4 wahyono, eksergi sept 2012
Post on 02-Apr-2018
217 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
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
-
7/27/2019 4 Wahyono, Eksergi Sept 2012
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
-
7/27/2019 4 Wahyono, Eksergi Sept 2012
3/6
EksergiJurnal Teknik Energi Vol 8 No. 3 September 2012; 95 - 100
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
Gambar 3. Grafik Hubungan Antara Tahanan
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
-
7/27/2019 4 Wahyono, Eksergi Sept 2012
4/6
Perbandingan Pengaruh Kedalaman Elektroda Terhadap Nilai Tahanan Pembumian (Wahyono)
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
Gambar 4. Grafik Hubungan Antara Tahanan
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
Gambar 5. Grafik Hubungan Antara Tahanan
Pentanahan Secara Perhitungan Dan
98
-
7/27/2019 4 Wahyono, Eksergi Sept 2012
5/6
EksergiJurnal Teknik Energi Vol 8 No. 3 September 2012; 95 - 100
Kedalaman Elektroda Pada Tanah Pasir
Pantai
Gambar 6. Grafik Hubungan Antara Tahanan
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
elektroda 0,25 m dan yang paling kecil
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
Gambar 7. Grafik Hubungan Antara Tahanan
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
-
7/27/2019 4 Wahyono, Eksergi Sept 2012
6/6
Perbandingan Pengaruh Kedalaman Elektroda Terhadap Nilai Tahanan Pembumian (Wahyono)
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
elektroda 0,25 m dan yang paling kecil
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 %
pada kedalaman 0,25 m dengan nilai
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 %
pada kedalaman 0,25 m dengan nilai
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
top related