KARYA ILMIAH

SISTEM PEMBUMIAN PERALATAN RUANG STUDIO TEKNIK ARSITEKTUR GEDUNG B FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA JALAN PB. SUDIRMAN DENPASAR

oleh :

I GUSTI NGURAH JANARDANA

NIP. 196208151992031002

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA KAMPUS BUKIT JIMBARAN - BALI

2016

i

KARYA ILMIAH

SISTEM PEMBUMIAN TIPE ROD SEBAGAI PENGAMAN PERALATAN RUANG STUDIO TEKNIK ARSITEKTUR

GEDUNG B FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JALAN PB. SUDIRMAN

DENPASAR

oleh :

I GUSTI NGURAH JANARDANA

NIP. 196208151992031002

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA KAMPUS BUKIT JIMBARAN - BALI

2016

ii

ABSTRAK

Ruang Studio Teknik Arsitektur yang berada di Gedung B Kampus

Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar sangat

penting dipasang pembumian, karena di dalam gedung tersebut banyak peralatan-

peralatan seperti komputer, LCD dan lain-lain yang membutuhkan untuk

diamankan dari tegangan lebih yang umum diakibatkan oleh petir. Ruang tersebut

dioperasikan setiap hari hingga malam hari, dan mahasiswa yang belajar di ruang

tersebut diatur dengan waktu yang sangat ketat. Permasalahan sering terjadi pada

saat musim hujan yang dibarengi dengan petir. Pada saat tersebut mahasiswa

sering terganggu dengan ketakutan mengoperasikan peralatannya. Untuk

menghindari permasalahan tersebut, perlu dipasang sistem pembumian dengan

nilai tahanan yang tepat. Nilai tahanan pembumian yang dibutuhkan untuk

mengamankan peralatan-peralatan tersebut diharapkan < 3 ohm. Untuk

mendapatkan nilai tersebut harus dipasang sistem pembumian yang cocok,.

Berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa untuk mengamankan

peralatan-peralatan elektronik di Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B

Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar dapat

dipasang sistem pembumian tipe rod dengan diameter elektroda 1,2 cm dengan

kedalaman minimal 13 meter untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3

Ohm.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan Kehadapan Tuhan Yang Maha Esa/Ida Sang

Hyang Widhi Wasa atas rakhmat-Nya, Karya Ilmiah ini dapat kami selesaikan

tepat pada waktunya. Dimana judul Karya Ilmiah kami adalah "Sistem

Pembumian Tipe Rod Sebagai Pengaman Peralatan Ruang Studio Teknik

Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB.

Sudirman Denpasar "

Dalam menyelesaikan Karya Ilmiah ini, banyak bimbingan dan saran telah

kami dapatkan sehingga dapat diselesaikan tepat waktu. Untuk itu ucapan terima

kasih kami sampaikan kepada :

1. Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana, Prof. Ir. Ngakan Putu

Gede Suardana, MT., Ph.D.

2. Bapak Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik

Universitas Udayana, Wayan Gede Ariastina, ST., MEngSc, Ph.D.

3. Pimpinan beserta staf Perpustakaan Universitas Udayana.

4. Semua teman-teman di lingkungan Fakultas Teknik Universitas Udayana

yang telah membantu kelancaran Karya Ilmiah ini, walaupun tidak kami

sebutkan satu persatu.

Dengan segala kekurangan, kami senantiasa mengharapkan kritik

membangun dan semoga Karya Ilmiah ini ada manfaatnya.

Bukit Jimbaran, Januari 2016

Penulis

iv

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ……………………………………………………………………..i

ABSTRAK.........................…………………………………………………….......….ii

KATA PENGANTAR ............................................................................................. .. iii

DAFT AR ISI .......................................................................................................... ... iv

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………........…...vi

DAFT AR TABEL .................................................................................................. .. vii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................ 2

