4 wahyono, eksergi sept 2012

7/27/2019 4 Wahyono, Eksergi Sept 2012

1/6

EksergiJurnal Teknik Energi Vol 8 No. 3 September 2012; 95 - 100

PERBANDINGAN PENGARUH KEDALAMAN ELEKTRODA

TERHADAP NILAI TAHANAN PEMBUMIAN DI DAERAH

TANAH LIAT DAN PANTAI

Wahyono

Stap Pengajar Jurusan teknik mesin Politeknik Negeri SemarangJl. Prof. Sudarto, SH Semarang

Abstract

Sistem pentanahan bertujuan untuk mengamankan peralatan-peralatan listrik maupun manusia yang

berlokasi disekitar gangguan dengan cara mengalirkan arus gangguan ketanah. Salah satu factor untuk

mendapatkan nilai tahanan pentanahan yang kecil yaitu kedalaman elektroda yang ditanam.Untuk

mengetahui nilai tahanan pentanahan tersebut maka diperlukan pengukuran langsung. Pengukuran nilai

tahanan pentanahan dilakukan dengan metode tiga titik dengan menggunakan elektroda jenis batang

yang terbuat dari tembaga berdiameter 1,0 cm dengan panjang 150cm. Pengukuran tahanan pentanahan

dilakukan pada kondisi tanah liat dan tanah pasirpantai. Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui

besarnya tahanan pentanahan pada kondisi tanah yang berbeda. Hasil pengukuran diperoleh kesimpulan

bahwa nilai tahanan pentanahan terbesar pada tanah liat yaitu 35,53 Ohm dan pada tanah pasir nilai

tahanan pentanahan terbesar yaitu 5,84 Ohm pada masing-masing kedalaman 0,25m. Sedangkan nilaitahanan pentanahan terkecil pada tanah liat yaitu 5,65 ohm dan pada tanah pasir nilai tahanan

pentanahan terkecil yaitu 0,53 Ohm padamasing-masingkedalaman 1,5 m

Katakunci: .elektroda, pembumian

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sistem pembumian memegang

peranan yang sangat penting dalam sistem

proteksi.Sistem pembumian digunakansebagai jalur pelepasan arus gangguan ke

tanah. Menurut fungsinya pembumian

dibedakan menjadi 2, yaitu pembumian

titik netral sistem tenaga dan pembumian

peralatan. Pembumian netral sistem tenaga

berfungsi sebagai pengaman sistem /

jaringan, sedangkan pada pembumian

peralatan berfungsi sebagai pengaman

terhadap tegangan sentuh.

Pembumian mula-mula dilakukan

dengan menanamkan batang-batangkonduktor tegak lurus ke permukaan tanah

(vertikal). Tetapi kemudian orang

menggunakan batang-batang konduktor

sejajar dengan permukaan tanah (horisontal)

dengan kedalaman beberapa m di bawah

permukaan tanah. Hal ini dilakukan mula-

mula karena pada suatu daerah yang

berbatu tidak dapat menanamkan elektroda

pembumian lebih dalam. Setelah diselidiki

lebih lanjut ternyata pembumian dengan

sistem penanaman horisontal dengan bentukkisi-kisi (grid) mempunyai keuntungan-

keuntungan dibandingkan dengan

pembumian yang memakai batang-batang

vertikal. Sistem pembumian batang vertikal

masih banyak digunakan pada gardu induk,

dan juga merupakan teori dasar dari sistem

pembumian.

Sistem pembumian yang baik adalahsistem pembumian yang memiliki nilai

tahanan pembumian yang kecil. Untuk

mendapatkan nilai tahanan pembumian yang

kecil akan dilakukan penelitian dengan

variasi jarak penanaman dan kedalaman

penanaman antar 2 batang elektroda utama

yang diparalel.

II. METODE

2.1. Pengukuran Tahanan Pentanahan

Untuk mengetahui apakah suatu

tahanan pentanahan sesuai dengan standar,

maka diperlukan pengukuran tahanan

pentanahan secara langsung.Dalam

pengukuran tahanan pentanahan harus

memperhatikan temperatur dan kondisi

lingkungan dari jenis tanah tersebut

Pengukuran yang disebut diatas adalah

pengukuran tahanan pentanahan yangbertujuan mengetahui besarnya tahanan

pentanahan dari beberapa kondisi

95


2/6

Perbandingan Pengaruh Kedalaman Elektroda Terhadap Nilai Tahanan Pembumian (Wahyono)

tanah.Pengukuran tahanan pentanahan

direncanakan pada bulan April sampai bulan

Mei 2012.

