BAB II SISTEM PEMBUMIAN INSTALASI RUMAH TANGGA II.1 Umum 2 Instalasi listrik merupakan susunan perlengkapan-perlengkapan listrik yang saling berhubungan serta memiliki ciri terkoordinasi untuk memenuhi satu atau sejumlah tujuan tertentu. Instalasi listrik terdiri atas sistem penerangan, sistem pensaklaran, sistem pengkabelan, sistem pembumian dan sistem lain yang yang dibutuhkan. Instalasi listrik dapat berupa sebuah instalasi yang sederhana yang hanya terdiri atas satu titik atau satu instalasi listrik yang rumit dan kompleks. Sistem pembumian merupakan bagian dari sebuah instalasi listrik. Sistem pembumian adalah sistem yang dirancangkan sedemikian rupa untuk menghubungkan bagian konduktif terbuka dari peralatan-peralatan listrik yang dipakai dengan bumi sebagi referensi tegangan nol, pembuatan sistem pembumian ini bertujuan untuk menghindarkan manusia dari kejut listrik apabila tersentuh bagian konduktif terbuka yang bertegangan. Bagian konduktif ini bisa bertegangan apabila instalasi listrik mengalami kegagalan isolasi sehingga kawat phasa terhubung dengan bagian konduktif tertentu. Sistem pembumian terdiri dari beberapa sistem sesuai dengan cara pemasangannya. Sistem-sistem tersebut adalah sistem TT, Sistem TN yang terdiri dari TN-C,TN-S, dan TN-CS, serta sistem IT. Pembahasan lebih lanjut untuk sistem yang dipakai pada instalasi rumah tangga akan dibahas pada pembahasan berikutnya. Universitas Sumatera Utara
22
Embed
BAB II SISTEM PEMBUMIAN INSTALASI RUMAH TANGGA · Instalasi listrik rumah tangga secara umum adalah untuk kebutuhan penerangan dan kebutuhan sumber tenaga listrik untuk peralatanperalatan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB II
SISTEM PEMBUMIAN INSTALASI RUMAH TANGGA
II.1 Umum2
Instalasi listrik merupakan susunan perlengkapan-perlengkapan listrik yang
saling berhubungan serta memiliki ciri terkoordinasi untuk memenuhi satu atau
sejumlah tujuan tertentu. Instalasi listrik terdiri atas sistem penerangan, sistem
pensaklaran, sistem pengkabelan, sistem pembumian dan sistem lain yang yang
dibutuhkan. Instalasi listrik dapat berupa sebuah instalasi yang sederhana yang hanya
terdiri atas satu titik atau satu instalasi listrik yang rumit dan kompleks.
Sistem pembumian merupakan bagian dari sebuah instalasi listrik. Sistem
pembumian adalah sistem yang dirancangkan sedemikian rupa untuk
menghubungkan bagian konduktif terbuka dari peralatan-peralatan listrik yang
dipakai dengan bumi sebagi referensi tegangan nol, pembuatan sistem pembumian
ini bertujuan untuk menghindarkan manusia dari kejut listrik apabila tersentuh
bagian konduktif terbuka yang bertegangan. Bagian konduktif ini bisa bertegangan
apabila instalasi listrik mengalami kegagalan isolasi sehingga kawat phasa terhubung
dengan bagian konduktif tertentu.
Sistem pembumian terdiri dari beberapa sistem sesuai dengan cara
pemasangannya. Sistem-sistem tersebut adalah sistem TT, Sistem TN yang terdiri
dari TN-C,TN-S, dan TN-CS, serta sistem IT. Pembahasan lebih lanjut untuk sistem
yang dipakai pada instalasi rumah tangga akan dibahas pada pembahasan berikutnya.
Universitas Sumatera Utara
Sistem pembumian terdiri dari beberapa perlengkapan listrik berupa penghantar
pembumian dan elektroda pembumian.
Pemasangan sistem pembumian sangat tergantung pada kondisi lingkungan
dimana sistem pembumian dibuat, sehingga sebuah sistem pembumian tidak bisa
disamakan di semua tempat, misalkan tempat dengan jenis tanah lembab dan kering
pasti akan sangat berbeda usaha-usaha yang dilakukan supaya sistem yang dibuat
sesuai dengan standar yang ditetapkan.
II.2 Instalasi Listrik Rumah Tangga 2
Instalasi Listrik rumah tangga yang dimaksudkan adalah instalasi listrik
dalam bangunan yang digunakan sebagai tempat tinggal. Pada dasarnya kebutuhan
instalasi rumah tangga tergantung kepada kebutuhan listrik rumah tangga tersebut.
Instalasi rumah tangga dapat hanya berupa instalasi listrik yang sederhana yang
hanya terdiri dari satu titik maupun instalasi listrik yang kompleks.