1.4. Manfaat Penelitian .............................................................................. 3

1.5. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 4

2.1 Sistem Pembumian ............................................................................... 4

2.2 Macam-Macam Elektroda Pembumian ................................................ 5

2.3 Hubungan Tahanan Pembumian Terhadap Tubuh Manusia ................. 6

2.4 Metode Pengukuran Tahanan Jenis Tanah...........................................7

2.4.1 Susunan Wenner ………………………………… ............................ 7

2.4.2 Sistem Pembumian Tipe Elektroda Ditanam Vertkal.........................7

2.4.3 Sistem Pentanahan Tipe Pelat …………. .......................................... 9

2.4.4 Sistem Pentanahan Tipe Grid …………….. ...................................... 9

2.5 Tahanan Jenis Tanah .......................................................................... 10

2.5.1 Jenis-Jenis Tanah .................................................... ……………. 11

v

BAB III METODE ................................................................................................. 13

3. 1 Tempat dan Waktu Penelitian ...........................................................13

3.2 Data ....................................................................................................13

3.2.1 Sumber Data ...................................................................................13

3 .2.2 Jenis Data .......................................................................................13

3.3 Alat dan Cara Teknik Pengukuran ..................................................... 13

3.3.1 Alat penelitian ................................................................................. 13 .

3.3.2 Cara pengukuran tahanan tanah ...................................................... 14

3.4 Analisis Data ...................................................................................... 14

BAB IV PEMBAHASAN

4. 1 Pengaruh Jenis Tanah Terhadap Tahanan Pentanahan .....................15

4.2 Hasil Pengukuran Tahanan Jenis Tanah ............................................15

4.3 Analisis Hasil .....................................................................................16

4.4 Hasil Pembahasan ..............................................................................18

BAB V PENUTUP

5. 1 Simpulan ...........................................................................................19

5.2 Saran ..................................................................................................19

DAFTAR PUSTAKA

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elektroda Batang ...................................................................... 5

Gambar 2.Elektroda Strip/Pita....................................................................... 6

Gambar 2.3 Elektroda Pelat……………........................................................6

Gambar 2.4 Susunan Wenner........................................................................ 8

Gambar 2.5 Metode Driven Rod....................................................................9

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tahanan Berbagai Jenis Tanah ………………………….............. 11

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tahanan Tanah ………………………………. 15

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem pembumian atau biasa disebut sebagai grounding system adalah

suatu rangkaian atau jaringan mulai dari kutub pembumian atau elektroda,

hantaran penghubung sampai terminal pembumian yang berfungsi untuk

menyalurkan arus lebih ke bumi, agar perangkat peralatan dapat terhindar dari

pengaruh petir dan tegangan asing lainnya. Untuk dapat menjaga keselamatan dan

keamanan peralatan elektronik, sistem pembumian harus memiliki tahanan

pembumian yang sekecil mungkin atau sesuai standar yang diijinkan.

Sistem pembumian yang baik untuk mengamankan peralatan-peralatan

maupun orang yang berada di sekitarnya adalah sistem pembumian yang memiliki

tahanan pembumian yang sekecil mungkin. Nilai tahanan pembumian dipengaruhi

oleh beberapa faktor seperti kedalaman elektroda, besar penampang elektroda,

jenis tanah, sudut pengukuran serta campuran bahan-bahan dalam tanah atau

sering ditambah dengan zat aditif pada tanah. Elektroda pembumian yang

digunakan merupakan penghantar yang ditanam dalam tanah (bumi) dan kontak

langsung dengan bumi. Beberapa jenis pembumian dapat dipasang seperti satu

batang rod, dua batang rod, sistem pelat, sistem cincin dan sistem grid. Namun

penggunaan atau pemasangan jenis pembumian tersebut tergantung dari jenis

tanah lokasi pembumian.

Ruang Studio Teknik Arsitektur yang berada di Gedung B Kampus

Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar sangat

penting dipasang pembumian, karena di dalam gedung tersebut banyak peralatan-

peralatan seperti komputer, LCD dan lain-lain yang membutuhkan untuk

diamankan dari tegangan lebih yang umum diakibatkan oleh petir. Ruang tersebut

dioperasikan setiap hari hingga malam hari, dan mahasiswa yang belajar di ruang

2

tersebut diatur dengan waktu yang sangat ketat. Permasalahan sering terjadi pada

saat musim hujan yang dibarengi dengan petir. Pada saat tersebut mahasiswa

sering terganggu dengan ketakutan mengoperasikan peralatannya. Untuk

menghindari permasalahan tersebut, perlu dipasang sistem pembumian dengan

nilai tahanan yang tepat. Nilai tahanan pembumian yang dibutuhkan untuk

mengamankan peralatan-peralatan tersebut diharapkan < 3 ohm. Untuk

mendapatkan nilai tersebut harus dipasang sistem pembumian yang cocok,.