2.2.Tempat Pengukuran dan Elektroda

Tempat pengukuran tahananpentanahan akan dilakukan pada 2 jenis

kondisi tanah yaitu :

1. Kondisi Tanah Liat

Tanah liat ialah kata umum untuk partikel

mineral berkerangka dasar silikat yang

berdiameter kurang dari 4 mikrometer.

Tanah Liat terbentuk dari proses pelapukan

batuan silika oleh asam karbonat dan

sebagian dihasilkan dari aktivitas panas

bumi. Pengukuran tahanan pentanahan padakondisi tanah liat ini dilakukan pada daerah

Tembalang,Semarang.

2. Kondisi Tanah Pasir

Pasiradalah contoh bahan material butiran.

Butiran pasir umumnya berukuran antara

0,0625 sampai 2 milimeter. Materi

pembentuk pasir adalah silikon dioksida,

tetapi di beberapa pantai tropis dan subtropis

umumnya dibentuk dari batu kapur.Pasir

tidak dapat di tumbuhi oleh tanaman, karena

rongga-rongganya yang besar-besar.Pengukuran tahanan pentanahan pada

kondisi tanah pasir ini dilakukan pada daerah

Pantai Maron, Semarang.

2.3. Elektroda

Elektroda adalah penghantar yang

ditanam dalam tanah dan membuat kontak

langsung dengan tanah. Adapun jenis

elektroda yang digunakan yaitu :

1. Elektroda PitaAdalah elektroda yang dibuat dari

penghantar berbentuk pita atau

berpenampang bulat yang ditanam secara

dangkal.

2. Elektroda batang

Adalah elektroda dari pipa besi, baja, atau

batang logam lainnya yang ditanam ke

dalam tanah

3. Elektroda Pelat

Adalah elektroda dari bahan logam utuh atau

berlubang.

Dalam pengujian elektroda yang

digunakan adalah elektroda jenis batang

yang terbuat dari tembaga pejal berdiameter

1,0 cm dengan panjang 150 cm yang ditanam

kedalam tanah.

2.4 Peralatan Pengukuran

Peralatanperalatan yang diperlukan

dalam proses pengukuran tahanan

pentanahan, antara lain :

1. Earth Resistance Tester

Dengan data sebagai berikut :

Sumber tenaga : 9V DC jenis baterai

R6P (SUM-3) x 6

Jenis :Digital Earth Resistance Tester

4105A Alat ini berfungsi untuk menampilkan

nilai tahanan pentanahan yang terukur

dengan kemampuan mengukur sampai

1999 (ohm).

Gambar 1. Earth Resistance Tester

Keterangan :

1. Pembacaan nilai yang ditunjukkan

alat ukur

2. Satuan yang diguanakan pengukuran

3. Indikator

4. Tombol

5. Skala untuk pengukuran alat

6. Terminal

2. Elektroda Bantu

Elektroda bantu berfungsi sebagai

pembanding dari elektroda utama untuk

mendapatkan nilai tahanan pentanahan.

3. Meteran (5 meter)

Meteran digunakan untuk mengukur jarak

eletroda utama dan elektroda bantu,dan

kedalaman elektroda.

4. Kabel Penghubung

Kabel penghubung (warna merah, kuning,hijau) berfungsi untuk menghubungkan

96


3/6


Digital Earth Resistance Tester dengan

elektroda utama dan elektroda bantu.

5. Martil

Martil adalah alat yang digunakan untuk

membantu menanam elektroda ke dalam

tanah.6. Timbangan

Digunakan untuk menimbang berat tanah.

7. Linggis

Digunakan untuk membuat lubang pada

tanah

III. Analisa Dan Bahan

Analisa data berupa perhitungan

tahanan pentanahan dengan mengambil nilai

tahanan jenis tanah ( ), Kadar Air yang

terkandung dalam tanah dan grafik padaTanah Liat dan Tanah Pasir Pantai dimana

pengukuran menggunakan metode tiga titik

dengan elektroda jenis batang yang terbuat

dari tembaga pejal berdiameter 1.0cm

dengan panjang 150 cm yang ditanam

kedalam tanah.

