pentanahan

vi


48









STUDI PENTANAHAN PENANGKAL PETIR
TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK (BBM)
PADA KILANG BALIKPAPAN


Oleh:


WAHYU GUSTI ANGGORO
NIM : 09612076




HALAMAN JUDUL






PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA
2012

STUDI PENTANAHAN PENANGKAL PETIR
TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK (BBM)
PADA KILANG BALIKPAPAN



LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan
Program Pendidikan Diploma III

Pada

Program Studi : Teknik Listrik
Jurusan : Teknik Elektro


Oleh:
WAHYU GUSTI ANGGORO
NIM : 09612076


















POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA
2012
HALAMAN PENGESAHAN


STUDI PENTANAHAN PENANGKAL PETIR
TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK (BBM)
PADA KILANG BALIKPAPAN



Disusun Oleh:


Nama
:
Wahyu Gusti Angoro
NIM
:
09612076
Program Studi
:
Teknik Listrik
Jurusan
:
Teknik Elektro


Laporan Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh ijazah Diploma III Jurusan TeknikElektro
Politeknik Negeri Samarinda


Mengesahkan:
Pembimbing I
Pembimbing II




Toyib, ST., MT
NIP. 19611227 198903 1 003




Onglan Nainggolan, ST., MT
NIP. 19640303 199003 1 002


Mengetahui,
Direktur Politeknik Negeri Samarinda

Ir. H. Ibayasid, M.Sc
NIP. 19590303 198903 1 002

HALAMAN PERSETUJUAN
STUDI PENTANAHAN PENANGKAL PETIR
TANGKI BAHAN BAKAR MINYAK (BBM)
PADA KILANG BALIKPAPAN


Disusun Oleh:


Nama
:
Wahyu Gusti Angoro
NIM
:
09612076
Program Studi
:
Teknik Listrik
Jurusan
:
Teknik Elektro

Laporan Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal 7 Juli 2012 di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Samarinda

Menyetujui:

Ketua Penguji
Pendamping




Ir. H. Masing, MT
NIP. 19681231 199403 1 014




Toyib, ST., MT
NIP. 19611227 198903 1 003

Penguji I
Penguji II




Ir. H. Bahtiar, MT
NIP. 19611223 199003 1 002




Asep Megah T. H, ST., MT
NIP. 19660518 199003 1 001


Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro




Dadang Suherman, SST, MT
NIP. 19650410 199103 1 002
ABSTRACT

WAHYUGUSTIANGGORO, The Study OfFuel StorageTank GroundingLightning ProtectionAtBalikpapanOilRefinery(mentoredbyToyibandOnglanNainggolan).

This studydoneatPT. PertaminaRefineryUnitVBalikpapan.The production processatan oil refineryto be up allthe time.Disruptioncanoccur at any time, especially onoilfuel tank. groundingthereOnfueltankthat serves aslightningandstatic electricityprotection.
Theproblems with thegrounding ofthefueltankishow tomaintainthe stability of theexistingearthresistanceandto knowthe value ofgroundingresistancehas beenIsaccordingwith the standardsusedisnot morethan5ohms.
From the above problemsthendoanalysisand calculationsforthevalue ofgroundingresistanceonoilfuel tank. Maintenanceshould be doneongroundingasscheduledto begroundingis alwaysin good condition.

Keywords: Grounding, fuel oil storage tanks, lightning.





KATA PENGANTAR
Puji syukur selalu tercurahkan atas kehadirat ALLAH SWT karena berkat rahmat, taufik dan hidayah-NYA, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan walaupun serba kekurangan dan dalam kesederhanaan. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam penyelesaian pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Samarinda.
Judul Tugas Akhir yang akan diangkat adalah Studi Pentanahan Penangkal Petir Tangki Bahan Bakar Minyak (BBM) Pada Kilang Balikpapan.
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya disampaikan kepada semua pihak yang telah banyak membantu bimbingan serta dorongan baik motivasi hingga proposal ini dapat terealisasi, khususnya disampaikan kepada :
Kedua orang tua dan keluarga. yang telah banyak memberikan bantuan moral maupun material serta doanya.
Bapak Ir. H. Ibayasid, M.Sc, selaku direktur Politeknik Negeri Samarinda yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Politeknik Negeri Samarinda.
Bapak Dadang Suherman, SST., MT, selaku ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Samarinda.
Bapak Toyib,ST., MT., selaku pembimbing I yang telah banyak memberikan motivasi dan saran dalam penyusunan tugas akhir.
Bapak Onglan Nainggolan, ST., MT., selaku pembimbing II yang telah banyak memberikanbimbingandan saran gunaperbaikansertapenyelesaiandalampenulisantugasakhirini.
Bapak M. Said dan bapak Dartoyo Hadi dari PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit V Balikpapan yang telah membantu dalam bimbingan dan pengumpulan data lapangan.
Tim TA 2012 yang selalumemberikan arahan dan semangat dalampenyusunan tugas akhir ini sampai selesai tepat pada waktunya.
Semua Dosen yang berada di Teknik Elektro yang dengan sabar memberikan pengarahan dan bimbingan pengajaran selama ini.
Teman-teman di Politeknik Negeri Samarinda jurusan Teknik Elektro angkatan 2009 khususnya kelas D yang telah memberikan motivasi dan semangat hingga tugas akhir ini selesai.
Serta sahabat-sahabat saya yang telah memberikan banyak inspirasi, nasehat dan dukungannya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan didalam penyusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik maupun saran yang dapat membangun, guna lebih sempurnanya penyusunan tugas akhir ini.
Akhir kata jika ada kekurangan dan kesalahan dalam penulisan tugas akhir ini penulis mohon maaf karena sifat manusia yang tidak pernah luput dari salah dan khilaf.penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang akan memerlukannya. Dan akhirnya penulis mengucapkan terima kasih.