Berdasarkan beberapa jenis pembumian yang ada, dalam penelitian ini

akan diteliti sistem pembumian rod dengan mencari kedalaman penanaman

elektroda rod tersebut. Penggunaan elektroda rod dimungkinkan karena untuk

lokasi penelitian tanahnya termasuk tanah padsolik, dimana tanah padsolik ini

berasal dari batuan pasir kuarsa dengan teksturnya lempung hingga berpasir.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang tersebut di atas, rumusan masalah yang

dapat diambil adalah berapakah kedalaman sistem pembumian tipe rod untuk

mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 ohm untuk mengamankan peralatan

beserta manusia yang berada disekitarnya pada Ruang Studio Teknik Arsitektur

Gedung B Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Kampus Jalan PB.

Sudirman Denpasar?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kedalaman

pemasangan sistem pembumian tipe rod untuk mendapatkan tahanan pembumian

< 3 ohm di Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik

Universitas Udayana Kampus Jalan PB. Sudirman Denpasar.

3

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah diharapkan mendapatkan data yang tepat

tentang kedalaman pemasangan sistem pembumian tipe rod sehingga dapat

digunakan sebagai acuan dalam pemasangan sistem pembumian tipe rod di sekitar

kampus Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar.

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Melihat luasnya permasalahan pada sistem pembumuan, maka akan

dibatasi masalahnya hanya menganalisis sistem pembumian satu rod dan pada

tanah yang berada di lokasi penelitian. Sedangkan tahanan tanah akan di ukur

langsung untuk mendapatkan tahanan jenis tanah.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Pembumian

Sistem pembumian yang dahulu disebut sistem pentanahan merupakan

penghubung bagian-bagian peralatan listrik pada keadaan normal tidak dialiri

listrik. Sistem pembumian dipasang untuk mengalirkan arus petir ke tanah,

sehingga baik sistem yang dilindungi maupun manusia yang berada di sekitarnya

dapat terhindar dari sambaran petir tersebut. Dalam sebuah instalasi listrik ada

empat bagian yang harus dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik tersebut

adalah (Hutauruk, 1999., Mahendra, 2004., Sutikno, 1997) :

a) Bagian instalasi yang terbuat dari logam dan dengan mudah bisa disentuh

manusia. Hal ini perlu agar potensial dari logam yang mudah disentuh

manusia selalu sama dengan potensial tanah tempat manusia berpijak sehngga

tidak bahaya bagi manusia yang menyentuhnya.

b) Bagian pembuangan muatan listrik dari lightning arrester. Hal ini diperlukan

agar lightning arrester dapat berfungsi dengan baik, yaitu membuang muatan

listrik yang diterimanya dari petir ke tanag dengan lancar.

c) Kawat petir pada bagian atas saluran transmisi. Kawat petir ini sesungguhnya

juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena letaknya yang ada di

sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki tiang transmisi harus

ditanahkan agar petir yang menyambar kawat petir dapat disalurkan ke tanah

dengan lancar melalui kaki tiang saluran transmisi.

d) Titik netral dari transformator atau titik netral dari generator. Hal ini

diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya yang

menyangkut gangguan hubungan tanah.

5

2.2 Macam-Macam Elektroda Pembumian

1. Elektroda Batang

Elektroda batang adalah pembumian dengan satu atau beberapa

batang penghantar yang ditanam vertikal terhadap permukaan tanah.

Banyaknya batang yang ditanam disesuaikan dengan besar kecilnya nilai

tahanan pembumian yang diperlukan atau jenis tanah lokasi pembumian

(Nugraha, 1999., Wira Astawa, 2000).

Gambar 2.1 Elektroda Batang

2. Elektroda Strip/Pita

Pembumian dengan menggunakan elektroda strip atau pita

menggunakan pembumian dengan menggunakan elektroda yang berbentuk

pita atau cincin yang ditanam secara horizontal terhadap permukaan tanah

dengan kedalaman tertentu. Elektroda ini dapat ditanam dalam bentuk

grid. Pembumian ini digunakan pada tempat-tempat yang tahanan

tanahnya besar dan keadaan tanahnya berbatu atau tanah keras.

