SKRIPSI ANALISA PENURUNAN NILAI PENTANAHAN TOWER ...
Transcript of SKRIPSI ANALISA PENURUNAN NILAI PENTANAHAN TOWER ...
i
SKRIPSI
ANALISA PENURUNAN NILAI PENTANAHAN TOWER
MENGGUNAKAN DIRECT GROUNDING
Oleh :
DJAJA SUHARJANA ODE MUH. RELYM RAMLI
105 82 11 110 16 105 82 11 114 16
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2021
ii
SKRIPSI
ANALISA PENURUNAN NILAI PENTANAHAN TOWER
MENGGUNAKAN DIRECT GROUNDING
Skripsi
Diajukan sebagai salah satu syarat
Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Disusun dan diajukan oleh
DJAJA SUHARJANA ODE MUH. RELYM RAMLI
105 82 11 110 16 105 82 11 114 16
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2021
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah subuhanawataala ,
karena Rahmat dan Hidayah Nyalah sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini,
dan dapat kami selesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah persyaratan akademik yang harus
ditempuh dalam rangka penyelesaian program studi pada Jurusan Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir adalah :
“Analisa Penurunan Nilai Pentanahan Tower Menggunakan Direct
Grounding”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih
terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini disebabkan penulis sebagai manusia biasa
tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi tehnis penulis
maupun dari perhitungan-perhitungan. Oleh karena itu penulis menerima dengan
ikhlas dan senang hati segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan
ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segalan ketulusan dan kerendahan hati,
kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST,MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Ibu Adriani, ST, MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
vi
3. Bapak Dr. Ir. Zahir Zainuddin, M.SSc Selaku Pembimbing I dan Ibu
Adriani, S.T., M.T. selaku Pembimbing II, yang telah banyak meluangkan
waktunya dalam membimbing kami.
4. Bapak dan ibu dosen serta staf pegawai pada fakultas teknik atas segala
waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengukiti proses
belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan
pengorbanan terutama dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah.
6. Saudara-saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik terkhusus
angkatan 2016 yang dengan keakraban dan persaudaraan banyak membantu
dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat ganda di
sisi Allah SWT dan skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi penulis,
rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara. Amin.
Makassar, 27 Februari 2021
vii
Djaja Suharjana Ode1 , Muh. Relym Ramli2
1Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E_mail : [email protected] 2Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E_mail : [email protected]
ABSTRAK
Djaja Suharjana Ode dan Muh. Relym Ramli; (2021) Pentanahan merupakan salah satu
cara proteksi listrik dari gangguan luar ataupun gangguan dalam. Salah satu gangguan
yaitu gangguan petir, besarnya tahanan pentanahan kaki tower dapat mengakibatkan
tegangan isolator naik yang dapat merusak peralatan dan lain-lain. Oleh karena itu salah
satu usahanya yaitu dengan cara membuat sistem pentanahan di kaki tower transmisi
dengan nilai pentanahan sekecil mungkin. Dengan didapatkannya hasil perhitungan
sehingga dapat menghitung tahanan pentanahan kaki tower maka dapat menganalisa
dengan cara membandingkan nilai pengukuran dengan perhitungan. Kaki tower transmisi
Lasusua-Kolaka memakai 9 rod batang yang ditanamkan dan dihubung secara paralel
untuk sistem pentanahan. Dengan begitu diharapkan dapat mereduksi tahanan kaki
pentanahan dibawah standar yaitu <5 ohm. Banyaknya elektroda rod berjumlah 9 dan di
hubung parallel, dapat dilihat dari hasil perhitungan bahwa dari banyaknya tower transmisi
Lasusua-Kolaka yaitu berjumlah 340 tower, nilai tahanan jenis tanah secara perhitungan
pada tower 270 lebih besar daripada tower 71, sedangkan nilai tahanan total sistem tower
71 lebih kecil dari pada tower 270. Perbandingan nilia hitungan tahanan total sistem
dengan nilai rata-rata pengukuran bersama nilai terjauh 1,4 ohm. Hasil ini sangat baik
karena di bawah standar maksimal tahanan tanah yaitu 5 ohm.
Kata-Kunci : Pentanahan, Kaki tower, Rod, Parallel
viii
Djaja Suharjana Ode1 , Muh. Relym Ramli2
1Prodi Electrical Engineering Faculty Of Engineering Unismuh Makassar
E_mail : [email protected] 2Prodi Electrical Engineering Faculty Of Engineering Unismuh Makassar
E_mail : [email protected]
ABSTRACT
Djaja Suharjana Ode and Muh. Relym Ramli; (2021) Grounding is one way of protecting
electricity from external or internal disturbances. One of the disturbances is lightning
interference, the amount of grounding resistance of the tower legs can cause the insulator
voltage to rise which can damage equipment and others. Therefore, one of the efforts is by
making a grounding system at the foot of the transmission tower with the smallest possible
grounding value. By obtaining the calculation results so that you can calculate the
grounding resistance of the tower legs, you can analyze it by comparing the measurement
value with the calculation. The leg of the Lasusua-Kolaka transmission tower uses 9 rods
which are implanted and connected in parallel for the grounding system. That way it is
expected to reduce the ground leg resistance below the standard, which is <5 ohms. The
number of rod electrodes is 9 and in parallel connection, it can be seen from the calculation
that from the number of Lasusua-Kolaka transmission towers, namely 340 towers, the
calculated soil resistivity value on tower 270 is greater than tower 71, while the total
resistance value of tower system is 71. smaller than tower 270. Comparison of the total
system resistance count value with the measurement average value along with the farthest
value of 1.4 ohms. This result is very good because it is below the maximum standard of
ground resistance, which is 5 ohms.
Keywords: Grounding, Tower leg, Rod, Parallel
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL .....................................................................................i
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................... iii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv
ABSTRAK ....................................................................................................... v
DAFTAR ISI .................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 3
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 5
2.1 Sistem Pentanahan ............................................................................... 5
x
2.2 Jenis Pentanahan .................................................................................. 6
2.2.1 Pentanahan Sistem ................................................................... 6
2.2.2 Pentanahan Peralatan ............................................................... 9
2.2.3 Pentanahan Penangkal Petir ..................................................... 11
2.3 Komponen Pentanahan ........................................................................ 12
2.3.1 Hantaran Penghubung .............................................................. 12
2.3.2 Elektroda Pentanahan .............................................................. 13
2.4 Dimensi Elektroda ............................................................................... 16
2.5 Karakteristik Tanah .............................................................................. 17
2.5.1 Nilai Resistemsi Jenis Tanah ................................................... 17
2.5.2 Resistensi Pembumian ............................................................. 19
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 20
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................. 20
3.2 Alat dan Bahan ..................................................................................... 20
3.3 Prosedur Penelitian .............................................................................. 21
3.4 Flowchart ............................................................................................. 22
3.5 Teknik Pengumpulan Data ................................................................... 22
xi
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 27
4.1 Pentanahan Kaki Tower Transmisi 150 kV ......................................... 27
4.2 Pengukuran Tahanan Pentanahan Kaki Tower .................................... 29
4.3 Faktor Penyebab Tingginya Tahanan Kaki Tower .............................. 32
4.4 Usaha Menurunkan Tahanan Kaki Tower Beripendansi Tinggi ......... 33
4.5 Perhitungan .......................................................................................... 35
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 43
A. Kesimpulan .......................................................................................... 43
B. Saran .................................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 44
LAMPIRAN ..................................................................................................... 45
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jenis – Jenis Elektroda Bentuk Batang ......................................... 15
Gambar 3.1 Elektroda Batang ........................................................................... 21
Gambar 3.2 Penelitian ....................................................................................... 22
Gambar 3.4 Flowchart ....................................................................................... 22
Gambar 4.1 Konstruksi Pentanahan Tower Transmisi 150 kV (Tampak Atas . 27
Gambar 4.2 Memperlihatkan Konstruksi Pentanahan Dari Samping ............... 28
Gambar 4.3 Earth Tester ................................................................................... 29
Gambar 4.4 Ilustrasi Pengukuran Dengan Earth Tester ................................... 30
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai rata – rata jenis tanah Pentanahan ............................................ 17
Tabel 2.2 Temperatur Terhadap Resistivitas Tanah ......................................... 18
Tabel 2.3 Menunjukkan nilai rata – rata dari resistansi pembumian untuk
elektroda bumi .................................................................................................. 19
Tabel 4.1 Sebelum pemasangan Direct Grounding ........................................... 36
Tabel 4.2 Sesudah pemasangan Direct Grounding ........................................... 37
Tabel 4.3 Data Pentanahan dan Tower ............................................................. 38
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Tower Yang Sudah Terpasang Direct Grounding
............................................................................................................................ 41
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pentahanan merupakan sistem yang umum digunakan didunia kelistrikan
yang bertujuan mengamankan peralatan-peralatan listrik ataupun manusia yang
berada di area tersebut. Untuk menyalurkan daya listrik di pusat tenaga (sumber)
kepemakai daya (konsumen) diperlukan disuatu sistem tenaga listrik. Sistem
jaringan ini terdiri dari saluran transmisi, Meliputi Saluran Udara Tegangan Ekstra
Tinggi ( SUTET ) 200 KV, Saluran Udara Tegangan Tinggi ( SUTT ) 30 kV - 150
kV dan jaringan distribusi, meliputi Sistem Tegangan Menengah 20 KV. Saluran
transmisi merupakan bagian yang sering mendapatkan gangguan, gangguan-
gangguan tersebut selain gangguan dari dalam atau pada peralatan itu sendiri, juga
terdapat gangguan dari luar atau gangguan alam ( salah satunya gangguan petir )
terhadap saluran trnasmisi karena saluran transmisi berhubungan langsung dengan
lingkungan luar yang melalu udara, panjang, tinggi dan tersebar diberbagai daerah
terbuka serta beroperasi dalam segala macam konidisi. Apabila salah satu bagian
sistem transmisi mengalami gangguan maka akan berdampak terhadap bagian
trnasmisi lainnya, sehingga Saluran Transmisi Gardu Induk dan Saluran Distribusi
menjadi terganggu serta mengalami keruskakan. Transmisi dan Distribusi satu
kesatuan harus dieklola dengan baik.
