Bagaimana memperkecil nilai tahanan grounding (Sistem Pentanahan) ?Dalam Sistem Telekomunikasi, Sistem Pentanahan atau yang lebih dikenal dengan Sistem Grounding memiliki peran vital dan sangat penting. Fungsinya yang dapat meminimalisasi dampak sambaran petir / bias petir seringkali menjadi penyelamat asset perusahaan telekomunikasi. Dalam Sitem Grounding dikenal istilah Nilai Tahanan Grounding yang merupakan tolok ukur dalam menggambarkan kondisi Sistem Grounding terhadap Nilai Tahanan Bumi / Tanah. Pada umumnya nilai tahanan grounding dibatasi lebih kecil dari 3 ohm untuk perangkat pendukung dan lebih kecil dari 1 ohm untuk alat produksi (transmisi, sentral).Bagaimana memperkecil nilai tahanan grounding tersebut ?,Berikut 4 metode sederhana memperkecil nilai tahanan grounding :1. Kedalaman kutub tanah (Rod)Dari hasil penelitian, membenamkan rod dua kali lebih dalam (rod nya diperpanjang) dapat memperkecil nilai tahanan grounding sebanyak 40%. Gambar 1 berikut memperlihatkan pengaruh tersebut.Gambar 1. Pengaruh kedalaman kutub terhadap nilai tahanan grounding Sebagai contoh jika kita menanamkan rod dengan kedalaman 2 feet maka tahanan yang didapat sekitar 88 ohm, jika ditanam 4 feet maka nilai tahanan yang didapat sekitar 50 ohm, artinya nilai tahanan berkurang sebesar 38 ohm (sekitar 43%).2. Memperbesar diameter Kutub Tanah (Kutub jenis Batang)Memperbesar diameter kutub batang hanya sedikit berpengaruh terhadap nilai tahanan grounding. Grafik berikut menggambarkan hal tersebut. Gambar 2. Pengaruh diameter kutub terhadap nilai tahanan grounding3. Memperbanyak kutub batang tanah (Multiple Rod)Dua elektroda yang tertanam di bumi akan mengakibatkan efek parallel, sehingga seolah-olah efek yang didapat adalah dua tahanan yang diparalel walaupun dalam praktek tidak sepenuhnya demikian. Secara umum, jika menggunakan 2 kutub nilai tahanan menurun 40%, 3 kutub 60% dan 4 kutub 66%, selengkapnya lihat gambar berikut. Gambar 3. Penurunan nilai tahanan dengan memperbanyak kutub Yang penting diperhatikan dalam metode multiple electrode ini adalah jarak antar kutub, semakin besar jarak antar kutub, maka penurunan nilai tahanan yang didapat juga akan lebih besar.4. Mengkondisikan TanahPengkondisian tanah sebagai cara untuk menurunkan nilai tahanan grounding merupakan salah satu cara paling popular dan banyak digunakan, terutama pada tanah dengan kondisi berbatu dan berpasir yang biasanya mempunyai tahanan jenis (resistivitas) yang tinggi. Bahan yang sering digunakan antara lain Magnesium Sulfat, Copper Sulfat dan garam gunung (ordinary rock salt). Magnesium Sulfat paling efektif tetapi mahal, sedangkan rock salt paling murah dan hampir seefektif Magnesium Sulfat. Cara lain yang popular saat ini adalah teknik backfill di sekitar kutub dengan konsentrat yang bersifat konduktif, contoh yang popular untuk bahan ini adalah Bentonite. Selengkapnya lihat gambar berikut.Gambar 4. Pengkondisian tanah sekitar kutub dengan konsentrat (bentonite) Penting diketahui bahwa pengkondisian tanah ini bukan cara yang permanent, karena seiring dengan datangnya hujan, perubahan cuaca, dll, unsure-unsur kimiawi dalam konsentrat tersebut akan hilang. Demikian sekilas gambaran bagaimana cara menurunkan nilai tahanan grounding, sengaja ditulis sepraktis mungkin agar dapat berguna dan langsung bisa dipraktekkan Semoga bermanfaat...Capasitor bankMasalah listrik bisa kawan bisa lawanUPS ERSYSHubungi Rokidi ' 08161447562Overhead Groundwire,Perlindungan Transmisi Tenaga Listrik dari Sambaran PetirBagi orang awam, petir merupakan