4 Jenis Sistem Grounding (Pembumian) dan fungsinya

Grounding atau biasa disebut dengan istilah Earthing, Arde, Pembumian atau Pentanahan merupakan suatu hal yang sangat penting pada suatu instalasi listrik, karena memiliki berbagai fungsi dan kegunaan yang bertujuan untuk memberikan proteksi kepada Peralatan listrik dari berbagai gangguan kelistrikan, seperti Petir, tegangan bocor, Over Voltage (tegangan lebih), Lonjakan tegangan, dan sebagainya.

Pada dasarnya, Grounding yang ada pada Instalasi Listrik terdiri dari 4 (empat) jenis sistem grounding, yang memiliki fungsi dan Perlindungan yang berbeda sesuai dengan jenis dan aplikasi pada instalasi listrik tersebut, menurut fungsi dan kegunaannya Sistem Grounding terbagi menjadi 4 Jenis, antara lain:

4 Jenis Sistem Grounding

1. Functional Earth (FE) Grounding
2. Protective Earth (PE) Grounding
3. Instrumentation Earth (IE) Grounding
4. Lightning Earth (LE) Grounding

Mengenal 4 Jenis Sistem Grounding (Pembumian) beserta fungsinya

Sistem Grounding

Prinsip dasar Grounding (Pembumian)

Grounding (Pembumian) merupakan suatu hal yang sangat penting, yang memiliki fungsi untuk memastikan kelancaran pengoperasian sistem kontrol kelistrikan dan meminimalkan bahaya sengatan listrik, kebisingan, listrik statis, dan gangguan lainnya. Oleh karena itu, diperlukan untuk membuat dua jalur Grounding yg terpisah menuju antara Grounding untuk Perlindungan (Protective Earth) dan Grounding untuk Instrumentasi (Instrumentation Earth).

Pada dasarnya, diperlukan empat jenis sistem pentanahan pada instalasi listrik industri, yakni:

4 Jenis Sistem Grounding

1. Functional Earth (FE) Grounding
2. Protective Earth (PE) Grounding
3. Instrumentation Earth (IE) Grounding
4. Lightning Earth (LE) Grounding

Selain itu, Penting untuk melakukan Verifikasi terhadap Kondisi tiap-tiap Sistem Grounding yang kita miliki minimal sekali setahun, untuk memastikan Sistem Grounding yang terpasang dalam keadaan Baik dan berfungsi optimal sebagai proteksi.

Jika terdapat beberapa bangunan, yang menggunakan satu Panel Listrik, atau bangunan yang berjarak 5 meter dengan bangunan lainnya, maka Sistem Grounding dari bangunan yang bersangkutan harus dihubungkan (terkoneksi) satu dengan lainnya untuk mencegah terjadinya perbedaan potensial di antara Peralatan atau Instrument yang berasal dari dua titik Grounding yg terpisah.

Grounding Pits

Grounding Pits (Bak Grounding)

Grounding Pits (Kotak Grounding) harus memiliki lubang pembuangan air (drain), harus tetap bersih, mudah diakses, diberi label dengan baik dan diperiksa secara teratur untuk mencegah korosi, dan kerusakan lainnya yang dapat menyebabkan kerusakan pada koneksi sistem Grounding.

1. Functional Earth (FE) Grounding

Functional Earth (FE) Grounding

Functional Earth (FE) Grounding merupakan jenis grounding yang berfungsi untuk menetapkan titik potensial yang baik dan stabil pada netral (N) dan DC Commons (0 vdc). Koneksi Functional Earth (FE) Grounding merupakan hal terpenting oleh karena itu harus dipastikan bahwa sambungan tersebut terpasang dengan benar ke titik grounding yang sesuai. Jika tidak terkoneksi dengan baik maka dapat menyebabkan berbagai kerusakan ataupun gangguan kelistrikan, seperti kerusakan peralatan, masalah penyalaan, kesalahan pembacaan instrumen, dan sebagainya.

Grounding pada setiap bodi trafo juga harus dihubungkan langsung ke Titik Grounding rod dan titik netral, jangan melalui perantara lain seperti logam di mana trafo dipasang atau strip  logam. Grounding bar harus di galvanis (misalnya seng dan baja atau seng dan tembaga) agar tidak mudah berkarat. Baja atau cupper yang berkarat/terkorosi akan mengakibatkan sambungan terisolasi yang membahayakan kinerja keseluruhan, jika digunakan sebagai grounding. Oleh karena itu, setiap sambungan grounding harus digalvanis dan disambungkan dengan benar, menjamin grounding yang sesuai untuk jangka panjang. DC Common dari Catu Daya DC harus diisambungkan dengan grounding Instrumentasi Earth (IE).

