KARYA ILMIAH
SISTEM PEMBUMIAN PERALATAN RUANG STUDIO
TEKNIK ARSITEKTUR GEDUNG B FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA JALAN PB. SUDIRMAN DENPASAR
oleh :
I GUSTI NGURAH JANARDANA
NIP. 196208151992031002
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
KAMPUS BUKIT JIMBARAN - BALI
KARYA ILMIAH
SISTEM PEMBUMIAN TIPE ROD SEBAGAI PENGAMAN
PERALATAN RUANG STUDIO TEKNIK ARSITEKTUR
GEDUNG B FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA JALAN PB. SUDIRMAN
DENPASAR
oleh :
I GUSTI NGURAH JANARDANA
NIP. 196208151992031002
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
KAMPUS BUKIT JIMBARAN - BALI
ABSTRAK
Ruang Studio Teknik Arsitektur yang berada di Gedung B Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar sangat penting dipasang pembumian, karena di dalam gedung tersebut banyak peralatan-peralatan seperti komputer, LCD dan lain-lain yang membutuhkan untuk diamankan dari tegangan lebih yang umum diakibatkan oleh petir. Ruang tersebut dioperasikan setiap hari hingga malam hari, dan mahasiswa yang belajar di ruang tersebut diatur dengan waktu yang sangat ketat. Permasalahan sering terjadi pada saat musim hujan yang dibarengi dengan petir. Pada saat tersebut mahasiswa sering terganggu dengan ketakutan mengoperasikan peralatannya. Untuk menghindari permasalahan tersebut, perlu dipasang sistem pembumian dengan nilai tahanan yang tepat. Nilai tahanan pembumian yang dibutuhkan untuk mengamankan peralatan-peralatan tersebut diharapkan < 3 ohm. Untuk mendapatkan nilai tersebut harus dipasang sistem pembumian yang cocok,.
Berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa untuk mengamankan peralatan-peralatan elektronik di Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar dapat dipasang sistem pembumian tipe rod dengan diameter elektroda 1,2 cm dengan kedalaman minimal 13 meter untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 Ohm.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan Kehadapan Tuhan Yang Maha Esa/Ida Sang Hyang Widhi Wasa atas rakhmat-Nya, Karya Ilmiah ini dapat kami selesaikan
tepat pada waktunya. Dimana judul Karya Ilmiah kami adalah "Sistem
Pembumian Tipe Rod Sebagai Pengaman Peralatan Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar "
Dalam menyelesaikan Karya Ilmiah ini, banyak bimbingan dan saran telah kami dapatkan sehingga dapat diselesaikan tepat waktu. Untuk itu ucapan terima kasih kami sampaikan kepada :
1. Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana, Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D.
2. Bapak Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik
Universitas Udayana, Wayan Gede Ariastina, ST., MEngSc, Ph.D. 3. Pimpinan beserta staf Perpustakaan Universitas Udayana.
4. Semua teman-teman di lingkungan Fakultas Teknik Universitas Udayana
yang telah membantu kelancaran Karya Ilmiah ini, walaupun tidak kami sebutkan satu persatu.
Dengan segala kekurangan, kami senantiasa mengharapkan kritik membangun dan semoga Karya Ilmiah ini ada manfaatnya.
