PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN BATANG DAN PLAT
Download as PPTX, PDF0 likes2,476 views
Rangkuman singkat dari dokumen tersebut adalah: 1. Dokumen tersebut merancang sistem penangkal petir dengan menggunakan sistem pentanahan batang dan plat dengan variasi ukuran dan kedalaman untuk melindungi peralatan laboratorium. 2. Dilakukan pengukuran tahanan sistem pentanahan batang dan plat dengan variasi kondisi tanah. 3. Hasil pengukuran menunjukkan pengaruh ukuran dan kedalaman elektroda terhadap nil
PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN BATANG DAN PLAT
- 1. PEMBUATAN PENANGKAL PETIR DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENTANAHAN BATANG DAN PLAT SYAMSULARIFIN 06 35 002 ANDI AWALUDDIN J 06 35 023 Pembimbing Ir.Makmur Saini. MT PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
- 3. 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. Petir Politeknik Bahaya yang dapat ditimbulkan akibat suatu sambaran petir adalah bahaya langsung dan bahaya tidak langsung
- 4. 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.
- 5. Rumusan Masalah Bagaimana menghasilkan suatu sistem penangkal petir dan pentanahan dengan berbagai bentuk elektroda yang berbeda dan andal untuk melindungi peralatan Laboratarium Konversi Energi dari sambaran petir 1 Bagaimana melengkapi sarana Praktikum Transmisi dan Distribusi Energi Listrik di Laboratorium Sistem Transmisi dan Distribusi Politeknik Negeri Ujung Pandang 2
- 6. Urgensi (Keutamaan) Penelitian Dalam 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.
- 7. Batasan Masalah 1 Pada percobaan penangkal petir dilakukan secara simulasi pada tegangan tinggi implus 2 Pengambilan data untuk kondisi musim hujan dilakukan dengan metode penyiraman air pada masing – masing elektroda secara merata.
- 8. TujuanKhusus 1. Menghasilkan suatu sistem penangkal petir menggunakan pentanahan dengan berbagai bentuk elektroda untuk melindungi peralatan dengan Laboratarium Konversi Energi dari sambaran petir. 2. Melengkapi sarana Praktikum Transmisi dan Distribusi Energi Listrik di Laboratorium Sistem Transmisi dan Distribusi Politeknik Negeri Ujung Pandang 3. Membuat Job Sheet untuk Praktikum Transmisi dan Distribusi dengan Metode Pentanahan Elektroda Batang dan Plat yang Bervariasi
- 9. 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 bangunan Penangkal Petir Eksternal Penangkap 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 elektroda Fungsi finial penangkalan petir adalah ”menangkap petir” atau merupakan ”obyek sambaran petir” sehingga petir tidak menyambar atau mengenai tempat lain
- 10. Penangkap Petir (Finial ) Penampung Petir ( Elektroda batang )
- 11. EDCBA LABORATORIUM TEKNIKKONVERSI ENERGI A = 1 m x 1 m B = 0,75 m x 0,75m C = 0,5 m x 0,5 m D = 0,35 m x 0,35m E = 0,25 m x 0,25m 20m PenangkalPetir Kabel Pentanahan Plat 15m 50m 12 m 9 m Pentanahan batang 7 m 5 m 3 m 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 Batang •Elektroda 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
- 12. Langkah-Langkah Perancangan Dan Pengujian Rancang Bangun 1. Pembuatan Finial Penangkal Petir 2. Pengadaan Sistem Penyaluran Arus Petir 3. Pembuatan Sistem Pentanahan 4. Penentuan Besaran Listrik dan pentanahan yang Akan Diukur Tegangan Arus Tahanan jenis pentanahan Tahanan Pentanahan
- 13. Pengujian Hasil Rancang Bangun Metode Pengujian Metode analitis-komparatif Metode deskriptif Parameter Pengujian Parameter utama, yaitu besaran tegangan pentanahan dan tahanan pentanahan. Parameter tambahan, yaitu besaran tahanan jenis tanah pentanahan.
