ANALISA PERBANDINGAN PENAMBAHAN SERBUK BESI,

SERBUK TEMBAGA, DAN GARAM TERHADAP NILAI

TAHANAN PEMBUMIAN, DAN PENGARUH TERHADAP

KELEMBABAN, PH PADA TANAH PASIR

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan syarat guna memperoleh Gelar Sarjana S1

Teknik Elektro pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Widya

Dharma Klaten

Disusun oleh :

NAMA : BANGKIT HARI PRASETYO

NIM : 1342100484

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS WIDYA DHARMA KLATEN

2017

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Telah diterima dan disetujui oleh Panitia Penguji Skripsi Fakultas Teknik

Elektro Universitas Widya Dharma Klaten pada :

Hari : Kamis

Tanggal : 07 September 2017

Ketua Sekertaris

Sugeng Santoso, S.T, M.Eng Harri Purnomo, S.T, M.T

NIK. 690 999 209 NIK. 690 499 196

Penguji I Penguji II

I Wayan Angga Wijaya Kusuma, S.T, M.Eng Afriliana Kusumadewi, S.T,M.Eng

NIK. 690 914 343 NIP. 19780411 200501 2 002

Mengesahkan :

Dekan Fakultas Teknik Elektro Universitas Widya Dharma Klaten

Ir. H. Darupratomo, M.T

NIK. 690 304 279

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Telah Disetujui untuk Dipertahankan

Hari : Kamis

Tanggal :07 September 2017

Pembimbing I

Sugeng Santoso, S.T, M.Eng

NIK. 690 999 209

Pembimbing II

Harri Purnomo, S.T, M.T

NIK. 690 499 196

iv

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : BANGKIT HARI PRASETYO

NIM : 1342100484

Jurusan : Teknik Elektro

Fakultas : Teknik

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa karya

ilmiah/skripsi/tesis*)

Judul : ANALISA PERBANDINGAN PENAMBAHAN SERBUK

BESI, SERBUK TEMBAGA, DAN GARAM TERHADAP

NILAI TAHANAN PEMBUMIAN, DAN PENGARUH

TERHADAP KELEMBABAN, PH PADA TANAH PASIR

Adalah benar-benar karya saya sendiri dan bebas dari plagiat. Hal-hal yang

bukan merupakan karya saya dalam karya ilmiah/skripsi/tesis*) ini telah

diberi tanda sitasi dan ditunjukan dalam Daftar Pustaka.

Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, saya

bersedia menerima sangsi akademik berupa pembatalan Ijazah dan

pencabutan gelar yang saya peroleh dari karya ilmiah/skripsi/tesis*) ini.

Klaten, 07 September 2017

Yang membuat pernyataan,

( BANGKIT HARI PRASETYO )

Catatan:

*) Coret yang tidak sesuai

v

MOTTO

1. Kesuksesan hanya didapat oleh mereka yg mempunyai azzam yang kuat,

raga yang selalu bergerak dan berusaha serta hati dan lisan yang selalu

berdoa kepada Rabb-Nya.(Bangkit Hari Prasetyo)

2. Sesuatu itu akan menjadi kenyataan, jika ia kita kerjakan perlahan bukan

hanya kita pikirkan. (Bangkit Hari Prasetyo)

3. Selalu becita-cita yang besar, lalu nikmati setiap ujian dan rintangan yang

menghadang, karena akan ada pelangi setelah badai. (Bangkit Hari

Prasetyo)

4. Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya

bersama kesulitan ada kemudahan (QS. Al-Insyirah, 5-6)

vi

HALAMAN PERSEMBHAN

Skripsi ini dipersembahkan kepada :

1. Allah SWT, yang telah memberikanku kekuatan serta membekaliku

dengan akal dan fikiran. Atas karunia serta kemudahan yang engkau

berikan akirnya skripsi ini dapat terselesaikan.

2. Kedua Orang tua saya, Rojikn dan Surati yang tak pernah lelah

memberikan dukungan dan do’a. Sehingga skripsi ini bias terselesaikan.

3. Adik saya Dwiki Muhamad Afan

4. Teman dan sahabat seperjuangan yang selalu memotivasi.

5. Almamater Universitas Widya Dharma Klaten.

6. Semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan dalam

menyelesaikan skripsi ini.

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah,puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, atas

limpahan nikmat dan karunia-Nya, saya bisa menyelesaikan skripsi yang

berjudul “ ANALISA PERBANDINGAN PENAMBAHAN SERBUK BESI,

SERBUK TEMBAGA, DAN GARAM TERHADAP NILAI TAHANAN

PEMBUMIAN, DAN PENGARUH KELEMBABAN, PH PADA TANAH

PASIR,” sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada Jurusan

Teknik Elektro jenjang Strata-1 Fakultas Teknik Universitas Widya Dharma

Klaten.

Dalam penyusunan skripsi ini saya menyadari tanpa bantuan,

bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, saya tidak akan bisa

menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya berterimakasi kepada:

1. Bapak Prof. Dr. H. Triyono, M.Pd, selaku Rektor Universitas Widya

Dharma Klaten.