sesuatu yang menakutkan. Tidak sedikit korban yang meninggal akibat sambaran petir termasuk korban manusia. Tetapi anggapan bagi orang dengan kekhususan Tenaga Listrik, petir merupakan sesuatu yang perlu dikaji lebih dalam. Berbagai usaha dilakukan untuk melindungi peralatan listrik dari petir. Transmisi tenaga listrik lewat saluran udara terbuka merupakan "sasaran sambaran petir". Untuk itulah diperlukan perlindungan, diantaranya dengan menggunakanoverhead groundwire(kawat tanah).PendahuluanPetir merupakan kejadian alam di mana terjadi loncatan muatan listrik antara awan dengan bumi. Loncatan muatan listrik tersebut diawali dengan mengumpulnya uap air di dalam awan. Ketinggian antara permukaan atas dan permukaan bawah pada awan dapat mencapai jarak sekitar 8 km dengan temperatur bagian bawah sekitar 60oF dan temperatur bagian atas sekitar - 60oF. Akibatnya, di dalam awan tersebut akan terjadi kristal-kristal es. Karena di dalam awan terdapat angin ke segala arah, maka kristal-kristal es tersebut akan saling bertumbukan dan bergesekan sehingga terpisahkan antara muatan positif dan muatan negatif.Pemisahan muatan inilah yang menjadi sebab utama terjadinya sambaran petir. Pelepasan muatan listrik dapat terjadi di dalam awan, antara awan dengan awan, dan antara awan dengan bumi tergantung dari kemampuan udara dalam menahan beda potensial yang terjadi.Petir yang kita kenal sekarang ini terjadi akibat awan dengan muatan tertentu menginduksi muatan yang ada di bumi. Bila muatan di dalam awan bertambah besar, maka muatan induksi pun makin besar pula sehingga beda potensial antara awan dengan bumi juga makin besar. Kejadian ini diikuti pelopor menurun dari awan dan diikuti pula dengan adanya pelopor menaik dari bumi yang mendekati pelopor menurun. Pada saat itulah terjadi apa yang dinamakan petir.Panjang kanal petir bisa mencapai beberapa kilometer, dengan rata-rata 5 km. Kecepatan pelopor menurun dari awan bisa mencapai 3 % dari kecepatan cahaya. Sedangkan kecepatan pelepasan muatan balik mencapai 10 % dari kecepatan cahaya.Sistem Perlindungan PetirMengingat kerusakan akibat sambaran petir yang cukup berbahaya, maka muncullah usaha-usaha untuk mengatasi sambaran petir. Teknik penangkal petir pertama kali ditemukan oleh Benyamin Franklin dengan menggunakan interseptor (terminal udara) yang dihubungkan dengan konduktor metal ke tanah. Teknik ini selanjutnya terus dikembangkan untuk mendapatkan hasil yang efektif.Sekilas mengenai teknik penangkal petir, dikenal 2 macam sistem, yaitu :1. Sistem Penangkal PetirSistem ini menggunakan ujung metal yang runcing sebagai pengumpul muatan dan diletakkan pada tempat yang tinggi sehingga petir diharapkan menyambar ujung metal tersebut terlebih dahulu. Sistem ini memiliki kelemahan di mana apabila sistem penyaluran arus petir ke tanah tidak berfungsi baik, maka ada kemungkinan timbul kerusakan pada peralatan elektronik yang sangat peka terhadap medan transien.2. Dissipation Array System (DAS)Sistem ini menggunakan banyak ujung runcing (point discharge) di mana tiap bagian benda yang runcing akan memindahkan muatan listrik dari benda itu sendiri ke molekul udara di sekitarnya. Sistem ini mengakibatkan turunnya beda potensial antara awan dengan bumi sehingga mengurangi kemampuan awan untuk melepaskan muatan listrik.Sistem Perlindungan Petir Pada Transmisi Tenaga ListrikPetir akan menyambar semua benda yang dekat dengan awan. Atau dengan kata lain benda yang tinggi akan mempunyai peluang yang besar tersambar petir. Transmisi tenaga listrik di darat dianggap lebih efektif menggunakan saluran udara dengan mempertimbangkan faktor teknis dan ekonomisnya. Tentu saja saluran udara ini akan menjadi sasaran sambaran petir langsung. Apalagi saluran udara yang melewati perbukitan sehingga memiliki jarak yang lebih dekat dengan awan dan mempunyai peluang yang lebih besar untuk disambar petir.Selama terjadinya pelepasan petir, muatan positif awan akan menginduksi muatan negatif pada saluran tenaga listrik. Muatan negatif tambahan ini akan mengalir dalam 2 arah yang berlawanan sepanjang saluran. Surja ini mungkin akan merusak isolasi saluran atau hanya terjadi pelepasan di antara saluran-saluran tersebut.Desain isolasi untuk tegangan tinggi (HV) dan tegangan ekstra tinggi (EHV) cenderung untuk melindungi saluran dari adanya tegangan lebih akibat surja hubung dan surja petir. Untuk tegangan ultra tinggi (UHV), desain isolasi lebih cenderung kepada proteksi terhadap surja hubung. Adanya tegangan lebih ini akan mengakibatkan naiknya tegangan operasi yang tentunya dapat merusak peralatan-peralatan listrik.Dalam hal melindungi saluran tenaga listrik tersebut, ada beberapa cara yang dapat diterapkan. Salah satu cara yang paling mudah adalah dengan menggunakan kawat tanah (overhead groundwire) pada saluran. Prinsip dari pemakaian kawat tanah ini adalah bahwa kawat tanah akan menjadi sasaran sambaran petir sehingga melindungi kawat phasa dengan daerah/zona tertentu.Overhead groundwireyang digunakan untuk melindungi saluran tenaga listrik, diletakkan pada ujung teratas saluran dan terbentang sejajar dengan kawat phasa.Groundwireini dapat ditanahkan secara langsung atau secara tidak langsung dengan menggunakan sela yang pendek.Dalam melindungi kawat phasa tersebut, daerah proteksigroundwiredapat digambarkan seperti pada Gambar 1.Gambar 1.Daerah proteksi dengan menggunakan 1 buahgroundwireDari gambar di atas, misalkangroundwirediletakkan setinggi h meter dari tanah. Dengan menggunakan nilai-nilai yang terdapat pada gambar tersebut, titik b dapat ditentukan sebesar 2/3 h. Sedangkan zona proteksigroundwireterletak di dalam daerah yang diarsir. Di dalam zona tersebut, diharapkan tidak terjadi sambaran petir langsung sehingga di daerah tersebut pula kawat phasa dibentangkan.Apabila hxmerupakan tinggi kawat phasa yang harus dilindungi, maka lebar bxdapat ditentukan dalam 2 kondisi, yaitu : Untuk hx> 2/3 h , bx= 0,6 h (1 V hx/h) Untuk hx< 2/3 h , bx= 1,2 h (1 V hx/0,8h)Dalam beberapa kasus, sebuahgroundwiredirasa belum cukup untuk memproteksi kawat phasa sepenuhnya. Untuk meningkatkan performa dalam perlindungan terhadap sambaran petir langsung, lebih dari satugroundwiredigunakan.Bila digunakan 2 buahgroundwiredengan tinggi h dari tanah dan terpisah sejauh s, perhitungan untuk menetapkan zona proteksi petir dilakukan seperti halnya menggunakan 1 buahgroundwire. Gambar 2 menunjukkan zona perlindungan dari penggunaan 2 buahgroundwire.Gambar 2.Zona perlindungan dari penggunaan 2 buahgroundwireDari gambar tersebut, apabila homenyatakan tinggi titik dari tanah di tengah-tengah 2groundwireyang terlindungi dari sambaran petir, maka hodapat ditentukan : ho= h - s/4Sedangkan daerah antara 2groundwiredibatasi oleh busur lingkaran dengan jari-jari 5/4 s dengan titik pusat terletak pada sumbu di tengah-tengah 2groundwire.Seperti disebutkan sebelumnya bahwa hadirnyagroundwiredimaksudkan sebagai tempat sambaran petir langsung dan dapat melindungi kawat phasa. Zona perlindungangroundwiredapat dinyatakan dengan parameter sudut perlindungan, yaitu sudut antara garis vertikalgroundwiredengan garis hubung antaragroundwiredan kawat phasa. Jika sudut perlindungan tersebut dinyatakan dalam a dan tinggigroundwireadalah h, maka probabilitas sambaran petir padagroundwire(p) dapat ditentukan sebagai berikut :log p =- 4Dari persamaan tersebut, terlihat bahwa makin tinggigroundwiredan sudut perlindungan yang besar, akan mengakibatkan probabilitas tersebut meningkat. Untuk itu diperlukan pemilihan tinggigroundwiredan sudut perlindungan yang tepat untuk mendapatkan performa perlindungan yang baik dari sambaran petir.Gambar 3.Kurva ketinggiangroundwirevs sudut perlindunganGambar 4.Kurva probabilitas kegagalan perlindungan vs sudut perlindunganGambar 3 menunjukkan kurva antara ketinggian rata-ratagroundwirevs sudut perlindungan rata-rata. Dari gambar tersebut terlihat daerah berwarna hitam merupakan daerah kemungkinan gagal dalam perlindungan. Sedangkan gambar 4 menunjukkan probabilitas kegagalan perlindungan dari sambaran petir ke saluran sebagai fungsi dari ketinggiangroundwiredan sudut perlindungan.Dengan demikian, kurva pada gambar 3 menunjukkan probabilitas kegagalan dalam perlindungan kurang dari 1 % (berdasar kurva gambar 4). Probabilitas ini berarti lebih kecil dari satu kali kegagalan dalam setiap 100 sambaran petir padagroundwire.Untuk meningkatkan keandalan sistem ini, diperlukan pentanahan yang baik pada setiap menara listrik. Jika petir menyambar padagroundwiredi dekat menara listrik, maka arus petir akan terbagi menjadi dua bagian. Sebagian besar arus tersebut mengalir ke tanah melalui pentanahan pada menara tersebut. Sedangkan sebagian kecil mengalir melaluigroundwiredan akhirnya menuju ke tanah melalui pentanahan pada menara listrik berikutnya. Lain halnya jika petir menyambar pada tengah-tengahgroundwireantara 2 menara listrik. Gelombang petir ini akan mengalir ke menara-menara listrik yang dekat dengan tempat sambaran tersebut.Usaha Untuk Meningkatkan Performa PerlindunganUsaha yang paling mudah untuk meningkatkan performa perlindungan adalah dengan menggunakan lebih dari satugroundwire. Dengan cara ini diharapkan petir akan selalu menyambar padagroundwiresehingga memperkecil probabilitas kegagalan perlindungan. Cara ini dapat disertai dengan menggunakancounterpoise, yaitu konduktor yang ditempatkan di bawah saluran (lebih sering dibenamkan dalam tanah) dan dihubungkan dengan sistem pentanahan dari menara listrik. Hasilnya, impedansi surja akan lebih kecil.Usaha-usaha lainnya di antaranya : Memasangcouplingwiredi bawah kawat phasa (konduktor yang disertakan di bawah saluran transmisi dan dihubungkan dengan sistem pentanahan menara listrik). Mengurangi resistansi pentanahan menara listrik dengan menggunakan elektroda pentanahan yang sesuai. Menggunakan arester.Cara yang terakhir ini boleh dikatakan sebagai alat pelindung yang paling baik terhadap gelombang surja. Arester inilah yang terus dikembangkan oleh para ahli untuk mendapatkan performa perlindungan yang makin baik.KesimpulanPemakaianoverhead groundwiredalam saluran transmisi tenaga listrik mempunyai harapan agar sambaran petir tidak mengenai kawat phasa. Luas zona/daerah perlindungangroundwiretergantung dari ketinggiangroundwireitu sendiri. Probabilitas kegagalan dalam perlindungan akan naik dengan makin tingginyagroundwiredan besarnya sudut perlindungan. Untuk itu diperlukan pemilihan ketinggian serta sudut perlindungan yang sesuai untuk mendapatkan perlindungan yang baik.Peningkatan performa perlindungan transmisi tenaga listrik dari sambaran petir yang paling mudah dilakukan dengan menambah jumlahgroundwire. Kombinasi