Bukit Jimbaran, Januari 2016 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL ………..i
ABSTRAK...………...….ii
KATA PENGANTAR ... .. iii
DAFT AR ISI ... ... iv
DAFTAR GAMBAR ………...…...vi
DAFT AR TABEL ... .. vii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penelitian ... 2
1.4. Manfaat Penelitian ... 3
1.5. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Sistem Pembumian ... 4
2.2 Macam-Macam Elektroda Pembumian ... 5
2.3 Hubungan Tahanan Pembumian Terhadap Tubuh Manusia ... 6
2.4 Metode Pengukuran Tahanan Jenis Tanah...7
2.4.1 Susunan Wenner ……… ... 7
2.4.2 Sistem Pembumian Tipe Elektroda Ditanam Vertkal...7
2.4.3 Sistem Pentanahan Tipe Pelat …………. ... 9
2.4.4 Sistem Pentanahan Tipe Grid ……….. ... 9
2.5 Tahanan Jenis Tanah ... 10
BAB III METODE ... 13
3. 1 Tempat dan Waktu Penelitian ...13
3.2 Data ...13
3.2.1 Sumber Data ...13
3 .2.2 Jenis Data ...13
3.3 Alat dan Cara Teknik Pengukuran ... 13
3.3.1 Alat penelitian ... 13
. 3.3.2 Cara pengukuran tahanan tanah ... 14
3.4 Analisis Data ... 14
BAB IV PEMBAHASAN 4. 1 Pengaruh Jenis Tanah Terhadap Tahanan Pentanahan ...15
4.2 Hasil Pengukuran Tahanan Jenis Tanah ...15
4.3 Analisis Hasil ...16 4.4 Hasil Pembahasan ...18 BAB V PENUTUP 5. 1 Simpulan ...19 5.2 Saran ...19 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Elektroda Batang ... 5
Gambar 2.Elektroda Strip/Pita... 6
Gambar 2.3 Elektroda Pelat………...6
Gambar 2.4 Susunan Wenner... 8
Gambar 2.5 Metode Driven Rod...9
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tahanan Berbagai Jenis Tanah ………... 11
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tahanan Tanah ………. 15
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Sistem pembumian atau biasa disebut sebagai grounding system adalah suatu rangkaian atau jaringan mulai dari kutub pembumian atau elektroda, hantaran penghubung sampai terminal pembumian yang berfungsi untuk menyalurkan arus lebih ke bumi, agar perangkat peralatan dapat terhindar dari pengaruh petir dan tegangan asing lainnya. Untuk dapat menjaga keselamatan dan keamanan peralatan elektronik, sistem pembumian harus memiliki tahanan pembumian yang sekecil mungkin atau sesuai standar yang diijinkan.
Sistem pembumian yang baik untuk mengamankan peralatan-peralatan maupun orang yang berada di sekitarnya adalah sistem pembumian yang memiliki tahanan pembumian yang sekecil mungkin. Nilai tahanan pembumian dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kedalaman elektroda, besar penampang elektroda, jenis tanah, sudut pengukuran serta campuran bahan-bahan dalam tanah atau sering ditambah dengan zat aditif pada tanah. Elektroda pembumian yang digunakan merupakan penghantar yang ditanam dalam tanah (bumi) dan kontak langsung dengan bumi. Beberapa jenis pembumian dapat dipasang seperti satu batang rod, dua batang rod, sistem pelat, sistem cincin dan sistem grid. Namun penggunaan atau pemasangan jenis pembumian tersebut tergantung dari jenis tanah lokasi pembumian.
Ruang Studio Teknik Arsitektur yang berada di Gedung B Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar sangat penting dipasang pembumian, karena di dalam gedung tersebut banyak peralatan-peralatan seperti komputer, LCD dan lain-lain yang membutuhkan untuk diamankan dari tegangan lebih yang umum diakibatkan oleh petir. Ruang tersebut dioperasikan setiap hari hingga malam hari, dan mahasiswa yang belajar di ruang
tersebut diatur dengan waktu yang sangat ketat. Permasalahan sering terjadi pada saat musim hujan yang dibarengi dengan petir. Pada saat tersebut mahasiswa sering terganggu dengan ketakutan mengoperasikan peralatannya. Untuk menghindari permasalahan tersebut, perlu dipasang sistem pembumian dengan nilai tahanan yang tepat. Nilai tahanan pembumian yang dibutuhkan untuk mengamankan peralatan-peralatan tersebut diharapkan < 3 ohm. Untuk mendapatkan nilai tersebut harus dipasang sistem pembumian yang cocok,.
