FAKTOR TAHANAN PEMBUMIAN
Tahanan pembumian harus sekecil mungkin untuk menghindari bahaya[1]bahaya yang ditimbulkan oleh adanya arus gangguan tanah. Nilai standar mengacu pada Persyaratan Umum Instalasi Listrik atau PUIL 2000 (peraturan yang sesuai dan berlaku hingga saat ini) yaitu kurang dari atau sama dengan 5 (lima) ohm. Dijelaskan bahwa nilai sebesar 5 Ohm merupakan nilai maksimal atau batas tertinggi dari hasil resistan pembumian (grounding) yang masih bisa ditoleransi. Nilai yang berada pada range 0 ohm-5 Ohm adalah nilai aman dari suatu instalasi pembumian grounding. Nilai tersebut berlaku untuk seluruh sistem dan instalasi yang terdapat pembumian (grounding) di dalamnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar tahanan pembumian adalah :
1. Bentuk Elektroda
Elektroda pembumian adalah penghantar yang ditanam dalam tanah dan membuat kontak langsung dengan tanah. Adanya kontak langsung tersebut bertujuan agar diperoleh pelaluan arus yang sebaik- baiknya apabila terjadi gangguan sehingga arus tersebut disalurkan ke tanah.
Menurut PUIL (2000), elektroda adalah pengantar yang ditanamkan ke dalam tanah yang membuat kontak langsung dengan tanah. Untuk bahan elektroda pembumian biasanya digunakan bahan tembaga, atau baja yang bergalvanis atau dilapisi tembaga. Jenis-jenis elektroda yang digunakan dalam pembumian adalah sebagai berikut :
a. Elektroda Batang
Elektroda batang yaitu elektroda dari pipa atau besi baja profil yang dipancangkan ke dalam tanah. Elektroda ini merupakan elektroda yang pertama kali digunakan dan teori-teori berawal dari elektroda jenis ini. Elektroda ini banyak digunakan pada gardu induk. Secara teknis, elektroda jenis ini mudah pemasangannya dan tidak memerlukan lahan yang luas. Elektroda batang biasanya ditanam dengan kedalaman yang cukup dalam.
 |
| Elektroda Batang |
Rumus tahanan pembumian untuk elektroda Batang –Tunggal:
Dimana :
R = Tahanan pembumian untuk batang tunggal (ohm)
ρ = Tahanan jenis tanah (ohm-meter)
L = Panjang elektroda (meter)
A = Diameter Elektroda (meter)
Rumus tahanan pembumian untuk 2 elektroda batang :
Untuk s<L, jarak antar elektroda s
Untuk s>L, jarak antar elektroda s
b. Elektroda Pelat
Elektroda pelat ialah elektroda dari bahan pelat logam (utuh atau berlubang) atau dari kawat kasa. Pada umumnya elektroda ini ditanam dalam. Elektroda ini digunakan bila diinginkan tahanan pembumian yang kecil dan sulit diperoleh dengan menggunakan jenis elektroda yang lain.
 |
| Elektroda Plat |
Rumus tahanan pembumian untuk elektroda Pelat–Tunggal:
Dimana,
Rp = Tahanan pembumian pelat (ohm)
ρ = Tahanan jenis tanah (ohm-meter)
Lp = Panjang pelat (m)
Wp = Lebar Pelat (m)
Tp = Tebal Pelat (m)
c. Elektroda Pita
Elektroda pita ialah elektroda yang terbuat dari hantaran berbentuk pita atau berpenampang bulat atau hantaran pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal. Kalau pada elektroda jenis batang, pada umumnya ditanam secara dalam. Pemancangan ini akan bermasalah apabila mendapati lapisan-lapisan tanah yang berbatu, disamping sulit pemancangannya, untuk mendapatkan nilai tahanan yang rendah juga bermasalah. Ternyata sebagai pengganti pemancangan secara vertikal ke dalam tanah, dapat dilakukan dengan menanam batang hantaran secara mendatar (horisontal) dan dangkal. Disamping kesederhanaannya itu, ternyata tahanan pembumian yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh bentuk konfigurasi elektrodanya, seperti dalam bentuk melingkar, radial atau kombinasi antar keduanya.
