A sistem pembumian gardu induk adalah jaringan konduktor tertanam yang saling terhubung, batang pentanahan atau elektroda, ikatan peralatan, struktur, pagar, netral, pelindung kabel, dan perawatan permukaan yang menyediakan jalur terkontrol untuk arus gangguan dan petunjuk sambil membatasi tegangan sentuh dan langkah yang berbahaya. Pentanahan yang baik tidak dicapai hanya dengan mengejar satu angka resistansi rendah. Desain harus mempertimbangkan arus grid maksimum, durasi gangguan, resistivitas dan pelapisan tanah, beban termal konduktor, geometri grid, potensial yang ditransfer, paparan manusia, korosi, dan pembersihan proteksi. Studi pentanahan yang memenuhi syarat dan standar yang mengatur proyek diperlukan sebelum konstruksi.
Selama gangguan ke tanah, arus masuk ke sistem pembumian dan menaikkan jaringan gardu induk di atas bumi jauh. Kenaikan potensial jaringan ini tidak dapat dihindari; tugas keamanan adalah menjaga perbedaan tegangan yang dapat dijembatani oleh seseorang dalam kriteria desain dan untuk memastikan konduktor selamat dari kejadian tersebut. Pengikatan bagian konduktif yang terbuka menjaganya tetap dekat dengan potensial yang sama, sementara geometri yang tertanam dan bahan permukaan membentuk gradien tegangan.
Standar IEEE 80 memberikan panduan untuk keselamatan dalam pembumian gardu AC. Edisi saat ini dan persyaratan lokal harus dikonfirmasi untuk setiap proyek. Proyek berbasis IEC dapat menggunakan metode lain. Jaringan grid yang disalin atau aturan seperti “satu batang di setiap sudut” bukanlah sebuah desain.

| Elemen | Tujuan utama | Kekhawatiran desain |
|---|---|---|
| Konduktor grid tertanam | Distribusikan gradien arus dan permukaan kendali | Geometri, kedalaman, beban termal, korosi |
| Batang/elektroda pentanahan | Menjangkau tanah yang lebih dalam dan melengkapi penyebaran saat ini | Lapisan tanah, jarak, kerusakan pemasangan |
| Obligasi peralatan | Hubungkan tangki, rangka, kabinet, struktur, netral | Jalur pendek yang andal dan sambungan yang mudah diakses |
| Obligasi pagar dan gerbang | Kontrol potensiperimeter yang dapat diakses | Tegangan yang ditransfer dan persendian yang bergerak |
| Lapisan permukaan | Tingkatkan resistansi kontak kaki | Resistivitas material, ketebalan, kelembapan, pemeliharaan |
| Koneksi | Pertahankan kontinuitas grid | Kapasitas gangguan, korosi, pengerjaan, inspeksi |
Ukur resistivitas tanah pada jarak probe dan lokasi situs yang sesuai. Satu pembacaan tidak dapat menggambarkan tanah berlapis, berbatu, urugan, basah, atau yang berubah secara musiman. Studi ini mengubah data lapangan menjadi model tanah dan mencatat ketidakpastian. Pengukuran yang diambil setelah memasukkan urugan konduktif atau selama kondisi kelembapan yang tidak biasa mungkin tidak mewakili situs akhir.
Perhitungan arus grid tidak sekadar menggunakan kapasitas hubung singkat switchgear. Perhitungan ini memperhitungkan sebagian arus gangguan tanah yang masuk ke grid, jalur balik melalui kawat pelindung overhead, netral, selubung kabel, sistem pembumian yang berdekatan, dan lokasi gangguan. Waktu pemutusan proteksi memengaruhi pemanasan konduktor dan paparan yang diizinkan. Gunakan studi hubung singkat dan proteksi yang disetujui.
Sediakan pagar, gerbang, jalan, bangunan kontrol, fondasi peralatan, saluran kabel, rel, pipa, jalur telekomunikasi, saluran masuk, bangunan di sekitar, dan area akses publik. Paparan tegangan sentuh dan tegangan langkah di keliling dapat menentukan desain meskipun nilai di dekat peralatan utama dapat diterima.
Tegangan sentuh adalah beda potensial yang dapat dihubungkan seseorang antara objek yang diarde dan permukaan di bawah kaki. Tegangan langkah adalah perbedaan permukaan antara dua kaki. Tegangan jaring (mesh voltage) adalah paparan sentuhan yang dihitung di dalam jaring kisi. Potensi pindahan terjadi ketika konduktor, pelindung, pipa, rel, atau netral membawa potensial gardu induk ke lokasi lain—atau mengimpor potensial jarak jauh ke dalam area gardu.
Potensial yang ditransfer memerlukan peninjauan antarmuka, bukan hanya perhitungan grid lokal. Pipa air logam, pelindung kabel telekomunikasi, kabel netral LV, ekstensi pagar, dan panel jarak jauh dapat menciptakan jalur yang tidak terduga. Isolasi, ikatan (bonding), perlindungan lonjakan arus, atau tindakan pengendalian gradien harus dirancang untuk sistem yang sebenarnya.
Tangki transformator, radiator jika diperlukan, kios marshalling, rangka switchgear, handle pengoperasi, kotak kabel, penangkal lonjakan arus, struktur baja, baja bangunan kontrol, tray kabel logam, pagar, gerbang, dan sistem pendukung memerlukan ikatan (bond) yang ditentukan. Rangkaian daisy chain tunggal dapat membuat peralatan di hilir bergantung pada satu sambungan; item kritis mungkin memerlukan dua koneksi independen ke titik grid yang berbeda.