Berdasarkan beberapa jenis pembumian yang ada, dalam penelitian ini akan diteliti sistem pembumian rod dengan mencari kedalaman penanaman elektroda rod tersebut. Penggunaan elektroda rod dimungkinkan karena untuk lokasi penelitian tanahnya termasuk tanah padsolik, dimana tanah padsolik ini berasal dari batuan pasir kuarsa dengan teksturnya lempung hingga berpasir.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan pada latar belakang tersebut di atas, rumusan masalah yang dapat diambil adalah berapakah kedalaman sistem pembumian tipe rod untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 ohm untuk mengamankan peralatan beserta manusia yang berada disekitarnya pada Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Kampus Jalan PB. Sudirman Denpasar?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kedalaman pemasangan sistem pembumian tipe rod untuk mendapatkan tahanan pembumian < 3 ohm di Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik Universitas Udayana Kampus Jalan PB. Sudirman Denpasar.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah diharapkan mendapatkan data yang tepat tentang kedalaman pemasangan sistem pembumian tipe rod sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam pemasangan sistem pembumian tipe rod di sekitar kampus Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar.
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Melihat luasnya permasalahan pada sistem pembumuan, maka akan dibatasi masalahnya hanya menganalisis sistem pembumian satu rod dan pada tanah yang berada di lokasi penelitian. Sedangkan tahanan tanah akan di ukur langsung untuk mendapatkan tahanan jenis tanah.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Pembumian
Sistem pembumian yang dahulu disebut sistem pentanahan merupakan penghubung bagian-bagian peralatan listrik pada keadaan normal tidak dialiri listrik. Sistem pembumian dipasang untuk mengalirkan arus petir ke tanah, sehingga baik sistem yang dilindungi maupun manusia yang berada di sekitarnya dapat terhindar dari sambaran petir tersebut. Dalam sebuah instalasi listrik ada empat bagian yang harus dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik tersebut adalah (Hutauruk, 1999., Mahendra, 2004., Sutikno, 1997) :
a) Bagian instalasi yang terbuat dari logam dan dengan mudah bisa disentuh manusia. Hal ini perlu agar potensial dari logam yang mudah disentuh manusia selalu sama dengan potensial tanah tempat manusia berpijak sehngga tidak bahaya bagi manusia yang menyentuhnya.
b) Bagian pembuangan muatan listrik dari lightning arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungsi dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari petir ke tanag dengan lancar.
c) Kawat petir pada bagian atas saluran transmisi. Kawat petir ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena letaknya yang ada di sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki tiang transmisi harus ditanahkan agar petir yang menyambar kawat petir dapat disalurkan ke tanah dengan lancar melalui kaki tiang saluran transmisi.
d) Titik netral dari transformator atau titik netral dari generator. Hal ini diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya yang menyangkut gangguan hubungan tanah.
2.2 Macam-Macam Elektroda Pembumian 1. Elektroda Batang
Elektroda batang adalah pembumian dengan satu atau beberapa
batang penghantar yang ditanam vertikal terhadap permukaan tanah. Banyaknya batang yang ditanam disesuaikan dengan besar kecilnya nilai tahanan pembumian yang diperlukan atau jenis tanah lokasi pembumian (Nugraha, 1999., Wira Astawa, 2000).
Gambar 2.1 Elektroda Batang
2. Elektroda Strip/Pita
Pembumian dengan menggunakan elektroda strip atau pita menggunakan pembumian dengan menggunakan elektroda yang berbentuk pita atau cincin yang ditanam secara horizontal terhadap permukaan tanah dengan kedalaman tertentu. Elektroda ini dapat ditanam dalam bentuk grid. Pembumian ini digunakan pada tempat-tempat yang tahanan tanahnya besar dan keadaan tanahnya berbatu atau tanah keras.