Cara mengatasi gangguan diperlukan pentahanan kaki menara transmisi
yaitu perlindungan kawat penghantar (Phasa) terhadap sambaran langsung petir
2
dengan mengguanakn kawan ketanah yang diletakkan dia atas kawat (Phasa),
sehingga sambaran petir yang menerapa kawat taah saluran transmisi menimbulkan
tegangan lebih surja berupa golombang berjalan yang merambat dari titik sambaran
menuju tower transmisi berikutnya, selanjutnya akan merambat sampai
kepembumian tower tersebut. Adanya perbedaan impedansi surja pembumian
tower dengan dengan impedensi surja tower menyebabkan gelombang ini akan
dipantulkan kembali kepuncak tower. Dengan demikian akan terjadi pantulan
berulang di permbumian dan puncak tower. Pantulan-pantulan gelombang tersebut
akan membuat tegangan pada isolator tower naik. Dengan memperkecil impedansi
pembumian tower, maka tegangan surja yang dipikul isolator akan semakin kecil.
Untuk memperkecil impedansi surja menara dapat dilakukan dengan memperkecil
pentahanan kaki tower.
Pentanahan merupakan sistem yang umum digunakan di dunia kelistrikan
yang bertujuan mengamankan peralatan - peralatan listrik maupun manusia yang
berada disekitar gangguan diperlukan pentanahan yang baik pada kaki – kaki tower.
Salah satunya dengan grounding rod yang dapat memperkecil tahanan pentanahan
pada kaki tower dengan cara pararel. Dengan harapan dapat meminimalisir
gangguan yang sering terjadi oleh petir salah satunya. Dasar pentanahan yang baik
itu dibawah 5 ohm. Untuk pentanahan yang baik sangat dibutuhkan, agar gardu
induk dan jaringan distribusi tetap lancar menyalurkan listrik ke masyarakat dan
masyarakat bisa bekerja dengan produktif.
3
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan di kaji adalah :
1. Bagaimana kondisi pentanahan kaki Tower T/L Lasusua-Kolaka?
2. Bagaimana mengevaluasi pentanahan ataupun menambahkan pentanahan
dikaki Tower T/L Lasusua-Kolaka agar sesuai dengan standart atau kurang
dari 5 ohm?
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan kegiatan penelitian ini adalah
1. Mengetahui kondisi tahanan pentanahan kaki Tower T/L Lasusua-Kolaka.
2. Mengetahui dan memaparkan usaha perbaikan tahanan pentanahan kaki
Tower T/L Lasusua-Kolaka agar sesuai standart atau kurang dari 5 ohm.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini membahas tentang Penurunan NilaI Pentanahan Tower
Transmisi Lasusua-Kolaka Dengan Metode Direct grounding. Namun untuk
mencapai tujuan penelitian maka pembahasannya :
1. Pengukuran nilai pentanahan tower sebelum pemasangan Direct
grounding.
2. Pemasangan Direct grounding pada tower.
3. Pengukuran dan perhitungan penurunan nilai pentanahan tower sesudah
pemasangan Direct grounding.
4. Tower yang di lakukan pemasangan Direct grounding hanya tower
transmisi Lasusua-Kolaka.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari kegiatan penilaian tugas akhir ini,
yakni:
1. Penelitian dapat memberikan informasi tambahan tentang hasil
pengukuran kaki Tower T/L Lasusua-Kolaka kepada pihak PT. PLN
(Persero) UIKL Sulawesi UPT Makassar ULTG Kendari.
2. Penelitian ini di harapkan dapat memberikan tambahan informasi kondisi
tanahan pentanahan kaki Tower T/L Lasusua-Kolaka.
3. Penelitian ini di harapkan dapat menambah wawasan dan pengetahuan
bagi peneliti khusunya dalam hal pentanahan.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem pentanahan
Dikenal beberapa jenis pembumian anatara lain pembumian fungsional,
pembumian paralel dan pembumian proteksi. Secara umum sistem pembumian
adalah suatu rangkaian / jaringan mulai dari katub pembumian / elektroda, hantaran
penghubung / conductor sampai terminal pembumian yang berfungsi untuk
menyalurkan arus lebih kebumi sehingga dapat memberikan proteksi terhadap
manusai dari sangatan listrik (shock), dan mengamankan komponen-komponen
instalasi agar dapat terhindar dari bahaya arus dan tegangan asing, serta pernagkat
dapat beroperasi sesuai dengan ketetuan teknis yang semestinya.
Sistem pentanahan adalah hubungan penghantar listrik yang menghubungkan
sistem, badan peralatan dan instalasi dengan bumi / tanah sehingga dapat
mengamankan manusia dari sengatan listrik, dan mengamankan komponen-
komponen instalasi dari bahaya tegangan / arus abnormal. Oleh karena itu, sistem
pentanahan menjadi bagian yang sangat penting pada sistem tenaga listrik. Secara
umum, tujuan dari sistem pentanahan adalah menjamin keselamatan orang dari
sengatan listrik baik dalam keadaan normal atau tidak dari tegangan yang di sentuh
dan tegangan langkah, untuk menjamin kerja peralatan listrik atau elektronik dapat
mencegah kerusakan peralatan listrik / elektronik, dan untuk menyalurkan energi
serangan petir ke tanah.
Sedangkan Tujuan Sistem pentanahan ( grounding ) adalah sebagai berikut :
6
Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan
yang diperolehkan.
Menjaga keselamatan orang dari sengatan listrik baik dalam keadaan
normal atau tidak baik dari sengatan sentuh atau sengatan langkah.
Menyediakan jalur dialiran arus yang dapat memberikan deteksi
terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki anatara konduktor sistem
dan bumi.
Menjamin kerja peralatan listrik / elektronik.
Menyalurkan energi serangan petir ke tanah air.
Menstabilkan tegangan dan memperkecil kemungkinan terjadinya
flashover
2.2 Jenis Pentanahan
Secara garis besar, sistem pentanahan dapat dibedakan menjadi tiga bagian
yaitu :
1. Pentanahan Sistem
2. Pentanahan Peralatan
3. Pentanahan Penangkan Petir
2.2.1 Pentanahan Sistem
Pentanahan sistem adalah pentanahan yang merupakan bagian dari
jaringan listrik, misalnya titik netral generator, transmormator, titik pada
hantaran tengah dan hantaran netral. Suatu gangguan bumi ( Ground Fault )
pada salah satu bagian dari suatu sistem harus dapat dilokalisir dan dapat
diamankan tanpa mematikan atau menganggu keseluruhan sistem, sistem
7
keandalan dan komunitas pelayanan dapat dijamin. Dengan dipasangnya
sistem pentanahan ini, maka diharapkan gangguan yang terjadi dapat dibatasi
pada kelompok sistem yang bersangkutan saja.