Sambungan pembumian netral membawa arus sistem pada gangguan tertentu dan tidak boleh diperlakukan sebagai ikatan peralatan biasa. Jalur, posisi CT, jalur paralel, dan sambungannya ke jaringan mempengaruhi proteksi. Koordinasikan pengaturan netral trafo, resistor atau reaktor pembumian, layanan gardu induk, dan netral LV dengan studi proteksi.

Grid yang tertanam menjadi sulit untuk diperiksa begitu pekerjaan sipil berlanjut. Tetapkan titik henti (hold point) untuk kedalaman dan jalur konduktor, metode sambungan, pemasangan batang, antarmuka fondasi, lokasi riser, kompatibilitas material, dan catatan fotografis. Lindungi konduktor dari kerusakan akibat pekerjaan beton dan penggalian. Jaga sambungan tetap bersih dan buat sambungan tersebut dengan proses yang berkualifikasi.
Perbarui koordinat as-built saat rute berubah di sekitar pondasi atau utilitas. Gambar yang menunjukkan desain tetapi bukan penyimpangan di lapangan akan melemahkan pengujian di masa mendatang dan keselamatan penggalian. Catat setiap titik uji yang dapat diakses dan label ikatan peralatan.
Komisioning dapat mencakup inspeksi visual, pengujian kontinuitas pada grid dan ikatan peralatan, verifikasi jalur konduktor sebelum pengurukan, pengukuran tanah atau sistem, dan pengujian integritas khusus. Pengukuran klem sederhana pada satu ikatan tidak membuktikan keamanan seluruh grid. Metode pengujian, batas, injeksi arus, probe jarak jauh, dan interpretasi bergantung pada sistem dan standar.
EPRI telah meneliti penilaian kondisi kisi-kisi pembumian gardu induk, mencerminkan sulitnya mengevaluasi sistem yang ditanam. Selama masa pakai, periksa korosi, ikatan gerbang fleksibel yang putus, kerusakan konstruksi, penambahan peralatan tanpa ikatan, sambungan yang mudah diakses yang longgar, perubahan pagar, dan modifikasi sipil. Tinjau kembali studi tersebut ketika tingkat gangguan, waktu pembersihan, tapak, tanah, atau sistem logam yang terhubung mengalami perubahan material.
Hasil pengujian bergantung pada jalur saat ini, penempatan probe, netral dan pelindung yang terhubung, kondisi tanah, interferensi, dan metode instrumen. Bandingkan pembacaan dengan model studi dan pengujian sebelumnya yang dilakukan di bawah kondisi yang sama. Nilai yang tak terduga harus memicu tinjauan pengaturan dan konfigurasi kisi sebelum penggalian. Sebaliknya, satu pengukuran resistansi keseluruhan yang memuaskan tidak dapat menutup cacat yang melibatkan ikatan peralatan yang rusak atau gradien perimeter yang tidak aman.
Kisi-kisi pembumian permanen tidak menghilangkan kebutuhan akan isolasi, verifikasi ketiadaan tegangan, dan pembumian pelindung sementara selama pekerjaan berlangsung. Sistem ini juga tidak menjamin ketiadaan tegangan selama gangguan. OSHA sumber daya keselamatan kelistrikan Berikan konteks peraturan di Amerika Serikat. Pengalihan, zona kerja ekuipotensial, tegangan induksi, dan pembumian sementara memerlukan prosedur yang spesifik untuk lokasi tersebut.
Untuk gardu pracetak atau ringkas, vendor harus mengidentifikasi titik ikatan enklosur, ikatan tangki trafo, ikatan switchgear MV/LV, sambungan netral, sambungan pelindung kabel, ukuran konduktor internal, dan antarmuka ke jaringan eksternal. Insinyur proyek tetap bertanggung jawab untuk mengintegrasikan paket tersebut ke dalam studi pembumian situs.
Ulas Shenheng gardu induk luar ruangan kompak 11/33 kV. Halaman perencanaan pelengkap mencakup panduan pondasi gardu kompak, pengujian dan komisioning gardu hubung, dan daftar periksa pemeliharaan gardu induk.
Video edukasi independen ini mengilustrasikan pembumian, potensial langkah, dan potensial sentuh. Video ini bersifat konseptual dan tidak menggantikan studi pembumian.
Batas penerimaan: Sistem pentanahan yang telah selesai harus diterima berdasarkan studi teknis, gambar yang disetujui, persyaratan material dan sambungan, inspeksi konstruksi, catatan *as-built*, dan pengujian yang ditentukan. Target generik yang disalin dari gardu induk lain tidak dapat memperhitungkan kondisi tanah situs ini, pembagian arus gangguan, waktu pemutusan, area yang dapat diakses, atau potensi yang ditransfer. Penyimpangan yang belum diselesaikan memerlukan disposisi teknis sebelum pemberian tegangan.
Tidak ada satu nilai resistansipun yang membuktikan keamanan. Desain harus memenuhi persyaratan sentuh, langkah, termal, dan proyek untuk kondisi gangguan dan tanah yang sebenarnya.
Lapisan permukaan dengan resistivitas tinggi yang sesuai dapat meningkatkan resistansi kontak kaki dan mengurangi arus tubuh, namun sifat material, ketebalan, kelembapan, kontaminasi, dan pemeliharaan sangatlah penting.
Persyaratan bergantung pada jenis barang, standar, praktik pemilik, dan target keandalan. Peralatan utama sering kali menggunakan beberapa jalur yang disengaja; gambar teknik harus menentukannya.
Perbarui saat arus gangguan, waktu pemutusan, geometri lokasi, peralatan, pagar, kondisi tanah, atau sistem logam yang terhubung berubah secara material.
Tidak. Itu memverifikasi jalur konduktif yang dipilih tetapi tidak dengan sendirinya membuktikan kinerja tanah, distribusi arus, atau tegangan sentuh dan langkah yang dapat diterima.