- 14. Prosedur Pengujian 1. 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 Bangun Membantu pelaksanaan kurikulum dan silabus pada institusi pendidikan menengah dan tinggi. Penjajakan kemungkinan penerapan di industri
- 15. 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 Ya Sele sai 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.
- 16. HASIL DAN PEMBAHASAN No Terminal Ukuran Kedalaman (meter) E-P P-C 3 5 7 9 12 R R R R R (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 15,7 8 5,3 3,1 2,0 2 5 6 15,7 7,7 5,5 3,1 2,1 3 6 7 15,4 7,6 5,6 3,2 2,1 4 7 8 15,3 7,7 5,6 3,2 2,2 5 8 9 15,4 7,8 5,7 3,3 2,3 Tabel 1. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang dalam Keadaan Lembab. ( Pada tanggal 10 juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )
- 17. No Terminal Ukuran Kedalaman (meter) E-P P-C 3 5 7 9 12 R R R R R (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 180,6 10,6 9,2 7 6,2 2 5 6 180,3 10,9 9,3 7,1 6,2 3 6 7 184 11,2 9,5 7,2 6,3 4 7 8 184,7 11,7 10 7,7 6,8 5 8 9 185 13,5 11,4 9 8,1 Tabel 2. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang Dalam Keadaan Kering. ( Pada tanggal 24 juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )
- 18. No Terminal Ukuran Kedalaman (meter) E-P P-C 3 5 7 9 12 R R R R R (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 120,1 7,0 7,0 3,0 2,2 2 5 6 120,9 7,0 7,0 3,0 2,2 3 6 7 121,1 7,1 7,1 3,1 2,3 4 7 8 120.1 7,2 7,1 3,2 2,3 5 8 9 122,1 7,2 7,1 3,3 2,4 Tabel 3. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang Dalam Keadaan Basah. ( Pada tanggal 5 Oktober 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )
- 19. No Terminal Ukuran Plat (meter2) E-P P-C 1 x 1 0,75 x 0,75 0,5 x 0,5 0,35 x 0,35 0,25 x 0,25 R R R R R (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 5,8 6,9 9,0 10,0 11,2 2 5 6 5,6 6,9 9,0 10,0 11,2 3 6 7 5,6 6,9 9,1 10,1 11,1 4 7 8 5,4 7,0 9,1 10,1 11,3 5 8 9 5,4 7,0 9,2 10,3 12,3 Tabel 4. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat Dalam Keadaan Basah. ( Pada tanggal 5 Oktober 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )
- 20. No Terminal Ukuran Plat (meter2) E-P P-C 1 x 1 0,75 x 0,75 0,5 x 0,5 0,35 x 0,35 0,25 x 0,25 R R R R R (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 5,4 6,7 8,4 10,1 11,9 2 5 6 5,6 6,9 8,7 10,3 12,1 3 6 7 5,7 7,1 8,9 10,5 12,3 4 7 8 5,8 7,1 8,9 10,6 12,5 5 8 9 5,9 7,1 9,0 10,6 12,6 Tabel 5. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat Dalam Keadaan Lembab. ( Pada tanggal 10 Juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )
- 21. No Terminal Ukuran Plat (meter2) E-P P-C 1 x 1 0,75 x 0,75 0,5 x 0,5 0,35 x 0,35 0,25 x 0,25 R R R R R (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 5,4 6,7 8,4 10,1 11,9 2 5 6 5,6 6,9 8,7 10,3 12,1 3 6 7 5,7 7,1 8,9 10,5 12,3 4 7 8 5,8 7,1 8,9 10,6 12,5 5 8 9 5,9 7,1 9,0 10,6 12,6 Tabel 6. Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat Dalam Keadaan Kering. ( Pada tanggal 24 Juni 2009 ), dengan tegangan ( 0,1 Volt )