Gambar 2.2 Elektrodan Strip/Pita

3. Elektroda Pelat

Merupakan pembumian yang memakai elektroda berbentuk pelat

yang di tanam horizontal atau vertikal dengan jari-jari kedalaman dari

pusat pelat permukaan.

6

Gambar 2.3 Elektroda Pelat

2.3 Hubungan Antara Tahanan Pembumian Terhadap Tubuh Manusia

Pada saat gangguan, arus gangguan yang dialirkan ke tanah akan

menimbulkan perbedaan tegangan pada permukaan tanah yang disebabkan oleh

adanya tahanan tanah. Jika pada saat gangguan terjadi, seseorang berada pada

lokasi tersebut dan menyentuh peralatan yang terkena gangguan, maka akan ada

arus yang mengalir pada tubuh orang tersebut. Arus listrik tersebut mengalir dari

tangan ke kedua kaki dan terus ke tanah. Tetapi bila orang tersebut tidak

menyentuh peralatan maka akan ada arus yang mengalir dari kaki yang lebih

dekat ke peralatan menuju kaki yang lain dan menuju tanah. Arus ini yang

membahayakan. Berat ringannya bahaya yang dialami orang tersebut tergantung

dari besar kecilnya arus yang melalui tubuh dan lamanya arus mengalir.

Tubuh manusia yang normal dapat merasakan aliran listrik sebesar 1

miliampere. Pada umumnya arus listrik 100 miliampere mengakibatkan manusia

kejang. Apabila arus listrik > 100 miliampere mengakibatkan jantung manusia

berhenti bahkan menjadi terbakar (Mahendra, 2004., Tampubolon, 1989.,

Hutauruk, 1987).

7

2.4 Metode Pengukuran Tahanan Jenis Tanah

2.4.1 Susunan Wenner

Dalam Metode Wenner, ke empat elektroda untuk masing-masing tes

direnggangkan dengan setiap pemasangan masing-masing berukuran sama secara

berdekatan. Susunan Wenner mempunyai dua perspektif pelaksanaan. Pada sisi

negatifnya metode ini membutuhkan kabel yang panjang, elektroda yang besar

dan setiap jarak renggangnya membutuhkan satu orang per elektroda untuk

melengkapi penelitian sesuai dengan waktu yang dibutuhkan. Dan juga karena ke

empat elektroda yang dipindahkan itu mudah terbaca dengan berbagai macam

pengaruh.

Sedangkan sisi positifnya susunan ini sangat cocok dan efisien untuk

mengetahui perbandingan tegangan yang masuk per unitnya dari arus yang

mengalir. Pada kondisi yang tidak baik seperti, tanah kering atau tanah padat

membutuhkan wahtu yang lama untuk mengetahui kontak tahanan antara

elektroda dengan tanah. Tahanan Jenis Tanah dengan metode Wenner dapat

dihitung dengan persamaan berikut :

...........................................(2.1)

Dimana :

ρa = Tahanan jenis tanah (Ω.m)

R = Tahanan yang terukur (Ω)

a = Jarak antara elektroda (m)

b = Elektroda yang tertanam (m)

8

Gambar 2.4 Susunan Wenner

2.4.2 Sistem pembumian tipe elektroda ditanam vertikal (Sistem

pembumian Tipe rod )

Pembumian elektroda tipe rod merupakan pembumian dengan penanaman

batang-batang elektroda kedalam tanah secara tegak lurus. Untuk memperkecil

tahanan pembumian maka jumlah batang-batang elektroda yang ditananam

diperbanyak dan antara ujung-ujung elektroda dihubungkan dengan ground bus.

Pembumian dengan elektroda yang ditanam vertikal ( rod ) tidak cocok untuk

tanah berbatu atau tanah terlalu keras. karena sulit untuk penanamannya.