Instalasi listrik rumah tangga secara umum adalah untuk kebutuhan
penerangan dan kebutuhan sumber tenaga listrik untuk peralatan-peralatan listrik
yang digunakan, seperti pemanas makanan, setrika listrik, dll. Untuk memenuhi
tujuan ini beberapa perlengkapan listrik yang umum dipakai adalah:
1. Pipa Instalasi
2. Sakelar
3. Kotak kontak
4. Papan Hubung Bagi (PHB)
5. Kabel
Universitas Sumatera Utara
6. Fitting
7. Sekering dan MCB
8. Perlengkapan Pembumian.
Gambar 2.1 menunjukkan skema instalasi listrik dari sebuah rumah sederhana yang
terdiri atas 2 kamar tidur, 1 ruang tamu, 1 ruang keluarga, 1 dapur, 1 kamar mandi,
dan taman.
Simbol-simbol yang digunakan pada Gambar 2.1 dijelaskan sebagai berikut:
Sakelar dua kutub
Sakelar 1 Kutub
Lampu
Kotak kontak
Papan hubung bagi (PHB)
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Skema instalasi listrik sederhana.
Universitas Sumatera Utara
II.3 Pembumian Instalasi Rumah Tangga 6,7,9
Di dalam PUIL 2000 disebutkan bahwa pada instalasi listrik ada dua jenis
resiko utama yaitu:
a. Arus kejut listrik
b. Suhu berlebihan yang sangat mungkin mengakibatkan kebakaran, luka bakar
atau efek cedera listrik.
Untuk mengindarkan manusia ataupun ternak dari bahaya yang timbul karena
sentuhan dengan bagian aktif instalasi listrik maka dapat dilakukan cara-cara berikut:
a. Mencegah mengalirnya arus melalui badan manusia atau ternak.
b. Membatasi arus yang dapat mengalir melalui badan manusia sampai suatu
nilai yang lebih kecil dari arus kejut.
c. Pemutusan suplai secara otomatis dalam waktu yang ditentukan pada saat
terjadi gangguan yang sangat mungkin menyebabkan mengalirnya arus
melalui manusia yang bersentuhan dengan body peralatan, yang nilai arusnya
sama dengan atau lebih besar dari arus kejut listrik.
Untuk mengetahui sejauh mana tubuh manusia sanggup menahan aliran listik
dan akibat-akibat yang ditimbulkan, Tabel 2.1 di bawah memperlihatkan batasan
batasan tersebut, ini berguna sebagai informasi sehingga seorang perancang maupun
instalateur dapat merancangkan suatu instalasi yang aman bagi manusia maupun
ternak.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1: Batasan-batasan arus dan pengaruhnya terhadap manusia
Besar Arus (mA) Pengaruh Pada Tubuh Manusia
0-0,9 Belum dirasakan pengaruhnya, tidak menimbulkan
reaksi apa-apa
0,9-1,2 Baru terasa adanya arus listrik, tetapi tidak
mengakibatkan kejang, kontraksi atau kehilangan
kontrol.
1,2-1,6 Mulai terasa seakan-akan ada yang merayap di dalam
tangan
1,6-6 Tangan sampai ke siku merasa kesemutan
6-8 Tangan mulai kaku,rasa kesakitan makin bertambah
13-15 Rasa sakit tidak tertahankan, penghantar masih dapat
dilepaskan dengan gaya yang besar sekali
15-20 Otot tidak sanggup lagi melepaskan penghnatar
20-50 Dapat mengakibatkan kerusakan pada tubuh manusia
50-100 Batas arus yang dapat menyebabkan kematian
Untuk memenuhi tujuan keamanan yang telah diebutkan di atas maka di
dalam bangunan yang digunakan sebagai tempat tinggal dapat dibuat sebuah sistem
pembumian. Sistem pembumian yang umum digunakan adalah sistem pembumian
TT.
Huruf T pertama adalah singkatan dari kata terre yang berasal dari Bahasa
Perancis yang mengandung pengertian bahwa hubungan sistem tenaga listrik ke
bumi adalah hubungan langsung satu titik ke bumi. Sedangkan huruf T kedua
menjukkan hubungan BKT instalasi ke bumi dan mengandung arti hubungan listrik
Universitas Sumatera Utara
langsung ke bumi, yang tidak tergantung pembumian setiap titik tenaga listrik.
Gambar 2.2 memperlihatkan sebuah sistem pembumian dengan sistem TT.
Transformator Pensuplai
R
S
T
N
Instalasi
Elektroda Pentanahan Netral
Elektroda Pentanahan Konsumen
P
N
E
Bumi
Gambar 2.2 Sistem pembumian TT
II.4 Tahanan Pembumian5
Tahanan pembumian adalah hambatan yang dialami oleh arus ketika mengalir
ke tanah. Arus ini mengalir menuju tanah melalui elektroda pembumian yang
ditanam atau ditancapkan ke dalam tanah pada ke dalam tertentu. PUIL 2000
mendefenisikan tahanan pembumian sebagai jumlah tahanan elektroda pembumian
dan tahanan penghantar pembumian. Tahanan ini terdiri dari tahanan yang
disebabkan penghantar logam dan tanah. Tahanan yang ditimbulkan penghantar
sangan kecil sehingga dapat diabaikan. Tahanan yang paling besar adalah tahanan
yang ditimbulkan oleh tanah.