- 22. No Terminal E-P P-C Pararel Rod Pararel Plat Pararel Rod dan Plat Rtotal Rtotal Rtotal (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 2,1 3,8 1,4 2 5 6 2,3 3,8 1,4 3 6 7 2,2 3,9 1,5 4 7 8 2,4 3,9 1,5 5 8 9 2 3,9 1,4 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 )
- 23. No Terminal E-P P-C Pararel Rod Pararel Plat Pararel Rod dan Plat Rtotal Rtotal Rtotal (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 2,0 4,2 1,9 2 5 6 2,0 4,2 1,9 3 6 7 2,0 4,1 1,8 4 7 8 2,1 4,2 1,9 5 8 9 2,1 4,4 2,1 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 )
- 24. No Terminal E-P P-C Pararel Rod Pararel Plat Pararel Rod dan Plat Rtotal Rtotal Rtotal (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 2,7 4,7 2,1 2 5 6 2,5 5,2 2,0 3 6 7 2,3 5,3 2,0 4 7 8 2,3 5,3 2,1 5 8 9 2,3 5,4 2,0 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 )
- 25. Menghitung Nilai Tahanan Elektroda Plat • Kedalaman Pasak (s) = 2 m • Luasan Pasak ( w.l ) = 1 x 1 • Rp = 5,4 Sebagai 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 Ωm 2,4 sLW 16,0 . 1 2,4 10,8 2 16,0 11 1 x Tahanan Secara Teoritis (Rth ) Rth = = = 2,57 ( 1 + 0,08 ) = 2,77 Ω Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 12.
- 26. Menghitung Nilai Tahanan Elektroda Batang Sebagai 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 m b. Rp = 15,7 Ω c. a = 0,0254 m Untuk Mendapatkan Nilai , dan Rth digunakan Persamaan Sebagai Berikut : = Rp x L = 15,7 x 3 = 47,1 Ωm Tahanan Secara Teoritis (Rth ) L 2 1 4 a L Ln 3.2 47,1 1 0254,0 3,4 Ln Rth = = = 15,7 Ω Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 11
- 27. Meghitung Nilai Tahanan ( Sistem Grid ) Pararel Elektroda Batang Untuk Mendapatkan Nilai RPararel digunakan Persamaan Sebagai Berikut Rpararel 1 6,180 1 = 6,10 1 2,9 1 7 1 2,6 1 = 0,055 + 0,094 + 0,108 + 0,142 + 0,161 = 0,56 Ω Rpararel = 56,0 1 = 0,178 Ω 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 :
- 28. Menghitung Nilai Tahanan ( Sistem Grid ) Pararel Elektroda Plat Sebagai 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 : Rpararel 1 9,5 1 1,7 1 0,9 1 6,10 1 6,12 1 592,0 1 = = 0,169 + 0,140 + 0,111 + 0,093 + 0,079 = 0,592 Ω Rpararel = = 1,684 Ω Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 10
- 29. Menghitung Nilai Tahanan ( Sistem Grid ) Pararel Elektroda Batang dan Plat Rpararel 1 1,2 1 8,3 1 739,0 1 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 Ω Rpararel = = 1,35 Ω Dengan cara yang sama, diperoleh hasil analisa data yang lain selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 10
- 30. No Terminal E-P P-C ELEKTRODA BATANG ELEKTRODA PLAT ELEKTRODA BATANG DAN PLAT (Ω) (Ω) (Ω) 1 4 5 0,178 1,572 1,35 2 5 6 0,179 1,62 1,4 3 6 7 0,968 1,655 1,4 4 7 8 0,998 1,672 1,48 5 8 9 1,069 1,684 1,32 Tabel 10. Data hasil Analisa (Sistem Grid) Pararel Elektroda Batang, Elektroda Plat, dan Elektroda Batang dan Plat.
