wiwik purwanti volume 5 no 3 sept 2009

8/2/2019 Wiwik Purwanti Volume 5 No 3 Sept 2009

1/5

Metode eduki impedanslcktrodaentanahanengan entonit .............(WiwikPurwatiW)

METODE REDUKSI IMPEDANS ELEKTRODA PENTANAHANDENGAI\ BENTONITWiwik Purwati WidyaningsihJurusanTeknik Mesin Politeknik Negeri SemarangJl.Prof.H.Sudar to, .H., Tembalang,Kotak Pos6199/SMS50329T elp.(02$7 a734 l 7, (024)7499585 (Hunting), Fax (024)7472396

AbstractOne of an electrical protection goal is to make the lowest possible of grounding resistance. In thiscase, some earthfault current is homogenly distributed throughcent the near by ground. Electrical systemand equipment grounding plry important role in preventiig any dangerous touch, step, and transfervohage to lruman being. Therefore, it is needed to hove the lowest grounding impedance as low as zeroohm.The purpose of electrical grounding is to provide grounding impedans value as small aspossible tomakc fault current homogenly distributed into lhe groundThis research aims to decrease groundingimpedans by means of grounding impedance reduction methode with the addition of bentonite, deepeningcultivition of grounding electrode and altering the hight of bentonite lrying in the ground.The result ofthis research indicated that deepen the cakivation gave, the smaller the ground impedance obtained was28.90 A without bentonite and with bentonit was 15.47Q at the deepen of cvltivation on 0.5 meter. Theaddition of bentonite, the smaller the ground impedance obtained was 10.20 O at the addition of height ofbentonile on 1.0 meter.The decrease of grounding impedance can be done by deepening caltivation ofgrounding electrode and addition of height of bentonite-

Keywords : Reduction of grounding impedance,Bentonitl.Pendahuluan

l.l LatarBelakangSebelum tahun l9l0 sistem tenaga tersebut dikenal dengan grounding systemlistrik belum menggunakan sistem atau ebihdikenaldengansistempentanahan.pentanahan, al ini disebabkanoleh sistem- Tujuan utama sistem pentanahan

sistem tenaga listrik pada waktu itu adalah untuk mendapatkannilai resistansmempunyai kapasitas angrelatif kecil yaitu tanah yang relatif kecil, sehingga aruskurang dari 5 Ampere. Apabila terjadi gangguan secepatnya dapat terdistribusigangguan fasa ke tanah dengan arus secarameft]ta ke dalam tanah.Karakteristikgangguansama denganatau kurang dari 5 tanah diperlukan sehubungan . denganAmpere,maka busur istrik yang erjadi akan pengukuran resistans jenis tanah yangpadam engan endirinyaHutauruk,1991). merupakan faktor penting danPerkembangan beban listik terus mempengaruhinilai resistans pentanahan.meningkat setiapsaatmengakibatkan istem Nilai resistansenis tanah tergantung padatenaga listrik berkernbang menyesuaikan jenis tanah, apisan anah, kelembabananahkebutuhanbaik kapasitas,panjang aringan dan emperatur.maupun tegangannya, sehingga arusgangguan ang mengalir ke tanah uga akanlebih besar dan busur listrik yangditimbulkan oleh anrs gangguan tersebuttidak dapatpadam"denganendirinya.Hal inidapat menimbulkan egangan ebih transienyang sangat tinggi sehingga dapatmembatrayakansistemo untuk ifu sangatdiperlukan rancangan suatu sistem yangduput mengatasigangguan ersebut. Sistem

93

Salah satu sistem pentanahandapatdilakukan dengan cara menaftrm batangelektroda pentanahan pada kedalamantertentusehingganilai impedanskecil. Perubahan diameter slpktrodapentanahan hanya berpengaruh sedikitterhadap perubahan nilai resistanspentanahan (Tumiran dkk, 1990). Nilaiimpedans pentanahan yang memenuhistandar aman dimungkinkan untukmengantisipasigangguanyang terjadi pada


