PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN BATANG dan PLAT

PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN BATANG DAN PLAT


SYAMSUL ARIFIN 06 35 002 ANDI AWALUDDIN J 06 35 023Pembimbing Ir. Makmur Saini. MT

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGIJURUSAN TEKNIK MESINPOLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

1


2

Latar Belakang

fenomena alam, yang pembentukannya terpisah dari muatan di dalam awan cumulonimbus yang terbentuk akibat adanya pergerakan ke atas akibat panas dari permukaan laut serta adanya udara yang lembab. muatan negatif terkumpul di bagian bawah dan ini menyebabkan terinduksinya muatan positif di atas permukaan tanahsehingga membentuk medan listrik antara awan dengan tanah. Jika muatan listrik cukup besar dan kuat medan listrik di udara dilampaui maka terjadilah pelepasan muatan berupa petir yang bergerak dengan kecepatan cahaya dengan efek merusak yang sangat dahsyat karena kekuatannya.

PetirPoliteknik Bahaya yang dapat ditimbulkan akibat suatu sambaran petir adalah bahaya langsung dan bahaya tidak langsung

3

Di Laboratorium Sistem Transmisi dan Distribusi Politeknik Negeri Ujung Pandang, selama ini telah dilakukan praktek namun hanyalah semata-mata berupa pentanahan dimana yang diukur adalah pentanahan yang sudah ada.Dengan adanya rancang bangun ini diharapkan mahasiswa dapat melakukan praktikum di berbagai bentuk jenis pentanahan. Disamping itu pentanahan yang dibuat ini untuk melindungi peralatan elektronik, dan peralatan laboratarium Teknik Konversi Energi dari sambaran petir yang selama ini tidak berfungsi dengan baik sehingga banyak peralatan yang jebol.

4

Rumusan MasalahBagaimana menghasilkan suatu sistem penangkal petir dan pentanahan dengan berbagai bentuk elektroda yang berbeda dan andal untuk melindungi peralatan Laboratarium Konversi Energi dari sambaran petir1Bagaimana melengkapi sarana Praktikum Transmisi dan Distribusi Energi Listrik di Laboratorium Sistem Transmisi dan Distribusi Politeknik Negeri Ujung Pandang 2

5

Urgensi (Keutamaan) PenelitianDalam perancangan ini dibuat suatu sistem penangkal petir menggunakan sistem pentanahan dengan bentuk rod dengan variasi kedalaman yang berbeda dan bentuk plat dengan variasi dimensi plat yang berbeda.

Terobosan-terobosan yang dapat diimplementasikan di industri dalam hal ini adalah sistem penangkal petir menggunakan pentanahan yang handal yang mempunyai tingkat pengamanan yang berkualitas agar peralatan-peralatan listrik yang digunakan di industri tersebut dapat terhindar dari kerusakan.

6

Batasan Masalah1Pada percobaan penangkal petir dilakukan secara simulasi pada tegangan tinggi implus2Pengambilan data untuk kondisi musim hujan dilakukan dengan metode penyiraman air pada masing masing elektroda secara merata.

7

Tujuan KhususMenghasilkan suatu sistem penangkal petir menggunakan pentanahan dengan berbagai bentuk elektroda untuk melindungi peralatan dengan Laboratarium Konversi Energi dari sambaran petir.

Melengkapi sarana Praktikum Transmisi dan Distribusi Energi Listrik di Laboratorium Sistem Transmisi dan Distribusi Politeknik Negeri Ujung Pandang

Membuat Job Sheet untuk Praktikum Transmisi dan Distribusi dengan Metode Pentanahan Elektroda Batang dan Plat yang Bervariasi

8

METODE PENELITIAN Struktur Perangkat Sistem Peralatan

Penangkal Petir Eksternal ditujukan untuk menghindari terjadinya bahaya langsung maupun tidak langsung akibat suatu sambaran petir pada instalansi-instalansi, peralatan-peralatan yang terpasang di luar gedung bangunan, menara dan bagian-bagian luar bangunanPenangkal Petir EksternalPenangkap Petir ( Finial)Penampung Petir ( Sistem Pentanahan )sistem pentanahan harus dirancang dan diinstalasikan sedemikian rupa sehingga tahanan instalasi penangkal petir serendah mungkin. Pada penelitian ini akan dirancang model pentanahan dari beberapa jenis elektrodaFungsi finial penangkalan petir adalah menangkap petir atau merupakan obyek sambaran petir sehingga petir tidak menyambar atau mengenai tempat lain

