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
PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN
BATANG DAN PLAT
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
NoTerminalUkuran Plat (meter2)E-PP-C1 x 10,75 x 0,750,5 x
0,50,35 x 0,350,25 x
0,25RRRRR()()()()()1455,46,78,410,111,92565,66,98,710,312,13675,77,18,910,512,34785,87,18,910,612,55895,97,19,010,612,6
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
NoTerminalUkuran Plat (meter2)E-PP-C1 x 10,75 x 0,750,5 x
0,50,35 x 0,350,25 x
0,25RRRRR()()()()()1455,46,78,410,111,92565,66,98,710,312,13675,77,18,910,512,34785,87,18,910,612,55895,97,19,010,612,6
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