 |
| Elektroda Pita |
Contoh rumus perhitungan tahanan pembumian untuk elektroda pita-tunggal:
Dimana,
Rw = Tahanan dengan kisi-kisi (grid) kawat (ohm)
ρ = Tahanan jenis tanah (ohm-meter)
Lw = Panjang total grid kawat (m)
dw = Diameter kawat (m)
Zw = Kedalaman penanaman (m)
Aw = Luasan yang dicakup oleh grid (m2)
Di bawah ini ada ukuran minimum elektroda bumi yang perlu diketahui :
Tabel 1 Ukuran Minimum Elektroda Bumi
| No | Bahan Jenis Elektrode |
Baja digalvanisasi dengan proses pemanasan |
Baja berlapis tembaga |
Tembaga |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Elekrode Pita |
- Pita baja 100 mm2 setebal minimum 3 mm |
50 mm2 | Pita tembaga 50 mm2 tebal minimum 2 mm |
| - Penghantar pilin 95 mm2 (bukan kawat halus) |
Penghantar pilin 35 mm2 (bukan kawat halus) |
|||
| 2 | Elektrode batang |
- Pipa baja 25 mm - Baja profil (mm) L 65 x 65 x 7 U 6.5 T 6 x 50 x 3 - Batang profil lam yang setaraf |
baja berdiameter 15 mm dilapisi tembaga setebal 250 mm |
|
| 3 | Elektrode pelat |
Pelat besi tebal 3 mm luas 0.5 m2 sampai 1 m2 |
Pelat tembaga tebal 2 mm luas o,5 m2 sampai 1 m2 |
2. Jenis bahan dan ukuran elektroda
Sebagai konsekwensi peletakannya di dalam tanah, maka elektroda dipilih dari bahan-bahan tertentu yang memiliki konduktivitas sangat baik dan tahan terhadap sifat-sifat yang merusak dari tanah, seperti korosi. Ukuran elektroda dipilih yang mempunyai kontak paling efektif dengan tanah.
Tabel berikut ini dapat digunakan sebagai acuan kasar harga tahanan pembumian pada tanah dengan tahanan jenis tanah tipikal berdasarkan jenis dan ukuran elektroda.
Tabel 2 Nilai rata-rata dari resistansi pembumian untuk elektrode bumi
| Jenis Elektrode |
Pita atau hantaran pilin |
Batang atau Pipa | Pelat vertikal 1 m dibawah permukaan tanah dlm m2 |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Panjang (m) | Panjang (m) | |||||||||
| 10 | 25 | 50 | 100 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0,5 x 1 | 1 x 1 | |
| Tahanan Pentanahan |
20 | 10 | 5 | 3 | 70 | 40 | 30 | 20 | 35 | 25 |
3. Jumlah/konfigurasi elektroda
Untuk mendapatkan tahanan pembumian yang dikehendaki dan bila tidak cukup dengan satu elektroda, bisa digunakan lebih banyak elektroda dengan bermacam-macam konfigurasi pemancangannya di dalam tanah.
4. Kedalaman pemancangan/penanaman di dalam tanah
Pemancangan ini tergantung dari jenis dan sifat-sifat tanah. Ada yang lebih efektif ditanam secara dalam, namun ada pula yang cukup ditanam secara dangkal.
5. Faktor-faktor alam (tahanan jenis tanah)
Dari rumus untuk menentukan tahanan tanah dari status elektroda yang hemispherical R = ρ/2πr terlihat bahwa tahanan pembumian berbanding lurus dengan besarnya . Untuk berbagai tempat harga ini tidak sama dan tergantung pada beberapa faktor :
a. Sifat Geologi Tanah
Ini merupakan faktor utama yang menentukan tahanan jenis tanah. Bahan dasar dari pada tanah relatif bersifat bukan penghantar. Nilai resistansi jenis tanah, sangat berbeda tergantung komposisi tanah seperti dapat dilihat dalam PUIL 2000.
Tabel 3 Resistansi Jenis Tanah
| Jenis Elektrode |
Pita atau hantaran pilin |
Batang atau Pipa | Pelat vertikal 1 m dibawah permukaan tanah dlm m2 |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Panjang (m) | Panjang (m) | |||||||||
| 10 | 25 | 50 | 100 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0,5 x 1 | 1 x 1 | |
| Tahanan Pentanahan |
20 | 10 | 5 | 3 | 70 | 40 | 30 | 20 | 35 | 25 |
b. Komposisi Zat-Zat Kimia di dalam Tanah
Kandungan zat – zat kimia dalam tanah terutama sejumlah zat organik maupun anorganik yang dapat larut perlu untuk diperhatikan pula. Di daerah yang mempunyai tingkat curah hujan tinggi biasanya mempunyai tahanan jenis tanah yang tinggi disebabkan garam yang terkandung pada lapisan atas larut. Pada daerah yang demikian ini untuk memperoleh pembumian yang efektif yaitu dengan menanam elektroda pada kedalaman yang lebih dalam dimana larutan garam masih terdapat.
c. Kandungan Air Tanah
Kandungan air tanah sangat berpengaruh terhadap perubahan tahanan jenis tanah ( ) terutama kandungan air tanah sampai dengan 20%. Dalam salah satu test laboratorium untuk tanah merah penurunan kandungan air tanah dari 20% ke 10% menyebabkan tahanan jenis tanah naik samapai 30 kali. Kenaikan kandungan air tanah di atas 20% pengaruhnya sedikit sekali.
d. Temperatur tanah
Temperatur bumi pada kedalaman 5 feet = (1,5 m) biasanya stabil terhadap perubahan temperatur permukaan. Bagi Indonesia daerah tropik perbedaan temperatur selama setahun tidak banyak, sehingga faktor temperatur boleh dikatakan tidak ada pengaruhnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar