jenis2 elektroda

Bentuk-Bentuk Elektroda Pentanahan 1 Pentanahan Rod (Elektroda Batang ) Di bawah ini diperlihatkan disribusi tegangan yang terjadi untuk satu batang elektroda dan dua batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah, dimana arus kesalahan mengalir dari elektroda tersebut ke tanah sekitarnya.   dimana Ux : teagangan elektroda pentanahan atau tegangan antara elektroda dengan tanah  x : jarak dari elektroda Dengan demikian untuk jumlah elektroda yang lebih banyak yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah maka tahanan pentanahan semakin kecil dan distribusi tegangan akan lebih merata. 1.1 Satu batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah Dari suatu konduktor terdapat hubungan antara tahanan dan kapasitansi sebesar : R = r / 2pC   (11) dimana : R : tahanan (Ohm) p : tahanan jenis tanah tiap lapisan (Ohm-m) C : kapasitansi (statt Farad) Kapasitansi ini termasuk kapasitansi dari bayangan konduktor yang ditanam ke dalam tanah. Pada gambar-3 satu batang elektroda berbentuk selinder dengan panjang L yang ditanam tegak lurus permukaan tanah berdiameter 2a, dengan bayangan di atas permukaan tanah. Untuk menghitung kapasitansi elektroda pentanahan dan bayangan, digunakan metode potensial rata rata menurut G.W.O Home. Dalam persoalan pentanahan, elektroda pentanahan merupakan bahan penghantar yang membawa muatan listrik yang terdistribusi (menyebar) disekeliling elektroda pentanahan. Dengan cara seperti ini potensial di setiap tempat pada permukaan elektroda akan sama. Bila pada elektroda tersebut diberikan suatu muatan yang merata, maka kapasitansi dapat dihitung dengan metode potensial rata rata. Hasil yang didapatkan untuk satu batang elektroda berbentuk selinder yang ditanam seluruhnya di dalam tanah dinyatakan dengan persamaan :  (12)  Maka tahanan dari satu batang elektroda yang ditanam tegak lurus permukaan tanah menurut H.B Dwight, di dapat dengan mensustitusikan persamaan (12) ke dalam persamaan (11) sehingga diperoleh persamaan untuk gambar (3.a) sbb:  (13) Untuk elektroda batang yang ditanam tegak lurus dan pada kedalaman beberapa cm di bawah permukaan tanah (gambar 3.b) berlaku hubungan:  (14) Untuk gambar (3.c) satu batang elektroda tegak lurus kedalam tanah, dan menembus lapisan kedua tanah tersebut. Hal ini berlaku persamaan :  (14-a) Untuk gambar (3.d) satu batang elektroda tegak lurus kedalam tanah, pada kedalaman beberapa cm di bawah permukaan tanah dan menembus lapisan kedua tanah tersebut. Hal ini berlaku persamaan :  (14-b) dimana : Rd1 : tahanan untuk satu batang elektroda yang ditanam tegak lurus permukaan tanah (Ohm) L : panjang elektroda batang (meter) a : jari-jari batang elektroda (cm) r : tahanan jenis tanah rata-rata (Ohm-m)      (indeks 1 atau 2 menunjukkan lapisan tanah) hb : kedalaman penanaman elektroda (meter)    1.3 Beberapa batang elektroda (Multiple-Rod) yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah Jika susunan batang - batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah dalam jumlah yang lebih banyak, maka tahanan pentanahan akan semakin kecil dan distribusi tegangan pada permukaan tanah akan lebih merata. Penanaman elektroda yang tegak lurus ke dalam tanah dapat berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang dengan jarak antara batang elektroda pentanahan adalah sama seperti pada dalam gambar berikut :   Nilai tahanan pentanahan untuk beberapa batang elektroda yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah di mana rod menembus lapisan tanah paling bawah/kedua, dihitung dengan mengikuti persamaan berikut: (16 )   (17) dimana Rt adalah tahanan elektroda batang (rod)     (18)      (19)   (20)  (21)     (22) (23) (24) Keterangan : N : jumlah batang rod Cf (shafe factor = 0.9) Ra