2/5

{ffiSEPcGI JumalTeknikEncrsiVol 5 No. 3 Sentembcr009 93-97

sistem. Impedans pentanahandiharapkanmempunyai ilai yangrelatif kecil sehinggadapat menyalurkanarus gangguandenganbaik ke tanah. lmpedans pentanahantergantungpada jenis eleklroda" kondisielektroda, ukuran elektroda dan carapenempatanlekFodapentanahan.Upaya mendapatkan nilai resistansjenis tanah yang lebih rendah seringdilakukan dengan mengubah komposisikimia tanahatau dikenal dengan. erlakuankhusus (Soil Treatment). Bentonit dapatdigunakanuntuk memperkecilnilai resistanspentanahan di daerah yang mempunyaitahanananahyang inggi(Pabla,98l).Pemberian Magnesium Sulfat (MgSOr) terhadapelekfoda pentanahan angberjarak 9" (22.5 cm) dengankedalamanpenanamanelektroda lft (0.3 m) danbertujuan untuk menunrnkannilai resistanspentanahan(Tenel Croff, 1987). Nilairesistans pentanahan dapat diturunkandengancaramemasukkan entonit ke dalamparit melingkar. ari-jari dalamparit 0.23 mdan jari-jari luar di variasi 0.5 m sampaidengan 2.5 m. Kedalaman penanamanelektrodapentanahanantara 1.5 m sampaidengan 3.5 m (Lazzan4 1990). Nilairesistansenis tanah lebih rendah dapatdiperoleh dengan mengubah komposisitanah, yaitu denganmemberi bahan kimiapada anahdi dekatelektroda anah.Cara nihanyauntuk waktu yangrelatif pendekyaitupaling sedikit enambulan sekalidan harusdilalrukan ecara eriodik Hutauruk,99l) .Elekroda pentanahan dengankonfigurasi secara ertikaldan diinjeksi uusbolak-balik dengan variabel frekuensidiperoleh hasil bahwa nilai impedansnyasemakin tinggi (BambangAnggoro, 2004).Elektroda pentanahandengan konfigurasisecaravertikal, horisontal, grid, gabunganantara grid denganvertikal yang diinjeksiarirs bolak-balik denganvariabel frekuensidiperoleh hasil bahwa nilai impedansnyasemakininggi (BarnbangAnggoro,2006).Penurunannilai resistanspentanahandenganbahankimia sebesar15 % sampaidengan 0% (IEEEStd.l41-1993).

Metode yang digunakan untukmereduksi resistans pentanatran denganfrekuensivariabelpada penelitian ni adalahmetode perlakuan khusus terhadap tanah(Soil Treatment) yaitu metode paritmelingkar.Yang dimaksuddengan metodeparit melingkar pada penelitian ini adalatrgeometriparit dibuat lingkaranpenuhdandidalam lingkaranpenuh ersebutdiisi denganbentonit.1.2.TujuanTujuandaripenelitian ni adalaha. Mengetahui besarnya penunrnan nilaiimpedans entanahanerhadap rusbolak-balikdengan erbagairekuensi.b. Mengetahui besarnya penumnan nilaiimpedans pentanahan dengan variasikedalaman penaftlman elekhodapentanahanc. Mengetahuiberapabesarperubahan ilaiimpedans pentanahan dengan variasiketinggianbentonitdalamparit melingkar.1.3.TidauanPustakaPenelitiandenganelekhodapentanahansudah banyak dilakukan, namun nilaiimpedans angdiperolehmasih relatif tinggiatau belum sesuai dengan peraturan yangada. Nilai impedansdapat diperkecil denganupaya memperbesardiameter eleknodapentanahan (Tumiran dkk, 1990),memperdalam penanaman elektrodapentanahan daq bentonit(Harnoko,2003),memberiperlakuankhusus erhadapkondisitanah (Soil Treatment) dengan bentonit(Pabla, l98l) dan Terrel Croff, 1987menambahMagnesium Sulfat (Mg SOa)kedalam anah.Elektroda pentanahan dengankonfigurasisecara ertikaldan diinjeksi arusbolak-balik dengan frekuensi yang divariasikan diperoleh hasil bahwa nilaiimpedans pentanahan semakin tinggi@ambangAnggoro, 2004). Penelitianyangberjudul metode reduksi impedanspentanalran dengan bentonitpengembangan ari penelitian yang pernatrdilalcukan oleh peneliti sebelumnya.Dalampenelitian ni dibuat berbagainilai kedalamanpenanzrmanlektroda.pentanahanyaifu 0.5