 

2. Protective Earth (PE) Grounding

Protective Earth (PE) Grounding

Tujuan utama Protective Earth (PE) Grounding adalah untuk membuat jalur langsung ke tanah saat Jaringan listrik mengalami kebocoran maka Circuit breaker akan memutuskan aliran listrik untuk mencegah bahaya sengatan listrik.

A. Motor Safety (PE) Grounding

Terdapat tiga metode untuk mendapatkan grounding motor yang baik, antara lain:

1. Hubungkan Kabel Ground dari MCC langsung ke bodi motor (PE).

2. Hubungkan seluruh Bodi Motor ke jalur grounding dengan cara memasangnya langsung pada konstruksi baja bangunan atau melalui grounding bar (Baja seng atau tembaga seng) yang dilas pada salah satu kolom baja bangunan. (Catatan: kita harus memastikan bahwa semua baja bangunan terhubung satu dengan lainnya pada jaringan grounding).

3. Kombinasikan cara satu dan dua. (Catatan : kita tidak perlu khawatir mengenai ground-loop untuk grounding motor, hal ini juga tidak akan membahayakan kinerja grid / sistem grounding secara keseluruhan karena semua peralatan (baja bangunan, pipa, tangki, motor, dll.) sudah terkoneksi bersama-sama ke jaringan grounding yang sama.

Cupper band yang tersambung dengan kabel conduit atau Tray kabel bukanlah sambungan yang tepat dan dapat membahayakan. Pipa-pipa jalur proses juga tidak dapat digunakan sebagai koneksi grounding yang baik pada motor, Jalur Pipa, Flange, dan lainnya, tidak dapat menjamin jalur yang tepat ke ground. Oleh karena itu, kita harus selalu melakukan hal yang disebutkan di atas dan oleh karena itu kombinasi metode 1 dan 2 lebih baik.

B. Transformer Safety (PE) Grounding

Setiap bahan logam di dalam ruangan atau area trafo harus dihubungkan ke Grounding dengan benar. Karena bahan logam yang tidak di grounding dengan benar dapat berfungsi sebagai antena dan menimbulkan EMI (Electronic Magnetic Interference) dan menimbulkan Gangguan dan masalah lain pada sistem. Selain itu, menimbulkan efek transformator antara bagian bertegangan tinggi yang terbuka dan bagian logam di dekatnya.

Hal ini menyebabkan penumpukan muatan listrik statis, hingga bahaya sengatan listrik yang cukup parah, cedera, dan bahaya keselamatan lainnya . (Catatan : Bagian logam dari trafo itu sendiri yang dibaut harus memiliki strip grounding)

Sensor suhu oli dan level oli pada unit pendingin transformator harus diperiksa baik saat commissioning, dan selanjutnya rutin dilakukan setahun sekali selama pengoperasian normal. Kita harus memastikan bahwa Sensor akan bekerja saat trafo mengalami gangguan. Menggunakan beberapa titik/batang grounding adalah hal yang baik, namun seluruhnya harus dihubungkan satu sama lain.

C. Safety (PE) Grounding untuk peralatan lainnya

Setiap peralatan listrik harus dihubungkan dengan Safety Grounding (PE) untuk mencegah bahaya sengatan listrik. Dalam keadaan apa pun, kita tidak boleh membiarkan kabel PE tidak tersambung. 

Semua peralatan lainnya, seperti Kabel Tray, tangki, pipa, dan lainnya harus terpasang dengan benar pada sistem Grounding bangunan. Apabila mempunyai beberapa bangunan, menggunakan satu gabungan MCC atau bangunan yang berjarak 5 meter satu sama lain, maka sistem grounding dari bangunan yang bersangkutan harus terhubung satu sama lain untuk mencegah perbedaan potensial antara peralatan dan instrumen.

Perhatian utama dalam proteksi suatu bangunan adalah terjadinya perbedaan potensial antara konduktor sistem proteksi petir dan benda logam lain yang serta kabel pada bangunan tersebut. Perbedaan potensial ini disebabkan oleh efek resistif dan induktif dan dapat sedemikian besarnya sehingga dapat terjadi percikan api yang berbahaya.

Untuk mengurangi kemungkinan terjadinya percikan api, penting untuk menyamakan potensi dengan mengikat badan logam, bangunan, dan lainnya yang dihubungkan ke sistem grounding bangunan.

3. Instrumentation Earth (IE) Grounding

Instrumentation Earth (IE) Grounding

Instrumentation Earth (IE) Grounding menggunakan Grounding Rod yang terpisah, Grounding rod ini harus dipasang 4 hingga 5 meter dari titik ground grid (GG) terdekat pada bangunan. Instrumentation Earth (IE) Grounding harus memiliki dua koneksi:

1. Koneksi Untuk jaringan atau sistem pembumian secara keseluruhan dengan menghubungkannya ke jaringan Grounding akan mencapai tujuan ini, pada saat yang sama menimbulkan kebisingan (Noise) di jaringan akan hilang secara signifikan sebelum berdampak pada instrumen dan komputer.