- 31. No Terminal Resivisitas Tanah (Ωm) Tahanan (Ω) Pengukuran Teoritis E-P P-C 3 m 5 m 7 m 9 m 12 m 3 m 5 m 7 m 9 m 12 m 3 m 5 m 7 m 9 m 12 m 1 4 5 47,1 40 37,1 27,9 24 15,7 8 5,3 3,1 2,0 12,87 7,22 5,07 3,09 2,08 2 5 6 47,1 38,5 38,5 27,9 25,2 15,7 7,7 5,5 3,1 2,1 12,89 6,95 5,26 3,09 2,19 3 6 7 46,2 38 39,2 28,8 25,2 15,4 7,6 5,6 3,2 2,1 12,65 6,86 5,35 3,19 2,19 4 7 8 45,9 38,5 39,2 28,8 26,4 15,3 7,7 5,6 3,2 2,2 12,57 6,95 5,35 3,19 2,29 5 8 9 46,2 39 39,9 29,7 27,6 15,4 7,8 5,7 3,3 2,3 12,65 7,04 5,45 3,29 2,40 Tabel 11. Hasil Analisa Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Batang. Pada Tanggal 10 juni 2009. Pada Kondisi Tanah Lembab
- 32. No Terminal Resivisitas Tanah (Ωm) Tahanan (Ω) Pengukuran Teoritis E-P P-C 1 x 1 0,75 x 0,75 0,5 x 0,5 0,35 x 0,35 0,25 x 0,25 1 x 1 0,75 x 0,75 0,5 x 0,5 0,35 x 0,35 0,25 x 0,25 1 x 1 0,75 x 0,75 0,5 x 0,5 0,35 x 0,35 0,25 x 0,25 1 4 5 8,479 5,92 3,30 1,98 1,17 5,4 6,7 8,4 10,1 11,9 2,26 6,8 16,3 39,65 91,21 2 5 6 8,792 6,09 3,41 1,98 1,19 5,6 6,9 8,7 10,3 12,1 2,88 6,35 16,30 40,32 94,18 3 6 7 8,949 6,27 3,49 2,02 1,21 5,7 7,1 8,9 10,5 11,3 2,93 6,55 17,29 41,22 95,71 4 7 8 9,106 6,27 3,49 2,04 1,23 5,8 7,1 8,9 10,6 12,5 2,98 6,55 17,29 41,22 96,48 5 8 9 9,236 6,27 3,53 2,04 1,24 5,9 7,1 9,0 10,6 12,6 3,03 6,55 17,29 41,61 97,31 Tabel 12. Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Pentanahan Pada Elektroda Plat. Pada Tanggal 10 juni 2009. Pada Kondisi Tanah Lembab
- 33. Data hasil percobaan penangkal petir dilab. Tegangan tinggi JARAK JARUM KE PENANGKAL PETIR JARAK SELA BOLA ARUS BOCOR ( mA ) TEG. TEMBUS ( KV ) TEG. PETIR ( KV ) KET 5 MM 10 MM 4.6 14 17.64 KV TEMBUS 7 MM 10 MM 4.6 14 17.64 KV TEMBUS 9 MM 10 MM 4.6 14 17.64 KV TEMBUS 10 MM 10 MM 4.4 14 17.64 KV TEMBUS 12 MM 10 MM 4.4 14 17.64 KV TEMBUS 14 MM 10 MM 4.2 14 17.64 KV TEMBUS 15 MM 10 MM 4.2 14 17.64 KV TEMBUS P = 95,5 Cm Hg / 955 mmHg T = 29 ⁰C TANGGAL 13 JUNI 2009 Tabel 13. Hasil Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir.
- 34. JARAK JARUM KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLA JARAK SELA BOLA ARUS BOCOR ( mA ) TEG. TEMBUS ( KV ) TEG. PETIR ( KV ) KET 5 MM 10 MM 5.8 15 19.11 KV TEMBUS 7 MM 10 MM 5.4 14 17.64 KV TEMBUS 9 MM 10 MM 5.4 14 19.11 KV TEMBUS 10 MM 10 MM 5.2 14 17.64 KV TEMBUS 12 MM 10 MM 4.8 14 18.22 KV TEMBUS 14 MM 10 MM 5.4 14 17.64 KV TEMBUS 15 MM 10 MM 4.8 14 17.64 KV TEMBUS Tabel 14. Hasil Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir dengan bola.