2. Bapak Ir. H. Darupratomo, M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Widya Dharma Klaten.

3. Bapak Sugeng Santoso, S.T, M.Eng, selaku Ketua Program Studi

Jurusan Teknik Elektro dan selaku Dosen Pembimbimg I.

4. Bapak Harri Purnomo, S.T, M.T, selaku Dosen Pembimbing II.

5. Bapak/Ibu Dosen, Khususnya Dosen Jurusan Teknik Elektro serta

seluruh staf Karyawan Universitas Widya Dharma Klaten, yang

viii

dengan setulus hati memberikan bantuan dan bimbingan selama

menyelesaikan studi.

6. Bapak Jemakir, selaku Kepala Desa Sidorejo, Kecamatan Kemalang,

Kabupaten Klaten dan seluruh Warga Desa Sidorejo yang telah

memberikan ijin dan tempat untuk penelitian ini.

7. Kedua Orang Tua dan Seluruh keluarga saya yang selalu mendo’akan

dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.

8. Seluruh teman seperjuanganMahasiswa Teknik Elektro Universitas

Widya Dharma Klaten yang telah banyak membantu dalam penelitian

dan penulisan skripsi ini.

9. Serta seluruh pihak yang telah banyak membantu dalam skripsi ini

yang tidak bisa saya sebut satu persatu.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan

skripsi ini. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat

diharapkan. Semoga skripsi ini dapat memberikan bermanfaat bagi penulis

khususnya dan semua pihak yang memerlukan.

Klaten, 07 September2017

Penulis

ix

ABSTRAK

BANGKIT HARI PRASETYO, NIM : 1342100484, Jurusan Teknik Elektro,

Fakultas Teknik, Universitas Widya Dharma Klaten, Skripsi : “ANALISA

PERBANDINGAN PENAMBAHAN SERBUK BESI, SERBUK

TEMBAGA DAN GARAM TERHADAP NILAI TAHANAN

PEMBUMIAN, DAN PENGARUH TERHADAP KELEMBABAN, PH

PADA TANAH PASIR”.

Sistem pembumian memegang peranan yang sangat penting dalam

usaha pengamanan dan perlindungan sistem tenaga listrik dan perangkat-

perangkat listrik dari gangguan lonjakan listrik, petir atau tegangan asing

lainya dengan cara mengalirkan arus gangguan kedalam tanah dan disebarkan

ke segala arah. Semakin kecil nilai tahanan pembumian, maka semakin baik

sistem pembumian tersebut.

Tahanan pembumian dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti sifat

geologi tanah, kandungan zat-zat kimia dalam tanah, kandungan air tanah atau

kelembaban tanah, temperatur tanah.Pada tanah pasir nilai tahanan

pembumian relatif tingi disebabkan kandungan garam dalam tanah dan

kandungan air dalam tanah rendah. Untuk dapat menurunkan nilai tahanan

pembumian dapat menambahkan zat aditif kedalam tanah. Zat aditif yang

digunakan berupa serbuk besi, serbuk tembaga dan garam. Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui perbandingan nilai tahanan pembumian dengan

penambahan zat aditif berupa serbuk besi, serbuk tembaga dan garam

sebanyak 800 gram pada tanah pasir, dan pengaruh penambahan zat aditif

berupa serbuk besi, serbuk tembaga dan garam pada kelembaban dan pHpada

tanah pasir

Dari hasil analisa diperoleh kesimpulan dengan penambahan zat aditif

berupa serbuk besi, serbuk tembaga dan garam masing-masing 800 gram

pada tanah pasir, dapat menurunkan nilai tahanan pembumian.Penambahan

serbuk tembaga lebih baik dari penambahan serbuk besi atau garam.

Penurunan maksimal nilai tahanan pembumian pada serbuk tembaga dari

1541Ω sampai 332Ω, pada serbuk besi dari 1607Ω sampai 751Ω, pada garam

dari 1633Ω sampai 510Ωdan nilai rata-rata tahanan pembumian selama 2

bulan, denganpenambahan serbuk tembaga 383,2 Ω , garam 618,16 Ω, serbuk

besi 811,63 Ω. 3. Zat aditif berupa serbuk besi, serbuk tembaga, dan garam

tidak mempengaruhi kelembaban tanah dan pH tanah.

Kata Kunci : Tahanan pembumian, zat adiktif , kelembaban, ph, tanah pasir.