2. Koneksi Langsung ke panel sistem kontrol PLC / DCS (membuat jalur grounding terpisah untuk instrumen. (Catatan: Impedansi grounding grid (GG) dan instrument ground (IG) harus lebih kecil dari 5 0hms).

Semua upaya yang dilakukan untuk mendapatkan Instrumentation Earth (IE) Grounding yang bagus bisa menjadi sia-sia jika pelindung yang digunakan tidak di bungkus isolasi dengan benar menggunakan selongsong insulasi panas susut (Heat Shrink).

4. Lightning Earth (LE) Grounding

Lightning Earth (LE) Grounding

Sambaran petir yang menyambar salah satu gedung atau peralatan dapat merusak peralatan dan mengganggu kinerjanya, akibat lonjakan tegangan tinggi dalam jangka waktu yang sangat singkat. Penangkap petir harus diatur sedemikian rupa sehingga sambaran petir tidak dapat menyentuh permukaan bangunan/atap/konstruksi tanpa terlebih dahulu menyentuh alat Penangkap petir (Lightning Protection).

Lightning Protection terdiri dari:

1. Antena untuk mengekstraksi sambaran petir.

2. Kabel pembumian, yang diisolasi dari benda terkait yang perlu dilindungi dari sambaran petir, ditarik sepenuhnya ke tanah atau titik terendah ke tanah

Setidaknya harus memiliki dua koneksi dari penangkal petir ke tanah, sehingga masih ada proteksi jika kehilangan satu koneksi. Kabel pentanahan petir tidak boleh melewati saluran logam, jika tidak maka akan berfungsi sebagai tersedak (arus naik/turun dengan cepat mengalir melalui kumparan) ketika benar-benar tersambar petir.

Hal ini akan meningkatkan level tegangan sambaran petir yang bersangkutan karena meningkatnya resistensi pengalihan sambaran petir ke tanah yang disebabkan oleh pengaruh tersedak (~ E (konstan) = U²/R), hal ini dapat mengakibatkan rusaknya kabel ground petir.

Dua opsi untuk mencegah efek tersedak:

1. Gunakan saluran plastik, sesuatu seperti pipa drainase sudah cukup (“terbentur sebelum pecah”).

2. Isolasi saluran logam dari tangki dengan benar, menggunakan cakram isolasi, dan sambungkan kabel pentanahan petir ke saluran logam di awal, akhir, dan di suatu tempat di tengah saluran logam.

Listrik statis Listrik Statis dihasilkan ketika cairan mengalir melalui pipa, katup, dan filter selama operasi transfer. Pengikatan dan pembumian yang tepat memastikan listrik statis tidak menumpuk dan memicu percikan api.

Percikan api statis dapat dengan mudah menyulut campuran uap – udara dari banyak cairan yang mudah terbakar dan mudah terbakar. Pengikatan adalah proses penyambungan listrik, melalui kabel atau kontak langsung, benda konduktif (misalnya mengisi nozel ke tangki baja) untuk menyamakan potensi listrik masing-masing guna mencegah percikan api.

Pembumian adalah menghubungkan benda konduktif (misalnya tangki, tas jinjing) ke bumi untuk menghilangkan listrik dari akumulasi listrik statis, sambaran petir, gangguan peralatan akhir ke dalam tanah, jauh dari karyawan dan peralatan.

Sumber listrik statis, Alur berikut ini:

1. Cairan Gas Padat bubuk Uap
2. Agitasi
3. Interaksi dengan personel
4. Filtrasi 5. Penyelesaian
5. Gelembung meningkat Sumber penyalaan listrik statis

Harus dipahami dengan jelas bahwa tujuan utama dalam memberikan perlindungan statis adalah untuk menghilangkan sumber penyulutan segitiga api. Tingkat perlindungan tambahan yang diperlukan bergantung pada setiap kondisi yang dihadapi.

Tidak ada persyaratan kode kelistrikan wajib untuk memberikan perlindungan tersebut, namun bahaya memang ada dan harus dipertimbangkan demi keselamatan.

Secara umum, jenis instalasi, jenis atmosfer yang mudah meledak atau mudah terbakar (debu atau gas) dan lingkungan alam merupakan faktor yang berkontribusi terhadap derajat atau luasnya listrik statis sebagai sumber penyulutan. Agar pelepasan listrik statis dapat menjadi sumber penyalaan, empat kondisi berikut harus ada secara bersamaan: Harus ada cara yang efektif untuk memisahkan muatan.

Sarana untuk mengumpulkan muatan-muatan yang terpisah dan mempertahankan perbedaan potensial listrik harus tersedia. Pelepasan listrik statis dengan energi yang memadai harus terjadi. Pembuangan harus terjadi dalam campuran yang mudah terbakar (NEPA 77 – 4.3.1).

Berbagi :