Gambar 2.2 Elektrodan Strip/Pita
3. Elektroda Pelat
Merupakan pembumian yang memakai elektroda berbentuk pelat
yang di tanam horizontal atau vertikal dengan jari-jari kedalaman dari pusat pelat permukaan.
Gambar 2.3 Elektroda Pelat
2.3 Hubungan Antara Tahanan Pembumian Terhadap Tubuh Manusia Pada saat gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke tanah akan menimbulkan perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang disebabkan oleh adanya tahanan tanah. Jika pada saat gangguan terjadi, seseorang berada pada lokasi tersebut dan menyentuh peralatan yang terkena gangguan, maka akan ada arus yang mengalir pada tubuh orang tersebut. Arus listrik tersebut mengalir dari tangan ke kedua kaki dan terus ke tanah. Tetapi bila orang tersebut tidak menyentuh peralatan maka akan ada arus yang mengalir dari kaki yang lebih dekat ke peralatan menuju kaki yang lain dan menuju tanah. Arus ini yang membahayakan. Berat ringannya bahaya yang dialami orang tersebut tergantung dari besar kecilnya arus yang melalui tubuh dan lamanya arus mengalir.
Tubuh manusia yang normal dapat merasakan aliran listrik sebesar 1 miliampere. Pada umumnya arus listrik 100 miliampere mengakibatkan manusia kejang. Apabila arus listrik > 100 miliampere mengakibatkan jantung manusia berhenti bahkan menjadi terbakar (Mahendra, 2004., Tampubolon, 1989., Hutauruk, 1987).
2.4 Metode Pengukuran Tahanan Jenis Tanah 2.4.1 Susunan Wenner
Dalam Metode Wenner, ke empat elektroda untuk masing-masing tes direnggangkan dengan setiap pemasangan masing-masing berukuran sama secara berdekatan. Susunan Wenner mempunyai dua perspektif pelaksanaan. Pada sisi negatifnya metode ini membutuhkan kabel yang panjang, elektroda yang besar dan setiap jarak renggangnya membutuhkan satu orang per elektroda untuk melengkapi penelitian sesuai dengan waktu yang dibutuhkan. Dan juga karena ke empat elektroda yang dipindahkan itu mudah terbaca dengan berbagai macam pengaruh.
Sedangkan sisi positifnya susunan ini sangat cocok dan efisien untuk mengetahui perbandingan tegangan yang masuk per unitnya dari arus yang mengalir. Pada kondisi yang tidak baik seperti, tanah kering atau tanah padat membutuhkan wahtu yang lama untuk mengetahui kontak tahanan antara elektroda dengan tanah. Tahanan Jenis Tanah dengan metode Wenner dapat dihitung dengan persamaan berikut :
...(2.1)
Dimana :
ρa = Tahanan jenis tanah (Ω.m) R = Tahanan yang terukur (Ω) a = Jarak antara elektroda (m) b = Elektroda yang tertanam (m)
Gambar 2.4 Susunan Wenner
2.4.2 Sistem pembumian tipe elektroda ditanam vertikal (Sistem pembumian Tipe rod )
Pembumian elektroda tipe rod merupakan pembumian dengan penanaman batang-batang elektroda kedalam tanah secara tegak lurus. Untuk memperkecil tahanan pembumian maka jumlah batang-batang elektroda yang ditananam diperbanyak dan antara ujung-ujung elektroda dihubungkan dengan ground bus. Pembumian dengan elektroda yang ditanam vertikal ( rod ) tidak cocok untuk tanah berbatu atau tanah terlalu keras. karena sulit untuk penanamannya. Persamaan untuk pembumian tipe rod adalah :
2
4
1 Ω … … … 2.2
Untuk n batang pembumian berlaku persamaan berikut :
