dengan ketebalan 0,3 mm dan luas penampang hingga 0,5 m – 1 m persegi.
4. Kabel yang tidak dibungkus dengan isolasi dan langsung ditanam kedalam Tanah boleh dipakai sebagai electrode bumi, dengan luas penampang minimal yang disyaratkan ( 6 – 10 mm2 atau lebih)
4. Bila persyaratan terpenuhi, semua bahan logam pada bangunan yang ditancapkan kedalam Tanah seperti jaringan pipa-pipa air dari logam, besi tulang beton atau kontruksi baja bawah tanah.