Pengukuran/Pengetesan Tahanan Pentanahan Dengan Metode Perhitungan

PENGUKURAN/PENGETESAN TAHANAN PENTANAHAN DENGAN 
METODE PERHITUNGAN MENGGUNAKAN TIANG PANCANG

          Terdapat 4 (empat) jenis metode pengukuran atau pengetesen tahanan pentanahan  yaitu :

1. Metode perhitungan (menggunakan tiang pancang)

2. Metode uji gerak benda potensial atau uji drop tegangan (menggunakan tiang pancang)

3. Metode selektif (menggunakan 1 klem dan 1 tiang pancang)

4. Metode tanpa tiang pancang (hanya menggunakan 2 klem)

Tapi dalam pertemuan kali ini hanya kita bahas metode yang pertama lebih dulu, sedangkan meode yang lainnya akan kita bahas pada pertemuan berikutnya. Oke sobat blogger langsung saja kita simak uraian berikut ini.

A. Ukuran Tahanan Pentanahan

          Hal-hal yang menentukan tahanan pentanahan antara lain yaitu Resistivitas tanah (Soil Resistivity), hal ini paling penting dalam menentukan desain sistem pentanahan untuk instalasi baru (aplikasi lapangan hijau) guna memenuhi syarat tahanan pentanahan. Idealnya, harus menemukan lokasi dengan tahanan pentanahan serendah mungkin. Tapi seperti yang dibahas pada pertemuan sebelumnya, kondisi tanah yang buruk bisa diatasi dengan sistem pentanahan yang lebih rumit. Komposisi tanah, kandungan embun, dan suhu mempengaruhi tahanan tanah. Tanah jarang bersifat homogen dan tahanan petanahan akan sangat berbeda secara geografis dan pada kedalaman tanah yang berbeda. Kandungan uap berubah berdasarkan musim, berbeda-beda menurut sifat sublapisan tanah, dan kedalaman posisi air permanen. Karena tanah dan air umumnya lebih stabil di tempat yang lebih dalam, direkomendasikan agar batang (elektroe) pentanahan ditempatkan sedalam mungkin di dalam tanah, pada permukaan air tanah jika memungkinkan. Juga, batang pentanahan harus dipasang di tempat yang suhunya stabil, yaitu di bawah garis beku. Agar sistem pentanahan efektif, maka harus dirancang agar tahan pada kondisi terburuk.

B. Cara Menghitung Tahanan Pentanahan

          Prosedur pengukuran yang digambarkan di bawah ini menggunakan metode Wenner yang diterima secara universal yang dikembangkan oleh Dr. Frank Wenner dari US Bureau of Standards (Biro Standar Amerika Serikat) tahun 1915. (F. Wenner, A Method of Measuring). Rumusnya adalah sebagai berikut: ρ = 2 πA R, dimana :

ρ = rata-rata tahanan tanah pada kedalaman A dalam ohm-cm

Phi = 3,1416

A = jarak antara elektroda dalam cm

R = nilai tahanan terukur dalam Ohm dari uji instrumen

Catatan :

Ohm-centimeter pada nilai 100 dapat diubah ke ohm-meter dan perhatikan satuannya.

Contoh :

Memasang batang pentanahan sepanjang 3 meter sebagai bagian dari sistem pentanahan. Untuk mengukur tahanan pentanahan pada kedalaman 3 meter tersebut, jarak antara elektroda tes dihitung 3 meter. Bila tahanan pentanahan diukur dengan menggunakan alat ukur, maka nilai tahanan dibaca dalam ohm. Dalam hal ini diasumsikan nilai tahanan adalah 100 Ohm.

Jadi, dalam soal ini diketahui:

A = 3 meter, dan R = 100 Ohm.

Maka tahanan tanahnya adalah:

ρ = 2 x Phi x A x R

ρ = 2 x 3,1416 x 3 meter x 100 Ohm

ρ = 1885 Ohm

C. Metode Mengukur Tahanan Pentanahan

          Untuk menukur atau mengetes tahanan pentanahan, hubungkan earth tester seperti ditunjukkan gambar 1 di bawah ini. 

Gambar 1. Cara mengukur tahanan pentanahan

          Seperti terlihat pada gambar 1 di atas, 4 tiang pancang tanah ditempatkan di tanah dalam posisi garis lurus, jarak satu sama lain sama. Jarak antara tiang pancang tanah minimal 3 kali lebih besar dari kedalaman tiang. Jadi jika kedalaman masing-masing tiang pancang adalah 1 kaki (0,30 meter), pastikan jarak antar tiang pancang lebih dari 3 kaki (0,91 meter). Earth tester menghasilkan satu arus yang diketahui melalui 2 tiang pancang luar dan penurunan beda tegangan diukur antara 2 tiang pancang bagian dalam. Dengan menggunakan hukum Ohm (V = I R), earth tester tersebut secara otomatis menghitung tahanan pentanahan.           
          Karena hasil pengukuran sering terdistorsi dan dibuat tidak valid yang dikarenakan oleh potongan-potongan logam di bawah tanah, maka diperlukan ukuran tambahan sumbu tiang pancang diputar 90 derajat. Dengan mengubah kedalaman dan jarak beberapa kali, profil bisa dihasilkan guna menentukan sistem tahanan tanah yang sesuai. Ukuran tahanan pentanahan sering berubah karena dipengaruhi oleh adanya arus tanah dan harmoniknya. Untuk mencegah hal ini, maka earth tester dilengkapi dengan Automatic Frequency Control (AFC) System (Sistem Kendali Frekuensi Otomatis). Cara Ini biasanya memiliki frekuensi pengetesan dengan jumlah noise minimal sehingga memungkinkan untuk mendapat hasil pembacaan yang jelas.