DISAIN ELEKTRODA PENTANAHAN OPTIMALISASI DISAIN ELEKTRODA PENTANAHAN

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah : Pentanahan merupakan suatu hal terpenting dalam kelistrikan. Pentanahan selain bertujuan untuk membatasi tegangan antara bagian peralatan juga bertujuan untuk mendapatkan impedansi yang kecil (rendah). Impedansi atau Tahanan tanah sangat dipengaruhi oleh karakteristik tanah, Bentuk dan ukuran elektroda pentanahan serta luas bidang pentanahan. Tahanan jenis tanah yang berbeda-beda terhadap kedalaman mempengaruhi nilai tahanan pentanahan. Perlu adanya program perhitungan untuk optimalisasi disain elektroda pentanahan.

BAB 1 PENDAHULUAN Tujuan Penulisan : Batasan Masalah : Menentukan dan menganalisa model-model elektroda pentanahan. Menentukan kedalaman optimal, ukuran elektroda optimal serta menghitung nilai tahanan pentanahan dengan bantuan program komputer. Batasan Masalah : Menghitung nilai tahanan jenis tanah dengan metode perkiraan. Menggambarkan karakteristik tahanan jenis tanah. Mencari ukuran yang optimal dari model-model elektroda pentanahan. Menentukan disain elektroda pentanahan secara optimal, praktis dan ekonomis.

BAB 2 KARAKTERISTIK TANAH Struktur Tanah Tanah merupakan medium konduktor yang memiliki nilai resistansi dan memiliki sifat sebagai dielektrik Gbr. Model Tanah Secara Umum Pengaruh Gradien Tegangan Timbulnya arus gangguan menyebabkan gradien tegangan diantara peralatan dengan peralatan, peralatan dengan tanah dan pada permukaan tanah itu sendiri. Terjadinya busur api karena kenaikan gradien tegangan yang melewati nilai kritis tanah. Tejadinya tegangan langkah, tegangan sentuh yang dapat membahayakan manusia.

BAB 2 KARAKTERISTIK TANAH Pengaruh Kelembaban, Suhu, dan Kandungan Kimia

BAB 2 KARAKTERISTIK TANAH Model Tanah : Tanah Yang Seragam (Uniform) Tahanan Jenis Tanah dianggap konstan (Seragam) Tanah Yang Tidak Seragam (Non Uniform) Tahanan Jenis Tanah bervariasi terhadap Kedalaman Faktor Refleksi Dimana faktor refleksi tersebut dapat dinyatakan dalam : [6] Soil Surface 1 (1 + K)i K(1+K)I K2(1+K)i H 2 I dengan 1 dan 2 merupakan nilai tahanan jenis lapisan atas dan bawah tanah

BAB 2 KARAKTERISTIK TANAH Tahanan Jenis Tanah dan Daya Hantar Tanah Jenis tanah dan lapisan tanah Kandungan zat elektrolit dalam tanah Kondisi Lingkungan, kelembaban, suhu dan cuaca Tabel 2.1. Nilai Tahanan Jenis Tanah JENIS TANAH TAHANAN JENIS (ohm.meter) Pasir 400 atau lebih Tanah Berpasir 300 Tanah Liat 100 Tanah Lempung 60 Tanah Hitam (Black Cotton Soil) 50 Tanah Gemuk (Peat) 20 Tanah Tepian Sungai 10 - 50

BAB 3 PENGUKURAN TAHANAN JENIS TANAH DAN ELEKTRODA PENTANAHAN Metode-metode Pengukuran Tahanan Jenis Tanah Metode Penelitian Geologi (GIS) Metode Variable Kedalaman Metode 2 Titik (Two Point) Metode 4 Titik (Four Point)

BAB 3 PENGUKURAN TAHANAN JENIS TANAH DAN ELEKTRODA PENTANAHAN Model-model Elektroda Pentanahan Elektroda Belahan Bumi (Hemisphere) Elektroda Bulat (Spherical) Elektroda Batang (Rod) Elektroda Pelat (Plate) Elektroda Pita (Band) Elektroda 2 Kawat Horisontal Kawat Lingkaran Grid (mesh)

x = o - k (b + ln X) BAB 4 PENGARUH NILAI TAHANAN JENIS TANAH TERHADAP DISAIN ELEKTRODA PENTANAHAN Metode Analisis Perkiraan Tahanan Jenis Tanah x = o - k (b + ln X) dengan dan Keuntungan Hanya membutuhkan 2 Titik Acuan Pengukuran tidak perlu pada titik yang dalam Dapat memperkirakan kedalaman penanaman elektroda secara praktis Dapat mengoptimalisasi pemasangan elektroda secara efektif dan ekonomis Dapat memberikan gambaran karakteristik tahanan jenis tanah Kendala Hasilnya kurang akurat untuk tanah yang homogen atau tidak ada nilai perubahan (rate of change) Penentuan titik acuan sangat mempengaruhi nilai konstanta pembanding Metode ini lebih diutamakan pada lapisan tanah yang nilai perubahan tahanan jenisnya konstan Faktor lingkungan dapat mempengaruhi keakuratan hasil perkiraannya