pemakaiangroundwiredengan peralatan-peralatan lainnya sangat diharapkan untuk memperoleh performa perlindungan yang lebih tinggi di antaranya dengan pemakaian arester yang merupakan alat pelindung modern.Daftar Pustaka "IEEE Application Guide for Surge Protection of Electric Generating Plants" dalam IEEE Std C62.23-1995. Arismunandar, Artono,Teknik Tegangan Tinggi, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994. Frydenlund, M.M.,Lightning : Protection for People and Property, Van Nostrand Reinhold, New York, 1993. Garniwa, Iwa,Dasar Perencanaan Instalasi Penangkal Petir, Jurusan Elektro FTUI. Jha, R.S.,High Voltage Engineering, Dhanpat Rai & Sons, Delhi, 1981. Razevig, D.V.,High Voltage Engineering, Khanna-Publishers, Delhi, 1982.

UPS ERSYSbuat melindungi komputer anda dari gangguan masalah listrik dan harga terjangkauhubungi Rokidi 08161447562UPS : Uninterruptible Power System ini cocok buat komputer AndaPengaruh Harmonik pada Transformator DistribusiHarmonik terjadi adanya gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan.Harmonik adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Hal ini disebut frekuensi harmonik yang timbul pada bentuk gelombang aslinya sedangkan bilangan bulat pengali frekuensi dasar disebut angka urutan harmonik, frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik adalah 50Hz,maka harmonik keduanya adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 100Hz, harmonik ketiga adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 15Hz dan seterusnya.Gelombang-gelombang ini kemudian menumpang pada gelombang murni/aslinya sehingga terbentuk gelombang cacat yang merupakan jumlah antara gelombang murni sesaat dengan gelombang harmoniknyaSumber Harmonik pada Sistem DistribusiDalam istilah listrik dikenal dua jenis beban yaitu beban linier dan beban non linier.Beban linier adalahbeban yang memberikan bentuk gelombang keluaran yang linier artinya arus yang mengalir sebanding dengan impedansi danperubahan teganganBeban non linier adalahbentuk gelombang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan dalam setiap setengah siklus sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang masukannya (mengalami distorsi)Beban non linier yang umumnya merupakan peralatan elektronik yang didalamnya banyak terdapat komponen semi konduktor,Areal perindustrian gangguan yang terjadi adalah beban non linier dimana beban kebanyakan menggunakan tiga phasa seperti motor listrik ,kontrol kecepatan motor, batere charger, dllPengaruh Harmonik pada Komponen Sistem distribusiSetiap komponen sistem distribusi dapat dipengaruhi oleh harmonik walaupun dengan akibat yang berbeda. Salah satu dampak yang umum dari gangguan harmonik adalah panas lebih di jalur kawat netral,Pada keadaan normal arus beban setiap phasa dari beban linier yang seimbang pada frekuensi dasar akan saling mengurangi sehingga arus netralnya menjadi nol.Sebaliknya beban non linier satu pasa akan menimbulkan harmonik kelipatan tiga ganjil yang disebut triplen harmonik (harmonik ke-3,ke-9, ke-15 dan seterusnya) yang sering disebut zero sequensiharmonik. Harmonik ini tidak menghilangkan arus netral tetapi dapat menghasilkan arus netral yang lebih tinggi dari arus phasaPolarisasi dari komponen harmonikHarmonik123456789

Frequens (Hz)50100150200250300350400450

Urutan polaritas+-0+-0+-0

Harmonik pertama urutan polaritasnya adalah positf, harmonik kedua urutan polaritasnya adalah negatif dan harmonik ketiga urutan polaritasnya nol, harmonik ke empat adalah positif dan seterusnya.Akibat dari Polaritas dari Komponen HarmonikUrutanPengaruh pada MotorPengaruh pada sistem distribusi