Samarinda, 25 Juli2012

Penulis

BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Gangguan listrik dapat terjadi dimana saja, baik pada peralatan-peralatan listrik, instalasi listrik, dan apapun yang bersifat konduktif atau yang dapat menghantarkan listrik. Salah satu contohnya adalah gangguan pada tangki penyimpanan bahan bakar minyak. Pada tangki penyimpanan bahan bakar minyak gangguan yang biasa terjadi adalah sambaran petir dan listrik statis.
Mengingat bahaya yang ditimbulkan dari sambaran petir dan listrik statis pada tangki penyimpanan bahan bakar minyak, maka diperlukan sebuah peralatan perlindungan, yang berguna untuk melindungi tangki danperalatan yang ada di sekitarnya.
Perlindungan diperlukan untuk mengamankan peralatan dari gangguan sambaran petir dan listrik statis yang dapat terjadi sewaktu-waktu.Peralatan yang dipasang untuk mengatasi permasalahan di atas adalah dengan cara pemasangan pentanahan.
Komponen-komponen yang dipasang harus sesuai dengan standar yang ada. Perhitungan yang tepat juga diperlukan agar mendapat tahanan pentanahan yang kecil dan pentanahan tersebut dapat bekerja sebagaimana mestinya. Dari uraian tersebutmaka dalam tugas akhir ini akan membahas pentanahan pada tangki. Sehingga dalam tugas akhir ini judul yang dibahas adalah"Studi Pentanahan Penangkal Petir Tangki Bahan Bakar Minyak (BBM) Pada Kilang Balikpapan".

Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas maka perumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah :
Bagaimana cara mendapatkan tahanan pentanahan yang baik.
Bagaimana cara pemasangan pentanahan pada tangki BBM.
Menghitung nilai resistansi pentanahan yang ada pada tangki D-20 05-A.


Tujuan Penelitian
Tujuan pembahasan dari tugas akhir ini adalah :
Mengetahui cara memperoleh nilai tahanan pentanahan yang baik.
Sebagai bahan perbandingan antara teori yang didapatkan selamamengikuti perkuliahan dengan penelitian yang di laksanakan di lapangan.
Dapat mengetahui sistem pentanahan dan penangkal petir pada tangki bbm yang baik dan ideal.


Pembatasan Masalah
Untuk membatasi meluasnya penelitianmaka permasalahan hanyamenitik beratkan pada :
Pentanahan pada tangki D-20 05-A di PT.PERTAMINA (PERSERO) RU V BALIKPAPAN.
Pembahasan berupa perhitungan nilai tahanan pentanahan dan pemasangan sistem pentanahan penangkal petir pada tangki bbm.

Manfaat Dan Kegunaan
Diharapkan dari tugas akhir ini nantinya dapat memberikan manfaat dan kegunaan untuk :
Memberikan bahan perbandingan data pentanahan untuk perusahaan yang bersangkutan.
Dapat digunakan sebagai sumber pembelajaran bagi yang ingin memperdalam tentang pentanahan.


Sistematika Penulisan
Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, sistematika penulisan yang digunakan adalah :
BAB I : PENDAHULUANBerisikan tentang latar belakang, permasalahan, tujuan pembahasan, batasan masalah, manfaat dan kegunaan, dan sistematika penulisan.
BAB II : TEORI DASARBerisikan tentang pengertian sambaran petir, pembentukan awan bermuatan, mekanisme kilat, kebutuhan suatu gedung akan adanya proteksi petir, tangki timbun, klasifikasi dan jenis tangki timbun, sistem pentanahan, standar pentanahan, tahanan jenis tanah, elektroda pentanahan, elektroda batang, tahanan elektroda tanah, tujuan pengetanahan peralatan, penghantar pentanahan, pengukuran tahanan pentanahan.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN berisikan tentang waktu dan lokasi penelitian, jenis dan sumber data, teknik pengumpulan data, desain penelitian, analisis data, dan data lapangan.
BAB IV : PEMBAHASANberisikan tentang gambaran umum pentanahan pada tangki bahan bakar minyak, pentingnya penangkal petir untuk tangki bbm, instalasi sistem pentanahan pada tangki, elektroda pentanahan, pengukuran tahanan pentanahan, perhitungan nila tahanan pentanahan, perhitungan besar penghantar, dan hasil evaluasi pengukuran dan perhitungan nilai tahanan pentanahan.
BAB V : PENUTUPBerisikan tentang kesimpulan dan saran.


BAB II
DASAR TEORI






Pengertian Sambaran Petir
Petir merupakan kejadian alam dimana terjadi loncatan muatan listrik antara awan dengan bumi. Loncatan muatan listrik tersebut diawali dengan mengumpulnya uap air di dalam awan. Ketinggian antara permukaan atas dan permukaan bawah pada awan dapat mencapai jarak sekitar 8 km dengan temperatur bagian bawah sekitar 60 oF dan temperatur bagian atas sekitar - 60 oF. Akibatnya, di dalam awan tersebut akan terjadi kristal-kristal es. Karena di dalam awan terdapat angin ke segala arah, maka kristal-kristal es tersebut akan saling bertumbukan dan bergesekan sehingga terpisahkan antara muatan positif dan muatan negatif.
Pemisahan muatan inilah yang menjadi sebab utama terjadinya sambaran petir. Pelepasan muatan listrik dapat terjadi di dalam awan, antara awan dengan awan, dan antara awan dengan bumi tergantung dari kemampuan udara dalam menahan beda potensial yang terjadi.
Petir yang kita kenal sekarang ini terjadi akibat awan dengan muatan tertentu menginduksi muatan yang ada di bumi. Bila muatan di dalam awan bertambah besar, maka muatan induksi pun makin besar pula sehingga beda potensial antara awan dengan bumi juga makin besar. Kejadian ini diikuti pelopor menurun dari awan dan diikuti pula dengan adanya pelopor menaik dari bumi yang mendekati pelopor menurun.Pada saat itulah terjadi apa yang dinamakan petir.
Panjang kanal petir bisa mencapai beberapa kilometer, dengan rata-rata 5 km. Kecepatan pelopor menurun dari awan bisa mencapai 3 % dari kecepatan cahaya. Sedangkan kecepatan pelepasan muatan balik mencapai 10 % dari kecepatan cahaya.


Pembentukan Awan Bermuatan
Terjadinya awan merupakan konsekuensi dari ketidakstabilan atmosfer bumi. Energi sinar matahari menumbuk partikel udara dan akan memanaskan lapisan udara bagian bawah yang akan menyebabkan berkurangnya kerapatan dan atmosfer menjadi tidak stabil untuk gerakan ke atas. Hal ini disebabkan tekanan atmosfer berkurang sebanding dengan ketinggian yang akan mengakibatkan udara yang memuai akan bergerak ke atas.
Gerakan lapisan udara ke atas akan menurunkan temperatur lapisan udara sehingga pada tinggi dan temperatur tertentu akan terbentuk uap air. Uap air ini terkondensasi bersama dengan partikel debu di udara yang akan membentuk titik-titik air yang terkumpul membentuk awan. Dalam keadaan normal pada atmosfer bumi terdapat sejumlah ion-ion positif dan negatif yang tersebar acak. Ion-ion ini terjadi karena tumbukan atom, pancaran sinar kosmis dan energi thermis. Jumlah ion-ion besar di permukaan bumi yang merupakan gabungan dari ion-ion tersebut berkisar antara 1.000-80.000 buah tiap cm3.
Pada keadaan cuaca cerah, di udara terdapat medan listrik yang berarah tegak lurus ke bawah menuju bumi. Besar medan listrik di permukaan bumi dalam orde 1 Volt/cm dan besarnya berkurang terhadap ketinggian sehingga pada ketinggian 30.000 kaki di atas tanah besarnya 0,02 Volt/cm.
Dengan adanya medan listrik itu, butiran air yang terdapat di udara akan terpolarisasi karena induksi. Bagian atas bermuatan negatif dan bagian bawah bermuatan positif. Dengan demikian butiran air yang terdapat di awan akibat proses kondensasi akan terpolarisasi.
Di dalam awan, terkadang terjadi pergerakan arus udara ke atas membawa butir-butir air yang berat jenisnya rendah dengan kecepatan sekitar 30 sampai 40 m/detik. Karena mengalami pendinginan, butiran air ini akan membeku sehingga berat jenisnya membesar yang mengakibatkan timbulnya gerakan udara ke bawah dengan kecepatan cukup tinggi. Dalam pergerakan di dalam awan ini, pada permukaan bagian bawah butiran air, timbul gaya tarik terhadap ion-ion negatif yang mempunyai mobilitas rendah, sedangkan ion positif ditolak. Akibatnya, pada butiran air ini terkumpul muatan negatif.
Bergabungnya ion-ion negatif menyebabkan ion-ion positif menjadi dominan. Dengan demikian butir-butir air lain yang relatif kecil yang bergerak dengan kecepatan rendah akan lebih besar kemungkinannya menumbuk ion-ion bermuatan positif akibatnya butir air ini bermuatan positif. Dengan demikian muatan-muatan listrik yang semula terdistribusi secara acak menjadi terpisah. Butir-butir air yang besar akan membawa muatan negatif berkumpul di awan bagian bawah, sedangkan butir-butir air yang lebih kecil yang bermuatan positif berkumpul di awan bagian atas.
Bersamaan terjadinya pengumpulan muatan, pada awan timbul medan listrik yang intensitasnya semakin bertambah besar. Akibatnya gerakan ke bawah butir-butir air menjadi terhambat atau terhenti. Dengan terjadinya muatan pada awan bagian bawah, di permukaan bumi terinduksi muatan yang berlawanan dengan muatan pada awan bagian bawah. Akibatnya terbentuk medan listrik antara awan dengan permukaan bumi. Apabila medan listrik ini melebihi kekuatan tembus udara, maka terjadilah pelepasan muatan.