Universitas Sumatera Utara
Suatu tanah memiliki nilai tahanan jenis yang bervariasi tergantung pada
jenis tanah, kelembapan, komposisi garam-garam mineral di dalam tanah, dan suhu.
Saat sebuah elektroda dilalui oleh arus maka arus akan menyebar ke segala arah
seperti terlihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Sebaran Arus dari Elektroda
Arus akan mengalir menuju tegangan nol yaitu di titik tak terhingga. Apabila
kedalaman elektroda dibandingkan dengan jari-jari yang tak terhingga maka
elektroda batang dapat dianggap sebagai sebuah bola yang memiliki pusat yang sama
dengan sebuah bola yang memiliki jari-jari yang sangat besar, seperti Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Ekivalensi Elektroda untuk Perhitungan Tahanan Pembumian
I
rdr ro
Universitas Sumatera Utara
Tahanan yang dimiliki lapisan tanah yang merupakan bola dengan jari-jari r dan r+dr
pada Gambar 2.4 dapat dihitung dengan Persamaan 2.1. Dengan menganggap bahwa
jarak r berada di jauh tak hingga maka tahanan tanah dengan elektroda yang
memiliki jari-jari ro menjadi seperti Persamaan 2.2.
2.1
2.2
Dimana
R = Tahanan Tanah
r = Jari-jari bola luar (m)
ro = Jari-jari/ panjang elektroda (m)
= Tahanan jenis tanah ( Ohm-m)
Jika nilai tahanan pentanahan terlalu besar maka untuk memperkecilnya
dapat menggunakan material khusus yang ditanam di dalam tanah yaitu bentonit.
Secara tradisional dapat menggunakan garam atau arang.
Beberapa jenis tanah yang nilai tahanan jenisnya dicantumkan dalam PUIL
2000 dapat dilihat pada Tabel 2.2
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Tahanan Jenis Tanah
Jenis Tanah Tahanan Jenis (Ω-m)
Tanah Rawa 30
Tanah Liat dan Tanah Ladang 100
Pasir Basah 200
Kerikil basah 500
Pasir dan kerikil kering 1000
Tanah Berbatu 3000
Beberapa hal lain yang mempengaruhi nilai tahanan pembumian yaitu:
a. Jenis Elektroda Pembumian
Jenis elektroda pembumian berkaitan dengan tahanan jenis elektroda tersebut.
Misalkan elektroda berbahan dasar aluminium dibandingkan dengan elektroda
berbahan dasar tembaga yang memiliki luas penampang dan panjang yang sama.
Nilai tahanan elektroda aluminium akan lebih besar dibandingkan dengan elektroda
berbahan dasar tembaga. Karena tahanan jenis aluminium lebih besar dibanding
tahanan jenis tembaga. Dimana aluminium memiliki tahanan jenis 0.0283 x 10 -6 Ωm
dan tembaga 0.0177 x x 10 -6 Ωm. Tetapi karena nilainya yang sangat kecil maka
pengaruh dari tahanan jenis diabaikan.
Universitas Sumatera Utara
b. Kedalaman elektroda dan luas penampang elektroda
Semakin dalam elektroda tertanam dan semakin besar luas penampang elektroda
yang bersentuhan dengan tanah sehingga nilai tahanan pembumian akan semakin
kecil karena semakin besar permukaan yang bersentuhan dengan tanah.
c. Bentuk elektroda
Beberapa bentuk elektoda pembumian adalah sebagai berikut
1. Elektroda pita
Elektroda pita dibuat dari penghantar berbentuk pita atau penampang bulat, atau
penghantar pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal. Ukuran minimum
elektroda pita adalah 2mm2 dan tebalnya 2 mm atau penghantar pilin 35 mm2.
Berbagai bentuk elektroda pita dapat dilihat pada Gambar 2.5
(a) (b)
h = 0.5-1 m
60
Cabang Enam Cincin
h = 0.5-1 m
D
d
Universitas Sumatera Utara
(c)
Gambar 2.5 Bentuk Elektroda Pita (a) Cabang enam, (b) Cincin, (c) Disk
Tahanan pembumian masing-masing bentuk adalah sebagai berikut:
- Cabang enam
2.3
- Cincin
2.4
- Disk
2.5
Dimana Rp = Tahanan pembumian Elektroda (Ω)
ℓ = Panjang pita (m)
D = Diameter cincin
d = Diameter cincin elektroda
Disk
h = 0.5-1 m
Universitas Sumatera Utara
h = 1 m
Pelat
2. Elektroda pelat
Elektroda pelat terbuat dari besi dengan ukuran minimum tebal 3 mm, luas 0.5
m2-1 m2 atau pelat tembaga dengan tebal 2 mm, luas 0.5 m2-1 m2 yang ditanam
secara vertical dengan sisi atas ± 1 m di bawah permukaan tanah seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.6
Gambar 2.6 Elektroda pelat
Tahanan pembumian Elektroda pelat adalah:
2.6
3. Elektroda batang
Elektroda ini dapat dibuat dari pipa besi, baja profil,batang tembaga, atau batang
logam lainnya. Elektroda dipancangkan ke tanah sedalam ℓ meter seperti Gambar