Beberapa macam pentanahan sistem, antara lain :
1. Pentanahan Langsung atau tanpa impedansi (solid grounding)
2. Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding)
3. Pentanahan reanctor (reactor grounding
4. Pentanahan efektif (effective grounding)
5. Pentanahan dengan kumparan petersen
1. Pentanahan Langsung Atau Tanpa Langsung ( solid Grounding)
Dalam sistem ini titik netral dihubungkan langsung pada elektroda
yang mempenyai kontak baik dengan tanah. Jika terjadi suatu gangguan
ketanah akan selalu mengakibatkan terganggunya saluran, maka gangguan
tersebut harus dapat dilokalisir dengan membuat pemutus daya.
Tujuan pentanahan titik netral secara langsung, yang paling utama
adalah untuk membatasi kenaikan tegangan dari fasa-fasa yang terganggu
mendekati harga normal. Tujuan lain dari sistem ini adalah untuk mengurangi
sebagian atau seluruh arus kapasitif tanah saat terjadi hubung singkat ketanah.
2. Pentanahan Melalui Tahanan ( Reistance Grounding )
Jika diperlukan pembatasan arus hubung singkat ke tanah, maka tipe
pentanahan melalui tahanan sangat baik di pakai. Pada metode ini, tahanan
dipasang diantara titik netral dan tanah. Jika tahanan pentanahan rendah,
maka arus hubung singkat menjadi kecil dan konidisi sistem mendekati
8
pentahanan langsung. Pada keadaan lain jika nilai pentanahan terlalu tinggi,
maka kondisi sistem mendekati sistem yang tidak diketanagkan dengan resiko
terjadi arus hubung singkat ke tanah sangat besar pula.
Pada prakteknya, tanahan pertanahan bekerja pada nilai agak rendah
dan mempunyai nilai Ohm sedemikian rupa hingga bila terjadi hubung
singkat satu fase ke tanah dari sistem pada sumber tenaga, maka arus timbul
sama dengan arus beban penuh pada genegrator atau transformator yang
tersebar dan mengalir pada hubungan tanah.
3. Pentanahan Reactor ( Reactor Grounding )
Pentanahan reaktor digunakan bilamana transformator daya tidak
cukup membatasi arus gangguan Reactor ini digunakan untuk memenuhi
persyaratan dari sistem yang diketanahkan dengan reactor dimana besar arus
gangguan diatas 25% dari arus gangguan 3 phasa ( X0 /X1≤10).
Dilihat dari besarnya perbandingan X0 dan X1, sistem pentanahan ini
terletak antara pentanahan efektif dan sistem ditanahkan dengan kumparan
petersen.
4. Pentanahan Efektif (Effective Grounding)
Pentanahan efektif adalah pentanahan di mana perbandingan antara
reaktansi urutan no dan reaktansi urutan positif lebih kecil atau sama dengan
tiga. Perbandingan tahanan dari urutan nol dan reaktansi urutan positif lebih
kecil atau sama dengan satu, untuk tiap titik pada sistem tersebut.
9
5. Pentanahan Dengan Kumparan Petersen
Pentanahan dengan kumparan petersen adalah pentanahan yang
menghubungkan titik netral transformator daya dengan suatu tahanan yang
nilainya dapat berubah – ubah.
2.2.2 Pentanahan Peralatan
Dalam keadaan normal bagian – bagian peralatan listrik yang terbuat
dari bahan konduktor atau sejenis logam penghantar yang merupakan salah
satu media penghantar listrik yang baik. Jadi, apabila terjadi gangguan
hubungan singkat atau kegagalan isolasi terhadap bagian badan atau kerangka
perlatan listrik, maka antara bagian badan peralatan dengan bumi dengan
jalan menghubungkan bagian – bagian kerangka peralatan dengan sistem
pentanahan.
Sistem pentanahan ini berguna untuk memperoleh potensial yang
sama antara peralatan dan bumi serta memperoleh impedansi yang real
sebagai jalan mengalirnya arus hubungan singkat ke tanah dengan cepat.
Pentanahan peralatan umunya menggunakan dua macam sistem
pentanahan yaitu :
1. Pentanahan Rod
2. Pentanahan Grid
1. Pentanahan Rod
Pentanahan Rod merupakan sistem pentanahan yang menanamkan
elektroda pentanahan tegak lurus dipermukaan tanah. Fungsinya hanya untuk
mengurangi atau memperkecil tanahan pentanahan. Untuk memperkecil
10
suatu tahanan pentanahan maka jumlah penanaman batang elektroda
pentanahan dapat diperbanyak. Bila terjadi arus gangguan ke tanah, maka
arus gangguan ini akan mengakibatkan naiknya gradient di permukaan tanah.
Besarnya tegangan maksimum yang timbul dapat sebanding dengan tahanan
pentanahan.
Bila dilakukan penanaman pararel elektroda yang lebih banyak, maka
tahanan pentanahan akan lebih kecil dan distribusi dengan akan rata.
Penanaman batang elektroda tegak lurus di permukaan tanah dapat berbentuk
bujur sangkar atau empat persegi panjang, dengan jarak antara elektroda
pentanahan sama. Sedangkan konduktor penghubung antara batang – batang
elektroda pentanahan terletak di atas permukaan tanah sehingga tidak
diperhitungkan tahannya. Untuk batang – batang elektroda yang ditanam
tegak lurus di permukaan tanah pada luas tertentu dan ujung atasnya bergerak
tertentu di permukaan tanah.
Bila jarak antara konduktor makin pendek dan jumlah konduktor yang
ditanam makin banyak, maka akan semakin kecil konduktivitas dari masing
– masing konduktor.
2. Pentanahan Grid
Pentanahan Grid adalah sistem pentanahan dengan menanamkan
batang – batang elektroda sejajar di permukaan tanah. Batang – batang ini
yang saling terhubung satu sama lain yang bertujuan untuk meratakan
tegangan yang mungkin akan timbul. Dengan cara ini bila jumlah elektroda
yang ditanam banyak sekali, maka bentuknya mendekati bentuk plat dan ini
11
merupakan bentuk maksimum atau bentuk mempunyai nilai tahanan yang
paling kecil untuk daerah tertentu. Tetapi bentuk ini mahal. Karena itu perlu
dicari bentuk yang sederhana dan murah tetapi tetap mempunyai nilai tahanan
yang memenuhi persyaratan.
Dengan banyak konduktor yang ditanam akan sebanding dengan harga
tahanannya karena fungsi konduktor ini sendiri sebernarnya untuk
menyalurkan arus kesalahan kedalam tanah. Bila konduktor saling
berdekatan, maka volume tanah tidak bisa menerima arus dari konduktor –
konduktor tersebut. Dengan ini, volume tanah terbatas kemampuannya untuk
menerima arus.
Pada pentanahan Grid. Umunya elektroda – elektroda ditanam sejajar
satu dengan yang lainnya pada kedalaman beberapa puluh centimeter didalam
tanah. Untuk lebih memperkecil harga tahanan pentanhannya harus diperluas
daerah pentanahannya karena cara ini lebih mudah dibandingkan dengan cara
memperdalam konduktor.
2.2.3 Pentanahan Penangkat Petir
Untuk menghindari adanya kecelakaan atau kerugian akibat sambaran
petir, maka diadakan usaha pemasangan instalasi penangkal petir pada
bangunan -bangunan. Akibat sambaran petir ini dapat mengakibatkan
kerusakan langsung pada objek yang tersambar. Dengan adanya instalasi
penangkal petir ini, maka diharapkan sambaran petir dapat dikendalikan
melalui instalasi penangkal petir yang diteruskan ke bumi.
12
Bahaya yang dapat ditimbulkan dari penyaluran arus petir ke bumi
adalah flash over pada saluran hantaran penurunan serta gradient tegangan
disekitar elektroda bumi.
