bab iv analisa dan pembahasan

BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengumpulan Data
Dari hasil data yang di peroleh saat melakukan penelitian di dapat
seperti pada table berikut ini.
Tabel 4.1 Hasil penelitian
Tahanan
Titik A
Titik B
Titik C
Titik D
Titik E
Titik F
Paralel
(ohm)
34 Ω
20 Ω
54 Ω
65 Ω
40 Ω
30 Ω
6,1 Ω
Dari hasil pengukuran pentanahan di atas dapat di peroleh data yang
di tunjukan pada tabel 4.1, sedangkan untuk kedalaman tanah pada saat
membuat pentanahan adalah 6 meter dengan 6 titik yang berbeda kemudian di
paralelkan dan menggunakan elektroda batang. Selanjutnya hasil perhitungan
pentanahan di tiap-tiap titiknya adalah sebagai berikut:
a. Hasil pengukuran di titik A
RP ≤
50
IA
𝐼𝐴 =
50
𝑅𝑃
IA =
50
34
RP ≤
50
IA
= 1,47 Ampere
b. Hasil pengukuran di titik B
𝐼𝐴 =
50
𝑅𝑃
IA =
50
20
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
44
= 2,5 Ampere
c. Hasil pengukuran di titik C
RP ≤
50
IA
𝐼𝐴 =
50
𝑅𝑃
IA =
50
54
RP ≤
50
IA
= 0,93 Ampere
d. Hasil pengukuran di titik D
𝐼𝐴 =
50
𝑅𝑃
IA =
50
65
RP ≤
50
IA
= 0,77 Ampere
e. Hasil Pengukuran di titik E
𝐼𝐴 =
50
𝑅𝑃
IA =
50
40
RP ≤
50
IA
= 1,25 Ampere
f. Hasil pengukuran di titik F
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
45
𝐼𝐴 =
50
𝑅𝑃
IA =
50
30
= 1,67 Ampere
g.
Hasil Grounding yang baru setelah di paralelkan
Hasil tahanannya adalah 6,1 ohm dengan menggunakan earth tester.
Rangkaian Grounding baru
Titik F
Titik C
Titik B
Rp 54 Ω
Rp 20 Ω
Titik E
Titik D
Titik A
Rp 40 Ω
Rp 65 Ω
Rp 34 Ω
Rp 30 Ω
Gambar 4.1 Rangkaian grounding baru
Dengan perhitungan sebagai berikut:
1
1
1
1
1
1
1
1
=
+
+
+
+
+
+
RP
RA RB RC RD RE RF RG
1
1
1
1
1
1
= 34 + 20 + 54 + 65 + 40 + 30
= 0,029 + 0,05 + 0,018 + 0,015 + 0,025 + 0,033
1
RP
= 0,17
RP = 5,88 Ohm
Sedangkan dengan menggunakan perhitungan rumus hasil resistansinya
adalah 5,88 ohm.
h. Hasil Grounding yang sudah terpasang di Lab. Tegangan tinggi.
RP ≤
𝐼𝐴 =
50
IA
50
𝑅𝑃
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
46
IA =
50
1,6
= 31,25 Ampere
i.
Hasil Grounding setelah di paralelkan keduanya
Hasil tahanannya adalah 0,68 dengan menggunakan earth tester.
Rangkaian Grounding Paralel
Titik F
Titik C
Titik B
Rp 54 Ω
Rp 20 Ω
Titik E
Titik D
Titik A
Rp 40 Ω
Rp 65 Ω
Rp 34 Ω
Rp 30 Ω
Ground Lab. Yang
terpasang
Rp 1.6 Ω
Gambar 4.2 Rangkaian Grounding Paralel
Dengan perhitungan sebagai berikut:
1
1
1
=
+
RP
R Sudah terpasang
R Baru
=
1
1,6
1
+ 6,1
= 0,63 + 0, 16
1
= 0,79
RP
RP = 1,26 Ohm
Sedangkan dengan perhitungan hasil yang di dapat adalah 1,26 ohm.