PositifMenimbulkan medan magnet putar arah maju Panas

NegatifMenimbulkan medan magnet putar arah mundur Panas Arah putaran motor berubah

NolTidak ada Panas Menimbulkan/mena-mbah arus pada kawat netral

Akibat pada kawat netral yang biasanya tidak memiliki peralatan pemutus arus proteksi tegangan atau arus lebih. Pengaruh harmonik pada trospormator sering tanpa disadari dan di antisipasi keberadaannya sampai terjadi gangguan yang penyebabnya tidak jelas. Transpormator dan induksi lainnya, selalu terpengaruh oleh harmonik karena trafo itu sendiri diranjang sesuai dengan frekeinsi kerjanyaAda bebarapa akibat yang dapat ditimbulkan oleh adanya hormonik dalam sistem tenaga listrik, antara lain:1. Timbul getaran mekanis pada panel listrik yang merupakan getaran resonansi akibat harmonik arus frekueinsi tinggi2. Hormonik dapat menimbulkan tambahan torsi (puntiran) pada kWH meter jenis elektromekanis yang menggunakan piringan induksi berputar. Sebagai akibatnya, putaran piringan akan lebih cepat atau akan terjadi kesalahan ukur kWh meter karena piringan induksi tersebut dirancang hanya untuk beroperasi frekuensi dasar3. Interferensi frekuensi pada sistem telekomunikasi karena biasanya keperluan telekomunikasi ditempatkan berdekatan dengan kawat netral. Triplen harmonik pada kawat netral dapat memberikan induksi harmonik yang mengganggu ke sistem telekomunikasiIdentifikasi HormonikUntuk mengidentifikasi kehadiran harmonik pada sistem distribusi dapat diketahui melalui langkah langkah sebagai berikut: Identifikasi Jenis BebanJenis beban yang dipasok, misalnya peralatan apa yang dipakai oleh konsumen , banyaknya peralatan yang mempunyai komponen uatama yang terbuat dari bahan semikonduktor seperti komputer dan alat bantunya kecepatan motor,atau peralatan yang menggunakan arus searah maka dapat diperkirakan masalah harmonik ada di instalasi konsumen itu. Pemeriksaan TransformatorUntuk transformator yang memasok beban non linier apakah ada kenaikan temperaturnya tidak normal. Arus sekunder transformator baik phasa maupun netral pelu dilihat, membandingkan arus phasa dan arus netral pada beban dalam keadaa beban tidak seimbangApabila arus netralnya lebih besar maka dapat diperkirakan adanya triplen harmonik dan kemungkinan turunnya kinerja transformator. Pemeriksaan Tegangan Netral - TanahTerjadinya arus lebih pada kawat netral (untuk sistem 3 phasa dan 4 kawat) dapat juga diketahui melihat tegangan netral tanah pada keadaan berbeban. Jika tegangan yang terukur lebih besar 3Volt maka terdapat indikasi adanya masalah harmoik pada beban tersebut.Usaha usaha Untuk Mengurangi HarmonikAda beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi pengaruh harmonik pada sistem distribusi antara lain:Memperbesar Kawat NetralSetiap sistem distribusi biasanya memakai sistem 3 phasa empat kawat, apabiala beban yang dipasok non linier sehingga pengaruh harmonik libih dominan, maka untuk mengurangi panas lebih pada kawat netral akibat pengaruh harmonik sebaiknya ukuran kawat netral diperbesar dari ukuran standarnya. Begitu juga pada panel panel listrik disarankan kawat netral untuk sistem pentanahan diperbesar dari ukuran standar.Usaha Penanganan Lebih LanjutUntuk instalasi konsumen yang memerlukan kualitan listrik yang lebih baik dan handal, mengurangi pengaruh harmonik maka pada transformator distributor atau panel kontrol utama perlu dipasang peralatan proteksi, yaitu antara lain filter harmonik, reaktor blok, bank kapasitor.