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL............................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN............................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN.............................................................. iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI......................... iv

HALAMAN MOTTO........................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................... vi

KATA PENGANTAR........................................................................... vii

ABSTRAK............................................................................................. ix

DAFTAR ISI........................................................................................ x

DAFTAR TABEL................................................................................. xiii

DAFRAR GAMBAR............................................................................

xiv

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

1.1. Latar Belakang masalah...................................................... 2

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

1.3. Batasan Masalah................................................................. 3

1.4. Tujuan Penelitian................................................................ 4

1.5. Manfaat Penelitian.............................................................. 4

1.6. Metode Penelitian............................................................... 5

1.7. Sistematika penulisan......................................................... 6

1.8. Kajian Pustaka …………................................................... 11

BAB II DASAR TEORI....................................................................... 14

2.1. Sistem Pembumian............................................................. 14

2.1.1. Karakteristik Sistem Pembumian............................. 15

2.1.2. Syarat Sistem Pembumian........................................ 16

2.1.3. Faktor Yang Mempengaruhi Sistem Pembumian…. 16

2.1.4. Bagian-Bagian Yang Dibumikan.............................. 17

xi

2.1.5Elektroda Pembumian................................................ 18

2.2. Tanah Pasir......................................................................... 21

2.2.1. Karakteristik Tanah Pasir......................................... 22

2.3. Pengaruh Tahanan Tanah……………………………....... 23

2.4. Faktor Nilai Tahanan Pembumian...................................... 23

2.4.1. Sifat Geologi Tanah……………………………….

2.4.2. Komposisi Zat-Zat Kimia Tanah………………….

2.4.3. Kandungan Air Tanah…………………………….

2.4.4. Temperatur Tanah………………………………..

2.5. Perbaikan Nilai Tahanan Pembumian…………………….

23

24

25

25

25

2.6. Penambahan Zat Aditif....................................................... 26

2.6.1. Serbuk Besi……….................................................

2.6.2. Serbuk Tembaga……………………………….....

2.6.3. Garam……………………………………………...

27

28

30

2.7. Metode Pengukuran Tahanan Pembumian......................... 31

2.7.1. Metode Dua Titik....................................................

2.7.2. Metode Fall Of Potential………………..………..

2.7.3. Metode Tiga Titik………………………………….

31

32

33

2.8. Pengertian Digital Earth Tester………….......................... 34

2.9. Pengertian PH Moisture meter........................................... 34

2.10. Metode Analisa Data........................................................ 35

BAB III METODE PENELITIAN....................................................... 38

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian............................................. 38

3.2. Alat dan Bahan................................................................... 38

3.3. Penambahan Zat Adiktif.................................................... 40

3.4. Pengukuran Nilai Tahanan Pembumian, Kelembaban pH

Tanah……………………………………………………. 39

3.4.1. BlankoHasil Pengukuran Nilai Tahanan Pembumian,

Kelembaban, pH Tanah…………………… 40

3.4.2. Flowcart Pengukuran Nilai Tahanan Pembumian... 46

3.5. Analisa Data…………………........................................... 47

xii

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................. 53

4.1. Data Hasil Pengukuran Tahanan Pembumian.................... 53

4.2. Data Hasil Pengukuran Kelembaban Tanah……............... 56

4.3. Data Hasil Pengukuran pH Tanah...................................... 61

4.4. Hubungan Kelembaban Tanah TerhadapTahanan

Pembumian……………………………………………….. 67

4.5. Hubungan pH Tanah Terhadap Tahanan Pembumian........ 77

4.6. Analisa Data................................................................... 69

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................... 80

5.1. Kesimpulan......................................................................... 89

5.2. Saran................................................................................... 90

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN-LAMPIRAN

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1

Tahanan jenis tanah berdasarkan Persyaratan Umum Instalasi

Listrik 2000 (PUIL 2000)...................................................................

24

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran nilai tahanan pembumian………………....... 5

Tabel 4.2 Data hasil pengukuran kelembaban tanah…………………………. 57

Tabel 4.3 Data hasil pengukuran kelembaban tanah dalam bentuk persen….. 59

Tabel 4.4 Data hasil pengukuran pH tanah………………………………….. 62

Tabel 4.5 Hubungan kelembaban tanah terhadap nilai tahanan pembumian.. 65

Tabel 4.6 Hubungan pH tanah terhadap nilai tahanan pembumian……. 67

Tabel 4.7 ANAVA………………………......................................................... 78

Tabel 4.8 Perbandingan harga HSD dengan beda mean………………………. 81

Tabel 4.9 Perbandingan serbuk besi dan serbuk tembaga……………….……. 82

Tabel 4.10 Perbandingan serbuk besi dan garam………………………………. 67

Tabel 4.11 Perbandingan serbuk tembaga dan garam………………….............. 68

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Elektroda batang...................................................................... 19

Gambar 2.2 Elektroda pita........................................................................... 20

Gambar 2.3 Elektrodapelat…………………………….............................. 21

Gambar 2.4 Serbuk besi............................................................................... 28