Dari hasil data yang telah di peroleh, sistem pentanahan yang
digunakan baik untuk pentanahan netral dari suatu sistem tenaga listrik,
pentanahan sistem penangkal petir dan pentanahan untuk suatu peralatan
khususnya dibidang telekomunikasi dan elektronik perlu mendapatkan
perhatian yang serius, karena pada prinsipnya pentanahan tersebut merupakan
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
47
dasar yang digunakan untuk suatu system proteksi. Tidak jarang orang umum/
awam maupun seorang teknisi masih ada kekurangan dalam memprediksikan
nilai dari suatu hambatan pentanahan. Besaran yang sangat dominan untuk
diperhatikan dari suatu sistem pentanahan adalah hambatan sistem suatu
sistem pentanahan tersebut. Sampai dengan saat ini orang mengukur
hambatan pentanahan hanya dengan menggunakan earth tester yang
prinsipnya mengalirkan arus searah ke dalam system pentanahan, sedang
kenyataan yang terjadi suatu system pentanahan tersebut tidak pernah dialiri
arus searah. Karena biasanya berupa sinusoidal (AC) atau bahkan berupa
impuls (petir) dengan frekuensi tingginya atau berbentuk arus berubah waktu
yang sangat tidak menentu bentuknya.
system pentanahan sangat tergantung pada frekuensi (dasar dan
harmonisanya) dari arus yang mengalir ke system pentanahan tersebut. Dalam
suatu pentanahan baik penangkal petir atau pentanahan netral sistem tenaga
adalah berapa besar impedansi system pentanahan tersebut.
Besar impedansi pentanahan tersebut sangat dipengaruhi oleh banyak
faktor baik faktor internal atau eksternal. Yang dimaksud dengan fator
internal meliputi:
a. Dimensi konduktor pentanahan (diameter atau panjangnya).
b. Resistivitas relative tanah.
c. Konfigurasi system pentanahan.
Yang dimaksud dengan faktor eksternal meliputi :
a. Bentuk arusnya (pulsa, sinusoidal, searah).
b. Frekuensi yang mengalir ke dalam system pentanahan.
Untuk mengetahui nilai-nilai hambatan jenis tanah yang akurat harus
dilakukan pengukuran secara langsung pada lokasi yang digunakan untuk
system pentanahan karena struktur tanah yang sesungguhnya tidak
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
48
sesederhana yang diperkirakan, untuk setiap lokasi yang berbeda mempunyai
hambatan jenis tanah yang tidak sama.
4.2 Hasil Pengukuran Pentanahan
Hasil dari pengukuran yang telah di dapat seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 4.3 Hasil Pengukuran titik A
Gambar 4.4 Hasil Pengukuran titik B
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
49
Gambar 4.5 Hasil Pengukuran titik C
Gambar 4.6 Hasil Pengukuran titik D
Gambar 4.7 Hasil Pengukuran titik E
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
50
Gambar 4.8 Hasil Pengukuran titik F
Gambar 4.9 Hasil Paralel Grounding yang Baru.
Gambar 4.10 Hasil Grounding yang sudah terpasang
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
51
Gambar 4.11 Hasil Grounding setelah keduanya di paralelkan
4.3 Pembahasan dan Analisa Dari Hasil penelitian
Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding system adalah
sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan
listrik sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik utamanya petir. Sistem
pentanahan digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkit
listrik dengan bumi.
Tujuan utama pentanahan adalah menciptakan jalur yang low
impedance (tahanan rendah) terhadap permukaan bumi untuk gelombang
listrik dan transient voltage. Penerangan, arus listrik, circuit switching dan
electrostatic discharge adalah penyebab umum dari adanya sentakan listrik
atau transient voltage. Sistem pentanahan yang efektif akan meminimalkan
efek tersebut.
4.3.1 Karakteristik Sistem Pentanahan Yang Efiktif
Karakteristik sistem pentanahan yang efektif antara lain adalah:
a. Terencana dengan baik, semua koneksi yang terdapat pada sistem
harus merupakan koneksi yang sudah direncanakan sebelumnya
dengan kaidahkaidah tertentu.
b. Verifikasi secara visual dapat dilakukan.
c. Menghindarkan gangguan yang terjadi pada arus listrik dari
perangkat.
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
52
d. Semua komponen metal harus ditahan/diikat oleh sistem pentanahan,
dengan tujuan untuk meminimalkan arus listrik melalui material
yang bersifat konduktif pada potensial listrik yang sama.
4.3.2 Penggunaan Pentanahan dalam Aplikasi Proteksi
a. Karena gejala alami, seperti kilat, tanah digunakan untuk
membebaskan sistem dari arus sebelum personil atau pelanggan
dapat terluka atau komponen sistem yang peka dapat rusak karena
adanya arus kejut yang ditimbulkan oleh petir.
b. Karena potensial dalam kaitan dengan kegagalan sistem tenaga listrik
dengan kembalian tanah, tanah membantu dalam memastikan
operasi yang cepat menyangkut relay proteksi sistem daya dengan
menyediakan jalan arus gagal tahanan rendah tambahan. Jalan
tahanan rendah menyediakan tujuan untuk mengeluarkan potensial
secepat mungkin. Tanah harus mengalirkan potensial sebelum
personil terluka atau sistem telepon rusak.