Mekanisme Kilat
Besarnya konsentrasi muatan listrik pada awan adalah terbatas, tergantung pada kemampuan awan itu. Jadi permukaan bumi dapat dianggap sebagai elektroda yang mempunyai luas tak terhingga di permukaan bumi tidak pernah lebih besar dari 100 Volt/cm, maka discharge akan cenderung berasal dari awan. Dari hasil pengamatan para ahli, dapat disimpulkan bahwa lidah kilat yang tampak oleh mata sebenarnya terdiri dari beberapa sambaran (strokes) terpisah yang bergerak turun melalui jalan yang sama.
Petir dapat terjadi dari beberapa rangkaian proses antar lain :


Initial leader (lidah mula)
Leader dari suatu kilat didahului oleh aliran pengemudi (pilot streamer) yang menentukan arah perambatan muatan dari awan ke udara yang ionisasinya rendah. Karena cahaya sangat lemah tidak tertangkap/terlihat oleh mata. Setelah pilot streamer ini terjadi, akan diikuti oleh titik cahaya yang bergerak secara melompat-lompat yang dinamakan stepped leader. Kecepatan rambat dari stepped leader ini kira-kira 105 m/detik. Arah tiap-tiap langkah dari stepped leader berubah-ubah, sehingga jalannya tidak lurus dan patah-patah.
Ketika lidah mula menuju bumi, cabang-cabang dari lidah utama akan terbentuk. Bila stepped leader telah dekat ke bumi, akan terjadi kanal muatan positif dari bumi ke awan, karena ada beda potensial yang tinggi. Kanal muatan positif ini bertemu dengan ujung stepped leader, titik pertemuan ini disebut Poin Of Strike, berada di sekitar 20 – 70 m di atas permukaan bumi. Waktu dari stepped leader untuk sampai ke permukaan bumi kira-kira 20 m/detik.


Return Stroke (Sambaran kembali)
Ketika lidah petir mengenai bumi, suatu sambaran kembali yang sangat terang bergerak ke atas melalui jalan yang sama. Return stroke terjadi karena aliran muatan positif dari bumi ke awan atau aliran muatan negatif dari awan ke bumi. Sesudah return stroke yang pertama, biasanya terjadi sambaran-sambaran berikutnya karena pada bagian lain dari awan mempunyai cukup banyak muatan. Arus pada setiap sambaran rata-rata 20 kA, dalam keadaan tertentu bisa mencapai 100 kA. Arus petir ini merupakan arus impuls dimana harga puncak dicapai dalam beberapa mikro detik. Tempat-tempat di permukaan bumi yang terkena sambaran kilat tergantung dari gradien potensial di bumi, di bawah perjalanan dari stepped leader, disamping tinggi dari pada tempat tersebut.
Multiple stroke (terkaman yang berulang-ulang)
Sesudah return sroke yang pertama, biasanya masih ada pusat muatan yang lain di bawah awan untuk memulai sambaran berikutnya. Sambaran ini dimulai dengan suatu leader yang mengikuti jalan yang dilalui oleh return stroke sebelumnya. Ciri-cirinya tidak ada percabangan, tidak dapat dilihat dengan kamera dan kecepatannya amat sangat cepat kira-kira 3 % kecepatan cahaya (C = 1000 ft/dt ). Karena ciri-cirinya tidak ada percabangan, disebut sebagai lidah panah (dart leader). Dart Leader memerlukan waktu 1 meter detik untuk sampai ke bumi. Dart Leader ini kemudian akan diikuti dengan return stroke berikutnya. Interval antara return stroke sebelumnya dengan dart leader adalah 40 – 50 m detik. Biasanya suatu sambaran kilat terdiri dari 4 return stroke, kadang-kadang juga sampai 10 return stroke. Kecepatan dari stepped leader kira-kira 0,01 sampai dengan 0,7 % kecepatan cahaya. Sedang dart leader kira-kira 0,13 sampai dengan 10 % kecepatan cahaya. Gambar distribusi muatan dari berbagai tingkat lighting discharge dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1Distribusi Muatan Dari Berbagai Tingkat Lighting Discharge
Sumber : Course Note Instalasi III, 2005 : 33-35
Keterangan :
Pada salah satu pusat muatan mulai terjadi stepped leader yang bergerak menuju bumi.
Stepped leader hampir mencapai bumi, sementara itu di bumi terjadi kanal muatan positif yang bergerak ke atas. Kanal ini akan bertemu dengan stepped leader di titik pukulan (point of strike).
Return stroke terjadi, muatan positif bergerak ke atas dengan cepat sekali.
Pusat muatan pertama telah ter-discharge.
Kanal muatan positif berkembang menuju pusat muatan kedua.
Discharge antara pusat muatan pertama dengan yang kedua dart leader bergerak menuju bumi melalui jalan yang telah dilalui oleh return stroke tadi.
Terjadi return stroke yang kedua. Discharge terjadi antara bumi dengan muatan negatif di bagian bawah dari awan.