Gambar 2.5 Serbuk Tembaga……………………………………………. 29

Gambar 2.6 Garam…………………………………….............................. 31

Gambar 2.7 Pengukuran tahanan pembumian dengan metode dua titik..... 32

Gambar 2.8 Pengukuran tahanan pembumian dengan metode fall of

potential……………………………………………………… 33

Gambar 2.9 Pengukuran tahanan pembumian dengan metode tiga titik…. 33

Gambar 2.10 Digital earth tester………………………………………….. 34

Gambar 2.11 PH moisture meter…………………………………………. 35

Gambar 31 Penambahan zat aditif pada tanah pasir……………………… 40

Gambar 3.2 Flowchart pengukuran nilai tahanan pembumian…………….. 46

Gambar 4.1 Grafik pengukuran nilai tahanan pembumian selama 2 bulan.. 55

Gambar 4.2 Grafik nilai rata-rata tahanan pembumian selama 2 bulan…… 56

Gambar 4.3 Grafik pengukuran nilai kelembaban tanah selama 2 bulan….. 60

Gambar 4.4 Grafik rata-rata kelembaban tanah selama 2 bulan………… 61

Gambar 4.5 Grafik pengukuran nilai pH tanah selama 2 bulan…………. 63

Gambar 4.6 Grafik nilai rata-rata pH selama 2 bulan…………………… 64

Gambar 4.7

Grafik hubungan kelembaban tanah dengan tahanan

pembumian…………………………………………………..

66

Gambar 4.8 Grafik hubungan pH dengan tahanan pembumian…………… 68

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem pembumian memegang peranan yang sangat penting dalam usaha

pengamanan atau perlindungan sistem tenaga listrik dan perangkat-perangkat

yang menggunakan listrik sebagai sumber tenaga, dari gangguan lonjakan listrik,

petir, atau tegangan asing lainya dengan cara mengalirkan arus gangguan ke

dalam tanah dan disebarkan ke segala arah.

Dalam sistem pembumian semakin kecil nilai tahanan pembumian maka

kemaampuan mengalirkan arus ke tanah juga semakin besar, sehingga arus

gangguan tidak merusak peralatan, yang berarti semakin baik sistem pembumian

tersebut. Nilai tahanan jenis tanah pada setiap tanah berbeda-beda. Berdasarkan

PUIL 2000 nilai tahanan tahanan pembumian antara 30 Ω sampai 3000 Ω,

tergantung dari komposisi tanah. Pada daerah yang memiliki nilai tahanan

pembumian yang tinggi, ada beberapa cara memperkecil nilai tahanan

pembumian, yaitu dengan mendesain elektroda pembumian, menambahkan zat

aditif kedalam tanah, mendesain elektroda dan menambahkan zat aditif kedalam

tanah.

Tahanan pembumian dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti sifat geologi

tanah, kandungan zat-zat kimia dalam tanah, kandungan air tanah atau

kelembaban tanah, temperatur tanah. Berdasarkan PUIL 2000 nilai tahanan

pembumian pada tanah pasir mencapai 1000Ω. Nilai tahanan pembumian pada

2

tanah pasir relatif tinggi, disebabkan kandungan garam dalam tanah dan

kandungan air dalam tanah rendah. Pada daerah yang demikian untuk bisa

mendapatkan nilai tahanan pembumian yang lebih rendah, komposisi zat-zat

kimia dalam tanah dapat dirubah dengan cara menambahkan zat aditif pada tanah.

Zat aditif yang digunakan pada penelitian ini berupa serbuk besi, sebuk tembaga

dan garam sebanyak 800 gram.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan nilai tahanan

pembumian dengan penambahan zat aditif berupa serbuk besi, serbuk tembaga

dan garam sebanyak 800 gram pada tanah pasir, dan pengaruh penambahan zat

aditif berupa serbuk besi, serbuk tembaga dan garam pada media tanah pasir

(kelembaban dan pH) di sekitar elektroda batang yang ditanam tegak lurus

kedalam tanah.

Berdasarkan latar belakang diatas, maka penulis memberikan judul

penelitian ini “ Analisa perbandingan penambahan serbuk besi, serbuk tembaga,

dan garam terhadap nilai tahanan pembumian, dan pengaruh terhadap

kelembaban, pH pada tanah pasir ’’.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan

penelitian ini sebagai berikut :

1. Bagaimana cara mengurangi nilai tahanan pembumian dengan cara

penambahan serbuk besi, serbuk tembaga, dan garam?

3

2. Bagaimana pengaruh penambahan serbuk besi, serbuk tembaga, dan garam

terhadap nilai tahanan pembumian pada tanah pasir ?

3. Bagaimana perbandingan nilai tahanan pembumian antara penambahan serbuk

besi, serbuk tembaga dan garam pada tanah pasir?

4. Bagaimana pengaruh penambahan zat aditif terhadap kelembaban pada tanah

pasir?

5. Bagaimana pengaruh penambahan zat aditif terhadap pH pada tanah pasir?

1.3 Batasan Masalah

Agar pembahasan masalah dalam skripsi ini tidak meluas, maka

diperlukan pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Elektroda yang digunakan adalah elektroda batang berupa besi pejal yang

dilapisi tembaga dengan panjang 150cm dan diameter 5/8 inchi.