94


3/5

Metode eduksi mpedans lektroda entanahanengan entonit . . . . . . . . . . . . . . . ( iwikPurwat i )

meter, 0.75 meter dan 1.0 metei, danberbagai ketinggian bentonit dalam paritmelingkaryaitu 0.1 meter, 0.2 meter, 0.3meter,0.4 meter,0.5 metersertaperubahanarusdengan.berbagairekuensiyaitu 0 kHzhingga 000kHz1.4 ManfaatPenelitian1.4.1 ManfaatBagi lmu Pengetahuan.Penelitian ini diharapkan dapatmemberikan manfaat yang positip bagikemajuan lmu di bidangsistempentanahankhususnyadengan cara perlakuan khususterhadap ondisi anah Soil Treatment) utubentonitdimasukkandalam parit melingkar,sedangkan lektrodapentanahanangberadadalamparit melingkar ersebutdiinjeksikanarusbolak-balikdengan erbagairekuensi.1.4.2 ManfaatBagi Pembangunanegara.Penelitian ini diharapkan dapatmemperoleh ilai impdanspentanahanangrelatif lebih kecil dari peneliti sebelumnyasehingga arus gangguan secepatnyadapatterdistribusi secaramerata ke dalam tanahdan tidak membahayakanaik dalam kondisinormal maupun kondisi gangguan asa ketanah. Dengan demikian akan tercapainyasistemkeamananistrik yangaman.2.MetodePenelitian

Pelaksanaan kegiatan ini diawalidengan:a. Mempelajari literature danmenginventarisasi asil peneliti sebelumnya,dimana nilai impedansnya masih relatifcukup inggi.b.

Pengukuran ahananenis tanah anpabentonit.Nilai tahananenis tanah dalampengukuranyangdigunakan dalah ilai tahanenisyangtinggi.c

./

**;';ans pentanahan.d. Kedalaman lektrodapentanahan.5m,0.75m, l.0m dengan ketinggian bentonit0.1m,0.2m,0.3m,0.4nr,0.5mdan diiqieksiarusberfrekuensi ariabel0+2000kI{2.3.HasildanPembahasan

I].h:.S Po'ec.iEl.b:cir A$rgnh!-b!t .

95


4/5

lmts{h EbtdlDFkd b hFhd Kd.ffi ekffi t m ft.w ,menyebabkan nilai impedans pentanahansemakin tinggi penurunannya. Hal inidiakibatkan oleh semakin dekatnya ujungelektroda pentanahanterhadap embun tanahdan semakin inggi kelembaban anahsekitarelektroda pentanahan yang diserap olehbentonit.