4.3.3 Bagian-bagian yang Ditanahkan
Dalam sebuah instalasi listrik ada empat bagian yang harus ditanahkan
atau sering juga disebut dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik
ini adalah:
a. Semua bagian instalasi yang terbuat dari logam (menghantar
listrik) dan dengan mudah bisa disentuh manusia. Hal ini perlu agar
potensial dari logam yang mudah disentuh manusia selalu sama
dengan potensial tanah (bumi) tempat manusia berpijak sehingga
tidak berbahaya bagi manusia yang menyentuhnya.
b. Bagian pembuangan muatan listrik (bagian bawah) dari lightning
arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungs
dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari
petir ke tanah (bumi) dengan lancar.
c. Kawat petir yang ada pada bagian atas saluran transmisi. Kawat
petir ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester.
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
53
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 hubung tanah. Dalam
praktik, diinginkan agar tahanan pentanahan dari titik-titik
pentanahan tersebut di atas tidak melebihi 4 ohm. Secara teoretis,
tahanan dari tanah atau bumi adalah nol karena luas penampang
bumi tak terhingga. Tetapi kenyataannya tidak demikian, artinya
tahanan pentanahan nilainya tidak nol. Hal ini terutama disebabkan
oleh adanya tahanan kontak antara alat pentanahan dengan tanah di
mana alat tersebut dipasang (dalam tanah).
4.3.4 Kontak Tanah
Bagian lain dari system hubungan pentanahan yaitu tanah itu
sendiri dimana kontak antara tanah dengan pasak yang tertanam harus
cukup luas sehingga nilai tahanan dari jalur arus yang masuk atau
melewati tanah masih dalam batas yang diperkenankan untuk
penggunaan tertentu. Hambatan jenis tanah yang akan menentukan
tahanan pentanahan yang dipengaruhi oleh beberapa factor yang
meliputi :
a. Temperatur tanah.
b. Besarnya arus yang melewati.
c. Kandungan air dan bahan kimia yang ada dalam tanah.
d. Kelembaban tanah.
e. Cuaca.
Tahanan dari jalur tanah ini relative rendah dan tetap sepanjang tahun.
Untuk memahami tahanan tanah harus rendah, dapat dengan
menggunakan hukum Ohm yaitu :
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
54
E=IXR
Dimana
E adalah tegangan satuan volt
I adalah arus satuan ampere
R adalah tahanan satuan ohm
4.3.5 Beberapa faktor yang mempengaruhi tahanan pentanahan
a. Bentuk Elektroda
Ada bermacam-macam bentuk elektroda yang banyak digunakan,
seperti jenis batang, pita dan pelat.
b. Jenis bahan dan ukuran elektroda
Sebagai konsekwensi peletakannya didalam tanah, maka elektroda
dipilih dari bahan-bahan tertentu yang memiliki konduktivitas sangat
baik dan tahan terhadap sifat-sifat yang merusak dari tanah, seperti
korosi. Ukuran elektroda dipilih yang mempunyai kontak paling
efektif dengan tanah.
c. Jumlah atau Konfigurasi ekektroda
Untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang dikehendaki dan bila
tidak cukup dengan satu elektroda, bisa digunakan lebih banyak
elektroda dengan bermacam-macam konfigurasi pemancangannya di
dalam tanah.
d. Kedalaman Pemancangan atau penanaman di dalam tanah
Pemancangan ini tergantung dari jenis dan sifat-sifat tanah. Ada
yang lebih efektif di tanam secara dalam, namun ada pula yang
cukup ditanam secara dangkal.
e. Faktor-faktor alam
1. Jenis Tanah
tanah gembur, berpasir, berbatu, dan lain-lain.
2. Moisture Tanah
semakin tinggi kelembaban atau kandungan air dalam tanah akan
memperrendah tahanan jenis tanah.
3. Kandungan Mineral Tanah
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu
55
air tanpa kandungan garam adalah isolator yang baik dan semakin
tinggi kandungan garam akan memperendah tahanan jenis tanah,
namun meningkatkan korosi.
4. Suhu Tanah
suhu akan berpengaruh bila mencapai suhu beku dan dibawahnya.
Untuk wilayah tropis seperti Indonesia tidak ada masalh dengan
suhu, karena suhu tanah ada diatas titik beku.
Budi Sanusi Abdurachman, 2013
Perencanaan Dan Pembuatan Sistem Pentanahan Laboratarium Tegangan Tinggi
Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu