ANALISA SISTEM PENTANAHAN KAKI MENARA SALURAN …

B. 227

ANALISA SISTEM PENTANAHAN KAKI MENARA SALURAN UDARA

TEGANGAN TINGGI (SUTT) 150 KV PATI-JEKULO

Heris Pontiawan*, Ken Hasto, Margono

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Informatika,

Universitas PGRI Semarang

Jalan Sidodadi Timur Nomor 24, Kota Semarang, 50125

*E-mail: [email protected]

Abstrak

Secara umum pentanahan (grounding) adalah melakukan sirkuit koneksi ke bumi. Sistem pentanahan yang kurang baik dapat mengakibatkan penurunan kualitas tenaga listrik. Pada

sistem tenaga listrik hampir 80% yang terkena gangguan adalah sistem transmisi. Salah satunya

adalah gangguan ke tanah, selain gangguan-gangguan lain seperti gangguan dari surja petir,

kesalahan mekanis akibat retak-retak pada isolator, burung atau daun-daun yang dekat dengan

isolator gantung, tegangan lebih dan gangguan hubung singkat. Di dalam setiap pemasangan

instalasi listrik untuk menghindari gangguan-gangguan seperti diatas pemasangan pentanahan

(grounding) sangat penting, terutama untuk Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET)

dan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk

memperoleh informasi masalah nilai hambatan pentanahan pada kaki tower Saluran Udara

Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV pada jaringan transmisi Pati-Jekulo. Hasil perhitungan

analitik yang didapatkan apabila pada menara SUTT 150 kV No. 59 model pentanahannya

diganti dengan model grid adalah nilai tahanan gabungannya sebesar 0,47 Ω, Tegangan sentuh

untuk berat badan 50 kg adalah 382,38 Volt dan untuk berat badan 70 kg adalah 516,73 Volt.

Tegangan langkah untuk berat badan 50 kg adalah 419,52 Volt dan untuk berat badan 70 kg

adalah 566,93 Volt. Nilai GPR (Ground Potential Rise) adalah 2773 Volt.

Kata kunci: Grouding; SUTT; Tegangan Langkah; Tegangan Sentuh; GPR

PENDAHULUAN

Dalam sistem tenaga listrik pentanahan (grounding) dari sebuah alat listrik sangat

penting dan patut diperhatikan, karena sistem pentanahan ini yang menjadi pengaman alat-

alat listrik pada saat terjadi gangguan. Bukan hanya untuk mengamankan alat-alat listrik,

sistem pentanahan yang baik juga dapat menjadi pengaman bagi manusia yang ada

disekitar peralatan listrik tersebut pada saat terjadi gangguan. Saluran transmisi adalah

bagian yang sering terkena gangguan, gangguan-gangguan tersebut selain dari dalam atau

pada peralatan itu sendiri juga terdapat dari gangguan luar atau gangguan alam (salah

satunya adalah sambaran petir) terhadap saluran transmisi karena saluran transmisi

Prosiding Seminar Nasional NCIET Vol.1 (2020) B227-B241

1st

National Conference of Industry, Engineering and Technology 2020,

Semarang, Indonesia.

B. 228

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

berhubungan langsung dengan lingkungan luar. Apabila salah satu bagian sisem transmisi

mengalami gangguan maka akan berdampak tehadap bagian transmisi yang lainnya,

sehingga saluran transmisi Gardu Induk dengan saluran transmisi distibusi menjadi

terganggu bahkan dapat mengalami kerusakan. Transmisi dan distribusi adalah satu

kesatuan yang harus dikeloladengan baik. (Nurcahyo Hajar Saputro, 2016).

Sebagai sistem transmisi, menara SUTT maupun SUTET harus memiliki nilai tahanan

pentanahan yang kecil, maka dari itu sistem pentanahan pada menara harus diperhatikan.

Untuk menentukan model pentanahan yang ingin diterapkan sebelumnya harus

diperhatikan terlebih dahulu kondisi kontruksi tanah di area menara tersebut. Sesuai

standar dari PT. PLN (Persero) resistansi pentanahan menara pada tegangan operasi 150

kV (SUTT) yaitu ≤ 10 Ω dan pada menara dengan tegangan operasi 275 kV/500 kV

(SUTET) yaitu ≤ 15 Ω. Tetapi suatu pentanahan dikatakan baik apabila nilai tahanan

pentanahannya adalah < 1. Untuk mendapatkan nilai tahanan pentanahan sesuai standar

tersebut maka sistem pentanahan pada menara SUTT harus tepat dan sesuai kondisi

kontruksi tanah disekitar menara.

Pada penelitian ini peneliti melakukan pengukuran nilai tahanan pentanahan pada

menara SUTT 150 kV No. 59 Pati-Jekulo. Nilai tahanan pada menara SUTT 150 kV No.

59 Pati-Jekulo sebesar 0.54 Ω. Dengan nilai tahanan tersebut sistem pentanahan pada

menara SUTT 150 kV No. 59 bisa dikatakan baik. Analisa yang dilakukan peneliti pada

penelitian ini yaitu seandainya pada menara SUTT 150 kV No. 59 nilai pentanahannya

tidak sesuai standar maka peneliti menganalisa jika sistem pentanahan pada menara SUTT

150 kV No. 59 diganti menggunakan metode grid. Analisa yang dilakukan peneliti yaitu

dengan melakukan perhitungan sesuai dengan data-data yang didapat pada Gardu Induk

150 kV Pati.

METODE PENELITIAN

Pada penelitian ini, dilakukan pengukuran tahanan pentanahan pada Tower SUTT 150

kV T.59 Pati-Jekulo. Pengukuran dilakukan secara langsung di lokasi tower dan dilakukan

sesuai prosedur yang ada dan menggunakan acuan standarisasi yang sudah ditentukan

sebelumnya. Selain melakukan pengukuran, peneliti melakukan analisa jika pada suatu

menara SUTT 150 kV yang memiliki tahanan pentanahan yang masih besar atau melebihi

standar model pentanahannya diganti dengan metode grid. Pengukuran tahanan pada kaki

B. 229

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

menara SUTT menggunakan alat ukur Eart Resistance Tester jenis digital merk Kyoritsu

tipe KEW 4105A.

Analisa dalam penelitian ini yaitu dengan menggunakan perhitungan analitik dengan

menggunakan rumus-rumus atau persamaan yang sudah ditetapkan oleh standar yang ada.

Tentunya hasil analisa dengan hasil praktik langsung di lapangan akan sedikit berbeda.

Tetapi dengan melakukan analisa terlebih dahulu nantinya kita dapat mengetahui hal-hal

apa yang kurang dalam penerapannya di lapangan nanti agar mendapatkan hasil seperti

yang kita inginkan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini masing-masing kaki (titik) menara diukur satu per satu tahanan

pentanahannya terlebih dahulu. Sebelum diukur, ground rod tiap kaki (titik) menara

dilepas satu per satu. Pada menara SUTT 150 kV terdapat empat kaki (titik) yang diukur

tahanannya yaitu Kaki A,B,C, dan D. Pada alat ukur probe merah dihubungkan dengan

elektroda bantu (pasak) dan ditarik sejauh kurang lebih 5-10 meter sesuai panjang dari

probe tersebut. Sama halnya dengan probe merah, probe kuning juga dihubungkan dengan

elektroda bantu (pasak) dan ditarik sejauh kurang lebih 5-10 meter sesuai panjang dari

probe tersebut. Sedangkan probe hijau dihubungkan dengan kawat penghantar grounding

pada tower. Setelah semua probe terpasang dengan baik sesuai Gambar 4.1, selanjutnya

mengatur alat ukur dengan memposisikan switch kearah 20 Ω , 200 Ω, dan 2000 Ω sesuai

kebutuhan lalu tekan tombol press to test pada alat ukur dan akan muncul hasil dari

pengukuran tahanannya.

Gambar 1. Skema Pengukuran Tahanan Pentanahan Menara SUTT 150 kV

Setelah didapatkan hasil tahanan pentanahan tiap kaki menara, ground rod yang

dilepas tadi dipasang kembali seperti semula. Kemudian mengukur besar tahananan

B. 230

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

gabungan pentanahan dengan menghubungkan probe hijau ke salah satu kaki menara.

Berikut adalah hasil pengukuran tahanan pentanahan tiap-tiap kaki (titik) dan tahanan

gabungan pentanahan pada menara SUTT 150 kV No.59.

Tabel 1. Hasil Pengukuran Tahanan Pentanahan Menara SUTT 150 kV No.59 dengan

menggunakan ground rod tambahan

NO PENTANAHAN KAKI TIANG BESAR TAHANAN

1. Tahanan Pentanahan : Kaki A 0.68 Ohm

Kaki B 0.61 Ohm

Kaki C 0.63 Ohm

Kaki D 0.74 Ohm

2. Tahanan Tower 0.54 Ohm

Sumber : Laporan Realisasi Pekerjaan 1 Tahunan

Berdasarkan Tabel.1 hasil yang didapatkan dari pengukuran tahanan pentanahan pada

menara SUTT 150 kV No.59, sudah memenuhi standar yang telah ditetapkan. Namun pada

menara SUTT 150 kV No.59 tersebut tiap kakinya menggunakan ground rod tambahan

karena jika hanya menggunakan satu ground rod saja nilai tahanan pentanahannya besar

dan melebihi batas standar yang telah ditentukan. Berikut adalah hasil pengukuran tahanan

pentanahan tiap kaki tiang jika hanya menggunakan satu ground rod saja.

Tabel 2. Hasil Pengukuran Tahanan Pentanahan Menara SUTT 150 kV No.59

menggunakan satu ground rod

NO PENTANAHAN KAKI TIANG BESAR TAHANAN

1. Tahanan Pentanahan : Kaki A 15.39 Ohm

Kaki B 8.9 Ohm

Kaki C 9.30 Ohm

Kaki D 15.66 Ohm

Dalam analisa penerapan sistem pentanahan dengan metode grid pada menara SUTT

150 kV, menggunakan bahan-bahan yang digunakan sebagai permisalan untuk menghitung

hasil tahanan pentanahan pada menara SUTT 150 kV No. 59. Hasil analisa dengan hasil

praktik langsung dilapangan tentunya akan berbeda, tetapi dengan adanya analisa terlebih

dahulu kita bisa memiliki pandangan apa yang akan terjadi pada saat mempraktikkan

B. 231

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

secara langsung nanti. Berikut adalah bahan-bahan yang digunakan sebagai permisalan

dalam penelitian ini.

Tabel 3. Bahan-Bahan dalam Penelitian

Bahan Ukuran

Konduktor kisi-kisi grid (10 batang) 2 m

Elektroda batang :

Diameter

Jari-jari

3 m

0,016 m (16 mm)

0,008 m (8 mm)

Dalam analisa ini peneliti memisalkan menggunakan konduktor sebanyak 10 (5

horisontal dan 5 vertikal) masing-masing memiliki panjang 2 meter. Selain konduktor,

dalam analisa ini juga menggunakan elektroda batang dengan panjang 3 meter, berdiameter

0,016 meter dengan jari-jari 0,008 meter. Grid pentanahan ditanam di dalam tanah dengan

kedalaman 3 meter, dan luas 2 m2. Berikut adalah gambaran pemasangan sistem grid yang

diterapkan pada menara SUTT 150 kV No.59.

Gambar 2. Pemasangan Grid Pentanahan pada Menara SUTT 150 kV No.59

Pada Analisa ini peneliti menghitung nilai tahanan jenis tanah pada menara SUTT 150

kV No. 59 Pati-Jekulo, menghitung tahanan pentanahan apabila pada menara SUTT 150

kV No. 59 Pati-Jekulo model pentanahanna diganti dengan model grid, dan menghitung

tahanan pentanahan gabungan. Selain menghitung besar tahanan pentanahannya peneliti

juga menganalisa jika pada menara SUTT 150 kV No.59 Pati-Jekulo terjadi gangguan-

gangguan yang dapat membahayakan manusia disekitarnya bahkan membahayakan

peralatan itu sendiri, diantaranya yaitu menghitung nilai tegangan sentuh, tegangan

B. 232

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

langkah, arus fibrilasi dan juga GPR. Berikut adalah hasil perhitungan analitik dari

penelitian ini :

1) Perhitungan Tahanan Jenis Tanah

Dalam melakukan analisa pada penelitian ini, yang dilakukan pertama kali adalah

menghitung besar tahanan jenis tanah. Walaupun sudah ditentukan besar tahanan tiap

jenis-jenis tanah, namun alangkah lebih baik menghitung sendiri tahanan jenis tanah yang

ada pada menara SUTT 150 kV. Dalam menghitung tahanan jenis tanah pada menara

SUTT 150 kV No.59 yang menggunakan sistem pentanahan jenis elektroda batang, dapat

dicari menggunakan persamaan berikut :

Dimana :

= Tahanan Jenis Tanah (Ω-m)

R = Tahanan Pentanahan (Ω)

α = Jari-jari Elektroda Pentanahan (m)

L = Panjang Elektroda Pentanahan (m)

Untuk menghitung tahanan jenis tanah nilai R diambil rata-rata data hasil dari

pengukuran pengukuran ground rod pada Tabel 2, maka nilai R adalah sebagai berikut :

Dalam analisa ini, peneliti memisalkan panjang elektroda batang yang digunakan untuk

mencari besar nilai tahanan jenis tanah yaitu L = 2 m dengan α = 0,008 m, maka nilai

adalah sebagai berikut :

-m

Hasil diatas adalah hasil perhitungan secara analitik, jika mengacu pada standar tanpa

melakukan perhitungan secara analitik maka sesuai kenyataan yang ada pada menara

B. 233

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

SUTT 150 kV No. 59 berdiri pada tanah liat dan sesuai standar yang telah ditentukan yaitu

besar tahanan jenis tanah liat ) adalah 20-100 Ω-m.

Tabel 4. Harga Tahanan Jenis Tanah

No Jenis Tanah Tahanan Jenis Tanah

(Ohm-meter)

1. Tanah yang mengandung air garam 10-100

2. Tanah rawa 10-40

3. Tanah liat 20-100

4. Tanah pasir basah 50-200

5. Tanah batu-batu kerikil basah 200-3000

6. Tanah pasir dan kerikil kering <10000

7. Tanah batu 2000-3000

Sumber : PUIL-2000

2) Perhitungan Tahanan Pentanahan Grid

Untuk menghitug tahanan pentanahan model grid dapat dicari dengan menggunakan

persamaan berikut : (Standar IEEE 80-1986)

Dimana :

Rg = Tahanan Pentanahan Grid (Ω)

ρ = Tahanan Jenis Tanah (Ω-m)

L = Panjang Konduktor (m)

A = Luas Area Pentanahan (m2)

h = Kedalaman Penanaman Konduktor (m)

Dalam analisa ini, peneliti memisalkan menggunakan konduktor untuk grid (L)

sebanyak 10 konduktor dengan panjang 2 meter, untuk masing-masing konduktornya yang

membentuk grid/kisi-kisi. Jadi, panjang konduktor dapat diperoleh :

Setelah menentukan total panjang L, maka didapatkan nilai luas area pentanahan (A)

sesuai panjang L yang membentuk persegi dengan panjang sisi 2 meter, jadi nilai A adalah

sebagai berikut :

B. 234

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

Konduktor grid ditanam didalam tanah dengan kedalaman (h) = 3 meter. Maka besar

tahanan grid sesuai analisa adalah sebagai berikut :

= 3,99 Ω

3) Perhitungan Tahanan Gabungan

Grid yang sudah dirangkai dan ditanam didalam tanah kemudian dikopel dengan satu

elektroda batang yang ditancapkan ditengah-tengah grid. Elektroda batang yang

ditancapkan ini berfungsi untuk memperkecil nilai tahanan pentanahan. Setelah dikopel

dengan satu elektroda batang kemudian elektroda batang tadi dihubugkan dengan salah

satu kaki menara SUTT 150 kV yang sudah terpasang groud rod pada kaki menara, dan

kemudian dapat menentukan nilai tahanan gabungan tower.

Untuk menentukan nilai tahanan grid dengan elektroda batang yang dikopel ditengah-

tengahnya dapat dicari menggunakan persamaan berikut :

Dimana nilai L adalah total panjang konduktor grid ditambah panjang elektroda batang

yang dikopel. Peneliti memisalkan panjang elektroda batang yang dikopel adalah 3 meter.

Jadi nilai L adalah sebagai berikut :

Maka nilai tahanan pentanahan grid dengan tambahan elektroda batang adalah sebagai

berikut :

= 3,74 Ω

B. 235

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

Setelah didapatkan nilai tahanan grid dengan tambahan elektroda batang, maka dapat

dicari tahanan gabungan grid yang diparalel dengan tahanan tower yang sudah diukur

menggunakan earth tester seperti pada Tabel 1. Jadi tahanan total nya adalah sebagai

berikut:

4) Perhitungan Arus Fibrilasi

Arus Fibrilasi adalah arus yang melewati tubuh manusia dan dapat membahayakan

manusia bila arus tersebut mempengaruhi otot manusia karena dapat mengakibatkan

manusia menjadi pingsan bahkan meninggal. Hal ini disebabkan arus listrik tersebut

mempengaruhi jantung yang disebut Ventricular Fibrilation, yang menyebabkan jantung

berhenti dan peredaran darah tidak berjalan dan akibatnya manusia itu akan meninggal.

Besarnya arus fibrilasi dapat dihitung menggunakan persamaan berikut, pada analisa

ini peneliti memisalkan jika gangguan yang terjadi terhadap objek selama 0,1 detik.Berikut

adalah persamaan untuk mencari nilai arus fibrilasi : (Wiratama Bimby Andesito, 2018).

Dimana :

Ik = Besar arus yang melewati tubuh manusia (A)

k = 0,116 A untuk berat badan 50 kg / 0,157 A untuk berat badan 70 kg

t = Lama gangguan tanah (detik)

a) Perhitungan Arus Fibrilasi untuk berat badan 50 kg :

b) Perhitungan Arus Fibrilasi untuk berat badan 70 kg :

B. 236

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

Tabel 5. Daftar Pengaruh Arus Listrik Pada Tubuh Manusia

Pengaruh Arus Listrik Pada Tubuh Manusia

Besarnya Arus Pengaruh Pada Tubuh Manusia

0 - 0,9 mA Belum Dirasakan Pengaruhnya

0,9 - 1,2 mA Baru Terasa Adanya Arus Listrik

1,2 - 1,6 mA Mulai Terasa Seakan-akan Ada Yang Merayap Didalam Tangan

1,6 - 6,0 mA Tangan Sampai Kesiku Merasa Kesemutan

6,0 - 8,0 mA Tangan Mulai Kaku, Rasa Kesemutan Makin Bertambah

13 - 15,0 mA Rasa Sakit Tidak Tertahankan Penghantar Masih Dapat Dilepaskan

Dengan Gaya Yang Besar Sekali

15 - 20,0 mA Otot Tidak Sanggup Lagi Melepaskan Penghantar

20 - 50,0 mA Dapat Mengakibatkan Kerusakan Pada Tubuh Manusia

50 - 100,0 mA Batas Arus Yang Dapat Menyebabkan Kematian

Sumber : PT. PLN (Persero) UDIKLAT Bogor

Berdasarkan hasil perhitungan diatas, jika dibandingkan dengan standar yang ada maka

arus dengan nilai 0,37 A dan 0,50 A bisa dikatakan aman, karena dengan arus sebesar itu

pengaruhnya belum bisa dirasakan oleh manusia.

5) Perhitungan Tegangan Sentuh

Tegangan sentuh (contact voltage) adalah tegangan yang timbul ketika seseorang

memegang sebuah benda atau konduktor yang sedang dialiri arus dimana orang tersebut

juga terhubung langsung ke tanah. Untuk mencari besar nilai tegangan sentuh dapat

menggunakan persamaan seperti berikut:

Dimana :

Es = Tegangan sentuh (Volt)

RB = Tahanan badan manusia (RB = 1000 Ω)

R2FP = Tahanan dua kaki dalam paralel (R2FP = 1,5ρ)

Ik = Harga rms arus (Ik = 0,116/√ts)

ρ = Tahanan jenis tanah (Ω-m)

ts = Lamanya arus mengalir dalam tubuh (detik)

Dengan menggunakan persamaan diatas berikut adalah perhitungan tegangan sentuh

menggunakan nilai tahanan jenis tanah (ρ) sesuai perhitungan analisa peneliti.

a) Perhitugan Tegangan Sentuh untuk berat badan 50 kg :

B. 237

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

b Perhitungan Tegangan Sentuh untuk berat badan 70 kg :

Tabel 6. Tegangan Sentuh yang Diizinkan dan Lama Gangguan

Lama Gangguan

(t/detik)

Tegangan Sentuh yang Diizinkan

(volt)

0,1 1980

0,2 1400

0,3 1140

0,4 990

0,5 890

1,0 626

2,0 443

3,0 362

Sumber IEEE Std. 80-1986

Berdasarkan perhitungan tegangan sentuh diatas bisa dikatakan masih aman dan baik.

Karena hasil tegangan sentuh sesuai perhitungan analitik diatas lebih kecil dari standar

yang sudah ditetapkan yaitu dengan lama waktu gangguan 0,1 detik besar tegangan

sentuhnya lebih kecil dari tegangan sentuh yang diizinkan 1400 Volt.

6) Perhitungan Tegangan Langkah

Tegangan langkah adalah perbedaan tegangan permukaan tanah yang terjadi pada saat

mengalirnya arus tanah, antara dua kaki manusia berjarak 1 m satu dengan yang lain

(panjang langkah = ± 1 m) tanpa orang tersebut menyentuh benda apapun yang

diketanahkan. Untuk mencari besar nilai tegangan langkah dapat menggunakan persamaan

seperti berikut:

Dimana :

El = Tegangan langkah (Volt)

RB = Tahanan badan manusia (RB = 1000 Ω)

B. 238

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

R2FS = Tahanan kaki (R2FS = 6ρ)

Ik = Harga rms arus (Ik = 0,116/√ts)

ρ = Tahanan jenis tanah (Ω-m)

ts = Lamanya arus mengalir dalam tubuh (detik)

Dengan menggunakan persamaan diatas berikut adalah perhitungan tegangan langkah

menggunakan nilai tahanan jenis tanah (ρ) sesuai perhitungan analisa peneliti.

a) Perhitugan Tegangan langkah untuk berat badan 50 kg :

b Perhitungan Tegangan langkah untuk berat badan 70 kg :

Tabel 7. Tegangan Langkah yang Diizinkan dan Lama Gangguan

Lama Gangguan

(t/detik)

Tegangan Langkah yang Diizinkan

(volt)

0,1 7000

0,2 4950

0,3 4040

0,4 3500

0,5 3140

1,0 2216

2,0 1560

3,0 1280

Sumber IEEE Std. 80-1986

Berdasarkan perhitungan tegangan langkah diatas bisa dikatakan masih aman dan baik.

Karena hasil tegangan langkah sesuai perhitungan analitik diatas lebih kecil dari standar

yang sudah ditetapkan yaitu dengan lama waktu gangguan 0,1 detik besar tegangan

langkahnya lebih kecil dari tegangan langkah yang diizinkan 7000 Volt.

7) Perhitungan Nilai Ground Potential Rise (GPR)

Menurut standar IEEE-367, Ground Potential Rise (GPR) adalah sebuah fenomena

yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada suatu impedasi ground rod. Untuk

B. 239

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

menghitung besar nilai Ground Potential Rise pada menara SUTT 150 kV dapat dicari

menggunakan persamaan berikut :

Dimana :

GPR = Ground Potential Rise (GPR) (Volt)

RG = Resistansi grid pentanahan (Ω)

IG = Arus grid maksimum (Ampere)

Berdasarkan persamaan diatas, dapat diketahui nilai RG adalah 3,99 Ω ,nilai RG+el

adalah 3,74 Ω dan nilai Rtotal adalah 0,47 Ω. Disini peneliti memasukkan nilai Rtotal untuk

dikalikan dengan arus maksimum, karena pada Rtotal adalah perhitungan yang sudah

mencakup semua mengenai besar tahanan grid. Untuk nilai arus grid maksimum,

dikarenakan pada penelitian ini peneliti tidak mempraktikkan secara langsung dan untuk

mendapatkan nilai arus maksimum itu terjadi pada saat ada gangguan, maka peneliti

mengambil sampel data arus maksimum yang pernah terjadi pada saluran transmisi di

Gardu Induk 150 kV Pati yang terhubung dengan menara SUTT 150 kV No.59.

Sesuai Berita Acara Gangguan Sistem pada hari Sabtu, 20 Januari 2018 pukul 12.16

WIB terjadi gangguan pada menara SUTT 150 kV PLTU-Pati 2 nilai arus gangguan

tersebut mencapai 5,9 kA dan sebelum terjadi gangguan arus pada menara SUTT 150 kV

itu adalah 722 A. Dengan data tersebut untuk menghitung nilai GPR maka didapat

perhitungan sebagai berikut :

= 0,47 . 5900

= 2773 Volt.

Semakin banyak konduktor yang ditanam atau semakin luas area pentanahan grid maka

nilai kenaikan potential tanah atau GPR akan semakin kecil. Dengan kata lain, semakin

kecil nilai tahanan pentanahan suatu alat maka nilai GPR akan semakin kecil. Menurut

studi Jinliang He, batas maksimum GPR pada sistem grounding adalah 5 kV. (Rendi

Bagus Pratama, I Made Yulistya Negara, dan Daniar Fahmi, 2016).

Berikut adalah data hasil semua perhitungan analitik dan perbandingan dengan standar-

standar yang telah ditetapkan :

B. 240

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

Tabel 8. Data Hasil Perhitungan Analitik

No. Perhitungan Hasil

Perhitungan

Standar

1. Perhitungan Tahanan Jenis Tanah

(Tanah Liat)

22,31 Ω-m 20-100 Ω-m

2. Perhitungan Tahanan Pentanahan Grid 3,99 Ω -

3. Perhitungan Tahanan Gabungan 0,47 Ω -

4. Perhitugan Arus Fibrilasi : 50 kg

70 kg

0,37 A

0,50 A

0 – 0,9 mA

(Belum Dirasakan

Pengaruhnya)

5. Perhitungan Tegangan Sentuh : 50 kg

70 kg

382,38 V

516,73 V

1400 V

6. Perhitungan Tegangan Langkah : 50 kg

70 kg

419,52 V

566,93 V

7000 V

7. Perhitungan GPR 2773 V 5 kV

KESIMPULAN

Dari hasil penellitian dan pembahasan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut :

a) Berdasarkan pengukuran yang dilakukan secara langsung di lapangan, tahanan

pentanahan pada menara SUTT 150 kV No.59 bisa dikatakan baik, karena nilai tahanan

menara lebih kecil dari 1 Ω dengan menggunakan ground rod tambahan di tiap-tiap

kaki menara.

b) Berdasarkan perhitungan analitik didapatkan nilat tahanan jenis tanah 22,31 Ω, dan jika

mengacu pada standar yang telah ditetapkan tahanan jenis tanah pada menara SUTT

150 kV No.59 adalah jenis tanah liat dengan nilai tahanan 20-100 Ω-m.

c) Berdasarkan perhitungan analitik dengan mengacu pada data-data yang diperoleh dari

Gardu Induk 150 kV Pati, apabila pada menara SUTT 150 kV No.59 sistem

pentanahannya diganti dengan metode grid maka akan didapatkan tahanan pentanahan

pada menara tersebut sebesar 0,47 Ω.

d) Berdasarkan perhitungan analitik jika pada menara SUTT 150 kV No.59 sistem

pentanahannya diganti dengan metode grid maka didapatkan nilai tegangan sentuh

sebesar 382,38 Volt untuk objek dengan berat badan 50 kg dan 516,73 Volt untuk

B. 241

Heris Pontiawan, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) B227-B241

objek yang meiliki berat badan 70 kg dengan menggunakan nilai tahanan jenis sesuai

perhitungan yaitu 22,31 Ω. Nilai yang didapatkan bisa digolongkan baik karena lebih

kecil daripada standar yang telah ditetapkan yaitu tegangan sentuh yang diizinkan

dalam lama waktu gangguan 0,1 detik sebesar 1400 Volt.

e) Berdasarkan perhitungan analitik jika pada menara SUTT 150 kV No.59 sistem

pentanahannya diganti dengan metode grid maka didapatkan nilai tegangan langkah

sebesar 419,52 Volt untuk objek dengan berat badan 50 kg dan 566,93 Volt untuk

objek yang meiliki berat badan 70 kg dengan menggunakan nilai tahanan jenis sesuai

perhitungan yaitu 22,31 Ω. Nilai yang didapatkan bisa digolongkan baik karena lebih

kecil daripada standar yang telah ditetapkan yaitu tegangan langkah yang diizinkan

dalam lama waktu gangguan 0,1 detik sebesar 7000 Volt.

DAFTAR PUSTAKA

Nurcahyo Hajar Saputro, (2016). Analisis Pentanahan Kaki Menara Transmisi 150 KV

Rembang-Blora Bertahanan Tinggi dan Usaha Menurunkannya.

Hari Kurniawan, Leily. W. Johar, (2018). Studi Pentanahan Kaki Menara Transmisi 500

KV Sumatera Turun Peranap New Aurduri. Journal of Electrical Power Control and

Automation, 45-53.

Dian Eka Putra dan Fitra Angga, (2018). Studi Sistem Pentanahan Saluran Udara

Tegangan Tinggi (SUTT) Penghantar 150 KV Lubuk Linggau-Pekalongan PT. PLN

(Persero) Unit Pembangkit dan Transmisi (UPT) Bengkulu. Jurnal Surya Energy Vol. 3

No. 1, 220-227.

Erliza Yuniarti, Dedi Hermanto dan Prima Ahmadi, (2017). Penggunaan Gypsum dan

Magnesium Sulfat Sebagai Upaya Menurunkan Nilai Resistansi Pentanahan. Jurnal

Surya Energy Vol. 2 No. 1, 140-148.

Renaldi P. Luntungan, Lily S. Patras dan Glanny M. Ch. Mangindaan, (2018). Analisa

Daerah Lindung dan Grounding Pada Tower Transmisi Akibat Terjadinya Black

Flashover. Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol.7 No.3, 199-206.

Wiratama Bimby Andesito, (2018). Evaluasi Keamanan Pada Sistem Pentanahan Gardu

Induk 150 kV Ngawi. Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Standar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), 142-2007.

Standar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), 80-1986.

PT. PLN (Persero), UDIKLAT Bogor : Bahaya Listrik.

Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL), (2000). Jakarta : Badan Standarisasi Nasional.