9

Penangkap Petir (Finial )

Penampung Petir ( Elektroda batang )

10

Dalam perancangan elektroda plat, digunakan elektroda berbentuk plat dengan 5 variasi ukuran luas penampang plat masing adalah 1 x 1 m2, 0.75 x 0.75 m2, 0.5x0,5 m2, 0.35 x 0.35 m2 dan 0.25 x 0.25 m2 terbuat dari tembaga dengan masing-masing kedalaman 2 meter di bawah permukaan tanah.Pembuatan Penangkal Petir dengan Menggunakan Elektroda Plat dan BatangElektroda Batang ( Rod )Elektroda Plat

Dalam perancangan ini elektroda batang (rod ) dibuat dari bahan tembaga yang tujuannya untuk mengurangi faktor korosi. Dimensi elektroda yang dirancang berdiameter 1 inci dengan 5 variasi kedalaman pasak masing-masing 12 m, 9 m, 7 m, 5 m dan 3 m sehingga nantinya dapat digunakan oleh mahasiswa sebagai praktikum pentanahan pada laborotarium distribusi dan proteksi dengan banyak variasi kedalaman

11

Langkah-Langkah Perancangan Dan Pengujian Rancang BangunPembuatan Finial Penangkal PetirPengadaan Sistem Penyaluran Arus PetirPembuatan Sistem PentanahanPenentuan Besaran Listrik dan pentanahan yang Akan Diukur

TeganganArusTahanan jenis pentanahanTahanan Pentanahan

12

Pengujian Hasil Rancang BangunMetode PengujianMetode analitis-komparatifMetode deskriptif Parameter PengujianParameter utama, yaitu besaran tegangan pentanahan dan tahanan pentanahan.Parameter tambahan, yaitu besaran tahanan jenis tanah pentanahan.

13

Prosedur Pengujian1. Memasang hubungan finial petir sebagai penangkap petir dengan sistem pentanahan sebagai penampung petir dengan konduktor sebagai penyalur petir.3. Mengaktifkan semua instrumen dan mencatat nilai-nilai pembacaannya.Hasil pengujian digunakan untuk mengoreksi rancangan dan melakukan penyetelan/rancangan ulang jika dijumpai ketidaksesuaian yang signifikan.

2. Mencatu sistem peralatan dengan daya listrik sambil melakukan survei deskriptif.Implementasi Hasil Rancang BangunMembantu pelaksanaan kurikulum dan silabus pada institusi pendidikan menengah dan tinggi.Penjajakan kemungkinan penerapan di industri

14

Memulai

Merancang Penangkal Petir (Finiall)

Merancang Tower Finial

Koreksi

Merancang Sistem Pentanahan

Tidak

Menentukan Sistem Penangkal Petir dan Pentanahan Eksternal

Menentukan Lokasi Penangkal Petir

Koreksi

Mengobservasi

YaSelesai

Selesai

Merakit dan membuat Sistem Penangkal Petir dan Pentanahan

Menguji Hasil Rancang Bangun

Mengimplementasi Hasil Rancang Bangun

Koreksi

Gambar 3.4. Diagram alir langkah-langkah Perancangan.

Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian dilakukan dilaboratorium Teknik Konversi Energi Jurusan T. Mesin PNUP. Penelitian dilakukan selama 6 bulan mulai dari Bulan Juni s/d Bulan November 2009.

15

HASIL DAN PEMBAHASANNoTerminalUkuran Kedalaman (meter)E-PP-C357912RRRRR()()()()()1 4515,785,33,12,025615,77,75,53,12,136715,47,65,63,22,147815,37,75,63,22,258915,47,85,73,32,3

Tabel 1. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang dalam Keadaan Lembab. ( Pada tanggal 10 juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

16

NoTerminalUkuran Kedalaman (meter)E-PP-C357912RRRRR()()()()()1 45180,610,69,276,2256180,310,99,37,16,236718411,29,57,26,3478184,711,7107,76,858918513,511,498,1

Tabel 2. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang Dalam Keadaan Kering. ( Pada tanggal 24 juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

17

NoTerminalUkuran Kedalaman (meter)E-PP-C357912RRRRR()()()()()1 45120,17,07,03,02,2256120,97,07,03,02,2367121,17,17,13,12,3478120.17,27,13,22,3589122,17,27,13,32,4

Tabel 3. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang Dalam Keadaan Basah. ( Pada tanggal 5 Oktober 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