- 35. JARAK BOLA KE PENANGKAL PETIR JARAK SELA BOLA ARUS BOCOR ( mA ) TEG. TEMBUS ( KV ) TEG. PETIR ( KV ) KET 5 MM 10 MM 5,6 14 13,64 KV TEMBUS 7 MM 10 MM 5,4 14 13,64 KV TEMBUS 9 MM 10 MM 5,2 14 13,64 KV TEMBUS 10 MM 10 MM 5 14 13,64 KV TEMBUS 12 MM 10 MM 4,8 14 13,64 KV T. TEMBUS 14 MM 10 MM 4,8 14 13,64 KV T. TEMBUS 15 MM 10 MM 5,4 14 17,64 KV T. TEMBUS Tabel 15. Hasil Pengukuran Elektroda Bola dengan Penangkal Petir .
- 36. JARAK BOLA KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLA JARAK SELA BOLA ARUS BOCOR ( mA ) TEG. TEMBUS ( KV ) TEG. PETIR ( KV ) KET 5 MM 10 MM 4,8 13 11,76 KV TEMBUS 7 MM 10 MM 4,8 13 11,76 KV TEMBUS 9 MM 10 MM 5 14 14,70 KV TEMBUS 10 MM 10 MM 5,2 14 17,64 KV TEMBUS 12 MM 10 MM 5,8 14 17,64 KV TEMBUS 14 MM 10 MM 6 14 17,64 KV TEMBUS 15 MM 10 MM 6,4 14 29,58 KV TEMBUS Tabel 16. Hasil Pengukuran Elektroda Bola dengan Penangkal Petir dengan bola .
- 37. JARAK PLAT KE PENANGKAL PETIR JARAK SELA BOLA ARUS BOCOR ( mA ) TEG. TEMBUS ( KV ) TEG. PETIR ( KV ) KET 5 MM 10 MM 5,2 14 10,29 KV TEMBUS 7 MM 10 MM 5,4 14 14,70 KV TEMBUS 9 MM 10 MM 5,6 14 17,05 KV TEMBUS 10 MM 10 MM 5,4 14 22,05 KV T. TEMBUS 12 MM 10 MM 5,4 14 17,64 KV T. TEMBUS 14 MM 10 MM 4,8 13 17,64 KV T. TEMBUS 15 MM 10 MM 4,8 13 17,64 KV T. TEMBUS Tabel 17. Hasil Pengukuran Elektroda Plat dengan Penangkal Petir .
- 38. JARAK PLAT KE PENANGKAL PETIR BOLA-BOLA JARAK SELA BOLA ARUS BOCOR ( mA ) TEG. TEMBUS ( KV ) TEG. PETIR ( KV ) KET 5 MM 10 MM 5,6 14 11,76 KV TEMBUS 7 MM 10 MM 5,8 14 17,64 KV TEMBUS 9 MM 10 MM 5,8 15 24,99 KV TEMBUS 10 MM 10 MM 5,8 15 24,99 KV T. TEMBUS 12 MM 10 MM 6 15 24,99 KV T. TEMBUS 14 MM 10 MM 6,2 15 23,52 KV T. TEMBUS 15 MM 10 MM 6,4 15 23,52 KV T. TEMBUS Tabel 18. Hasil Pengukuran Elektroda Plat dengan Penangkal Petir dengan bola .
- 39. 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 effV kVxx eff V 24,943264,172 max Va. kV22,4375 29273 20273 1013 955 943,42 273 20273 1013 maxVVb. B x T P x 0,89955 943,24 4375,22 max . V B V FCc = 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
- 40. Menghitung Tegangan Tembus Pada Penangkal Petir Bola-bola. effV kVxx eff V 27,0215219,112 max Va. kV24,3073 29273 20273 1013 955 327,0215 273 20273 1013 maxVVb. B x T P x 0,89955 27,0215 24,3073 max . V B V FCc 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
- 41. JARAK JARUM KE PENANGKAL PETIR (mm) JARAK SELA BOLA (mm) ARUS BOCOR (mA) TEG. TEMBUS (kV) TEG. PETIR (kV) Vmax (kV) Vb ( kV) Fc 5 10 4.6 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 7 10 4.6 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 9 10 4.6 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 10 10 4.4 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 12 10 4.4 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 14 10 4.2 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 15 10 4.2 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 . Tabel 19. Hasil Analisa Percobaan Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir Tanpa Bola
- 42. 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) Fc 5 10 5.8 15 19.11 27.0215 24.3073 0.89955 7 10 5.4 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 9 10 5.4 14 19.11 27.0215 24.3073 0.89955 10 10 5.2 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 12 10 4.8 14 18.22 25.7631 23.1753 0.89955 14 10 5.4 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 15 10 4.8 14 17.64 24.943 22.4375 0.89955 Tabel 20. Hasil Analisa Percobaan Pengukuran Elektroda Jarum dengan Penangkal Petir Bola-bola.
- 43. 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.
- 44. 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.
- 45. 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.
- 46. 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.
- 47. 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.
- 48. 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.
- 49. 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 R Dimana :V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) R = Tahanan (Ohm) V A Sumber bolak-balik PRE Metode Merger Tanah
- 50. •Keadaan tanah kering 1. Warnanya coklat kemerah-merahan. 2. Temperaturnya 29C (kondisi cerah). •Keadaan tanah basah : 1. Warnanya coklat kehitam-hitaman. 2. Temperaturnya 20C- 25C. 3. Terdapat genangan air (kondisi hujan). •Keadaan tanah lembab 1. Warnanya coklat kekuningan. 2. Temperaturnya 25C- 28C. 3. Kondisi berawan (setelah/sebelum hujan). Berdasarkan pada waktu pengambilan data kondisi tanah bermacam-macam. Di bawah ini djelaskan keterangan tentang keadaan tanah tersebut:
- 51. PENUTUPKesimpulan pentanahan elektroda batang dan plat 1. 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 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. 2. 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.
- 52. 3. 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 4.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.
- 53. 5. 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. 6. 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. 7. 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.
- 54. Saran 1. 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. 2. Dalam hal Percobaan Penangkal Petir Kami hanya melakukan percobaan di Laboratorium Tegangan Tinggi Implus, diharapkan Kedepannya dapat di lakukan Percobaan Langsung dengan Petir.
- 55. VI. LAMPIRAN Lampiran 1. Finial petir, Kawat pentanahan,Batang Pentanahan dan Plat Tembaga
- 56. Lampiran 2. Pengecetan Menara penangkal petir
- 57. Lampiran 3. Lubang sedalam 2 meter untuk pentanahan plat
- 58. Lampiran 4. Pembuatan Elektroda Plat
- 59. Lampiran 5. Pemasangan Pentanahan Elektroda Batang
- 60. Lampiran 6. Pemasangan pentanahan Elektroda Batang
- 61. Lampiran 7. Pembuatan Elektroda Plat
- 62. Lampiran 8. Pemasangan Elektroda Plat
- 63. Lampiran 9. Pengeboran untuk Pentanahan Elektroda Batang
- 64. Lampiran 10. Peneboran telah mencapai kedalam 3 meter
- 65. Lampiran 11. Pemasangan Menara untuk Finial Petir
- 66. Lampiran 12.Pemasangan Papan Nama
- 67. Lampiran 13. Mahasiswa IIIB sementara menyambungkan Alat Ukur dengan Elektroda Pentanahan. Dalam rangka Praktikum Pentanahan.
- 68. Lampiran 14 Mahasiswa IIIB sementara mencatat data Pengukuran Pentanahan
- 69. Lampiran 15. Pembuatan dan Penelitian Finial Petir yang telah selesai.