dan Rb (tahanan berdasarkan pososi elektroda ( gambar.5))Analisa : Dimisalkan : panjang tiap konduktor batang =3.5 meter diameter konduktor batang = 3/4 inch = 0.01905 meter Jari-jari batang konduktor =9.525x10-3 meter tahanan jenis tanah rata-rata lapisan pertama =750 Ohm-m tahanan jenis tanah rata-rata lapisan kedua =550 Ohm-m Ketebalan lapisan tanah bagian atas h = 3.8 meter Kedalaman penanaman elektroda hb = 0.5 meter1). Berdasarkan gambar (3-a) dengan mengacu pada persamaan (13) diperoleh : Rd1 = 214.7256  W2). Beradasrkan gambar (3-b) dengan mengacu pada persamaan (14) diperoleh : Rd1 = 191.0741  W3). Berdasarkan gambar (3-c) dengan mengacu pada persamaan (14-a) diperoleh : Rd1 = 157.4655  W4). Berdasarkan gambar (3-d) dengan mengacu pada persamaan (14-b) diperoleh : Rd1 = 196,6387  W5). Berdasarkan gambar (4) dengan mengacu pada persamaan (15) dimana S > L untuk S = 4 meter Rd2 = 121.9813 W untuk S = 5 meter Rd2 = 118.5008 WBerdasarkan gambar (4) dengan mengacu pada persamaan (16) dimana S < L untuk S = 3 meter Rd2 = 123.1448 W untuk S = 2.5 meter Rd2 = 125.3299 W6). Pentanahan dengan Multiple - rod sesuai dengan persamaan (17 - 22) maka :  N=40  Dengan cara yang sama diperoleh sbb: untuk N = 20 Rt = 30.6359 W untuk N = 10 Rt = 61.0867 W untuk N = 5 Rt = 122.0373 W Kesimpulan Dari analisa ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :  Bila struktur tanah dianggap homogen Tahanan elektroda pentanahan untuk satu batang rod akan semakin kecil bila elektroda tersebut ditanam semakin jauh dari permukaan tanah Untuk dua batang elektroda, bila jarak antara keduanya menjadi lebih besar dari panjang elektroda nilai tahanan pentanahan akan semakin kecil. Bila jarak antara kedua elektroda menjadi semakin kecil dibandingkan dengan panjang elektroda diperoleh tahanannya semakin besar. Dengan menganggap struktur tanah tidak homogen untuk satu batang elektroda diperoleh tanahan pentanahan yang lebih kecil dibandingkan dengan tanah homogen Bilamana jumlah elektroda semakin banyak, tahanan pentanahannya semakin kecil, baik pada  Sumber Bacaan Baldev Thapar, Victor Gerez and Prince Emmanuel [1993], "Ground Resistance Of The Foot In Substation Yards", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.8 No.1, pp.1-6 Baldev Thapar, Victor Gerez and Vijay Singh [1993], "Effective Ground Resistance Of The Human Feet In High Voltage Switchyards", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.8 No.1, pp. 7 - 12 Baldev Thapar, Victor Gerez [1996], "Equivalent Resistivity Of Non-uniform Soil For Grounding Grid Design", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.10 No.2, pp.759-767 J.Lazzara, N.Barbeito [1990], "Simplified Two Layer Model Substation Grounding Grid Design Methodology", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.5, No.4, pp.1741-1750 J.M. Nahman, V.B. Djordjevic [1996], "Resistance To Ground of Combined Grid-Multiple Rods Electrodes", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 11, No. 3, pp.1337 - 1342 T.S Hutauruk [1991], "Pengetanahan Netral Sistem tenaga & Pengetanahan Peralatan" , Benerbit Erlangga Jakarta. Y.L. Chow, J.J. Yang, and K.D Srivastava [1995], "Grounding Resistance Of Buried Electrodes in Multi-Layer Earth Predicted by Simple Voltage Measurements along Earth Surface-A Theoritical Discussion", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.10, No.2, pp.707 - 715. Y.L Chow, M.M.A Salama [1994], "A Simplified Method for Calculating The Substation Grounding Grid Resistance", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 9 No.2 pp.736 - 742. Y.L. Chow, M.M Elsherbiny, M.M.A Salama [1996], "Resistance Formula of Grounding System in Two-Layer Earth", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.11, No. 3, pp. 1330 - 1336