4.Kesimpulana. Penurunan nilai impedans elektrodapentanahan dapat dilakukan denganmemperdalam penanaman elektrodapentanahan dan menambah ketinggianbentonit dalamparit melingkar.b.Kedalaman penanirman elektrodapentanahan (0.5, 0.75, 1.0) meter tanpabentonit nilai impedans pentanatranberturut-turut (94.26, 64.16, 25.49) f), denganmenggunakanbentonit seiresar35.54,21.45,10.20) Cl, sehingga terjadi penunrnanimpedans58.72,42.71, 5.20)Oc.Elektroda pentanahan yang diinjeksi arusbolak-balik dengan rekuensi dinaikkan padakedalaman tertentu nilai impedans semakintinggi, hal ini akan membatrayakanperalatanlistrik maupun manusia.Daftar Pustakao Grecev L, dan Helimbach M, 1997,Freqeuncy Dependent and TransientCharacteristics of Substation GroundingSystems, IEEE Transaction on PowerDelivery.

2l

5Ia

aE

lFmmrmls lasFf i r l ru(El

Hubungan Z : f(F), pada ketinggianbentonit (H) yang sama dan kedalamanelektroda pentanahan (l) sama mempunyainilai impedans yang semakin tinggi. Jikaketinggian bentonit (H) dalam paritdinaikkan maka nilai' impedans semakinrendah, hal ini disebabkanoleh bentonit yangmempunyai sifat menyerap kelembabantanah sekitar. Apabila kedalaman penanamanelektroda pentanahan(l) semakin dalam danketinggian bentonit sama maka nilaiimpedans semakin rendah, hal inidiakibatkan oleh semakin dekatnya ujungelekhoda pentanahan erhadap embun tanah.

Hubungan Z = f(H) dengan (l) samadan (H) dalam parit melingkar semakintinggi maka nilai impedans pentanahansemakin rendah, hal ini disebabkan olehbentonit yang mempunyai sifat menyerapkelembaban tanah sekitar. Apabila (l) tidaksama dengan (H) dalam parit sama makabesamya impedans pentanahan semakinrendah, hal ini disebabkan oleh elektrodapentanatran semakin dekat dengan embuntanah.

Kedalaman penanaman elektrodapentanahan yang semakin dalam danpenggunaan bentonit yang semakin ttnggiketinggiannya dalam parit melingkar

HaddedA. and Warneo 004,Advances nHigh Voltage Engineering,The Institutionof Electrical Engineers,UnitedKingdom.Hutauruk,TS, 1991,PengetanahanetralSistem Tenaga dan PengetanahanPeralatan,edisi ke 2, PenerbitErlangg4Jakarta.I Ardani , Anggoro.Bambang, KudratIS Ngapuli , MP Parouli 2002,'PerilakuImpedansi Pengetanahan BatangKonduktor Terhadap njeksi Arus Bolak-balik, FOSTU,Yogyakarta.I.F. Gonos,F.V Topolis L.A Stathopolus,1999, Transient Impedansof GroundingRods, IEE. High Voltage Engineering

lmr&rTd:d.pKdhgghtud K.d*,!s *Er* 6

96


5/5

-.!Me{ode cduksi mpedans lekbodapentanahanenganbentonit . , . . . .: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (iwikpurwat iW)

Symposium,ConferencePublication No o467.J He , J Yuan R Zeng B Ztvng, J ZnudanZ Guan, 2005,Decreasing roundingResistance of Substation by Deep-Ground-Well Methode, EEE Transactionon PowerDelivery.Lestari, Harnoko, 1991, PengaruhPemberianBentonit Terhadap ResistansiPentanahanYang MenggunakanBatangPentanah, TE,FNT,UGM.Pabla,AS; 1981,SistemDistribusiTenagaListrilq edisi ke 1, PenerbitErlangga

Panitia Revisi PUIL, 2000, persyaratanUmum InstalasiLisrik lndonesia2000.LIPI JakartaPapalexopoulos, .D, dan MeliopoulosAP, 1987, Frequency DependentCharacteristicsof Grounding Systems,IEEETransactions n PowerDelivery.Pusat Penelitian dan PengembanganTeknologi Mineral dan Batubara 2005,Jakarta.Tumirandkk, 1990,Perubahan iameterBatrngPentanahan.

97

wiwik purwanti volume 5 no 3 sept 2009

Documents