2.3 Komponen pentanahan
komponen sistem pentanahan terbagi menjadi dua bagian :
1. Hantaran penghubung
2. Elektoda pentanahan
2.3.1 Hantaran Penghubung
Hantaran penghubung adalah saluran penghantar (Conductor) yang
menghubungkan titik kontak pada badan atau kerangka peralatan listrik
dengan elektroda bumi. Fungsi hantaran penghubung yaitu untuk
menyalurkan arus gangguan ke elektroda pada sistem pentanahan. Penghantar
yang digunakan tidak seperti BC (Bace Conduntor), ACSR (Aluminium
Conductor Steel Reinforced). Bahan yang digunakan terbuat dari aluminium
dan tembaga. Dalam hal ini pentanahan bagian peralatan sering digunakan
sebagai penghantar dengan bahan tembaga atau BC.
Antara hantara penghubung dan elektroda pentanahan harus dipasang
sambungan yang dapat dilepas untuk keperluan pengujian resistansi
pembumian sehingga penempatan sambungan tersebut harus pada tempat
yang mudah dicapai. Sambutan hanataran penghubung ini dengan elektroda
harus kuat secara mekanis dan menjamin hubung listrik dengan baik,
misalnya dengan menggunakan penyambungan las, klem atau baut kunci
13
yang mudah dilepas. Klem pada elektroda harus menggunakan baut dengan
diameter 10 mm.
Selain faktor diatas yang perlu diperhatikan juga adalah sambungan
antara hantaran penghubung dan elektroda pentanahan tersebut juga harus
dilindungi dari korosi sehingga daya tahan untuk sistem pentanahan bisa lama
dan terjamin.
2.3.2 Elektroda Pentanahan
Elektroda pentanahan adalah suatu penghantar yang ditanam didalam
bumi dan membuat kontak langsung dengan bumi. Elektroda pentanahan
tertanam sedemikian rupa dalam tanah berupa elektroda pitalogam, batang
konduktor, pipa air minimum dari tulang besi beton pada tiang pancang.
Untuk mendapatkan harga tahanan pentanahan yang rendah harus
memenuhi beberapa persyaratan antara lain :
1. Resistansi elektroda pentanahan harus lebih kecil daripada harga yang
direkomendasikan.
2. Elektroda pentanahan harus mampu dialiri oleh arus hubung singkat yang
terbesar. Elektroda pentanahan harus mempunyai sifat kimia yang baik
sehingga tidak mudah mengalami korosi.
3. Elektroda pentanahan harus mempunyai sifat mekanis yang baik.
Pada umumnya elektroda-elektroda pentanahan ditanam sejajar satu
sama lainnya untuk kedalaman bebrapa centimeter (cm) didalam tanah. Untuk
itu ada beberapa macam elektroda pentanahan yang bisa dipakai anatara lain:
14
1. Elektroda batang
2. Elektroda pita
3. Elektroda plat
1. Elektroda Batang
Elektroda batang adalah elektroda dari batang besi, baja profil atau
batang logam lainnya yang dipancangkan didalam tanah. Biasanya digunakan
dari bahan-bahan tembaga, bahan tanah karat (Stain Less Steel) atau baja yang
digalvanis (Galvanis Zedsteel).
Perlu diperhatikan pula dalam pemilihan bahan agar dihindarkan dari
pemakaian kopling galvanis (Galvanic Couple) karena dapat menyebabkan
korosi. Pemasangan elektroda batang dimasukkan dalam keadaan tegak lurus
kedalam tanah dan panjangnya disesuaikan dengan resistansi pembumian.
Resistansi pembumiannya sebagai besar tergantung pada panjangnya dan
sedikit tergantung pada ukuran penampangnya. Jika beberapa elektrodak
diperlukan untuk memperoleh resistansi pembumian yang rendah, jarak
antara elektroda tersebut minimum harus dua kali panjang elektrodanya.
Untuk menghitung tahanan pentanahan satu batang elektroda, rumus yang
digunakan yaitu :
R = (ρ / 2 π L) In (2L/d) (1)
Dengan :
R = Tahanan kaki menara (ohm)
ρ = Tahanan jenis tanah (ohm.m)
L = Panjang dari batang pentanahan (meter)
15
d = Diameter batang pentanahan (meter)
Dibawah ini gambar elektroda batang :
a. Elektoda Batang Tunggal b. Elektroda Batang dalam Grub
Gambar 2.1 Jenis-jenis elektroda bentuk batang
Untuk menghitung tahanan pentanahan, dimana elektroda pentanahannya
dipasang dengan rangkaian paralel, rumus yang digunakan sebagai
berikut.
1. Dua batang elektroda pentanahan yang dipasang paralel
𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛𝑎𝑛 2 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙
𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 𝑡𝑢𝑛𝑔𝑔𝑎𝑙 =
1+𝑋
2 ................................ (2)
Dimana x = [𝐿/
𝑖𝑛 (48 𝑥𝑙/𝑎 − 1)𝑎
]. ............................(3)
2. Tiga batang elektroda pentanahan yang dipasang paralel
𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛𝑎𝑛 3 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙
𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 𝑡𝑢𝑛𝑔𝑔𝑎𝑙 =
1+2𝑋
3 .............................(4)
3. Batang paralel jamak yang tersusun dalam segi empat kosong
atau segi empat kosong terisi. Apabila jumlah pasak n, maka
𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑛 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙
𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 𝑡𝑢𝑛𝑔𝑔𝑎𝑙 =
1+𝑘𝑋
𝑛 ...........................(5)
16
2. Elektroda Pita
Elektroda pita adalah elektroda yang dibuat dari penghantar berbentuk
pita atau berpenampang bulan atau penghantar pilin yang pada umumnya
ditanam secara dangkal. Pada prakteknya untuk penanaman, makin dalam
penanamannya akan diperoleh kandungan air yang lebih besar sehingga
diperoleh tahanan pentanahan yang kecil. Penanaman lebih dalam ini akan
menyebabkan pula tahanan pentanahan lebih stabil dan lebin aman terhadap
kerusakan yang mungkin terjadi.
3. Elektroda Plat
Elektroda plat adalah elektroda dari plat logam pada pemasangannya
elektroda ini dapat ditanam tegak lurus atau mendatar tergantung dari tujuan
pengguanaanya. Bila digunakan sebagai elektroda pembumian pengaman
maka cara pemasangnya adalah tegak lurus dengan kedalaman kira-kira 1
meter dibawah permukaan tanah dihitung dari sisi plat sebelah atas. Bila
diguanakn sebagai elektroda pengatur yaitu mengatur kecuraman gradien
tegangan guna menghindari tegangan langka yang besar dan berbahaya.
2.4 Dimensi Elektroda pentanahan
Dari rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung tahanan
pentanahan terlihat bahwa semakin besar ukuran jari-jari elektroda, semkain
dalam penanaman elektroda, maka akan semakin kecil tahanan
pentanahannya.
17
Jadi untuk memperbaiki nilai tahanan pentanahannya, maka dilakukan
cara memperdalam elektrodanya, maka kemungkinan kontak dengan air akan
semkain besar yang akhirnya akan memperkecil tahanan pentanahannya.
Usaha lain untuk memperkecil tahanan pentanahan adalah cara
memparalel beberapa batang elektroda, serta jarak anatara masing-masing
elektroda dibuat sekurang-kurangnya dua kali panjang elektroda yang
diguakan, sehingga jumlah paralel elektroda akan memperkecil tahanan
pentanahannya.
2.5 Karakteristik tanah
2.5.1 Nilai Resistensi Jenis Tanah
Pentanahan sangat berbeda tergantung komposisi tanah seperti dapat
dilihat dalam pasal 320-1 dalam PUIL 1987 atau yang ditunjukkan pada
Tabel 2.1:
Tabel 2.1 : Nilai rata-rata jenis tanah pentanahan
No. Jenis Tanah Tahanan Jenis (Ohm.m)
1 Tanah rawa 10 s.d. 40
2 Tanah liat dan lading 20 s.d. 100
3 Pasir basah 50 s.d. 200
4 Keriki lbasah 200 s.d. 30.00
5 pasir dan kerikil kering <10.000
6 Tanah berbatu 2.000 s.d. 3.000
7 air laut dan tawar 10 s.d. 100
Sumber : PUIL 1987 ( Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia 187 )
18
Nilai tersebut pada tabel 1 seluruhnya berlaku untuk tanah lembab
sampai basah. Pasie kering mutlak atau batu adalah suatu bahan isolasi yang
bagus, sama seperti air destilasi. Maka elektroda bimu selalu harus ditanam
sedalam mungkin dalam tanah, sehingga dalam musim kering selalu terletak
dalam lapisan tanah yang basah dan beberapa faktor :
• Lapisan tanah (berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau
sama).