2. Elektroda ditanam tegak lurus ( vertikal ) dengan kedalaman yang sama

3. Pengukuran nilai tahanan pembumian dilakukan pada 3 titik :

a. Tanah pasir yang ditambah dengan serbuk besi.

b. Tanah pasir yang ditambah dengan serbuk tembaga.

c. Tanah pasir yang ditambah dengan garam.

4. Penambahan zat aditif pada tanah masing-masing sejumlah 800 gram.

5. Ukuran zat aditif masing-masing sebesar 297 mikron.

6. Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2017 sampai selesai.

7. Penelitian dilakukan di Dukuh Deles RT.21/RW.09, Desa Sidorejo,

Kecamatan Kemalang, Kabupaten Klaten.

4

8. Pengukuran kelembaban dan ph tanah dilakukan dengan alat ukur pH moisture

meter

9. Pengukuran nilai tahanan pembumian dilakukan dengan menggunakan alat

ukur digital earth resistance tester

10. Analisa data dilakukan dengan metodologi statitiska

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini sebagai berikut :

1. Mengurangi nilai tahanan pembumian dengan cara penambahan serbuk besi,

serbuk tembaga dan garam pada tanah pasir.

2. Mengetahui pengaruh penambahan serbuk besi, serbuk tembaga dan garam

pada nilai tahanan pembumian.

3. Mengetahui perbandingan nilai tahanan pembumian yang paling baik antara

serbuk besi, serbuk tembaga dan garam.

4. Mengetahui pengaruh penambahan zat aditif terhadap kelembaban pada tanah

pasir.

5. Mengetahui pengaruh penambahan zat aditif terhadap pH pada tanah pasir.

1.5 Manfaat Penelitian

Setelah dilakukan penelitian dan pengukuran nilai tahanan pembumian.

Diharapkan memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Menjadi referensi untuk mengurangi nilai tahanan pembumian pada tanah

pasir.

5

2. Memberi pengaman atau perlindungan sistem tenaga listrik dari arus

gangguan listrik, petir atau tegangan asing lainnya.

3. Memberi batas aman tegangan disebuah sistem tenaga listrik dalam jangka

waktu tertentu.

1.6 Metode Penelitian

1. Metode studi pustaka

Metode studi pustaka adalah metode dengan mempelajari buku-buku dari

media cetak, internet maupun literature lainya yang berhubungan dengan

masalah yang dibahas untuk mendapatkan teori-teori pendukung yang

digunakan dalam skripsi ini.

2. Metode observasi

Metode observasi adalah metode pengumpulan data atau informasi dengan

cara terjun langsung ke lokasi penelitian dan mencatat secara sistematik

perubahan yang terjadi untuk memperoleh data yang dibutuhkan.

3. Metode analisis data

Metode analisis data dilakukan untuk melihat apakah perbedaan yang

signifikan sebelum dan sesudah nilai tahanan pembumian diberikan perlakuan

penambahan serbuk besi, serbuk tembaga dan garam terhadap media tanah

yang ditanam elektroda batang.

6

1.7 Sistematika Penulisan

Agar mempermudah memahami isi skripsi ini, Penulisan disusun

berdasarkan urutan pembahasan, sistematika penulisan sebagai berikut :

1. BAB I Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah,

tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian, sistematika

penulisan, kajian pustaka.

2. BAB II Landasan Teori

Bab ini berisi dasar-dasar teori yang dapat dijadikan referensi dalam

penelitian ini.

3. BAB III Metode Penelitian

Bab ini menjelaskan tentang tempat penelitian, alat dan bahan yang

digunakan, langkah-langkah penelitian dan metodologi penelitian

4. BAB IV Hasil dan Pembahasan Hasil Penelitian

Bab ini berisi tentang data yang diperoleh dari hasil penelitian analisa dan

hipotesis penelitian, bagaimana pengaruh dan perbandingan serbuk

besi,serbuk tembaga dan garam terhadap nilai tahanan pembumian di

tanah pasir

5. BAB V Kesimpulan dan Saran

Bab ini merupakan kesimpulan dari seluruh hasil penelitian dan saran-

saran yang diharapkan dapat bermanfaat untuk sistem pembumian.

7

1.8 Kajian Pustaka

1. Sunarto Analisis Pengaruh Zat Aditif Bentonit Terhadap Nilai Resistansi

Pembumian Pada Elektroda Pembumian Jenis Batang, Jurusan Teknik

Elektro Politeknik Negeri Bandung Tahun 2013 :

Elektrode pembumian merupakan suatu perangkat dari suatu sistem

pembumian yang dihubungkan ke bagian-bagian peralatan listrik yang

pada keadaan normal tidakdi aliri arus listrik atau bagian peralatan listrik

yang dalam keadaan normal tidak dialiri arus listrik atau bagian konduktif

terbuka (BKT) dengan tujuan untuk membatasi tegangan BKT dengan

tanah. Elektroda pentanahan juga bias dihubungkan pada sistem penangkal

petir yang bertujuan untuk melindungi peralatan listrik terhadap lonjakan

dari tegangan akibat sambaran petir.