Persamaan untuk pembumian tipe rod adalah :

24

1 Ω …………………… 2.2

Untuk n batang pembumian berlaku persamaan berikut :

Ω

Dimana :

R = Tahanan pentanahan (Ω)

= Tahanan jenis tanah (Ω-M)

L = Panjang elektroda pentanahan (Ω)

a = Jari-jari elektroda pentanahan (Ω)

= Koefisien kombinasi

9

n = Banyaknya elektroda pentanahan

Gambar 2.5 Metode Driven Rod

2.4.3 Sistem pembumian tipe pelat

Sistem pembumian tipe pelat merupakan sistem pembumian dengan

mempergunakan elektroda berbentuk pelat dengan ukuran minimum luas 0,5 m2

untuk tembaga. Kedalaman penanaman minimum 30 cm sampai 1,5 meter di

bawah permukaan tanah. Persamaan tahanan pembumian untuk sistem

pembumian tipe pelat adalah :

,

,ohm…………………………(2.3)

Dimana :

= Tahanan Jenis Tanah ( ohm – meter )

R = Tahanan Pembumian ( ohm )

W = Lebar Pelat ( cm )

L = Panjang Pelat ( cm )

S = Kedalaman Penanaman ( m )

2.4.4 Sistem pembumian tipe grid

Sistem pembumian grid adalah pembumian ngan menanamkan elektroda

sejajar dengan permukaan tanah pada kedalaman tertentu ( 30 – 90 cm ). Tahanan

pembumian dengan sistem grid dapat di hitung dengan menggunakan persamaan

standard IEEE sebagai berikut :

10

1 1

√201

1

1…………………… 2.4

Dimana :

Rg = Tahanan terhadap tanah ( Ω )

ρ = Tahanan jenis tanah ( Ω )

h = Kedalaman pemasangan konduktor ( m )

L = Panjang total penghantar ( m )

A = Luas lokasi pentanahan ( m2 )

2.5 Tahanan Jenis Tanah

Beberapa cara dilakukan untuk mendapatkan tahanan tanah yang rendah

sering dicoba dengan memberi air atau dengan membasahi tanah, serta dengan

mengubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat

elektroda.Untuk mengurangi variasi tahanan jenis tanah akibat pengaruh musim,

pembumian dapat dilakukan dengan menanam elektroda pembumian sampai

mencapai kedalaman tertentu dimana terdapat air tanah yang konstan.

Karena penanaman memungkinkan kelembaban dan temperatur bervariasi,

harga tahanan jenis tanah harus diambil untuk keadaan yang paling buruk yaitu

tanah kering dan dingin. Berikut adalah tabel tahanan jenis tanah rata-rata untuk

bemacam-macam jenis tanah :

11

Tabel 2.1 Tahanan Berbagai Jenis tanah ( PUIL, 2000 )

Jenis Tanah Tahanan Jenis Tanah ( ohm-meter )

Tanah rawa 30

Tanah liat dan tanah lading 100

Pasir basah 200

Kerikil basah 500

Pasir dan kerikil kering 1000

Tanah berbatu 3000

2.5.1 Jenis-Jenis Tanah

1. Tanah Organosol atau Tanah Gambut, tanah jenis ini berasal dari bahan induk

organik dari hutan rawa, mempunyai ciri warna cokelat hingga kehitaman,

tekstur debu lempung, tidak berstruktur, konsistensi tidak lekat sampai

dengan agak lekat, dan kandungan unsur hara rendah. Tanah ini terbentuk

karena adanya proses pembusukan dari sisa-sisa tumbuhan rawa. Banyak

terdapat di rawa sumatra, Kalimantan dan Papua, kurang baik untuk pertanian

maupun perkebunan karena derajat keasaman tinggi.

2. Tanah Aluvial, jenis tanah ini masih muda,belum mengalami perkembangan.

Bahannya berasal dari material halus yang diendapkan oleh aliran sungai.

Oleh karena itu, tanah jenis ini banyak terdapat didaerah datar

sepanjang aliran sungai.

3. Tanah Regosol, tanah ini merupakan endapan abu vulkanik baru yang

memiliki butir kasar. Penyebaran terutama pada daerah lereng gunung api.

Tanah ini banyak terdapat didaerah Sumatra bagian timur dan barat, Jawa,

Bali dan Nusa Tenggara.