• Kelembaban tanah.
• Temperatur
Tabel 2.2 : Temperatur Terhadap Resistivitas Tanah
Sumber : IEEE STD 142-19
No. Temperatur (C) Resistivitas (Ohm.cm)
1 -5 70.000
2 0 30.000
3 0 10.000
4 10 8.000
5 20 7.000
6 30 6.000
7 40 5.000
8 50 4.000
19
2.5.2 Resistensi Pembumian
Elektroda bumi pentanahan pada jenis dan keadaan tanah serta pada
ukuran dan susunan elektroda.
Tabel 2.3 :nilai rata-rata dari resistansi pembumian untuk elektroda
bumi.
Sumber : : PUIL 1987 ( Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia 187 )
Contoh : untuk mencapai resistansi pembumian suatu elektroda bimi
sebesar 5 ohm, maka menurut tabel 1 dan 2 tanah liat atau ladang dengan
resistansi jenis tanah liat atau tanah ladang dengan pentanahan = 100 ohm-m,
diperlukan sesuatu elektroda pita dengan panjang 50 m atau 4 elektroda
batang, masing-masing panjangnya 5 m, yang disusun dalam lingkaran
dengan diameter 15 m.
Untuk pasir basah dengan pentanahan = 200 ohm maka terdapat
resistansi pembumian = 6 ohm dan panjang pita pembumian 100 m.
Untuk mendapatkan resistansi pembumian yang hasilnya sama bila
dipakai plat elektroda, maka memerlukan bahan yang lebih banyak dari pada
elektroda pita atau batang tanah.
Jenis Elektroda Panjang pita atau penghantar pilin
Panjang batangatau pipa
Pelat vertikal dengan sisi atas + 1 m dalamtanah
Resistansi pembumian
10 m 25 m 5 m 100 m 1m 2m 3m 5m 0,5 x 1m 1x1m
20 10 5 3 70 40 30 20 35 25
20
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Tempat penelitian ini di laksanakan di PT. (PERSERO) UPT Makassar
ULTG Kendari di tower 71 rute lasusua-kolaka dan penelitian dilaksanakan
pada tanggal 14 sampai 19 Oktober 2020
3.2 Alat dan Bahan
Peralatan dan bahan yang digunakan adalah :
1. Earth tester 8. Tang
2. Kunci pas ukuran 13,19,22,24 9. Meteran
3. Kunci Shock ukuran 19 dan 22 10. Isolator Keramik 20 kV GAT
4. Martil / palu 11. Baut
5. Elektroda Batang CU (arde) 12. Kunci pipa
6. Gergaji besi 13. Arang / Charcoal 1 karung
7. Garam / Salt 1 bal
Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat arde (Elektroda batang)
terdiri :
1. Alat press
2. Pipa Galvanis / Tembaga yang dilancipkan
3. Skun 240
4. Paralel grove (Klem)
5. Kawat arde
21
Gambar 3.1 Elektroda Batang
3.3 Prosedur Penelitian
Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, penulis mengikuti
langkah-langkah yang terstruktur agar Laporan Tugas Akhir dapat dikerjakan
secara sistematis dan terarah. Berikut merupakan langkah-langkah yang
menjadi acuan penulis :
1) Studi literature
Mencari dan mengumpulkan data-data dari buku, jurnal, artikel-
artikel dan sumber pustaka lainnya yang ada hubungannya dengan
permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini.
2) Pengambila data
Pengambilan dari data-data sendiri dilakukan di PT. PLN
(PERSERO) ULTG Kendari yang kemudian dijadikan sebagai bahan
dalam penulisan tugas akhir.
22
3.4 Flowchart
Gambar 3.2 Penelitian
3.5 Teknik Pengumpulan Data
Studi literatur adalah langkah pertama yang harus dilakukan sebelum
melakukan penelitian, dikumpulkan referensi dari mata kuliah yang telah
23
diambil, buku pedoman perusahaan, serta beberapa karya ilmiah yang telah
melakukan penelitian yang serupa untuk mendukung penyusunan laporan.
Selanjutnya yaitu mengambil data. Data yang dibutuhkan untuk
melakukan penelitian sistem pentanahan anatar lain :
1. Data tahanan tower 150 kV T/L Lasusua-Kolaka. Data ini akan digunakan
untuk mencari nilai tahanan jenis tanah dari persamaan sederhana.
Kemudian nilai tahanan jenis tanah ini akan dipakai dipersamaan yang
lainnya.
2. Data tower 150 kV T/L Lasusua-Kolaka. Data ini digunakan pada
persamaan sederhana untuk nilai tahanan Grid dengan efek kedalaman
Grid pada nilai area cakupan pentanahan kawat sekarang terhadap Grid
(A). Selain itu, pada persamaan Schwarz’s dapat dipakai pada persamaan
untuk mencari tahanan tanah dari Grid, tahanan tanah Rod, dan tahanan
tanah bersama antara Grid dan batang.
3. Data Rod dan Grid yang dikubur. Data ini berisi data batang dan Grid yang
dipakai. Dari nilai panjang Rod (LR), diameter Rod (b), jumlah Rod (nR),
jumlah panjang Rod yang dikubur (LT) , panjang Grid (Lc), kedalaman
Grid (h) dan diamater konduktor (a). Nilai – nilai tersbut akan dimasukkan
ke smeua persamaan untuk mendapatkan nilai tahanan pentanahan total
system (Rg).
Metode yang dipakai yaitu dengan cara membandingkan hasil
perhitungn dengan hasil pengukuran, kemudian diambil analisa da
24
kesimpulan. Pertama – tama mengumpulkan hasil pengukurna pentanahan
kaki tower T/L Lasusua-Kolaka dan data tower, rod dan lain – lain.
Setelah mendapatkan itu semua, masukkan nilai – nilai dari data yang
didapat yang dibutuhkan di rumus – rumus persamaan yang dipakai di IEEE
std 80-2000. Ketika mendapatkan hasul daru perhitungan maka selanjutnya
dapat di analisa dan di ambil kesimpulan.
Langkah – langkah pehitungan yang merujuk pada IEEE Std 80-2000
1. Menhitung tahanan jenis tanah
Keterangan :
R g = Tahanan Grid (Ω)
ρ = Tahanan jenis tanah (Ω.m)
A = Area cakupan pentanahan kawat sekang terhadap Grid (m2)
LT = Total panjang konduktor dan rod yang dikubur (m)
2. Menghitung tahan Grid dengan efek kedalaman Grid (6)-(4)
Keterangan :
h = Kedalaman Grid yang di kubur (m)
3. Menghitung tahanan tanah dari Grid
25
Keterangan :
Lc = Total panjang konduktor yag terhubung ke Grid (m)
a' =√𝑎. 2 h jari – jari konduktor yang dikubur kedalaman Grid (m)
a = jari – jari konduktor (m)
k1 = Koefisien 2
k2 = Koefisien 2
4. Menghitung tahanan tanah ro
Keterangan :
n R = Jumlah rod pada area (m)
LR = panjang rod (m)
b = Jari – jari rod
5. Menghitung hambatan tanah bersama antara Grid dan batang
6. Menghitung tahanan total system
Keterangan :
R1 = Resistansi tanah dari konduktor Grid (Ω)
R2 = Resistansi tanah dari semua batang pentanahan (Ω)
Rm = Resistansi tanah bersama antara kelompok konduktor
Grid, R1, dan kelompok batang tanah, R2 (Ω)
Mengitung K2 dan K2
Untuk kedalaman
Diketahui x=1 dikarenakan luas kaki pentanahan adalah bujur
sangkar.