Semakin kecil nilai resistan pembumian semakin baik karena

penyebaran arus ke tanah semakin cepat, akan tetapi untuk mendapatkan

nilai resistansi pembumian yang kecil sangatlah sulit karena nilai dari

resistansi pembumian tergantung dari jenis tanah, kelembaban tanah,

kandungan elektrolit pada tanah, dan jenis elektroda pembumian. Ada

beberapa cara untuk memperkecil nilai resistansi pembumian diantaranya

adalah dengan memparalel elektroda dan menambahkan zat kimia pada

tanah di sekitar elektroda. Pada karya ilmiah ini dilakukan pemasangan

elektroda pembmian jenis batang (tembaga murni) sebanyak tiga titik

dengan diameter elektroda batang 12 mm dan panjang 2 meter. 1 elektroda

batang ditanam tanpa menambahkan zat aditif disekitarnya dan 2 elektroda

8

batang ditanam dengan penambahan bentonit disekitarnya dengan

diameter bentonit 10cm dan 15cm. Hal ini dilakukan untuk

membandingkan pengaruh zat aditif bentonit terhadap terhadap nilai

resistansi pembumian pada eletrolit pembumian jenis batang.

Hasil pengukuran tiga titik elektroda batang yang dapat menunjukan

bahwa nilai resistansi pembumian pada elektroda batang yang didapat

menunjukan bahwa nilai resistansi pembumian dari satu elektroda batang

tanpa zat aditif bentonit sebesar 8,7 Ω, sedangkan nilai resistansi

pembumian eletroda batang dengan penambahan zat aditif bentonit di

sekitar elektroda lebih kecil nilainya yaitu sekitar 6, 95 Ω sampai 5,85 Ω.

Nilai Resistansi pembumian. Nilai resistansi pembumian dengan

penambahan zat aditif bentonit mengalami penurunan sampai 37%.

2. Acep Ponadi, Analisis Perbandingan Nilai Tahanan Pentanahan

Menggunakan Elektroda Batang (rod) Jenis Crom Tembaga, Aluminium,

Besi, Dengan Media Tanah Pasir Pumpur Dan Tanah Liat. Jurusan

Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Musamus Tahun 2014:

Sistem pentanahan merupakan salah satu faktor penting dalam

usaha pengamanan (perlindungan) sistem tenaga listrik saat terjadi

gangguan yang disebabkan oleh arus lebih dan tegangan lebih. Arus

gangguan ini menimbulkan gradient tegangan antara peralatan dengan

peralatan, peralatan dengan tanah, serta pada permukaan tanah itu sendiri.

Salah satu cara untuk memperkecil gradient tegangan permukaan tanah

9

yaitu dengan suatu elektroda pembumian yang ditanam kedalam tanah.

Nilai tahanan tanah sangat dipengaruhi oleh nilai tahanan jenisnya,

sehingga perlu dilakukan pengukuran secara akurat dari karakteristik

tanah.

Mengetahui perbandingan nilai tahanan pentanahan jenis elektroda

besi, crom tembaga, aluminium yang ditanam tegak lurus, metode empat

titik, untuk pengukuran 3 jenis tanah yaitu tanah pasir, tanah liat, tanah

lumpur menggunakan elektroda batang tunggal (driven rod) mulai dari

kedalaman 0,50 – 1,50 meter.

Kondisi jenis tanah pasir nilai rata–rata tahanan jenis tanah pada

kedalaman 1,50 m, elektroda besi sebesar 61,510Ω-m dan tahanan

pentanahan sebesar 39,124 Ω, elektroda crom tembaga nilai rata–rata

tahanan jenis tanah sebesar 69.080 Ω-m, tahanan pentanahan sebesar

43.940 Ω serta aluminium nilai rata – rata tahanan jenis tanah sebesar

92.153 Ω-m, tahanan pentanahan sebesar 58.615 Ω. Untuk tanah liat nilai

rata – rata tahanan jenis tanah pada kedalaman 1,50 m elektroda besi

sebesar 3,142 Ω-m dan tahanan pentanahan sebesar 1,998 Ω, elektroda

crom tembaga nilai rata – rata tahanan jenis tanah sebesar 3.427 Ω-m,

tahanan pentanahan sebesar 2.180 Ω serta aluminium nilai rata–rata

tahanan jenis tanah sebesar 6.283 Ω-m, tahanan pentanahan sebesar 3.997

Ω. Untuk tanah lumpur nilai rata–rata tahanan jenis tanah pada kedalaman

1,50 m elektroda besi sebesar 0,956 Ω-m dan tahanan pentanahan sebesar

0,608 Ω, elektroda crom tembaga nilai rata–rata tahanan jenis tanah

10

sebesar 0.820 Ω-m, tahanan pentanahan sebesar 0.521 Ω serta aluminium

nilai rata–rata tahanan jenis tanah sebesar 0.915 Ω-m, tahanan pentanahan

sebesar 0.582 Ω, dan cenderung menurun ketika kedalaman ditambah.