4. Tanah Litosol, tanah litosol merupakan jenis tanah berbatu-batu dengan

lapisan yang tidak begitu tebal. Bahannya berasal dari jenis batuan beku yang

belum mengalami proses pelapukan secara sempurna. Jenis tanah ini banyak

ditemukan dilereng gunung dan pegunungan di seluruh Indonesia.

5. Tanah Latosol, tanah latosol tersebar didaerah beriklim basah, curah hujan

lebih dari 300 mm/tahun, dan ketinggian tempat berkisar 300-1.000 meter.

Tanah ini terbentuk dari batuan gunung api kemudian mengalami proses

pelapukan lanjut.

12

6. Tanah Grumusol, tanah grumusol berasal dari batu kapur, batuan lempung,

tersebar didaerah iklim subhumid atau subarid dan curah hujan kurang 2.500

mm/tahun.

7. Tanah Podsolik, tanah podsolik ini berasal dari batuan pasir kuarsa, tersebar

didaerah beriklim basah tanpa bulan kering, curah hujan lebih 2.500

mm/tahun. Tekstur lempung hingga berpasir, kesuburan rendah hingga

sedang, warnah merah dan kering.

8. Tanah Podsol, tanah podsol ini berasal dari batuan induk pasir. Penyebaran

didaerah ber iklim basah, topografi pegunungan, misalnya didaerah

Kalimantan Tengah, Sumatra Utara dan Papua Barat. Kesuburan tanah

rendah.

9. Tanah Andosol, tanah jenis ini berasal dari bahan induk abu vulkan.

Penyebaran didaerah beriklim sedang dengan curah hujan diatas 2.500

mm/tahun tanpa bulan kering. Umumnya dijumpai didaerah lereng atas

kerucut vulkan pada ketinggian diatas 800 meter. Warna tanah jenis ini

umumnya cokelat, abu-abu hingga hitam.

10. Tanah Mediteran Merah Kuning, tanah jenis ini berasal dari batuan kapur

keras (limestone). Penyebaran didaerah beriklim subhumid, topografi karst

dan lereng vulkan dengan ketinggian dibawah 400 m. Warna tanah cokelat

hingga merah. Khusus tanah mediteran merah kuning didaerah topografi karst

disebut "Terra Rossa"

11. Hidromorf Kelabu, jenis tanah ini perkembangannya lebih dipengaruhi oleh

faktor lokal yaitu topografi yang berupa dataran rendah atau cekungan,

hampir selalu tergenang air dan warna kelabu hingga kekuningan.

13

BAB III

METODE

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana

Jalan PB. Sudirman Denpasar pada bulan Juli 2015.

3.2. Data

3.2.1 Sumber Data

Data yang digunakan dalam analisis ini bersumber dari pengukuran

langsung tahanan tanah untuk mendapatkan nilai tahanan jenis tanah yang

digunakan dalam analisis.

3.2.2 Jenis Data

Data-data dalam penelitian ini adalah data primer tahanan tanah.

3.3 Alat dan Cara pengukuran

3.3.1 Alat Penelitian

Alat bantu yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Martil

2. Linggis

3. Ember, dan lain-lain

Alat ukur yang digunakan adalah Earth Tester dengan spesifikasi teknis sebagai

berikut :

1. Merk : Kyoritsu

2. Model : 4102

14

3. Jumlah terminal : 3 buah ( E.P.C )

3.3.2 Cara pengukuran tahanan tanah

Untuk mendapatkan data-data dilakukan beberapa langkah pengukuran

antara lain:

- Mempersiapkan komponen-komponen dari alat ukur Arde Tester yang akan

digunakan dalam pengukuran.

- Memasang 3 buah pasak bantu dengan panjang masing-masing 40cm dan 1

pasak yang diukur dengan panjang 40 cm pada tanah, pada tempat yang

berbeda dan jarak antar pasak 20 meter.

- Pemasangan kabel pada masing-masing rod dengan jarak antar rod sama yaitu

20 meter.

- Hubungkan kabel penghubung ke terminal alat ukur (E,ES,S,H).

- Apabila kabel terhubung seluruhnya, maka lakukan pengukuran dengan

terlebih dahulu menutup switch E dengan Es.