Ω
Dimana :
R = Tahanan pentanahan (Ω) = Tahanan jenis tanah (Ω-M)
L = Panjang elektroda pentanahan (Ω) a = Jari-jari elektroda pentanahan (Ω)
n = Banyaknya elektroda pentanahan
Gambar 2.5 Metode Driven Rod
2.4.3 Sistem pembumian tipe pelat
Sistem pembumian tipe pelat merupakan sistem pembumian dengan mempergunakan elektroda berbentuk pelat dengan ukuran minimum luas 0,5 m2 untuk tembaga. Kedalaman penanaman minimum 30 cm sampai 1,5 meter di bawah permukaan tanah. Persamaan tahanan pembumian untuk sistem pembumian tipe pelat adalah :
,
,
ohm………(2.3) Dimana :
= Tahanan Jenis Tanah ( ohm – meter ) R = Tahanan Pembumian ( ohm )
W = Lebar Pelat ( cm ) L = Panjang Pelat ( cm )
S = Kedalaman Penanaman ( m ) 2.4.4 Sistem pembumian tipe grid
Sistem pembumian grid adalah pembumian ngan menanamkan elektroda sejajar dengan permukaan tanah pada kedalaman tertentu ( 30 – 90 cm ). Tahanan pembumian dengan sistem grid dapat di hitung dengan menggunakan persamaan standard IEEE sebagai berikut :
1 1 √20 1 1 1 … … … 2.4 Dimana :
Rg = Tahanan terhadap tanah ( Ω )
ρ = Tahanan jenis tanah ( Ω )
h = Kedalaman pemasangan konduktor ( m ) L = Panjang total penghantar ( m )
A = Luas lokasi pentanahan ( m2 )
2.5 Tahanan Jenis Tanah
Beberapa cara dilakukan untuk mendapatkan tahanan tanah yang rendah sering dicoba dengan memberi air atau dengan membasahi tanah, serta dengan mengubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda.Untuk mengurangi variasi tahanan jenis tanah akibat pengaruh musim, pembumian dapat dilakukan dengan menanam elektroda pembumian sampai mencapai kedalaman tertentu dimana terdapat air tanah yang konstan.
Karena penanaman memungkinkan kelembaban dan temperatur bervariasi, harga tahanan jenis tanah harus diambil untuk keadaan yang paling buruk yaitu tanah kering dan dingin. Berikut adalah tabel tahanan jenis tanah rata-rata untuk bemacam-macam jenis tanah :
Tabel 2.1 Tahanan Berbagai Jenis tanah ( PUIL, 2000 )
Jenis Tanah Tahanan Jenis Tanah ( ohm-meter )
Tanah rawa 30
Tanah liat dan tanah lading 100
Pasir basah 200
Kerikil basah 500
Pasir dan kerikil kering 1000
Tanah berbatu 3000
2.5.1 Jenis-Jenis Tanah
1. Tanah Organosol atau Tanah Gambut, tanah jenis ini berasal dari bahan induk organik dari hutan rawa, mempunyai ciri warna cokelat hingga kehitaman, tekstur debu lempung, tidak berstruktur, konsistensi tidak lekat sampai dengan agak lekat, dan kandungan unsur hara rendah. Tanah ini terbentuk karena adanya proses pembusukan dari sisa-sisa tumbuhan rawa. Banyak terdapat di rawa sumatra, Kalimantan dan Papua, kurang baik untuk pertanian maupun perkebunan karena derajat keasaman tinggi.
2. Tanah Aluvial, jenis tanah ini masih muda,belum mengalami perkembangan. Bahannya berasal dari material halus yang diendapkan oleh aliran sungai. Oleh karena itu, tanah jenis ini banyak terdapat didaerah datar sepanjang aliran sungai.
3. Tanah Regosol, tanah ini merupakan endapan abu vulkanik baru yang
memiliki butir kasar. Penyebaran terutama pada daerah lereng gunung api. Tanah ini banyak terdapat didaerah Sumatra bagian timur dan barat, Jawa, Bali dan Nusa Tenggara.
4. Tanah Litosol, tanah litosol merupakan jenis tanah berbatu-batu dengan lapisan yang tidak begitu tebal. Bahannya berasal dari jenis batuan beku yang belum mengalami proses pelapukan secara sempurna. Jenis tanah ini banyak ditemukan dilereng gunung dan pegunungan di seluruh Indonesia.
5. Tanah Latosol, tanah latosol tersebar didaerah beriklim basah, curah hujan lebih dari 300 mm/tahun, dan ketinggian tempat berkisar 300-1.000 meter. Tanah ini terbentuk dari batuan gunung api kemudian mengalami proses pelapukan lanjut.
6. Tanah Grumusol, tanah grumusol berasal dari batu kapur, batuan lempung, tersebar didaerah iklim subhumid atau subarid dan curah hujan kurang 2.500 mm/tahun.
7. Tanah Podsolik, tanah podsolik ini berasal dari batuan pasir kuarsa, tersebar didaerah beriklim basah tanpa bulan kering, curah hujan lebih 2.500 mm/tahun. Tekstur lempung hingga berpasir, kesuburan rendah hingga sedang, warnah merah dan kering.
8. Tanah Podsol, tanah podsol ini berasal dari batuan induk pasir. Penyebaran didaerah ber iklim basah, topografi pegunungan, misalnya didaerah Kalimantan Tengah, Sumatra Utara dan Papua Barat. Kesuburan tanah rendah.
9. Tanah Andosol, tanah jenis ini berasal dari bahan induk abu vulkan.
Penyebaran didaerah beriklim sedang dengan curah hujan diatas 2.500 mm/tahun tanpa bulan kering. Umumnya dijumpai didaerah lereng atas kerucut vulkan pada ketinggian diatas 800 meter. Warna tanah jenis ini umumnya cokelat, abu-abu hingga hitam.
10. Tanah Mediteran Merah Kuning, tanah jenis ini berasal dari batuan kapur keras (limestone). Penyebaran didaerah beriklim subhumid, topografi karst dan lereng vulkan dengan ketinggian dibawah 400 m. Warna tanah cokelat hingga merah. Khusus tanah mediteran merah kuning didaerah topografi karst disebut "Terra Rossa"
11.
Hidromorf Kelabu, jenis tanah ini perkembangannya lebih dipengaruhi oleh faktor lokal yaitu topografi yang berupa dataran rendah atau cekungan, hampir selalu tergenang air dan warna kelabu hingga kekuningan.BAB III METODE 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar pada bulan Juli 2015.
3.2.Data
3.2.1 Sumber Data
Data yang digunakan dalam analisis ini bersumber dari pengukuran langsung tahanan tanah untuk mendapatkan nilai tahanan jenis tanah yang digunakan dalam analisis.
3.2.2 Jenis Data
Data-data dalam penelitian ini adalah data primer tahanan tanah.
3.3 Alat dan Cara pengukuran 3.3.1 Alat Penelitian
Alat bantu yang digunakan pada penelitian ini adalah :
1. Martil
2. Linggis
3. Ember, dan lain-lain
Alat ukur yang digunakan adalah Earth Tester dengan spesifikasi teknis sebagai berikut :
1. Merk : Kyoritsu
3. Jumlah terminal : 3 buah ( E.P.C ) 3.3.2 Cara pengukuran tahanan tanah
Untuk mendapatkan data-data dilakukan beberapa langkah pengukuran antara lain:
- Mempersiapkan komponen-komponen dari alat ukur Arde Tester yang akan
digunakan dalam pengukuran.
- Memasang 3 buah pasak bantu dengan panjang masing-masing 40cm dan 1
pasak yang diukur dengan panjang 40 cm pada tanah, pada tempat yang berbeda dan jarak antar pasak 20 meter.
- Pemasangan kabel pada masing-masing rod dengan jarak antar rod sama yaitu 20 meter.
