IMPLEMENTASI SISTEM PENTANAHAN GRID PADA TOWER TRANSMISI 150 KV

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI SISTEM PENTANAHAN GRID PADA TOWER TRANSMISI 150 KV ( Aplikasi Pada Tower Transmisi 150 kv Antara Gardu Induk Indarung Dengan Gardu Induk Bungus) Dea Ofika Yudha (1), Ir. Arnita, M. T (2), Ir. Ija Darmana, M. T (2) (1) Mahasiswa Teknik Elektro, Universitas Bung Hatta, (2) Dosen Teknik Elektro, Universitas Bung Hatta. yudha5757@gmail.com Abstrak Sistem pentanahan pada tower transmisi merupakan perlengkapan keamanan yang amat sangat penting. Pentanahan pada tower transmisi berfungsi untuk menghindari bahaya-bahaya terhadap orang yang berada di daerah tower transmisi atau terhadap peralatan listrik yang terdapat pada tower tersebut. Sistem pentanahan tower transmisi biasanya terdapat pada rangka-rangka tower. Penelitian dilaksanakan pada tower 33 Indarung-Bungus. Pengukuran pentanahan tower dilakukan dengan mengukur nilai tahanan pentanahan tower melalui kaki tower dengan menggunakan alat earth tester. Rangka- rangka tower di hubungkan dengan pentanahan grid yang di tambah dengan satu batang elektroda. Dari hasil penelitian yang sudah dilaksanakan, sistem pentanahan dengan tambahan grid mampu mereduksi nilai pentanahan menjadi 0,5 Ω. Semakin kecil nilai pentanahan yang di dapat maka semakin bagus sistem pentahanahannya. Untuk mendapatkan nilai pentanahan yg kecil dari 1 ohm, pentanahan dengan menambahkan pentanahan grid menjadi solusi yang sangat tepat. Kata kunci : tower transmisi, grid 1. Pendahuluan Tower saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kv adalah bagian dari pendukung sistem pendistribusian tenaga listrik, saluran ini sangat lah mungkin terjadi gangguan akibat adanya sambaran petir yang dapat mengakibatkan kenaikan tegangan yang dapat merusak peralatan listrik. Indonesia sebagai negara di wilayah tropis yang mempunyai angka terjadinya petir cukup tinggi. Untuk menghindari hal tersebut maka pada tower transmisi 150 kv dipasanglah sistem pentanahan atau grounding untuk meminimalisir gangguan tersebut. Oleh karena itu, pentanahan adalah suatu hal yang penting pada tower SUTT 150 kv. Besarnya harga tahanan pentanahan tower SUTT 150 kv harus sesuai dengan ketentuan yang diizinkan untuk menjamin keterandalan sistem bila terjadi tegangan lebih akibat sambaran petir. Apabila nilai tahanan pada tower transmisi tetap besar maka di rancanglah suatu jenis pentanahan grid yang berfungsi untuk memperkecil nilai tahanan penatanahan pada tower transmisi. 2. Landasan Teori Pentanahan peralatan bertujuan untuk : a. Mencegah timbulnya arus gangguan baik besarnya maupun lamanya dalam gangguan keadaan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya. b. Untuk memperbaiki kinerja sistem c. Mengatasi terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya untuk orang di dalam atau di kawasan daerah itu.