- Pengukuran di mulai dengan cara menekan switch pada RE kea rah atas.

- Pengukuran Tahanan tanah dilakukan secara otomatis sehingga didapatkan

tahanan jenis tanah.

- Masukan hasil pengukuran pada rumus tahanan jenis tanah, Pa=2π.a.R

sehingga diperoleh tahanan jenis tanah yang diinginkan.

- Pengukuran tahanan jenis tanah dilakukan pada kondisi yang sama selama 5

kali pengukuran, dan diambil nilai tertinggi dari 5 kali pengukuran tersebut.

3.4 Analisis Data

Data dianalisis dengan menggunakan persamaan 2.2 yaitu perhitungan

sistem pembumian tipe rod untuk mendapatkan kedalaman pemasangan sistem

pembumian dengan nilai tahanan pembumian < 3 ohm.

15

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Jenis Tanah Terhadap Tahanan Pentanahan

Berdasarkan dari geografi Pulau Bali yang terdiri dari dataran tinggi dan

dataran rendah, akan menyebabkan terjadi jenis tanah yang berbeda-beda pula.

Jenis tanah tersebut akan berpengaruh terhadap tahanan tanah. Sehingga akan

berpengaruh juga terhadap tahanan jenis tanah. Tahanan jenis tanah tersebut akan

mempengaruhi panjang pendeknya atau kedalaman pemasangan rod. Tanah di

kawasan Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman

memiliki tanah dengan tekstur lempung hingga berpasir.

4.2 Hasil Pengukuran Tahanan Jenis Tanah

Berdasarkan hasil pengukuran sebanyak 5(lima) kali pengukuran tahanan

jenis tanah ρ di lokasi penelitian yaitu di sebelah Gedung B yang digunakan

sebagai Studio Teknik Arsitektur Kampus Fakultas Teknik Universitas Udayana

Jalan PB. Sudirman Denpasar, memiliki nilai sebesar tahanan jenis sebesar 30,14

Ω-meter yang di dapat dari besar tahanan tanah (R) pengukuran sebesar 0,24 dan

jarak antara batang elektroda sebesar 20 m,

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tahanan Tanah

No Pengukuran Nilai Tahanan Tanah Nilai Tahanan Jenis

Tanah Tanah(Ω-meter)

1 I 0,24 30,14

2 II 0,24 30,14

3 III 0,24 30,14

4 IV 0,24 30,14

5 V 0,24 30,14

16

Tahanan jenis tanah dihitung :

ρ 2πa

ρ 2x3.14x20x0,24

ρ 30,14ohm meter

4.3 Analisis Hasil

Berdasarkan data pengukuran yang didapat pada tahanan jenis tanah di

lokasi penelitian yang memiliki nilai tahanan jenis tanah sebesar 30,14 ohm-

meter, untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3Ω adalah dengan

pemasangan sistem pembumian tipe rod.

Sistem pembumian umumnya ditanam dengan kedalaman 6 meter dan

diameter batang elektroda (rod) adalah 1,2 cm sehingga a (jari-jari rod) = 0,006

meter, maka dengan kedalaman 6 meter nilai tahanan pembumiannya didapatkan :

2

41

30,14

2 3,14 64 60,006

1

R = 0,79989 x ( 8,29 – 1)

R = 0,79989 x 7,29

R = 5,83 Ohm

Dengan penanaman elektroda batang, diameter rod 1,2 cm (jari-jari rod = 0,006

meter) dengan kedalaman 6 meter didapatkan nilai tahanan pembumian sebesar

5,83 ohm masih lebih besar dari 3 ohm, maka belum cukup untuk mengamankan

peralatan beserta manusia yang berada didalam gedung tersebut, maka

17

pemasangan elektroda rod perlu diperdalam. Sehingga akan dicoba dengan

kedalaman 7 meter sehingga didapatkan nilai tahanan pembumiannya adalah :

Sistem pembumian tipe rod ditanam dengan kedalaman tanah 7 meter dan

diameter rod 1,2 cm didapatkan :

2

41

30,14

2 3.14 74 70,006

1

30.146,28.7

4666,66 1

R = 0,685 x (8,448 – 1)

R = 0,685 x 7,448

R = 5,10 Ohm.