- Hubungkan kabel penghubung ke terminal alat ukur (E,ES,S,H).
- Apabila kabel terhubung seluruhnya, maka lakukan pengukuran dengan
terlebih dahulu menutup switch E dengan Es.
- Pengukuran di mulai dengan cara menekan switch pada RE kea rah atas.
- Pengukuran Tahanan tanah dilakukan secara otomatis sehingga didapatkan tahanan jenis tanah.
- Masukan hasil pengukuran pada rumus tahanan jenis tanah, Pa=2π.a.R
sehingga diperoleh tahanan jenis tanah yang diinginkan.
- Pengukuran tahanan jenis tanah dilakukan pada kondisi yang sama selama 5 kali pengukuran, dan diambil nilai tertinggi dari 5 kali pengukuran tersebut.
3.4 Analisis Data
Data dianalisis dengan menggunakan persamaan 2.2 yaitu perhitungan sistem pembumian tipe rod untuk mendapatkan kedalaman pemasangan sistem pembumian dengan nilai tahanan pembumian < 3 ohm.
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Pengaruh Jenis Tanah Terhadap Tahanan Pentanahan
Berdasarkan dari geografi Pulau Bali yang terdiri dari dataran tinggi dan dataran rendah, akan menyebabkan terjadi jenis tanah yang berbeda-beda pula. Jenis tanah tersebut akan berpengaruh terhadap tahanan tanah. Sehingga akan berpengaruh juga terhadap tahanan jenis tanah. Tahanan jenis tanah tersebut akan mempengaruhi panjang pendeknya atau kedalaman pemasangan rod. Tanah di kawasan Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman memiliki tanah dengan tekstur lempung hingga berpasir.
4.2 Hasil Pengukuran Tahanan Jenis Tanah
Berdasarkan hasil pengukuran sebanyak 5(lima) kali pengukuran tahanan jenis tanah ρ di lokasi penelitian yaitu di sebelah Gedung B yang digunakan sebagai Studio Teknik Arsitektur Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar, memiliki nilai sebesar tahanan jenis sebesar 30,14
Ω-meter yang di dapat dari besar tahanan tanah (R) pengukuran sebesar 0,24 dan jarak antara batang elektroda sebesar 20 m,
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tahanan Tanah
No Pengukuran Nilai Tahanan Tanah Nilai Tahanan Jenis Tanah Tanah(Ω-meter) 1 I 0,24 30,14 2 II 0,24 30,14 3 III 0,24 30,14 4 IV 0,24 30,14 5 V 0,24 30,14
Tahanan jenis tanah dihitung :
ρ 2 π a
ρ 2x3.14x20x0,24
ρ 30,14 ohm meter
4.3 Analisis Hasil
Berdasarkan data pengukuran yang didapat pada tahanan jenis tanah di lokasi penelitian yang memiliki nilai tahanan jenis tanah sebesar 30,14
ohm-meter, untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3Ω adalah dengan
pemasangan sistem pembumian tipe rod.
Sistem pembumian umumnya ditanam dengan kedalaman 6 meter dan diameter batang elektroda (rod) adalah 1,2 cm sehingga a (jari-jari rod) = 0,006 meter, maka dengan kedalaman 6 meter nilai tahanan pembumiannya didapatkan :
2 4 1 30,14 2 3,14 6 4 6 0,006 1 R = 0,79989 x ( 8,29 – 1) R = 0,79989 x 7,29 R = 5,83 Ohm
Dengan penanaman elektroda batang, diameter rod 1,2 cm (jari-jari rod = 0,006 meter) dengan kedalaman 6 meter didapatkan nilai tahanan pembumian sebesar 5,83 ohm masih lebih besar dari 3 ohm, maka belum cukup untuk mengamankan peralatan beserta manusia yang berada didalam gedung tersebut, maka
pemasangan elektroda rod perlu diperdalam. Sehingga akan dicoba dengan kedalaman 7 meter sehingga didapatkan nilai tahanan pembumiannya adalah :
Sistem pembumian tipe rod ditanam dengan kedalaman tanah 7 meter dan diameter rod 1,2 cm didapatkan :
2 4 1 30,14 2 3.14 7 4 7 0,006 1 30.14 6,28.7 4666,66 1 R = 0,685 x (8,448 – 1) R = 0,685 x 7,448 R = 5,10 Ohm.