3. Ishak Kasim, Analisis Penambahan Larutan Bentonit Dan Garam Untuk

Memperbaiki Tahanan Pentanahan Elektroda Plat Baja Dan Batang .

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Trisakti

Tahun 2016 :

Sistem pentanahan diperlukan untuk mengamankan suatu gedung

atau peralatan elektronik yang ada di dalamnya agar tidak mengalami

kerusakan akibat terkena sambaran petir. Nilai tahanan pentanahan

maksimum untuk sebuah gedung adalah 5 ohm (PUIL 2000) dan 3 ohm

untuk peralatan (PT Telkom, 1994). Perlu dilakukan perencanaan sistem

pentanahan yang baik untuk memperkecil nilai tahanan pentanahan yang

dapat dilakukan dengan penambahan zat aditif pada tanah. Pada penelitian

ini zat aditif berupa larutan garam dan larutan bentonit. Pengukuran yang

dilakukan setelah penambahan larutan garam dan bentonit menunjukan

penurunan nilai tahanan pentanahan menjadi lebih kecil dari 1 ohm.

4. Mirwan Mukmin, Perbandingan Nilai Tahanan Pentanahan Pada Area

Reklamasi Pantai (Citraland), Jurusan Teknik Elektro, Universitas

Tadulako Tahun 2014 :

Sistem pentanahan adalah sistem hubungan penghantar yang

menghubungkan sistem, badan peralatan dan instalasi dengan bumi/tanah

11

sehingga dapat mengamankan manusia dari sengatanlistrik, dan

mengamankan komponen-komponen instalasi dari bahaya tegangan/arus

abnormal. Oleh karena itu, sistem pentanahan menjadi bagian esensial dari

sistem tenaga listrik. Penelitian dilakukan untuk mengukur dan

membandingkan nilai tahanan pentanahan pada area reklamasi dan non

reklamasi pantai pada area perumahan Citra Land, PT. Ciputra Surya, JO.

sehingga akan mempermudah dalam perancangan sistem pentanahan

nantinya. Jenis elektroda yang digunakan dalam pengukuran ialah

elektroda batang tunggal dengan diameter 0,15 m dan panjang 1,4 meter,

yang ditanam dengan kedalaman 0,25/0,5/0,75/1 meter dari permukaan

tanah, alat ukur yangdigunakan ialah analog earth resistance tester 3235.

Pengukuran nilai tahanan pentanahan dilakukan sebanyak sepuluh kali

agar nilai yang di dapatkan dapat dirata-ratakan sehingga mendapatkan

nilai tahanan pentanahan yang di inginkan. Nilai hasil pengukuran tahanan

pentanahan tanah reklamasi sebesar 3,03 Ω, sedangkan tanah non

reklamasi sebesar 5 Ω. Untuk nilai tahanan jenis tanah pada tanah

reklamasi sebesar 0,455 Ω sedangkan untuk tanah non reklamasi

sebesar1,481 Ω.

5. Bayu Agunawan , Analisa Pengaruh Penambahan Pelat Tembaga Pada

Kutub Bawah Elektroda Batang Terhadap Nilai Tahanan Pembumian

Pada Tanah Lempung, Jurusan Teknik Elektro Universitas Widya Dharma

Klaten 2015

12

Sistem pembumian merupakan salah satu faktor penting dalam

usaha pengamanan dan perlindungan sistem tenaga listrik saat terjadi

gangguan pada sistem tenaga listrik. Arus atau gangguan lebih ini

menimbulkan gradient tegangan antara peralatan dengan peralatan,

peralatan dengan tanah serta dengan permukaan itu sendiri. Dengan

adanya sstem pembumian yang baik maka arus gangguan dapat dengan

cepat dialirkan kedalam tanah dan disebarkan ke segala arah.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh luas

permukaan elektroda terhadap nilai tahanan pembumiandengan cara

menambahkan pelat tembaga pada kutub bawah elektroda batang.

Penelitianini juga bertujuan untuk mengetahui nilai tahanan jenis tanah

pada tanah lempung basah (40%). Pengukuran tahanan jenis tanah

dilakukan dengan menggunakan metode konfigurasi Wenner.

Dari hasil peneitian diperoleh kesimpulan bahwa dengan adanya

penambahan pelat tembaga pada kutub bawah elektroda batang, nilai

tahanan pembumian menjadi turun atau mengecil. Dari penambahan 1

buah pelat tembaga sampai 8 buah pelat tembaga dengan luas permukaan

masing-masing 1203 cm2, 2406cm2, 3609cm2, 4812cm2, 6015cm2,

7218cm2, 8421cm2, 9624cm2, diperoleh presentase penurunan nilai

tahanan pembumian terbesar yaitu sebesar 57,69% yang terjadi pada 8

buah pelat tembaga (9624cm2). Dari hasil pengukuran tahanan jenis tanah

dengan menggunakan metode konfigurasi Wenner pada tanah lempung

13

basah (40%) diperoleh nilai rata-rata tahanan jenis tanah sebesar 57,2 Ω-

cm.