18

NoTerminalUkuran Plat (meter2)E-PP-C1 x 10,75 x 0,750,5 x 0,50,35 x 0,350,25 x 0,25RRRRR()()()()()1455,86,99,010,011,22565,66,99,010,011,23675,66,99,110,111,14785,47,09,110,111,35895,47,09,210,312,3

Tabel 4. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat Dalam Keadaan Basah. ( Pada tanggal 5 Oktober 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

19


Tabel 5. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat Dalam Keadaan Lembab. ( Pada tanggal 10 Juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

20


Tabel 6. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat Dalam Keadaan Kering. ( Pada tanggal 24 Juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

21

NoTerminalE-PP-CPararel RodPararel PlatPararel Rod dan PlatRtotalRtotalRtotal()()()1 452,13,81,42562,33,81,43672,23,91,54782,43,91,558923,91,4

Tabel 7. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Dengan Menggunakan Sistem Grid ( Penyambungan ) Dalam Keadaan Kering. ( Pada tanggal 2 September 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

22

NoTerminalE-PP-CPararel RodPararel PlatPararel Rod dan PlatRtotalRtotalRtotal()()()1 452,04,21,92562,04,21,93672,04,11,84782,14,21,95892,14,42,1

Tabel 8. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Dengan Menggunakan Sistem Grid ( Penyambungan ) Dalam Keadaan Basah. ( Pada tanggal 5 Oktober 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

23

NoTerminalE-PP-CPararel RodPararel PlatPararel Rod dan PlatRtotalRtotalRtotal()()()1 452,74,72,12562,55,22,03672,35,32,04782,35,32,15892,35,42,0

Tabel 9. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Dengan Menggunakan Sistem Grid ( Penyambungan ) Dalam Keadaan Lembab. ( Pada tanggal 3 September 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )

24

Menghitung Nilai Tahanan Elektroda Plat

Kedalaman Pasak (s) = 2 m Luasan Pasak ( w.l ) = 1 x 1 Rp = 5,4Sebagai contoh perhitungan diambil data no 1 Pada tabel 5 untuk kondisi tanah Lembab dengan kedalaman 2 meter dan ukuran Plat 1 x 1 meter, pada hari rabu, 10 juni 2009 dengan data sebagai berikut :Dari data no.1 pada tabel 5 diketahui bahwa

Untuk Mendapatkan Nilai , dan Rth digunakan Persamaan Sebagai Berikut :. .

= Kedalaman x Rp = 2 x 5,4 = 10,8 m

Tahanan Secara Teoritis (Rth ) Rth =

=

= 2,57 ( 1 + 0,08 )

= 2,77 Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 12.

Menghitung Nilai Tahanan Elektroda BatangSebagai contoh perhitungan diambil data no 1 Pada tabel 1 untuk kondisi tanah Lembab dengan kedalaman 3 meter, pada hari rabu, 10 juni 2009 dengan data sebagai berikut :

Dari data no.1 pada tabel 1 diketahui bahwa :a. L = 3 mb. Rp = 15,7 c. a = 0,0254 mUntuk Mendapatkan Nilai

, dan Rth digunakan Persamaan Sebagai Berikut :

= Rp x L

= 15,7 x 3

= 47,1 m

Tahanan Secara Teoritis (Rth )

Rth =

=

= 15,7 Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 11

Meghitung Nilai Tahanan ( Sistem Grid ) Pararel Elektroda Batang

Untuk Mendapatkan Nilai RPararel digunakan Persamaan Sebagai Berikut

=

= 0,055 + 0,094 + 0,108 + 0,142 + 0,161

= 0,56 Rpararel =

= 0,178 Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 10.Sebagai contoh perhitungan diambil data no 1 Pada tabel 2 untuk kondisi tanah Kering dengan kedalaman 3 meter, 5 meter, 7 meter, 9 meter, 12 meter pada hari rabu, 24 Juni 2009 dengan data sebagai berikut :

Menghitung Nilai Tahanan ( Sistem Grid ) Pararel Elektroda PlatSebagai contoh perhitungan diambil data no 5 Pada tabel 5 untuk kondisi tanah Kering dengan Ukuran 1 x 1 meter2, 0,75 x 0,75 meter2, 0,5 x 0,5 meter2, 0,35 x 0,35 meter2, 0,25 x 0,25 meter2 pada hari rabu, 10 Juni 2009 dengan data sebagai berikut :

Untuk Mendapatkan Nilai RPararel digunakan Persamaan Sebagai Berikut :

=

= 0,169 + 0,140 + 0,111 + 0,093 + 0,079

= 0,592 Rpararel = = 1,684 Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 10