Dengan kedalaman 7 meter masih belum mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 Ohm, maka dengan perhitungan yang sama akan dicari kedalaman (L) untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 Ohm, maka
2 4 1 30,14 2 3.14 13 4 13 0,006 1 30.14 6,28.13 ln 8666,66 1 R = 0,369 x (9,06 – 1) R = 0,369 x 8,06 R = 2,97 Ohm
Maka dengan kedalaman 13 meter telah dapat mencapai nilai tahanan pembumian sebesar 2,97 Ohm. Maka untuk pemasangan elektroda rod dengan diameter 1,2 cm, kedalaman minimum pemasangan elektroda adalah 13 meter. Namun untuk lebih baiknya diberikan lebih dalam.
4.4 Hasil Pembahasan
Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan sistem pembumian elektroda rod, diameter rod 1,2 cm dengan nilai tahanan jenis tanah di lokasi penelitian yaitu di sebelah Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B sebesar 30,14 berdasarkan hasil pengukuran tahanan tanah sebesar 0,24 ohm, kedalaman pemasangan(penanaman) elektronya minimal 13 meter untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 Ohm
Menurut Hutaruk (1987) Pabla (1986) nilai tahanan pembumian semakin kecil dari standar yang diijinkan peralatan semakin baik, sehingga diharapkan pemasangan (penanaman) lebih dalam dari 13 meter.
BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan
Berdasarkan rumusan masalah dan hasil analisis diatas dapat disimpulkan bahwa untuk mengamankan peralatan-peralatan elektronik di Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar dapat dipasang sistem pembumian tipe rod dengan diameter elektroda 1,2 cm dengan kedalaman minimal 13 meter untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 Ohm.
5.2 Saran
Pada pemasangan sistem pembumian disarankan untuk mengetahui besarnya nilai tahanan jenis tanah sehingga akan dapat menghitung kedalaman sistem pembumian yang akan dipasang agar didapatkan nilai tahanan pembumian yang sesuai standar yang diijinkan dan nilai tahanan pembumian yang diinginkan. Untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian yang lebih baik guna mengamankan peralatan beserta manusia pada Ruang Studio Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar penanaman elektroda rod sebaiknya ditanam lebih dalam dari 13 meter.
Daftar Pustaka
Hutaruk.TS.1987, Pengetanahan Netral dengan sistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatam. Jakarta Erlangga.
https://www.academia.edu/8536126/. Pengembangan Sistem Penangkal Petir dan Pentanahan Elektroda Rod dan Plat pada Laboraturium Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Ujung Pandang
Mahendra, IGMO. 2004. Study Kasus Kegagalan Proteksi Dari Bahaya Petir DI Hotel Sanur Beach Bali. Tugas Akhir. Denpasar : Teknik Elektro.
Nugraha.A.1999. Pengaruh Diameter Pasak Terhadap Tahanan Pentanahan Pada Daerah Dataran Rendah Tugas Akhir Denpasar Program Studi Teknik Elektro Universitas Udayana
Pabla. AS, 1986 Terjemahan Hadi, A Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta Erlangga
Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL) 2000. Jakarta : LIPI.
Sutikno, dkk. 1997. External & Internal Grounding. Bandung :DIVLAT PT. Telkom.
Tampubolon, H. 1989. Pembumian Gardu Induk Dengan Struktur Dua Lapisan Tanah. ---.
Wira Astawan, IM. 2000. Pengaruh Jenis tanah terhadap Tahanan jenis tanah ρ