26
a. Untuk K1
yB = -0.005 x + 1.20 (7)
b. Untuk K2
yB = 0.10 x + 4.68 (8)
menghitung jari – jari konduktor yang terkubur kedalam
Grid
a' =√𝑎. 2 h (9)
27
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pentanahan Kaki Tower Transmisi 150 kV
Penelitian ini dimulai untuk mendapatkan perlindungan saluran
transmisi terhadap gangguan petir menggunakan kawat dan tanah dan piranti
pentanahan kaki Menara untuk mengurangi resistansi kaki menara. Untuk
memperoleh tahanan kaki Menara kurang dari 5 ohm, PT. PLN (PERSERO)
ULTG Kendari menerapkan sistem pentanahan seperti terlihat pada gambar
4.1
Keterangan : A,B,C,D = Kaki tower
Gambar 4.1 Konstruksi pentanahan tower transmisi 150 kv (tampak atas)
Menara transmisi dipasang diatas lahan 100 m2 berbentuk bujur
sangkar. Pada awalnya instalasi petanahan dilakukan dengan mencari
konstruksi tanah yang lumayan baik nilai pentanahannya. Proses penggalian
28
akan dilakukan berjarak 10 (sepuluh) meter dari kaki tower dengan kedalam
berkisar 3 meter. Kaki Menara A dihubungkan dengan skun plat tersebut.
Elektorda batang ditanam sedalam 2 (dua) meter didalam galian, namun
demikian untuk memperoleh daya dukung tanah yang memenuhi kelayakan
secara elektris untuk menjamin rendahnya tahanan pentanahan maka setelah
lubang pentanahan yang dibuat, kemudian ditambahkan bahan zat adiktif
berupa arang dan garam pada lubang pentanahan. Dipasang Winding
Grounding. Memperlihatkan konstruksi Gambar 4.2
Gambar 4.2 Konstruksi pentanahan dari samping
Untuk itu perbaikan yang dilakukan dengan mengganti instalasi
pentanahan menggunakan satu atau lebih batang – batang pentanahan
Winding Grounding Rod. Tergantung dari tahanan jenis tanah dimana Menara
tersebut berada.
29
Tahanan kaki yang bernilai rendah seiring perjalanan waktu terjadi
perubahan struktur tanah, perubahan kelembaban dan perubahan tingkat
kandungan air mengakibatkan tingginya resistivitas tanah lebih dari 5 ohm.
Kondisi ini dapat memperburuk ketika musim kemarau panjang.
4.2 Pengukuran Tahanan Pentanahan Kaki Tower
PT. PLN (PERSERO) ULTG Kendari menggunakan Earth Tester untuk
mengukur tahanan pentanahan. Gambar 4.3 adalah alat ukur Earth Tester. Hal
ini akan dilakukan untuk memantau kondisi fisik berikut sistem
pentanahannya.
Gambar 4.3 Earth Tester
Keterangan :
1. Transmisi
2. Saklar untuk pemulihan pengukuran
3. Layar
4. Tombol
5. Skala pembacaan
30
Gambar 4.4 ilustrasi pengukuran dengan Earth Tester
Pengukuran dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Alat ukur Grounding Eart Tester atau grounding tester ini, dilengkapi 3
(tiga) buah lubang konektor dan 3 (tiga) kabel ukur yang digunakan.
2. Mengecek tiap masing – masing kabel dengan menggunakan Multi Meter
apakah kabel kondisi baik atau tidak (putus).
3. Kabel berwarna merah (C), dihubungkan kelubang konektor berwarna
merah pada alat ukur, dan ujung satuannya dihubungkan ke spikes
earth/Paku Bumi yang tersedia dan mudah ditancapkan ke Bumi/Tanah.
Usahakan jarak antara Spikes Earth/Paku Bumi yang satu dengan yang
lainnya berjarak 5 meter.
4. Kabel berwarna kuning (P), dihubingkan kelubang konektor berwarna
merah pada alat ukur, dan ujung satuannya dihubungkan ke spikes
earth/Paku Bumi yang tersedia dan sudah ditancapkan ke Bumi/Tanah.
Usahakan jarak antara Spikes Earth/Paku Bumi yangs satu dengan yang
lainnya berjarak 5 meter.
31
5. Kabel berwarna hijau (E), dihubungkan kelubang konektor berwarna hijau
pada alat ukur (Eart Tester), dan ujung satunya dihubungkan kekabel
penghantar pada titik Grounding atau pentanahannya yang sudah kita
pasang.
6. Setelah itu putar selektor pada alat ukur (Earth Tester) untuk mengarahkan
pada pengukuran dengan nilai pembacaan 20 , lalu tekan tombol Test.
7. Jika pembacaan pengukuran terlalu besar maka putar selektror pada alat
ukur (Earth Tester) untuk kita arahkan pada pengukuran dengan nilai
pembacaan 200 atau 2000 . Untuk mendapatkan nilai pengukuran yang
lebih akurat.
Untuk keperluan Analisa dalam penelitian ini hanya diambil data –
data tahanan pentanahan Kaki Menara bernilai tinggi atau lebih dari 5 ohm.
Analisa kondisi tahanan tower SUTT 150 kV transmisi Lasusua-Kolaka
terbagi 3 macam batasannya yaitu :
1. Tanahan pentanahan keseluruhan (gabungan)
Pengukuran tahanan pentanahan dimana arde belum dilepas dari kaki
tower, dengan kata lain masih dalam kondisi utuh.
2. Tahanan pentanahan kaki tower (tanpa pentanahan)
3. Pengukuran tahanan pentanahan dimana arde dilepas dari kaki tower,
sehingga hanya tahanan dari kaki tower saja yang diukur. Tahanan
pentanahan arde kaki tower (Menara tidak terhubung)
Pengukuran tahanan pentanahan dimana arde sudah dilepas, kemudian
arde dapat diukur.
32
Parameter yang di tekankan adalah tahanan pentanahan karena
parameter ini sangat menentukan perlindungan pada saluran transmisi pada
titik terdekat Menara tersebut. Parameter ini akan menjamin saluran yang
memadai untuk arus sambaran petir yang diredam oleh tanah melalui Menara
tersebut tidak melimpah ke Menara disampingnya. Tahanan pentanahan
diukur dengan melepas hubungan piranti pentanahan dengan kaki Menara
transmisi. Parameter tahanan Menara diukur tanpa menghubungkan kaki
Menara dengan piranti pentanahan. Nilai tahanan kaki Menaar dipengaruhi
oleh tahanan gabungan kaki menara dan tahanan pentanahan Menara sistem
trnsmisi karena terhubung oleh kawat tanah, begitu juga paarmeter tahanan
Bersama yaitu tahanan pentanahan sangat menentukan kualitas sistem
pentanahan kaki menara, karena tidak akan mungkin diperoleh tahanan
menara dan sangat Bersama yang rendah ketika seluruh tahanan pentanahan
bernilai tinggi. Arus petir akan langsung mengalir ketanah melalui tersebut
tidak mengalir ke Menara di sekitarnya yang mempunyai tahanan pentanahan
yang relatif rendah. Pada sisitem pentanahan kaki Menara istilah tahanan
pentanahan lebih lazim dikenang sebagai tahanan kaki Menara.
4.3 Faktor Penyebab Tingginya Tahanan Kaki Tower
1. Perubahan Resistivitas Tanah
Resistivitas tanah sangat tergantung dengan material pendukung
tanah, temperature dan kelembaban. Menara transmisi yang mempunyai
tahanan kaki Menara tinggi berada pada daerah dengan struktur tanah
berpasir, berbatu dan cenderung berstruktur tanah padat. Bahwa tanah
33
berpasir, berbatu dan cenderung padat mempunyai resistivitas yang
tinggi. Disinyalir kondisi tanah yang demikian diakibatkan kerusakan
yang terjadi dipermukaan tanah, berkurangnya tumbuhan-tumbuhan
yang dapat mengikat air mengakibatkan kondiis tanah tandus dan
berkurang kelembabannya.
2. Korosi
Komponen sistem pentanahan dipasang diatas permukaan tanah dan
dibawah permukaan tanah, keduanya menghadapi kaarkteristik
lingkungan yang berlainan. Bagian yang berada diatas permukaan tanah,
asa dan partikel debu dari proses industri serta partikel terlarut yang
terdandung dalam air hujan akan mengakibatkan korosi pada konduktor.
Bagian dibawah tanah, kondisi tanah basah yang mengandung materi
alamiah, bahan-bahan kimia yang terkontaminasi didalamnya juga dapat
mengakibatkan korosi.
4.4 Usaha menurunkan tahanan kaki Tower berimpedansi tinggi
1. Perawatan Rutin
Perawatan dilakukan untuk mempertahankan kondisi kinerja sistem
pentanahan kaki Menara. Laporan realisasi pekerjaan 1 tahunan dan 6
bulanan adalah cara untuk memantau kondisi fisik bagi saluran transmisi
berikut sistem pentanahannya. Disamping ada petugas lapangan penjaga
tower yang setiap seminggu sekali melaporkan checklist mingguan
SUTT 150 kV. Tahanan pentanahan kaki Menara diukur dengan metode
yang telah dijelaskan sebelumnya, tahanan kaki Menara yang bernilai
34
tinggi akan masuk dalam daftar perbaikan. Kerusakan yang terjadi pada
sistem pentanahan biasanya diakibatkan oleh sambungan kendur atau
korosi antar bagian elektroda. Perbaikan dilakukan dengan
mengencangkan kembali baut – baut sambungan dan membersihkan
bagian elektroda dari korosi.
2. Menambahkan batang elektroda
Setelah mengetahui nilai tahanan yang melebihi 5 ohm pihak PLN
melakukan penggalian disekitar tower yang bernilia lebih dari 5 ohm
dengan mengandeng pihak lain untuk melakukan penggalian. Jarak
penggalian disekitar 10 meter dari kaki tower, baru penambahan batang
elektroda bisa dilakukan dan Analisa untuk jenis tanah yang ada di
transmisi Lasusua-Kolaka hampir tanah berbatuan.
3. Arang kayu
Arang kayu memiliki presentase paling banyak adalah karbon
sebesar 25,04 % dan paling sedikit adalah H sebesar 4,77 % berdasarkan
hasil uji laboratorium. Kandungan karbon aktif yang besar di arah kayu
ini berperan sebagai bahan adiktif yang dapat meningkatkan
konduktivitas listrik atau daya hantar listrik dari suatu tanah.
4. Garam (NaCL)
Garam jeni NaCL ini digunakan sebagai campuran arang dan air.
Garam jenis NaCL ini memiliki kepadatan 0,8-0,9. Sedangkan titik lebur
pada tingkat suhu 801 °C dan memiliki sofat hidroskopis yang berarti
menyerap air. Larutan garam yang merupakan suatu elektrolit yang dapat
35
menghantarkan arus listrik ke dalam tanah sehingga dapat meningkatkan
konduktivitas atau daya hantar listrik di dalam tanah. Selain itu garam
memiliki sifat yang dapat mengikat tag sehingga dapat mengubah
komposisi tanah menjadi lebih padat meningkatkan konduktivitas listrik
dari suatu tanah.
4.5 Perhitungan
Perhitungan ini membandingkan hasil pengukuran dan hasil
perhitungan dimana perbedaannya terdapat pada penambahan Direct
Grounding dengan tujuan menurunkan / mengurangi nilai pentanahan
pada tower.
A. Hasil Pengkuran
Menjelaskan hasil pengukuran rata-rata dari setiap kaki tower ( A,B,C,D)
sebelum pemasangan Direct Grounding nilainya di atas standar 5 ohm
dan sesudah pemasangan Direct Grounding.nilainya menjadi di bawah
standar 5 ohm.
36
Tabel 4.1 : Sebelum pemasangan Direct Grounding
NO.TOWER
Hasil Pengukuran Kaki T ower
A ( Ω ) B ( Ω ) C ( Ω ) D ( Ω )
Rata-rata
( Ω)
71 17,4 Ω 6,39 Ω 8,55 Ω 7,03 Ω 9,8425 Ω
72 4,6 Ω 3,38 Ω 5,97 Ω 4,27 Ω 4,555 Ω
73 4,18 Ω 2,87 Ω 4,35 Ω 1,56 Ω 3,24 Ω
210 9,55 Ω 9 Ω 9,35 Ω 8,78 Ω 9,17 Ω
243 4 Ω 3,4 Ω 4 Ω 4,2 Ω 3,9 Ω
244 6 Ω 2 Ω 5,6 Ω 2,4 Ω 4 Ω
252 8,78 Ω 7,55 Ω 10,7 Ω 12,02 Ω 9,7625 Ω
269 10,4 Ω 10,5 Ω 4,2 Ω 3 Ω 7,025 Ω
270 9,6 Ω 9 Ω 7 Ω 18 Ω 10,9 Ω
271 26 Ω 20 Ω 22 Ω 32 Ω 25 Ω
272 50 Ω 40 Ω 80 Ω 80 Ω 62,5 Ω
275 22,1 Ω 20,8 Ω 20,1 Ω 20 Ω 20,75 Ω
276 42,2 Ω 42 Ω 41,9 Ω 41,7 Ω 41,95 Ω
290 50 Ω 9,8 Ω 26 Ω 26 Ω 27,95 Ω
291 22,3 Ω 23 Ω 22,4 Ω 30,7 Ω 24,35 Ω
37
Tabel 4.2 : Sesudah pemasangan Direct Grounding
NO.TOWER
Hasil Pengukuran Kaki T ower
A ( Ω ) B ( Ω ) C ( Ω ) D ( Ω ) Rata-rata ( Ω)
71 1,1 Ω 0,91 Ω 0,84 Ω 1,11 Ω 0,99 Ω
72 1,4 Ω 0,9 Ω 0,6 Ω 1,4 Ω 1,075 Ω
73 2,2 Ω 2 Ω 2 Ω 2,4 Ω 2,15 Ω
210 1,4 Ω 2,6 Ω 1,9 Ω 3 Ω 2,225 Ω
243 3,2 Ω 2,4 Ω 4,8 Ω 2,8 Ω 3,3 Ω
244 2,4 Ω 2,8 Ω 2,8 Ω 1,9 Ω 2,485 Ω
252 2 Ω 3 Ω 3,2 Ω 2 Ω 2,55 Ω
269 1,8 Ω 2,6 Ω 1,3 Ω 2,5 Ω 2,05 Ω Ω
270 2,2 Ω 3,6 Ω 3,5 Ω 2,2 Ω 2,875 Ω
271 1,8 Ω 2,8 Ω 2,4 Ω 2 Ω 2,25 Ω
272 3 Ω 2 Ω 2 Ω 4 Ω 2,75 Ω
275 3,6 Ω 2,1 Ω 3,1 Ω 1,7 Ω 2,625 Ω
276 2,2 Ω 2 Ω 2,2 Ω 2,2 Ω 2,15 Ω
290 2,2 Ω 2,4 Ω 2,3 Ω 2,6 Ω 2,375 Ω
291 3,2 Ω 1,6 Ω 2 Ω 1,8 Ω 2,15 Ω
38
B. Data
menampilkan data- data jenis tower, terdapat 2 jenis yaitu tower jenis
suspension ( penyangga ) dan tension ( penarik ) dimana memiliki panjang
kaki tower, lebar kaki tower, serta area cangkupan pentanahan yang
berbeda sesuai dengan jenisya.
Tabel 4.3 : Data Pentanahan Dan Tower
C. Pengolahan data
Pada pengolahan data ini mengambil salah satu contoh nilai rata – rata
bersama dari tower 71 dengan type tower (Aa2 + 3) dan type isolator
Doubel Suspension (DS).
1. Menghitung tahanan jenis tanah (Pers.1)
ρ = 38,5 Ω.m
Jenis Tower
Panjang kaki
tower (m)
Lebar
kaki
tower
(m)
Tinggi
tower
(m)
Area
cangkupan
pentanahan
(m2)
Tension (A) 12 12 42 81
Suspension
(D)
16 16 42 49
39
2. Menghitungkan Tahanan Grid dengan efek kedalamannya (Pers.2)
Rg = 2,69 Ω
3. Menghitung tahanan tanah dari Grid dengan persamaan Schwarz’s
(Pers.3)
R1 = 2,59 Ω
4. Menghitung tahanan tanah rod (Pers.4)
R2 = 1,24 Ω
5. Menghitung hambatan tanh bersama anatar Grid dan batang (Pers.5)
Rm = 1,73 Ω
6. Menghitung resistansi total system (Pers.6)
Rg = 2,59 x 1,24 – 1,372
2,59 + 1,24 – 2 x 1,73
Rg = 0,59 Ω
Keterangan :
40
1. Menghitung K1 dan K2
Untuk kedalaman h = 1/10 √𝐴𝑟𝑒𝑎
Diketahui x=1 dikarenakan luas kaki pentanahan adalah berbentuk
bujur sangkar.
Untuk K1 (Pers.7)
yB = -0,005 x + 1,20
yB = 1,195
Untuk K2 (Pers.8)
yB = 0.10 x + 4.68
yB = 4.78
2. Menghitung jari – jari konduktor yang terkubur kedalam
Grid
a' = √𝑎 2ℎ
a' = √0,009525.2 𝑥 0,25 =0,06901
D. Hasil perhitungan
Untuk hasil perhitungan terdapat pada tabel 4.4 dimana pada setiap
kaki hasil perhitungannya berbeda yaitu nilai dari perhitungan tahanan
jenis tanah, tahanan Grid dengan efek kedalaman, tahanan tanah dari Grid
, tahanan tanah Rod, tahanan bersama Gid dan Rod dan tahanan total
sistem. Hasil perhitungan menggunakan rumus yang yang diambil dari
nilai rata-rata hasil setelah pemasangan dan pengukuran Direct
Grounding.
41
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan
NO TOWER
ρ ( Ω ) Rg ( Ω ) R1 ( Ω ) R2 ( Ω ) Rm ( Ω) Rgs ( Ω)
71 38,5 Ω 2,69 Ω 2,59 Ω 1,24 Ω 1,73 Ω 1,23 Ω
72 45,57 Ω 2,61 Ω 2,52 Ω 1,3 Ω 1,5 Ω 1,29 Ω
73 56,8 Ω 3,97 Ω 3,8 Ω 1,82 Ω 2,5 Ω 1,07 Ω
210 57,82 Ω 4,04 Ω 3,9 Ω 1,85 Ω 2,61 Ω 0,76 Ω
243 70,42 Ω 4,9 Ω 4,75 Ω 2,26 Ω 3,1 Ω 1,3 Ω
244 69,15 Ω 3,97 Ω 3,8 Ω 2,22 Ω 2,28 Ω 2,2 Ω
252 70,19 Ω 4,03 Ω 3,8 Ω 2,25 Ω 2,32 Ω 2,2 Ω
269 62,93 Ω 3,6 Ω 3,48 Ω 2,02 Ω 2,08 Ω 2 Ω
270 74,53 Ω 4,28 Ω 4,12 Ω 2,39 Ω 2,46 Ω 2,3 Ω
271 58,15 Ω 4,07 Ω 3,92 Ω 1,86 Ω 2,62 Ω 0,5 Ω
272 64,28 Ω 4,49 Ω 4,33 Ω 2,06 Ω 2,9 Ω 0,8 Ω
275 62,81 Ω 4,3 Ω 4,2 Ω 2,01 Ω 2,8 Ω 0,9 Ω
276 64,45 Ω 3,7 Ω 3,57 Ω 2,06 Ω 1,97 Ω 2,05 Ω
290 59,74 Ω 4,1 Ω 4,03 Ω 1,91 Ω 2,6 Ω 1,2 Ω
291 64,45 Ω 3,7 Ω 3,57 Ω 2,06 Ω 1,97 Ω 2 Ω
42
E. Analisis
Banyak elektroda Rod yang berjumlah 9 batang dan di hubung secara
paralel bahwa nilai resistansi total sistem di bawah 2,3 ohm. Hasil l ini
sangat baik karena di bawah standar tahanan tanah yaitu 5 ohm.
Perbandingan nilia hitungan tahanan total sistem dengan nilai rata-
rata pengukuran bersama nilai terjauh 1,4 ohm. Nilai pengukuran lebih
kecil dari pada nilai perhitungan dapat di karenakan ketika pengukuran
pada saat tanah sedah basah sehingga tahanan jenis tanah menurun dan
tahanan sistem ikut menurun.
Perhitungan dapat dilihat bahwa semakin besar tahanan jenis tanah
maka semakin besar nilai tahanan totalnya. Hasil ini sejalur dengan rumus
yang di gunakan karena nilai tahanan jenis tanah di semua rumus di pakai
di pembilang.
Nilai tahanan jenis tanah secara perhitungan pada tower 270 lebih
besar daripada tower 71, sedangkan nilai tahanan total sistem tower 71
lebih kecil dari pada tower 270. Nilai tersebut sangat di pengaruhi oleh
area cakupan pentanahan, tower 270 lebih besar daripada 70 karena
perbedaan jenis tower di mana tower 270 tipe tension sedangkan 70 tipe
sispension. Semakin luas area cangkupan pentanahan maka tahanan jenis
tanahnya semakin besar, dan tahanan totalnya akan lebih kecil
dibandingkan tahanan total dari area cangkupan pentanahan yang lebih
kecil karena pada rumus-rumus yang mencari tahanan total area cakupan
pentanahan (A) menjadi pembagi.
43
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Banyaknya jumlah elektroda Rod 9 buah dan dihubungkan ke paralel,
maka nilai perhitungan tahanan kaki pentanahan yang di dapatkan yaitu
di bawah standar < 5 ohm. Dengan begitu pentanahan kaki tower T/L
Lasususa-Kolaka aman dan baik.
2. Nilai perhitungan tahanan terendah di kaki tower 271 dengan nilai
resistansi 0,5 ohm, sedangkan nilai tertinggi berada pada kaki tower 270
dengan nilai resistansi 2,3 ohm.
3. Area cakupan pentanahan sangat mempengaruhi nilai tahanan total dan
tahanan jenis tanah pada perhitungan. Semakin luas area maka semakin
besar tahanan jenis tanah, tapi nilai pentanahannya akan menjadi kecil
karena semakin jauh jarak antar elektroda Rod maka semakin kecil
tahanan total.
B. Saran
1. Perlunya dilakukan pengukuran rutin tahanan pentanahan tower pada
tower jaringan transmisi sebagai mitigas awal pencegahan gangguan.
2. Metode perbaikan Tower di ULTG Kendari sebaiknya diaplikasikan pada
ULTG lain yang memiliki tower dengan tahanan jenis tanah yang tinggi.
44
DAFTAR PUSTAKA
A sunawar, “Analisis pengaruh temperatur dan kadar garam terhadap hambatan
jenis tanah,” Setrum, vol. 2, no. 1, pp. 16-21, 2013
Ariawan. Putu Rusdi.2009. Pentanahan Netral Sistem Tenaga. Jakarta : Erlangga.
Jasdi Udiklat PLN. 2009. Sistem Tenaga Listrik Jakarta.
G.S. Pambayun,R, Y. E. Yuliato, M Rachimoeallah, and E. M. M. Putri,
“Pembuatan karbon aktif dari arang tempurung kelapa dengan aktivator
ZnC12 dan Na 2CO3 sebagai adsorben untuk mengurangi kadar fenol
dalam air limbah, “J. Tek Pomit, Vol. 2 No. , PP. 116-120, 2013)
Herman and W. Joetra, “Pengaruh garam dapur (NaCl) terhadap kembang susut
tanah lampung, “J. Momentum, vol. 17, no 1, pp. 13-20, 2015
Hutauruk, T.S. 1999. “Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan
Peralatan”. Jakarta: Erlangga
IEEE STD 142-1991
IEEE STD-80-2000
Pabla. A. S. Ir.Hadi. Abdul 1991 (Sistem distribusi daya listrik) erlangga:Jakarta
PT. PLN (Persero) ULTG Kendari (Target Kinerja) 2018
PT. PLN (Persero). 2010. “Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan
Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik Saluran Udara Tegangan Tinggi
(SUTT/SUTET) (No. Dokumen : 10-22/HARLUR-PST/2009)”.
Jakarata : SK Direksi No. 114. Dir/2010
Puil 2011 (Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2011)
PUIL. 1987 (Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia 187)
45
LAMPIRAN
a. Penggalian b. Penarikan Kawan Arde ke Tower
c. Penanaman Elektroda Batang d. Penarikan kawat ke lubang galian
e. Paralel groove dihubungkan f. Membuat belitan diantara
ke kawat arde batang elektroda
46
g. penaburan garam h. Penaburan arang
i. Proses penimbunan j. Pengujian Direct grounding
47
Gambar ilustrasi Sistem Pentanahan Tower T/L Lasusua-Kolaka
48
Foto Sebelum Terjadi Sambaran Petir (Flash Over) Normal
Foto Setelah Terjadi Sambaran Petir (Flash Over)
49
Gambar Tower 71 T/L Lasusua-Kolaka