Menghitung Nilai Tahanan ( Sistem Grid ) Pararel Elektroda Batang dan Plat

Sebagai contoh perhitungan diambil data no 1 Pada tabel 7 untuk kondisi tanah Kering dengan kedalaman 3 meter, pada hari rabu, 2 September 2009 dengan data sebagai berikut :

Untuk Mendapatkan Nilai RPararel digunakan Persamaan Sebagai Berikut :

=

= 0,476 + 0,263

= 0,739

Rpararel = = 1,35 Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 10

NoTerminalE-PP-CELEKTRODA BATANGELEKTRODA PLATELEKTRODA BATANG DAN PLAT()()()1 450,1781,5721,352560,1791,621,43670,9681,6551,44780,9981,6721,485891,0691,6841,32

Tabel 10. Data hasil Analisa (Sistem Grid) Pararel Elektroda Batang, Elektroda Plat, dan Elektroda Batang dan Plat.

NoTerminalResivisitas Tanah (m)Tahanan ()PengukuranTeoritisE-PP-C3 m5 m7 m9 m12 m3 m5 m7 m9 m12 m3 m5 m7 m9 m12 m14547,14037,127,92415,785,33,12,012,877,225,073,092,0825647,138,538,527,925,215,77,75,53,12,112,896,955,263,092,1936746,23839,228,825,215,47,65,63,22,112,656,865,353,192,1947845,938,539,228,826,415,37,75,63,22,212,576,955,353,192,2958946,23939,929,727,615,47,85,73,32,312,657,045,453,292,40

Tabel 11. Hasil Analisa Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang. Pada Tanggal 10 juni 2009. Pada Kondisi Tanah Lembab

31

NoTerminalResivisitas Tanah (m)Tahanan ()PengukuranTeoritisE-PP-C1 x 10,75 x 0,75 0,5 x 0,50,35 x 0,35 0,25 x 0,251 x 10,75 x 0,75 0,5 x 0,50,35 x 0,35 0,25 x 0,251 x 10,75 x 0,75 0,5 x 0,50,35 x 0,35 0,25 x 0,251458,4795,923,301,981,175,46,78,410,111,92,266,816,339,6591,212568,7926,093,411,981,195,66,98,710,312,12,886,3516,3040,3294,183678,9496,273,492,021,215,77,18,910,511,32,936,5517,2941,2295,714789,1066,273,492,041,235,87,18,910,612,52,986,5517,2941,2296,485899,2366,273,532,041,245,97,19,010,612,63,036,5517,2941,6197,31

Tabel 12. Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat. Pada Tanggal 10 juni 2009. Pada Kondisi Tanah Lembab

32

Data hasil percobaan penangkal petir dilab. Tegangan tinggiJARAK JARUM KE PENANGKAL PETIRJARAK SELA BOLAARUS BOCOR( mA )TEG. TEMBUS( KV )TEG. PETIR( KV )KET5 MM10 MM4.61417.64 KVTEMBUS7 MM10 MM4.61417.64 KVTEMBUS9 MM10 MM4.61417.64 KVTEMBUS10 MM10 MM4.41417.64 KVTEMBUS12 MM10 MM4.41417.64 KVTEMBUS14 MM10 MM4.21417.64 KVTEMBUS15 MM10 MM4.21417.64 KVTEMBUS

P = 95,5 Cm Hg / 955 mmHg T = 29 CTANGGAL 13 JUNI 2009

Tabel 13. Hasil Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir.

33

JARAK JARUM KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLAJARAK SELA BOLAARUS BOCOR( mA )TEG. TEMBUS( KV )TEG. PETIR( KV )KET5 MM10 MM5.81519.11 KVTEMBUS7 MM10 MM5.41417.64 KVTEMBUS9 MM10 MM5.41419.11 KVTEMBUS10 MM10 MM5.21417.64 KVTEMBUS12 MM10 MM4.81418.22 KVTEMBUS14 MM10 MM5.41417.64 KVTEMBUS15 MM10 MM4.81417.64 KVTEMBUS

Tabel 14. Hasil Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir dengan bola.

34

JARAK BOLA KE PENANGKAL PETIRJARAK SELA BOLAARUS BOCOR( mA )TEG. TEMBUS( KV )TEG. PETIR( KV )KET5 MM10 MM5,61413,64 KVTEMBUS7 MM10 MM5,41413,64 KVTEMBUS9 MM10 MM5,21413,64 KVTEMBUS10 MM10 MM51413,64 KVTEMBUS12 MM10 MM4,81413,64 KVT. TEMBUS14 MM10 MM4,81413,64 KVT. TEMBUS15 MM10 MM5,41417,64 KVT. TEMBUS

Tabel 15. Hasil Pengukuran Elektroda Bola dengan Penangkal Petir .