Dengan kedalaman 7 meter masih belum mendapatkan nilai tahanan pembumian

< 3 Ohm, maka dengan perhitungan yang sama akan dicari kedalaman (L) untuk

mendapatkan nilai tahanan pembumian < 3 Ohm, maka

2

41

30,14

2 3.14 134 130,006

1

30.146,28.13

ln 8666,66 1

R = 0,369 x (9,06 – 1)

R = 0,369 x 8,06

R = 2,97 Ohm

18

Maka dengan kedalaman 13 meter telah dapat mencapai nilai tahanan pembumian

sebesar 2,97 Ohm. Maka untuk pemasangan elektroda rod dengan diameter 1,2

cm, kedalaman minimum pemasangan elektroda adalah 13 meter. Namun untuk

lebih baiknya diberikan lebih dalam.

4.4 Hasil Pembahasan

Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan sistem pembumian

elektroda rod, diameter rod 1,2 cm dengan nilai tahanan jenis tanah di lokasi

penelitian yaitu di sebelah Ruang Studio Teknik Arsitektur Gedung B sebesar

30,14 berdasarkan hasil pengukuran tahanan tanah sebesar 0,24 ohm, kedalaman

pemasangan(penanaman) elektronya minimal 13 meter untuk mendapatkan nilai

tahanan pembumian < 3 Ohm

Menurut Hutaruk (1987) Pabla (1986) nilai tahanan pembumian semakin

kecil dari standar yang diijinkan peralatan semakin baik, sehingga diharapkan

pemasangan (penanaman) lebih dalam dari 13 meter.

19

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan rumusan masalah dan hasil analisis diatas dapat disimpulkan

bahwa untuk mengamankan peralatan-peralatan elektronik di Ruang Studio

Teknik Arsitektur Gedung B Fakultas Teknik Universitas Udayana Jalan PB.

Sudirman Denpasar dapat dipasang sistem pembumian tipe rod dengan diameter

elektroda 1,2 cm dengan kedalaman minimal 13 meter untuk mendapatkan nilai

tahanan pembumian < 3 Ohm.

5.2 Saran

Pada pemasangan sistem pembumian disarankan untuk mengetahui

besarnya nilai tahanan jenis tanah sehingga akan dapat menghitung kedalaman

sistem pembumian yang akan dipasang agar didapatkan nilai tahanan pembumian

yang sesuai standar yang diijinkan dan nilai tahanan pembumian yang diinginkan.

Untuk mendapatkan nilai tahanan pembumian yang lebih baik guna

mengamankan peralatan beserta manusia pada Ruang Studio Arsitektur Fakultas

Teknik Universitas Udayana Jalan PB. Sudirman Denpasar penanaman elektroda

rod sebaiknya ditanam lebih dalam dari 13 meter.

20

Daftar Pustaka

Hutaruk.TS.1987, Pengetanahan Netral dengan sistem Tenaga dan Pengetanahan

Peralatam. Jakarta Erlangga.

https://www.academia.edu/8536126/. Pengembangan Sistem Penangkal Petir dan

Pentanahan Elektroda Rod dan Plat pada Laboraturium Teknik Konversi

Energi Politeknik Negeri Ujung Pandang

Mahendra, IGMO. 2004. Study Kasus Kegagalan Proteksi Dari Bahaya Petir DI

Hotel Sanur Beach Bali. Tugas Akhir. Denpasar : Teknik Elektro.

Nugraha.A.1999. Pengaruh Diameter Pasak Terhadap Tahanan Pentanahan Pada

Daerah Dataran Rendah Tugas Akhir Denpasar Program Studi Teknik

Elektro Universitas Udayana

Pabla. AS, 1986 Terjemahan Hadi, A Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta

Erlangga

Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL) 2000. Jakarta : LIPI.

Sutikno, dkk. 1997. External & Internal Grounding. Bandung :DIVLAT PT.

Telkom.

Tampubolon, H. 1989. Pembumian Gardu Induk Dengan Struktur Dua Lapisan

Tanah. --------.

Wira Astawan, IM. 2000. Pengaruh Jenis tanah terhadap Tahanan jenis tanah ρ

dalam sistem petanahan. Denpasar Teknik Elektro.