karya ilmiah sistem pembumian peralatan ruang … filediamankan dari tegangan lebih yang umum...
TRANSCRIPT
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
2016
i
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
2016
ii
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.
iii
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
iv
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
2.5.1 Jenis-Jenis Tanah .................................................... ……………. 11
v
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
vi
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
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tahanan Berbagai Jenis Tanah ………………………….............. 11
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tahanan Tanah ………………………………. 15
1
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
2
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.
3
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.
4
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.
5
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.
6
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).
7
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)
8
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 :
24
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)
= Koefisien kombinasi
9
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 :
10
1 1
√201
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 :
11
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.
12
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.
13
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
2. Model : 4102
14
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.
15
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
16
Tahanan jenis tanah dihitung :
ρ 2πa
ρ 2x3.14x20x0,24
ρ 30,14ohm 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
41
30,14
2 3,14 64 60,006
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
17
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
41
30,14
2 3.14 74 70,006
1
30.146,28.7
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
41
30,14
2 3.14 134 130,006
1
30.146,28.13
ln 8666,66 1
R = 0,369 x (9,06 – 1)
R = 0,369 x 8,06
R = 2,97 Ohm
18
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.
19
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.
20
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
dalam sistem petanahan. Denpasar Teknik Elektro.