35

JARAK BOLA KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLAJARAK SELA BOLAARUS BOCOR( mA )TEG. TEMBUS( KV )TEG. PETIR( KV )KET5 MM10 MM4,81311,76 KVTEMBUS7 MM10 MM4,81311,76 KVTEMBUS9 MM10 MM51414,70 KVTEMBUS10 MM10 MM5,21417,64 KVTEMBUS12 MM10 MM5,81417,64 KV TEMBUS14 MM10 MM61417,64 KV TEMBUS15 MM10 MM6,41429,58 KV TEMBUS

Tabel 16. Hasil Pengukuran Elektroda Bola dengan Penangkal Petir dengan bola .

36

JARAK PLAT KE PENANGKAL PETIRJARAK SELA BOLAARUS BOCOR( mA )TEG. TEMBUS( KV )TEG. PETIR( KV )KET5 MM10 MM5,2 1410,29 KVTEMBUS7 MM10 MM5,41414,70 KVTEMBUS9 MM10 MM5,61417,05 KVTEMBUS10 MM10 MM5,41422,05 KVT. TEMBUS12 MM10 MM5,41417,64 KVT. TEMBUS14 MM10 MM4,81317,64 KV T. TEMBUS15 MM10 MM4,81317,64 KVT. TEMBUS

Tabel 17. Hasil Pengukuran Elektroda Plat dengan Penangkal Petir .

37

JARAK PLAT KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLAJARAK SELA BOLAARUS BOCOR( mA )TEG. TEMBUS( KV )TEG. PETIR( KV )KET5 MM10 MM5,61411,76 KVTEMBUS7 MM10 MM5,81417,64 KVTEMBUS9 MM10 MM5,81524,99 KVTEMBUS10 MM10 MM5,81524,99 KVT. TEMBUS12 MM10 MM61524,99 KVT. TEMBUS14 MM10 MM6,21523,52 KVT. TEMBUS15 MM10 MM6,41523,52 KVT. TEMBUS

Tabel 18. Hasil Pengukuran Elektroda Plat dengan Penangkal Petir dengan bola .

38

Menghitung Tegangan Tembus Pada Penangkal Petir Tanpa Bola.Sebagai contoh perhitungan Analisa data Petir diambil data no 1 pada tabel 10 untuk elektroda jarum dengan penangkal petir.Dari data no.1 pada tabel 10 diketahui bahwa :

P = 955 mmHg

T = 29 0C

= 17,64 kV

Untuk Mendapatkan Nilai VMax, VB, FC digunakan Persamaan Sebagai Berikut :

Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 19

Menghitung Tegangan Tembus Pada Penangkal Petir Bola-bola.

Sebagai contoh perhitungan Analisa data Petir diambil data no 1 pada tabel 11 untuk elektroda jarum dengan penangkal petir bola-bola.Dari data no.1 pada tabel 11 diketahui bahwa :

P = 955 mmHg

T = 29 0C

= 19,11 kV

Untuk Mendapatkan Nilai VMax, VB, FC digunakan Persamaan Sebagai Berikut :

Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 20

JARAK JARUM KE PENANGKAL PETIR (mm)JARAK SELA BOLA (mm)ARUS BOCOR (mA)TEG. TEMBUS (kV)TEG. PETIR (kV)Vmax (kV)Vb ( kV)Fc5 10 4.61417.6424.94322.43750.899557 10 4.61417.6424.94322.43750.899559 10 4.61417.6424.94322.43750.8995510 10 4.41417.6424.94322.43750.8995512 10 4.41417.6424.94322.43750.8995514 10 4.21417.6424.94322.43750.8995515 10 4.21417.6424.94322.43750.89955

.Tabel 19. Hasil Analisa Percobaan Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir Tanpa Bola

41

JARAK JARUM KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLA (mm)JARAK SELA BOLA (mm)ARUS BOCOR ( mA )TEG. TEMBUS ( KV )TEG. PETIR ( KV )Vmax (kV)VB ( kV)Fc5 10 5.81519.1127.021524.30730.899557 10 5.41417.6424.94322.43750.899559 10 5.41419.1127.021524.30730.8995510 10 5.21417.6424.94322.43750.8995512 10 4.81418.2225.763123.17530.8995514 10 5.41417.6424.94322.43750.8995515 10 4.81417.6424.94322.43750.89955

Tabel 20. Hasil Analisa Percobaan Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir Bola-bola.

