Dimana, Zs = Impedansi dengan ketebalan menara
Zs = Impedansi dengan jarak antar kaki menara Zt = Impedansi total menara
r = Jarak kawat antar menara Menara jenis C :
2.10
II.5 IMPEDANSI SURJA ELEKTRODA PEMBUMIAN
Impedansi surja pembumian didefenisikan sebagai besarnya tegangan surjaimpuls dibagi dengan arus impuls petir
. Rangkaian ekivalen satu elektroda batang dibuat dengan elemen rangkaian
terkonsentrasi seperti Gambar 2.5. Model tersebut didasarkan kenyataan bahwa impedansi pentanahan tidak bersifat sebagai tahanan murni tetapi juga berperilaku
sebagai induktansi dan kapasitansi. Tahanan murni lebih banyak disebabkan karena adanya sifat resistivitas tanah dimana sistem pentanahan tersebut ditanam. Induktansi
lebih dipengaruhi oleh panjang konduktor yang ditanam dan sifat permeabilitas tanah. Seperti halnya sifat induktansi yang lain, maka makin panjang konduktor yang
ditanam maka makin besar induktansi sistem pembumianya. Komponen kapasitor 60
90 ln
60 −
+
=
h b
b h
Z
m
−
=
1 2
2 ln
r h
Z
t
= t
i t
v t
Z
dari sistem pembumian dapat diterangkan dari konduktor yang saat ini diinjeksi arus berarti konduktor tersebut bertegangan. Beda tegangan antara konduktor dengan titik
nol referensi menyebabkan sifat kapasitansi dari sistem tersebut dengan media tanah yang mempunyai permitivitas ε. Dengan demikian impedansi pembumian dapat
dibuat rangkaian ekivalennya seperti Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen impedansi surja pembumian
satu elektroda batang
Permitivitas tanah harganya bermacam-macam tergantung pada komposisi tanah dengan faktor-faktor yang mempengaruhi permitivitas tanah antara lain
kandungan garam mineral, kandungan air, besar butiran tanah, dan suhu tanah. Pengelompokan tahanan jenis tanah dari berbagai jenis tanah pada kedalaman
tertentu bergantung pada beberapa hal antara lain pengaruh temperatur, pengaruh kelembaban, pengaruh kandungan kimia dan sebagainya. Berdasarkan Persyaratan
Umum Instalasi Listrik 2000 PUIL 2000 tahanan jenis dari bermacam-macam jenis tanah dapat dilihat dalam Tabel 2.1[2].
Tabel 2.1 Tahanan Jenis Tanah Jenis Tanah
Tahanan Jenis Tanah Ω
-m Tanah Rawa
30 Tanah Liat dan Tanah Ladang 100
Pasir Basah 200
Kerikil Basah 500
Pasir dan Kerikil kering 1000
Tanah Berbatu 3000
Untuk empat batang elektrode pembumian yang diparalel masing-masing elektroda mempunyai panjang l dan radius r ditanam tegak lurus pada tanah yang
mempunyai resistivitas tanah ρ homogen, maka elektroda bersama tanah akan mempunyai tahanan, induktansi dan kapasitansi yang besarnya adalah[3]:
Ohm 2.11
Henry 2.12
Farad 2.13
dimana: l = panjang pengetanahan, meter.
r = radius batang, meter.
=
4 3
2 1
. .
2 2
ln 2
r s
l l
R π
ρ
7 3
2 1
3
10 .
. 16
ln 2
−
×
=
s s
r l
l L
9 4
3 2
1
10 .
. 2
2 ln
9 .
−
×
=
r s
l l
C
r
ε
s = jarak antar batang elektroda, meter. ρ
= tahanan jenis tanah, Ohm-meter. ε
r
= permitivitas relatif tanah.
Misalkan arus surja yang mengalir pada rangkaian seperti Gambar 2.5: 2.14
dengan Transformasi Laplace didapatkan : 2.15
V
p
=
=
=
2.16
c R
i i
i +
=
∫
= R
i dt
i c
R c
. 1
dt di
RC i
R C
. =
1 1
RC p
RC i
pRC i
p i
p p
R
+ =
+ =
dt di
L p
Ri V
R t
+ =
+ +
Lp RC
p C
i
p
1 1
+ +
+ −
+ Lp
RC p
C b
p a
p i
1 1
1 1
+ −
+ +
+ +
− +
+ 1
1 1
1 b
p Lp
a p
Lp RC
p b
p C
RC p
a p
C i
V
t
=
=
= 2.17
Ketika arus impuls diinjeksikan ke sistem pembumian, impedansi impulsnya didefenisikan sebagai perbandingan tegangan yang dibangkitkan terhadap nilai arus
pada suatu titik injeksi. Ohm.
Ω 2.18
II.6 MENURUNKAN TAHANAN JENIS TANAH DENGAN PENABURAN GARAM PADA TANAH KIMIAWI