ANALISIS DATA PENGUKURAN No. Daerah Kondisi Tanah Kedalaman Nilai Nilai Tahanan Jenis Tahanan Tanah 1.Elektro FTUI Basah 0,5 160 109,6064 24 4,6 26,08671 2.RTC-UI Kering 0,5 150 102,756 12 2,4 18,17708 3.Rektorat UI Kering 0,5 320 219,2128 24 1,2 6,805228 4.Gardu Listrik KA Kering 0,5 300 205,512 Stasiun UI 18 4,1 18,4584 5.Seafood Samudra Tanah 0,5 600 411,0239 Restaurant Ancol Berpasir 24 1,4 7,939432 Sumber : Hasil Pengukuran Lapangan

ANALISIS DATA PENGUKURAN Daerah Elektro-FTUI Tahanan tanah 1 = Ro = 160 Ohm. Tahanan Jenis Tanah 1= o = 109,6064 0hm.meter Jarak titik acuan 1 = lo = 0,5 meter Tahanan tanah 2 = R2 = 4,6 Ohm Tahanan Jenis Tanah2 = 2 = 26,08671 Ohm.meter Jarak titik acuan 2 = l2 = 24 meter Karena pada data ini o > 2 maka konstanta a = 1 sehingga didapat konstanta pembanding (b) adalah :

ANALISIS DATA PENGUKURAN dan nilai konstanta tahanan jenis tanah (k) didapat dengan : Misal ingin diketahui nilai tahanan jenis pada kedalaman 35 m maka nilai X = lx - lo = 34,5 m dengan demikian nilai tahanan jenis tanah pada kedalaman tersebut adalah : x = o - k (b + ln X) = 109,6064 - 5,091914 (13,24541 + ln 34,5) = 24,13165 ohm.meter.

TAHANAN JENIS TANAH VS KEDALAMAN PADA HASIL PENGUKURAN DI 5 TEMPAT GRAFIK KARAKTERISTIK TAHANAN JENIS TANAH VS KEDALAMAN PADA HASIL PENGUKURAN DI 5 TEMPAT

TAHANAN JENIS TANAH VS KEDALAMAN PADA HASIL PENGUKURAN DI 5 TEMPAT GRAFIK KARAKTERISTIK TAHANAN JENIS TANAH VS KEDALAMAN PADA HASIL PENGUKURAN DI 5 TEMPAT

TAHANAN JENIS TANAH VS KEDALAMAN PADA HASIL PENGUKURAN DI 5 TEMPAT GRAFIK KARAKTERISTIK TAHANAN JENIS TANAH VS KEDALAMAN PADA HASIL PENGUKURAN DI 5 TEMPAT

PROGRAM Masukan Program Proses Program Keluaran Program Data Pengukuran Tanah Batasan Tahanan Pentanahan Jenis Elektroda Proses Program Iterasi Ukuran elektroda Iterasi Kedalaman elektroda dengan nilai tahanan jenis berdasarkan metode perkiraan Keluaran Program Spesifikasi ukuran elektroda yang optimal Kedalaman Penanaman elektroda yang optimal Besar Tahanan Pentanahan yang didapat pada spesifikasi tersebut Gbr. Blok Prosedure Program

SIMULASI PROGRAM

KESIMPULAN .Nilai tahanan jenis tanah yang berbeda sangat berpengaruh dalam perhitungan tahanan pentanahan sehingga nilai ini perlu diperhitungkan dalam menentukan kedalaman penanaman elektroda. .Besar tahanan pentanahan dipengaruhi oleh ukuran elektroda yang digunakan, dan ini sangat tergantung pada ketersediaan dan spesifikasi ukuran elektroda tersebut.

KESIMPULAN .Berdasarkan hasil program perhitungan maka disain elektroda yang optimal untuk batasan tahanan pentanahan <= 5 Ohm, serta dengan pertimbangan praktis dan ekonomis maka : Elektro FTUI, disarankan menggunakan elektroda batang dengan spesifikasi ukuran panjang batang 0,5 m, diameter 0,019 m (19 mm) dan kedalaman penanaman 9 m. RTC-UI, disarankan menggunakan elektroda band (pita) berbentuk grid dengan luas bidang pentanahan 25 m2, banyak mesh 17 buah, panjang batang 0,5 m dan kedalaman penanaman grid 1 m. Rektorat UI, disarankan menggunakan elektroda batang dengan spesifikasi ukuran panjang batang 0,5 m, diameter 0,019 m (19 mm) dan kedalaman penanaman 7,5 m. Gardu Listrik KA Stasiun UI, disarankan menggunakan elektroda batang dengan spesifikasi ukuran panjang batang 0,5 m, diameter 0,019 m (19 mm) dan kedalaman penanaman 8,5 m. Seafood Samudra Restaurant Ancol, disarankan menggunakan elektroda batang dengan spesifikasi ukuran panjang batang 0,5 m, diameter 0,019 m (19 mm) dan kedalaman penanaman 9 m.

KESIMPULAN .Program komputer sangat membantu sekali dalam mencari ukuran elektroda yang optimal pada berbagai model desain elektroda guna mendapatkan nilai tahanan pentanahan yang diinginkan.