42

Pembahasan

Dari hasil pengujian sistem pentanahan yang terpakai pada lokasi laboratorium energi dan lokasi laboratorium tegangan tinggi dan pentanahan elektroda pasak yang ditanam masing-masing sedalam 3 m, 5 m, 7 m, 9 m, 12 m dan elektroda plat dengan ukuran 1 x 1 meter2, 0,75x0,75 meter2, 0,5x0,5 meter2, 0,35x0,35 meter2, 0,25x0,25 meter2 yang umumnya layak terpakai didapat nilai tahanan pentanahan berkisar antara 2,5 180 Ohm.

43

Dari data diperoleh untuk pentanahan Elektroda batang untuk kedalaman 3 meter diperoleh tahanan pantanahan pada kondisi tanah kering berkisar 180 - 185 Ohm , Untuk kondisi tanah lembab berkisar 120 121,4 Ohm, Untuk kondisi tanah basah berkisar 33,43 35,82 Ohm. Untuk elekroda batang yang ditanam sedalam 5 meter diperoleh tahanan pantanahan pada kondisi tanah kering berkisar 1,6 -13,5 Ohm, Untuk kondisi tanah lembab berkisar 7,71 7,723 Ohm, Untuk kondisi tanah basah berkisar 7,1 7,2 Ohm. Untuk elektroda batang yang ditanam sedalam 7 meter diperoleh tahanan pantanahan pada kondisi tanah kering berkisar 9,2 11,4 Ohm, Untuk kondisi tanah lembab berkisar 7,0 7,2 Ohm, Untuk kondisi tanah basah berkisar 5,11 5,25 Ohm, Untuk elektroda batang yang ditanam sedalam 9 meter diperoleh tahanan pantanahan pada kondisi tanah kering berkisar 7,1 9,0 Ohm, Untuk kondisi tanah lembab berkisar 3,09 3,35 Ohm, Untuk kondisi tanah basah berkisar 2,2 2,4 Ohm, Untuk elektroda batang yang ditanam sedalam 12 meter diperoleh tahanan pantanahan pada kondisi tanah kering berkisar 6,2 8,1 Ohm, Untuk kondisi tanah lembab berkisar 2,41 -3,09 Ohm, Untuk kondisi tanah basah berkisar 1,8 2,1 Ohm.

44

Sedangkan untuk elektroda Plat dengan ukuran 1 x 1 meter2 didapat nilai tahanan untuk tanah kering berkisar antara 5,6 6,2 Ohm, Untuk tanah lembab berkisar 5,29 5,38 Ohm, Untuk tanah basah berkisar 5,2 5,9 0hm, pada elektroda plat ukuran 0,75 x 0,75 meter2 didapat nilai tahanan untuk tanah kering berkisar antara 6,9 7,4 Ohm, Untuk tanah lembab berkisar 6,39 6,65 Ohm, Untuk tanah basah berkisar 5,6 6,2 Ohm, pada elektroda plat ukuran 0,5 x 0,5 meter2 didapat nilai tahanan untuk tanah kering berkisar antara 9,1 9,6 Ohm, Untuk tanah lembab berkisar 8,4 10,6 Ohm, Untuk tanah basah berkisar 8,6 8,7 Ohm, pada elektroda plat ukuran 0,35 x 0,35 meter2 didapat nilai tahanan untuk tanah kering berkisar antara 10,1 10 ,7 Ohm, Untuk tanah lembab berkisar 9,88 16,72 Ohm, Untuk tanah basah berkisar 9,5 9,8 Ohm, pada elektroda plat ukuran 0,25 x 0,25 meter2 didapat nilai tahanan untuk tanah kering berkisar antara 11,6 12,5 Ohm, Untuk tanah lembab berkisar 11,5 13,2 Ohm, Untuk tanah basah berkisar 11,0 11,1 Ohm.

45

Data yang diperoleh finial petir dilakukan dilaboratorium tegangan tinggi dengan bebagai variasi elektroda yang berbeda. Variasi yang dilakukan pengujian ada 3, yaitu elektroda jarum, elektroda bola, elektroda plat. Pengujian yang dilakukan dengan elektroda jarum dengan penangkal petir tanpa bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,88 30,87 KV, dan elektroda jarum dengan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 19,11 33,81 KV, pengujian dengan menggunakan elektroda bola-bola dengan penangkal petir tanpa bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 4,41 17,64 KV, dan elektroda bola-bola dengan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 11,76 29,58 KV, pengujian dengan menggunakan elektroda plat dengan penangkal petir tanpa bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,29 27,93 KV, dan elektroda plat dengan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 11,76 32,34 KV.

46

Dari hasil pengamatan pun ditemukan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi sistem pentanahan yang senantiasa dapat menentukan baik tidaknya sistem pentanahan.

Faktor faktor tersebut antara lain : perubahan iklim, kandungan air dan zat elektrolit yang didalamnya terdapat mineral-mineral dan garam-garam.

47

Data yang diperoleh finial petir dilakukan dilaboratorium tegangan tinggi dengan bebagai variasi elektroda yang berbeda. Variasi yang dilakukan pengujian ada 3, yaitu elektroda jarum, elektroda bola, elektroda plat. Pengujian yang dilakukan dengan elektroda jarum dengan penangkal petir tanpa bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,88 30,87 KV, dan elektroda jarum dengan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 19,11 33,81 KV, pengujian dengan menggunakan elektroda bola-bola dengan penangkal petir tanpa bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 4,41 17,64 KV, dan elektroda bola-bola dengan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 11,76 29,58 KV, pengujian dengan menggunakan elektroda plat dengan penangkal petir tanpa bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,29 27,93 KV, dan elektroda plat dengan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 11,76 32,34 KV.

48

Metode metode Pentanahan yang Baik :Metode yang paling sederhana dan biasa digunakan adalah metode merger tanah, metode ini menggunakan elektroda tanah (batang pasak).

Metode merger menjelaskan bahwa elektroda tanah dari pasak E yang ditanam, dan diandaikan ada potensial antara pasak E dan pasak R yang ditanam pada jarak tertentu (lihat Gambar 4). Arus yang mengalir diukur dengan amperemeter, pada potensial antara pasak E dengan pasak P akan terukur oleh voltmeter. Menurut hukum Ohm, beda potensial ini berbanding lurus dengan tahanan-tahanan yang dirumuskan dengan :

V = I RDimana :V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) R = Tahanan (Ohm)

Metode Merger Tanah

49

Keadaan tanah kering 1. Warnanya coklat kemerah-merahan. 2. Temperaturnya 29C (kondisi cerah).

Keadaan tanah basah:Warnanya coklat kehitam-hitaman.Temperaturnya 20C- 25C.Terdapat genangan air (kondisi hujan).

Keadaan tanah lembabWarnanya coklat kekuningan.Temperaturnya 25C- 28C.Kondisi berawan (setelah/sebelum hujan). Berdasarkan pada waktu pengambilan data kondisi tanah bermacam-macam.Di bawah ini djelaskan keterangan tentang keadaan tanah tersebut:

50

PENUTUPKesimpulanpentanahan elektroda batang dan platDari hasil pengujian sistem pentanahan yang terpakai pada lokasi laboratorium energi dan lokasi laboratorium tegangan tinggi dan pentanahan elektroda pasak yang ditanam masing-masing sedalam 3 meter, 5 meter, 7 meter, 9 meter, 12 meter dan elektroda plat dengan ukuran 1 x 1 meter2, 0,75x0,75 meter2, 0,5x0,5 meter2, 0,35x0,35 meter2, 0,25x0,25 meter2 yang umumnya layak terpakai didapat nilai tahanan pentanahan berkisar antara 2,5 180 Ohm.Dari data diperoleh untuk pentanahan Elektroda batang untuk kedalaman 3 meter, 5 meter, 7 meter, 9 meter, 12 meter dalam kondisi kering diperoleh nilai tahanan pentanahan berkisar 1,6 9,0 Ohm. Untuk Kondisi tanah lembab diperoleh nilai tahanan pentanahan berkisar 2,41 7,72 Ohm. Untuk kondisi tanah basah diperoleh nilai tahanan pentanahan berkisar 1,8 5,25 Ohm.

51

Dari data diperoleh untuk pentanahan Plat batang untuk ukuran 1 x 1 meter2, 0,75 x 0,75 meter2, 0,5 x 0,5 meter2, 0,35 x 0,35 meter2, 0,25 x 0,25 meter2 dalam kondisi kering diperoleh nilai tahanan pentanahan berkisar 5,6 12,5 Ohm. Untuk Kondisi tanah lembab diperoleh nilai tahanan pentanahan berkisar 5,29 11,5 Ohm. Untuk kondisi tanah basah diperoleh nilai tahanan pentanahan berkisar 5,2 9,8 Ohm

Dari data yang diperoleh untuk Pengukuran Tahanan yang terkecil untuk elektroda Batang yaitu elektroda yang kedalaman 12 meter dengan nilai tahanan 2,9 Ohm kondisi tanah kering, dan kondisi tanah lembab nilai tahanannya 2,34, dan kondisi tanah basah bernilai 2,2 Ohm. Untuk Pengukuran Tahanan yang terkecil untuk elektroda Plat yaitu elektroda yang mempunyai luas 1 x 1 m2 dengan nilai tahanan 6,2 Ohm kondisi tanah kering, dan kondisi tanah lembab nilai tahanannya 5,82 Ohm, dan kondisi tanah basah bernilai 5,3 Ohm.

52

Dari hasil data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa hasil perhitungan secara teori dan praktek pada elektroda Batang sudah sangat mendekati, sedangkan untuk elektroda Plat ukuran 1x1 m2 sampai 0,5 m2 sudah mendekati secara pengukuran, tetapi ukuran 0,35 m2 sampai 0,25 m2 jauh lebih besar dari tahanan secara teoritis.

Data yang diperoleh untuk Penangkal petir dilakukan dilaboratorium tegangan tinggi dengan bebagai variasi elektroda yang berbeda maka dapat disimpulkan bahwa Penangkal Petir tanpa Bola-bola mempunyai tegangan tembus berkisar 4,41 30,87 KV. Sedangkan Penangkal Petir dengan Bola-bola mempunyai tegangan tembus berkisar 11,76 33,81 KV.

Untuk Elektroda Bola dengan Penangkal petir tanpa bola di peroleh nilai tegangan tembus berkisar 4,41 17,64 kV, dan Penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,88 29,58 kV. Untuk Elektroda Plat dengan penangkal petir tanpa bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,29 27,93 kV, dan penangkal petir memakai bola-bola diperoleh nilai tegangan tembus berkisar 5,29 32,34 kV. Jadi dapat disimpulkan bahwa jika penangkal petir memakai bola-bola nilai tegangan tembusnya akan semakin besar, dan dapat mengamankan peralatan Laboratorium Teknik Konversi Energi dari sambaran Petir.

53

Saran

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada penelitian ini maka disarankan supaya dapat mempertimbangkan akan pentingnnya pentanahan pada semua hal yang berhubungan dengan aliran listrik sebagai elemen pengaman jika ada gangguan baik berupa sambaran petir, hubung singkat atau kerusakan isolasi pada sumber yang menggunakan aliran listrik.Dalam hal Percobaan Penangkal Petir Kami hanya melakukan percobaan di Laboratorium Tegangan Tinggi Implus, diharapkan Kedepannya dapat di lakukan Percobaan Langsung dengan Petir.

54

VI. LAMPIRAN

Lampiran 1. Finial petir, Kawat pentanahan,Batang Pentanahan dan Plat Tembaga

Lampiran 2. Pengecetan Menara penangkal petir

Lampiran 3. Lubang sedalam 2 meter untuk pentanahan plat

Lampiran 4. Pembuatan Elektroda Plat

Lampiran 5. Pemasangan Pentanahan Elektroda Batang

Lampiran 6. Pemasangan pentanahan Elektroda Batang

Lampiran 7. Pembuatan Elektroda Plat

Lampiran 8. Pemasangan Elektroda Plat

Lampiran 9. Pengeboran untuk Pentanahan Elektroda Batang

Lampiran 10. Peneboran telah mencapai kedalam 3 meter

Lampiran 11. Pemasangan Menara untuk Finial Petir

Lampiran 12.Pemasangan Papan Nama

Lampiran 13. Mahasiswa IIIB sementara menyambungkan Alat Ukur dengan Elektroda Pentanahan. Dalam rangka Praktikum Pentanahan.

Lampiran 14 Mahasiswa IIIB sementara mencatat data Pengukuran Pentanahan

Lampiran 15. Pembuatan dan Penelitian Finial Petir yang telah selesai.

Terima kasih

70

EDCBA

LABORATORIUMTEKNIK KONVERSI ENERGIA = 1 m x 1 mB = 0,75 m x 0,75 mC = 0,5 m x 0,5 mD = 0,35 m x 0,35 mE = 0,25 m x 0,25 m

20 m Penangkal Petir KabelPentanahan Plat

15 m

50 m

12 m 9 mPentanahan batang

7 m 5 m 3 m

17

Engineering

PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN BATANG dan PLAT