3.1. Perhitungan Pengujian I

Dalam analisis hasil penelitian ini

perhitungan tahanan pentanahan secara

teoritis dengan mengambil nilai (tahananjenis tanah) untuk tanah liat yaitu 100 -m

digunakan rumus :R =

Berdasarkan rumus diatas tahanan

pentanahan pada tanah liat dapat dihitung

sebagai berikut :

Untuk Kedalaman Elektroda 0,25 meter

Diketahui :

= 100 Ohm

L= 0,25 metera= 0,005 meter

R =

R = 229,62

3.1.1. Analisa Grafik Pada Tanah Liat

Grafik dan analisa pada pengujian

pertama menggunakan elektroda batang

berbahan tembaga yang divariasi

kedalamanya adalah sebagai berikut :

A. Grafik Hubungan Antara Tahanan

Pentanahan Dan Kedalaman Elektroda

Pada Tanah Liat

Gambar 2. Grafik Hubungan Antara Tahanan

Pentanahan Secara Perhitungan Dan

Kedalaman Elektroda Pada Tanah Liat


Pentanahan Secara Pengukuran Dan

Kedalaman Elektroda Pada Tanah Liat

Dalam grafik di atas penambahankedalaman elektroda menyebabkan

penurunan nilai tahanan pentanahan

Semakin dalam elektroda yang ditanam

semakin kecil nilai tahanan pentahan.

97


4/6


Dengan membandingkan gambar 2

dengan gambar 3, nilai tahanan

pentanahan yang terukur lebih kecil

dibandingkan tahanan pentanahan secara

perhitungan. Dikarenakan jenis tanah

yang diambil mempunyai tahanan jenistanah berbeda.

Nilai tahanan pentanahan yang terbesar

pada tanah liat titi 1 dan tanah tanah liat

titik 2 di tembalang yaitu 35,53 Ohm

dan 32,26 Ohm dengan kedalaman

elektroda 0,25 m dan yang paling kecil

yaitu 6,64 Ohm dan 5,65 ohm dengan

kedalaman elektroda 1,5 m.

B. Grafik Hubungan Antara Tahanan

Pentanahan Dan Kadar Air Pada Tanah

Liat


Pentanahan Dan Kadar Air Pada Tanah Liat

Dalam grafik di atas terlihat bahwa untuk

tanah yang sama namun kandungan air

yang terkandung dalam tanah berbeda hal

ini berpengaruh pada nilai tahanan

pentanahan.

Semakin besar kadar air yang terkandung

dalam tanah semakin kecil nilai tahanan

pentanahan.

Kandungan air terbanyak yaitu 64 % pada

kedalaman 1,5 m dengan nilai tahananan

pentanahan 6,64 ohm dan 5,65ohm,sedangkan yang terkecil yaitu 50 %

pada kedalaman 0,25 m dengan nilai tahanan

pentanahan 35,56 ohm.

3.2. Perhitungan Pengujian II

Dalam analisis hasil penelitian ini

perhitungan tahanan pentanahan secarateoritis dengan mengambil nilai (tahanan

jenis tanah) untuk tanah pasir yaitu 200 -m

digunakan rumus :

R =

Berdasarkan rumus diatas tahanan

pentanahan dapat dihitung sebagai berikut:

Untuk Kedalaman 0,25 meter

Diketahui :

= 200 -m

L= 0,25 meter

a= 0,005 meter

R =

R = 459,25

3.2.1. Analisa Grafik Pada Tanah Pasir

Grafik dan analisa pada pengujian

pertama menggunakan elektroda batang

berbahan tembaga yang divariasi

kedalamanya adalah sebagai berikut :

A. Grafik Hubungan Antara Tahanan

Pentanahan Dan Kedalaman Elektroda

Pada Tanah Pasir Pantai


Pentanahan Secara Perhitungan Dan

98


5/6


Kedalaman Elektroda Pada Tanah Pasir

Pantai


Pentanahan Secara Pengukuran DanKedalaman Elektroda Pada Tanah Pasir

Pantai

Dalam grafik di atas penambahan

kedalaman elektroda menyebabkan

penurunan nilai tahanan pentanahan

Semakin dalam elektroda yang ditanam

semakin kecil nilai tahanan pentahan.

Dengan membandingkan gambar 5

dengan gabar 6, nilai tahanan pentanahanyang terukur lebih kecil dibandingkan

tahanan pentanahan secara perhitungan.

Dikarenakan jenis tanah yang diambil

mempunyai tahanan jenis tanah berbeda

dan mempunyai kandungan garam yang

cukup banyak di dalam tanah pasir

tersebut.