89

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan uraian seluruh analisa data penelitian dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut :

1. Dari hasil analisis yang dilakukan,bahwa pengaruh penambahan

serbukbesi, serbuk tembaga dan garam sejumlah 800gram dapat

menurunkan nilai tahanan pembumian. Penurunan maksimalnilai tahanan

pembumian pada serbuk besi dari 1541Ω sampai 751Ω, serbuk tembaga

dari 1607Ω sampai 332Ω, garam dari 1633Ω sampai 510Ω.

2. Pengaruh penambahan serbuk tembaga terhadap nilai tahanan pembumian

pada tanah pasir, lebih baik dari penambahan serbuk besi atau garam.

Karena nilai maksimal penurunan tahanan pembumian pada serbuk

tembaga dari 1541Ω sampai 332Ω, pada serbuk besi dari 1607Ω sampai

751Ω, pada garam dari 1633Ω sampai 510Ωdan nilai rata-rata tahanan

pembumian selama 2 bulan, denganpenambahan serbuk tembaga 383,2 Ω ,

garam 618,16 Ω, serbuk besi 811,63 Ω.

3. Zat aditif berupa serbuk besi, serbuk tembaga, dan garam tidak

mempengaruhi kelembaban tanah dan pH tanah.

4. Zat aditif berupa serbuk besi, serbuk tembaga dan garam mempengaruhi

nilai tahanan pembumian.

90

5.3 Saran

Beberapa saran yang dapat diajukan oleh penulis sebagai berikut:

1. Penelitian berikutnya sebaiknya dilakukan dalam jangka waktu yang lebih

panjang untuk mengetahui lebih lanjut pengaruh penambahan serbuk besi,

serbuk tembaga dan garam.

2. Penelitianberikutnya dapat menambahkan zat aditif dengan beberapa

jumlah(berat) yang berbeda, sehingga dapat diketahui apakah jumlah

(berat)mempengaruhi penurunan nilai tahanan pembumian.

3. Penelitian berikutnya dapat menggunakan beberapa ukuran zat aditif yang

berbeda, sehingga diketahui apakah ukuran mempengaruhi nilai tahanan

pembumian.

DAFTAR PUSTAKA

Agunawan, Bayu (2015), Analisa Pengaruh Penambahan Pelat Tembaga Pada

Kutub Bawah Elektroda Batang Terhadap Nilai Tahanan Pembumian

Pada Tanah Lempung, Jurusan Teknik Elektro Universitas Widya Dharma

Klaten: Skripsi.

Badan Standarisasi Nasional, Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL 2000)

Jakarta : Yayasan PUIL.

Hary, Hardiyatmo (1992), Mekanika Tanah 1, PT. Gramedia Pustaka Utama,

Jakarta : Buku.

Hatauruk, T.S.(1999), Pengetanahan Netral Sistem Tenaga Dan Pengetanahan

Peralatan. Airlangga Jakarta : Buku.

Ikhsan, Aris Rakhmadi (2002), Analisis pengaruh jenis tanah terhadap

teganganpermukaan tanah. Universitas Gajah Mada.Yogyakarta : Jurnal.

Kasim, Ishak (2016), Analisis Penambahan Larutan Bentonit Dan Garam Untuk

Memperbaiki Tahanan Pentanahan Elektroda Plat Baja Dan Batang .

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Trisakti :

Jurnal.

Mukin, Mirwan, Kali, Agustinus dan Mukhlis, Baso(2014), Perbandingan Nilai

Tahanan Pentanahan Pada Area Reklamasi Pantai (Citraland), Jurusan

Teknik Elektro, Universitas Tadulako : Jurnal.

Nazir, Moch (1983), Metode Penelitian ,Ghalia Indonesia Jakarta : Buku.

Ponadi, Acep(2014), Analisis Perbandingan Nilai Tahanan Pentanahan

Menggunakan Elektroda Batang (rod) Jenis Crom Tembaga, Allluminium,

Besi, Dengan Media Tanah Pasir Pumpur Dan Tanah Liat. Jurusan

Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Musamus : Jurnal.

Prastuti, Heni, Astuti (2012), Pengaruh Penambahan Tembaga (Cu) Terhadap

Sifat Listrik Polianiln (PANi), Universitas Andalas Padang : Jurnal.

Sinaga,Daniel Fransisco (2011), Perbaikan Nilai Tahanan Pentanahan Dengan

Pemberian Zat Aditif Pada Tanah Pentanahan. Universitas Lampung.

Bandar Lampung : Jurnal

Sunarto (2013), Analisis Pengaruh Zat Aditif Bentonit Terhadap Nilai Resistansi

Pembumian Pada Elektroda Pembumian Jenis Batang, Jurusan Teknik

Elektro Politeknik Negeri Bandung : Jurnal.