2 Tabel 1. Tahanan jenis tanah No Jenis tanah Tahanan jenis 1 Tahan berair, tanah humus 30 2 Tanah liat Pasir basah Kerikil basah Pasir dan kerikil kering Tanah berbatu Sistem Pentanahan Grid Sistem pentanahan grid merupakan pentanahan yang menerapkan sistem penanaman elektroda secara horizontal dengan bentuk kisi-kisi (grid). Dalam sistem pentanahan grid sulit mencari nilai tahanan pentanahan karena susunan grid agak kompleks, sehingga digunakan metode bujur sangkar dengan anggapan bahwa muatan yang tersebar pada permukaan konduktor yang membentuk grid adalah sama. Pentanahan sistem ini terdiri atas pentanahan sistem grid simetris dan sistem tidak simetris Sistem Pentanahan Grid Simetri Pentanahan dengan sistim grid ini dilakukan dengan menanamkan batang-batang elektroda pentanahan dalam tanah pada kedalaman beberapa cm, sejajar dengan permukaan tanah dan elektroda tersebut dihubungkan satu dengan yang lainnya sehingga membentuk beberapa jaringan. Makin banyak konduktor yang ditanam pada sistem ini, maka tegangan yang timbul pada permukaan tanah pada saat terjadi gangguan ketanah kan terdistribusi dengan merata.. Gambar 1.sistem pentanahan grid Sistem Pentanahan Grid Tidak Simetri Pentanahan sistem grid tidak simetri ini pada prinsip nya sama denga pentanahan sistm grid simetri. Perbedaannya hanya pada distribusi konduktor kisi-kisi (konduktor paralel yang membentuk grid) tidak sama jaraknya untuk satu sisi. Penetapan konduktor paralel yang pertama selalu dimulai pada pertengahan daerah pentanahan. Sistem pentanahan grid tidak smetri ditunjukan pada gambar di bawah ini: Gambar.2. grid tidak simetri 2.2. Pengukuran Pentanahan Pada Tower Transmisi 150 kv Dalam melakukan penelitian ini penulis melakukan beberapa jenis pengukuran yaitu : 1. Pengukuran tahanan tanah 2. Pengukuran pentanahan tower 3. Pengukuran pentanahan grid 4. Pengukuran gabungan pentanahan Grid dan pentanahan tower.

3 Pengukuran tahanan tanah Pengukuran ini dilakukan pada daerah kaki- kaki tower. Pengukuran pentanahan dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Gambar 4. pengukuran pentanahan tower Gambar 3. Pengukuran tahanan tanah Menghitung tahanan tanah di ukur dengan menggunakan alat eart tester. Untuk 3 kali percobaan yang di ukur maka R rata-rata tanah adalah : Pengukuran pentanahan grid Pengukuran tahanan pentanahan grid dilakukan dengan cara menghubungkan kabel earth tester warna hijau dengan konduktor pada grid. Dan menancapakan dua batang elektroda ketanah, masing masing elektroda di hubungkan dengan kabel warna kuning dan kabel warna merah. Grid di tanam ketanah 30 cm. Semakin dalam grid yang di tanam semakin bagus nilai pentanahan yang didapat. R = R 1+ R 2 + R 3 3 (1) Keterangan : R = tahanan rata-rata tanah R 1 = tahanan tanah pengukuran 1 R 2 = tahanan tanah pengukuran 2 R 3 = tahanan tanah pengukuran Pengukuran tahanan tower Pada tower transmisi 150 kv biasanya pentanahannya menggunakan elektroda batang yang ditancapkan ketanah. Batang pentanahan pada tower ini dihubungkan dengan earth tester dengan menggunakan kabel berwana hijau, kemudian dua batang elektroda masingmasing dihubungkan dengan mengunakan kabel kuning dan kabel berwarna merah di tancapkan seperti pada gambar 4.2 dibawah ini: Gambar 5. Pentanahan grid Untuk menghitung tahanan pentanaha grid maka di gunakan persamaaan tahanan grid oleh IEEE std diperoleh persamaan utuk kedalaman konduktor 0 m < h< 2,5 meter : R g = ρ [ (1 + 1 )] (2) L 20 A 1+h 20/A

4 Keterangan : R g = tahanan pentanahan grid ρ = tahanan jenis tanah L = panjang konduktor (m) r = jari-jari konduktor (m) A = Luas area pertanahan (m 2 ) h = kedalaman grid (m) Pengukuran gabungan pentanahan grid dan pentanahan tower Setelah melaksanakan pengukuran tahanan tanah, tahanan pentanahan tower, tahanan grid maka selanjutnya pengukuran sistem pentanahan grid akan di paralelkan dengan sistem pentanahan pada tower transmisi. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat gambar 4.5. dibawah ini: 2.3. Data Data grid Grid terbuat dari gabungan beberapa tembaga yang dirangakai menjadi satu sehingga satu sama lain membentuk kisi-kisi atau jaring. Dalam penelitian ini ukuran konduktor grid yang digunakan adalah: Panjang konduktor kisi-kisi utama = 4x1 = 4 meter Panjang konduktor kisi-kisi melintang = 5x1 = 5 meter Panjang batang-batang pentanahan = 4x1 = 4 meter Diameter konduktor = 16 mm Kedalaman grid ditanam (h) = 30 cm = 0,3 m Hasil Pengukuran Hasil pengukuran pada tower trasmisi 150 kv yang diukur pada tower 33, yang terletak di Kecamatan Lubuk kilanagan, Kelurahan tarantang seperti yang ditunjukan pada tabel 2. berikut ini: No Pengukuran 1 Tabel 2. Hasil pengukuran 2 3 Ratarata Gambar 6. Gabungan grid dan tower 1. R tanah 18,2 15,4 17,2 16,93 2. R tower 2,7 2,4 2,5 2,53 Nilai pentanahan grid yang telah digabungkan dengan pentanahan tower dapat dirumuskan melalui persamaan: 3. R grid ,58 1,26 1,33 4. Rgrid+ tower 0,65 0,5 0,6 0,58 Keterangan : R total = R tower. R grid R tower +.R grid R total = tahanan gabungan grid dan tower R grid = tahanan grid R tower = tahanan tower 2.4. Analisa Berdasarkan perhitungan serta pengukuran yang telah dilakukan pada tower 33 Indarung-Bungus, penggunaan sistem pentanahan grid dengan menambahkan elektroda batang ditengah-tengah mampu mereduksi nilai pentanahan yang sudah ada

5 pada tower. Tidak semua tower transmisi yang memiliki pentanahan tambahan. Untuk melakukan pengukuran pentanahan pada tower yang tidak menggunakan pentanahan tambahan cukup dengan cara mengukur kaki tower dengan menggunakan alat earth tester. Hal ini dikarenakan pentanahan tower sudah ada pada rangka-rangka tower pada saat pembangunan tower. Nilai rata-rata tahanan pentanahan tower yang terdapat pada tower 33 indarung bungus sebesar 2,53 Ω. Peneliti menggabungkan pentanahan yang terdapat pada rangka / kaki tower dengan pentanahan jenis grid dimana dengan luas area grid dipasang 1x1 meter dapat mereduksi pentanahan tower sebesar 0,5 Ω. Semakin kecil nilai pentanahan semakin bagus sistem proteksinya. Hasil dari pengukuran ini dapat disimpulkan penambahan sistem pentanahan dengan menggunakan grid yg di gabungkan dengan elektroda batang dapat menghasilkan nilai tahanan pentanahan kecil dari 1 ohm. Nilai tahanan pentanahan pada tower transmisi 150 kv semakin bagus dengan penambahan sistem pentanahan jenis grid ini Kesimpulan Dari hasil penelitian, pengukuran dan perhitungan yang diperoleh dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Sistem pentanahan grid yang di pasang saat penelitian, pada tower 33 Indarungbungus dapat mereduksi nilai pentanahan tower kecil dari satu ohm. 2. Sistem pentanahan grid yang di kopel dengan penambahan elektroda batang, yang dikopel ditengah-tengah grid mampu memperkecil nilai pentanahan grid. 3. Pentanahan grid adalah alternatif cara untuk mendapatkan nilai pentanahan kecil dari 1 Ω Daftar Pustaka 1. Dermawan Arif, Juningtyastuti dan Syakur Abdul. Analisis Nilai Tanahan Pentanahan Yang Ditanam Ditanah dan di Septicktank Pada Perumahan. Semarang. Universitas Diponegoro. 2. IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding. 3. Janardana IGN Pengaruh Umur Pada Beberapa Volume Zat Aditif Betonit Terhadap Nilai Tahanan Pentanahan. Bali. Universitas Udayana. 4. Joko Pramono, Buwono candra dan Zamrudi Transmission Of Electrical Energi. Depok. Univeritas Indonesia 5. Lukmanto Widen, Mahmudsyah S. Yuwono Teguh. Studi Perencanaan Saluran Transmisi 150 kv Bambe Incomer. Surabaya. Institut Teknologi Sepuluh November. 6. Muklis Implementasi Sistem Pentanahan Grid (Aplikasi Pada Kampus III UBH). Padang. Universitas Bung Hatta. 7. Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000). 8. Syofian Andi Sistem Pentanahan Grid Pada Gardu Induk Teluk sirih. Padang. Institut Teknologi Padang. 9. Tanjung Abrar Analisis Sistem Pentanahan Gardu Induk Teluk Lembu dengan Bentuk Konstruksi Grid (Kisi- Kisi). Pekan baru. Universitas Lancang Kuning. 10. Utama Putra Arif. Evaluasi Nilai Tahanan Pentanahan Tower Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kv Transmisi Maninjau-Simpang Empat. Padang. Universitas Bung Hatta.