Nilai tahanan pentanahan yang terbesar

pada tanah pasir titik 1 dan tanah pasir

titik 2 di Pantai Maron yaitu 4,538 Ohmdan 5,84 Ohm dengan kedalaman


yaitu 0,53 Ohm 0,746 ohm dengan

kedalaman elektroda 1,5 m.

B. Grafik Hubungan Antara Tahanan

Pentanahan Dan Kadar Air Pada Tanah

Pasir Pantai


Pentanahan Dan Kadar Air Pada Tanah Pasir

Pantai

Dalam grafik di atas terlihat bahwa untuk

tanah yang sama namun kandungan air

yang terkandung dalam tanah berbeda hal

ini berpengaruh pada nilai tahanan

pentanahan.

Semakin besar kadar air yang terkandung

dalam tanah semakin kecil nilai tahanan

pentanahan.

Kandungan air terbanyak yaitu 57 %

pada kedalaman 1,5 m dengan nilai

tahananan pentanahan 0,53 ohm dan

0,746 ohm,sedangkan yang terkecil yaitu49 % pada kedalaman 0,25 m dengan

nilai tahanan pentanahan 5,84ohm.

IV. PENUTUP

4.1. Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil pengukuran, tahanan

pentanahan dipengaruhi oleh kedalaman

elektroda yang di tanam. Selain itu

tahanan pentanahan juga dipengaruhibanyaknya kadar air yang terkandung

dalam tanah,semakin banyak kadar air

dalam tanah semakin kecil tahanan

pentanahan.

2. Nilai tahanan pentanahan yang terbesar

pada tanah liat titik1 dan tanah tanah liat

titik 2 di tembalang yaitu 35,53 Ohm dan

32,26 Ohm dengan kedalaman elektroda

0,25 m dan yang paling kecil yaitu 6,64

Ohm dan 5,65 ohm dengan kedalamanelektroda 1,5 m.

99


6/6


3. Nilai tahanan pentanahan yang terbesar

pada tanah pasir titik 1 dan tanah pasir

titik 2 di Pantai Maron yaitu 4,538 Ohm

dan 5,84 Ohm dengan kedalaman


yaitu 0,53 Ohm dan 0,746 ohm dengankedalaman elektroda 1,5 m.

4. Kandungan air terbanyak yaitu 64 % pada

kedalaman 1,5 m dengan nilai tahananan

pentanahan 6,64 ohm dan 5,65

ohm,sedangkan yang terkecil yaitu 50 %


tahanan pentanahan 35,56 ohm.

5. Kandungan air terbanyak yaitu 57 % pada

kedalaman 1,5 m dengan nilai tahanananpentanahan 0,53 ohm dan 0,746

ohm,sedangkan yang terkecil yaitu 49 %


tahanan pentanahan 5,84ohm.

4.2. Saran

1. Untuk mencapai nilai tahanan pentanahan

yang sesuai standart PUIL (< 5 )

disarankan untuk menambah jumlah batng

elektroda yang ditanam secar paralel

dengan elektroda batang yang telah adasebelumnya.

2. Penambahan zat aditif yang berupa garam

maupun berupa bentonit dapat

menurunkan nilai tahanan pentanahan.

DAFTAR PUSTAKA

BadanStandarisasiNasional BSN,

Persyaratan Umum Instalasi Listrik

2000 ( PUIL 2000 .)Dermawan, A. Analisis, Perbandingan Nilai

Tahanan Pentanahan Yang Ditanam Di

Tanah Dan di DiSpictenk Pada

Perumahan. Makalah seminar Tugas

Akhir : Semarang : Jurusan Teknik

Elektro, Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro.

Hutauruk,T.S,PengetanahanNetral Sistem

Tenaga dan Pengetanahan Peralatan.

Erlangga, Jakarta, 1999.

Munandar, A.Aris, Dr, MSc. Dan SusumuKawahara, Dr. TeknikTenagaListrik II,

TransmisiDistribusi. PradnyaParamita:

Jakarta.

Tadjuddin,ElektrodaBatangMereduksiTahan

an, Ujung Pandang, 1998.

http://dunia-

listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.html

http://dunia-

listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-

pentanahan.html

100
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-pentanahan.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-pentanahan.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-pentanahan.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/konduktor.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-pentanahan.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-pentanahan.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/05/sitem-pentanahan.html

4 wahyono, eksergi sept 2012

Documents