Tabel 2.1 Parameter Petir Di Indonesia

No.
Lokasi
I(kA)
Di/dt max (kA/sec)
Q total
(C)
Q impuls
(C)
W/R
(kJ/ft)
1
Medan
89,7
29,3
11,3
4,10
4.900
2
Cilacap
89,0
29,4
11,6
4,10
4.900
3
Surabaya
81,9
27,3
12,3
3,80
4.100
4
Balikpapan
87,7
20,8
12,5
3,96
4.700
5
Jakarta
81,7
27,4
12,4
3,86
4.100
Sumber : http://lightningbuster.blogspot.com/2008/10/teori-penunjang-proteksi-petir.html
Iklim Kota Balikpapan
Wilayah Kalimantan Timur yang dibelah garis khatulistiwa memiliki iklim tropik basah, termasuk diantaranya adalah Kota Balikpapan. Curah hujan cukup tinggi terjadi merata di hampir sepanjang tahun, meskipun sebenarnya terdapat dua musim, yaitu : musim penghujan dan musim kemarau. Musim penghujan biasa terjadi antara bulan Mei sampai dengan Oktober, sedangkan musim kemarau terjadi antara bulan November sampai dengan bulan April.
Terjadinya dua musim ini terjadi sebagai pengaruh dari angin muson yang bertiup dari daerah khatulistiwa. Angin Muson Barat bertiup dari Australia terjadi pada rentang November - April, bersifat kering sehingga membawa musim kemarau. Sedangkan angin Muson Timur terjadi pada rentang Mei - Oktober bertiup dari Samudera Pasifik yang membawa uap air dan jatuh di wilayah Indonesia sebagai hujan. Pada bulan-bulan tertentu terjadi musim peralihan antara musim penghujan dan musim kemarau.
Suhu udara di suatu tempat antara lain ditentukan oleh tinggi rendahnya tempat tersebut dari permukaan laut dan jaraknya dari pantai. Suhu udara menurut data sekunder dari Badan Meteorologi, Klimatologi dan geofisika sepinggan balikpapan, Secara umum daerah Balikpapan beriklim panas dengan suhu udara sepanjang tahun relatif stabil, berkisar antara 22,7°C sampai dengan 34,6°C. Sedangkan kelembaban udaranya berada pada kisaran kelembaban sedang - tinggi yaitu berkisar antara 81% - 89%.

Tangki Timbun
Pada industri perminyakan tangki merupakan salah satu peralatan pokok diluar rangkaian proses, yang dipergunakan untuk menimbun produk jadi maupun produk yang belum jadi, baik yang berupa bahan bakar minyak (BBM) atau bukan bahan bakar minyak (Non BBM).
Jumlah dan kapasitas tangki yang ada umumnya didasarkan kepada distribusi, jenis suplai, transformasi distribusi, julah konsumsi minyak dan faktor-faktor lain.
Bentuk konstruksi tangki yang terdapat di industri perminyakan dipengaruhi oleh jenis produk yang disimpan dan tekanan operasional dalam tangki tersebut. Secara umum tangki dibuat berbentuk silinder tegak dengan dasar rata, bentuk silinder horizontal dan bentuk bola (spherical).


Klasifikasi Menurut NFPA (National Fire Protection Association)
Menurut NFPA Tangki Timbun diklasifikasikan menjadi :
Tangki Atmosferis
Adalah tangki timbun yang mempunyai tekanan sampai dengan 0,5 psig dinamakan tangki Atmosferis. Penggunaannya adalah untuk menyimpan minyak bumi dan hasil-hasilnya. Berbentuk silinder, dirancang menurut standard API 650.
Tangki Tekanan Rendah
Tangki tekanan rendah yaitu jika tangki tersebut mempunyai tekanan antara 0,5 psig sampai dengan 15 psig, tekanan diukur pada puncak tangki. Penggunaannya adalah untuk menyimpan LPG, LNG dan lainnya, dirancang menurut standard Code API 620.
Tangki Tekanan Tinggi
Tangki tekanan tinggi adalah jika tangki tersebut mempunyai tekanan 15 psig keatas. Tangki ini termasuk klasifikasi Pressure Vessel dan dirancang berdasarkan standard Code ASME VIII.
Tangki silinder tegak dari NFPA menurut bentuk atapnya bisa digolongkan menjadi :
Bentuk kerucut (Cone Roof)
Bentuk tangki silinder tegak dengan atap tetap berbentuk kerucut, termasuk jenis tangki yang banyak digunakan dibanding jenis tangki lainnya. Bentuk tangki dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.2 Fixed Cone Roof Tank
Sumber : http://www.astanks.com/EN/Fixed_roof_EN.html
Bentuk lengkungan bola (Dome Roof)
Tangki ini juga termasuk tangki silinder tegak, hanya bentuk atapnya berbentuk kubah atau setengah bola dalam pemakaiannya tidak sebanyak tangki cone roof, pada tangki ini dapat menyimpan hasil produk seperti kerosine, solar dan lainnya. Bentuk tangki dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.3 Dome Roof Tank
Sumber : http://www.astanks.com/EN/Fixed_roof_EN.html
Mengapung (Floating Roof)
Floating roof tank yang biasanya digunakan untuk menyimpan minyak mentah dan premium. Keuntungannya yaitu tidak terdapat vapour space dan mengurangi kehilangan akibat penguapan. Floating roof tank terbagi menjadi dua yaitu external floating roof dan internal floating roof. Bentuk dan tangki tipe floating roof dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini.


Gambar 2.4Floating Roof Tank
Sumber : Guide To Storage Tank And Equipment : 155
Sistem Pentanahan
Salah satu faktor kunci dalam setiap tahanan pengamanan (perlindungan) rangkaian listrik adalah pentanahan. Apabila suatu tindakan pengamanan atau perlindungan yang baik akan di lakukan, maka harus ada sistem pentanahan yang di buat dengan benar.
Agar sistem pentanahan dapat bekerja secara efektif, harus memenuhi beberapa persyaratan-persyaratan sebagai berikut :
Membuat jalur impedansi rendah ke tanah untuk pengaman personil dan peralatan, menggunakan rangkaian yang efektif.
Mampu melawan gangguan berulang dan menyebarkan arus akibat surja hubung.
Menggunakan bahan tahan korosi terhadap berbagai kondisi kimiawi tanah, agar kontinuitas dalam melindungi peralatan sepanjang umur peralatan tetap terjaga.
Dalam setiap pembicaraan tentang pentanahan, pertanyaan yang selalu muncul adalah seberapa kecil tahanan untuk pentanahan? ". Pertanyaan ini sulit di jawab dalam harga ohm. Makin kecil makin baik, lebih jauh lagi, untuk perlindungan atau pengaman personil dan peralatan, patut di usahakan tahanan pentanahan lebih kecil dari satu ohm. Hal ini praktis untuk dilaksanakan dalam satu distribusi, saluran transmisi, atau pun dalam substasion distribusi. Di beberapa tempat, tahanan sebesar 5 ohm mungkin sudah memadai tanpa banyak gangguan, sedang di tempat lain mungkin sangat sulit di capai tahanan pentanahan di bawah 100 ohm.



























Fungsi pentanahan
Fungsi pentahan yaitu untuk membatasi tegangan yang timbul diantara peralatan dengan peralatan, peralatan dengan tanah dan meratakan gradient tegangan ( penyebaran tegangan ) yang timbul pada permukaan tanah akibat adanya arus kesalahan yang mengalir dalam tanah.












Teori pentanahan
Banyaknya sistem pentanahan yang diperkenalkan dan pemakaiannya di berbagai tempat dalam kondisi tanah yang beragam dengan satu tujuan yaitu mendapatkan nilai tahanan kontak ke tanah yang sekecil mungkin. Standar mengenai besarnya nilai pentanahan tersebut bermacam-macam dalam suatu Negara, semakin kecil semakin baik. Untuk mengetahui sejauh mana tahanan kontak ke tanah dapat diperkecil, perlu mengetahui rumus–rumus tahanan kontak ke tanah dari masing-masing sistem pentanahan.
Dasar perhitungan nilai pentanahan adalah perhitungan kapasitansi dari susunan batang elektroda pentanahan dengan anggapan bahwa distribusi arus atau muatan uniform sepanjang batang elektroda.

Gambar 2.5 Penghantar Plat
Sumber : Pengetanahan Netral System Tenaga & Pengetanahan Peralatan: 199
Hubungan antara tahanan dan kapasitansi dapat dijelaskan dengan suatu analogi yang merupakan dasar perhitungan karena aliran arus yang masuk ke dalam tanah dari elektroda pentanahan mempunya kesamaan dengan emisi fluksi listrik dari konfigurasi yang sama dari konduktor yang mempunyai muatan yang terisolir.
Misalkan dua pelat konduktor dengan luas masing-masing A cm2 dengan rapat muatan pelat masing-masing dan serta jarak antara keduanya adalah d cm. Jumlah garis fluks yang melalui dielektrik diantara kedua pelat adalah 4 π .q . A dan kuat medannya adalah 4 π . q. Maka tegangan antara dua pelatV = 4 π .q . d Volt,jumlah muatan Q adalah q . A Coulomb.
Kemudian :
Maka diperoleh :
.........................................................(2.1)
Jika diantara kedua pelat diletakkan tanah dengan tahanan jenis Ohm cm maka tahanan antara pelat adalah :
R =
Dari persamaan 1, maka :

Jadi nilai tahanannya :
..........................................................(2.2)
Keterangan :
R = Tahanan (Ohm)
C = Kapasitansi (Stat Farad)
= Tahanan jenis tanah (Ohm cm)

Dalam hal ini tahanan elektrodanya sendiri tidak diperhitungkan karenatahanan jenis konduktor kecil sekali dibanding dengan tahanan jenis tanah.


Standar Pentanahan
Di PT. Pertamina (Persero) RU V Balikpapan menggunakan standar yang dibuat khusus untuk PT. Pertamina (Persero) yaitu, Standar Enjiniring Pertamina.Berikut sebagian isi dari Standar Enjiniring Pertamina KP 17 Sistem Dan Instalasi Listrik ( Bagian 16 Pembumian Dan Ikatan Sambungan ).







Ruang Lingkup
SEP KP 17 menetapkan persyaratan umum PERTAMINA untuk sistem listrik, perlengkapan, material dan instalasi.
Bagian ini (bagian 16) menetapkan persyaratan untuk pembumian dan ikatan penyambungan bagian listrik dan non listrik baik untuk instalasi di darat maupun lepas pantai. Bagian ini mencakup pembumian dari perlengkapan listrik. Pembumian untuk kontrol listrik statis, pembumian untuk proteksi petir, dan dalam keadaan tertentu perlu tindakan untuk memproteksi arus sasar.


Umum
Konduktor Berpengaman
Suatu konduktor yang menghubungkan bagian konduktif terbuka atau bagian luar ke titik pembumian sumber, untuk menyediakan jalur balik arus gangguan.
Bagian Konduktif Terbuka
Bagian konduktif perlengkapan listrik yang dapat disentuuh dan yang tidak bertegangan tapi dapat menjadi bertegangan dalam kondisi gangguan.
Bagian Konduktif Luar
Bagian konduktif luar dari peralatan lain atau struktur yang secara normal pada tegangan bumi.
Tegangan Rendah
Suatu sistem yang mempunyai tegangan fase ke fase tidak melebihi 1000 V AC.
Tegangan Tinggi
Suatu sistem yang mempunyai tegangan fase ke fase lebih dari 1000 V AC.

Pembumian Petir Dan Statis
Seluruh perlengkapan dan bagian perlengkapan adalah andal untuk menahan tingkat bahaya yang potensial dari statis yang harus mempunyai kontak metalik yang efektif dengan logam yang terdekat dengan pembumian.
Resistansi ke bumi dari seluruh perlengkapan logam pasangan tetap tidak boleh melebihi 5 ohm.
Untuk mendapatkan proteksi dari sambaran langsung petir, paling tidak kerangka yang paling tinggi dari instalasi harus secara langsung dibumikan sedekat mungkin dengan pondasi dengan minimum dua elektroda serta resistansi masing-masing elektroda tidak melebihi 5 ohm.


Bejana dan Tangki Penyimpanan
Jika dipasang langsung dengan kontak logam ke kerangka baja dibumikan, tidak diperlukan sambungan lain selain yang diperlukan untuk proteksi petir.
Pembumian langsung untuk petir harus diterapkan jika dianggap perlu.
Sambungan pembumian harus dengan konduktor tembaga 35 mm2 kecuali untuk sambungan pembumian langsung untuk petir harus dengan konduktor 50 mm2.
Sambungan pembumian pada kerangka tangki dan ikatan sambungan dari atap terapung, tangga dan perlengkapan dalam tangki harus sesuai dengan SEP K21.
Pelat elektroda pembumian terpisah sambungan atau bagian atas pembumian pada tangki harus dihubungkan ke elektroda pembumian terpisah dengan jumlah yang sama seperti yang terdapat pada pelat sambung atau bagian atas, baik tersendiri atau bersama-sama. Elektroda pembumian harus lebih dekat ke dasar tangki.






Tahanan Jenis Tanah
Faktor keseimbangan antara tahanan dan kapasitansi disekelilingnya adalah tahanan jenis tanah yang direpresentasikan dengan simbolρ (Rho). Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas, dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :
Jenis tanah ; tanah liat, tanah berpasir, tanah berbatu, dan lain-lain.
Lapisan tanah; berlapis-lapis dengan tahanan jenis tanah yang berlainan atau uniform.
Kelembaban tanah.
Temperatur sekeliling.

Tahanan jenis tanah bervariasi, menurut Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000) yaitu dari 30 Ohm-meter sampai dengan 3000 Ohm-meter.Pernyataan Ohm-meter mempresentasikan tahanan di antara dua permukaan yang berlawanan dari suatu volume tanah yang berisi 1 m3.Sering dicoba untuk mengubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan maksud mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah, namun cara yang seperti ini hanya baik untuk sementara oleh karena itu proses penggaraman harus dilakukan secara priodik sedikitnya enam bulan sekali.Cara lain untuk mengubah tahanan jenis tanah yaitu dengan memberikan air atau membasahi tanah. Harga tahanan jenis tanah pada kedalaman yang terbatas sangat bergantung dengan keadaan cuaca.Untuk mendapatkan tahanan jenis tanah rata-rata untuk keperluan perencanaan sistem pentanahan, maka diperlukan pengukuran dalam jangka waktu tertentu misalnya selama satu tahun.Biasanya tahanan tanah juga tergantung dari tingginya permukaan tanah dari permukaan air yang konstan.Untuk mengurangi variasi tahanan jenis tanah akibat pengaruh musim, maka pentanahan sistem dapat dilakukan dengan menanam elektroda pentanahan sampai mencapai kedalaman dimana terdapat kandungan air tanah yang konstan.
Harga tahanan jenis tanah diambil untuk keadaan yang paling jelek karena kelembaban dan temperatur yang mungkin bervariasi pada keadaan tertentu dalam suatu daerah.Setelah diperoleh harga tahanan jenis tanah dan biasanya diambil harga yang tertinggi, maka berdasarkan harga tahanan jenis tanah tersebut sistem pentanahan dibuat.Jadi pada suatu perencanaan pentanahan, pengukuran tahanan jenis tanah pada tempat dimana akan dilakukan penanaman elektroda harus dilakukan terlebih dahulu.
















Elektroda Pentanahan
Elektroda pentanahan ialah penghantar yang ditanam kedalam tanah dan membuat kontak secara langsung dengan tanah. Penghantar pentanahan yang tidak berisolasi yang ikut ditanam kedalam tanah dianggap sebagai bagian dari elektroda pentanahan.

Tabel 2.2 Tahanan Jenis Tanah

1
2
3
4
5
6
7
Jenis Tanah
Tanah Rawa
Tanah Liat & Tanah Ladang
Pasir Basah
Kerikil Basah
Pasir Dan Kerikil Kering
Tanah Berbatu
Resistensi Jenis (Ohm-Meter)
30
100
200
500
1000
3000
Sumber : PUIL, 2000 : 80








Elektroda Batang
Yaitu elektroda yang berbentuk bulat, pipa galvanis, batang tembaga atau baja profil yang ditanam tegak lurus kedalam tanah, dengan kedalaman penanaman tergantung dari penjang elektrodanya.

Gambar 2.6 Elektroda Batang
Sumber : Course Note Instalasi III, 2005 : 12
















Satu Batang Konduktor
Sistem pentanahan dengan menggunakan satu batang konduktor yang ditanam tegak lurus dengan permukaan tanah sebagai elektroda. Berdasarkan perhitungan rumus-rumus pendekatan untuk menghitung tahanan tanah yang telah diturunkan oleh H. B. Dwight dari sebuah konduktor berbentuk silinder adalah sebagai berikut :

Gambar 2.7Satu Batang Konduktor Ditanam Tegak Lurus Permukaan Tanah
Sumber : Anonim, Course Note Instalasi III : 18

Jadi tahanan untuk satu batang konduktor yang ditanam tegak lurus pada kedalaman beberapa cm di bawah permukaan tanah adalah :
R=......................................(2.3)
Keterangan :
R = Tahanan pentanahan (Ohm)
= Tahanan jenis tanah (Ohm-cm)
a = Jari-jari elektroda pentanahan (cm)
L = Panjang elektroda yang ditanam (cm)


Tahanan Elektroda Tanah
Besar tahanan dari berbagai elektroda tanah telah diturunkan oleh Dwight, dan hasil-hasilnya diberikan pada tabel di bawah.
Tabel 2.2 Rumus-Rumus Pendekatan Untuk Menghitung Tahanan Tanah


Satu batang tanah, Panjang L, radius a


Dua batang tanah
s > L ; jarak s


Dua batang tanah
s < L; jarak s


Kawat horizontal, panjang 2L, dalam s/2


Kawat siku-siku, panjang lengan L, dalam s/2


Tiga titik bintang, panjang lengan L, dalam s/2


Empat titik bintang, panjang lengan L, dalam s/2


Enam titik bintang, panjang lengan L, dalam s/2


Delapan titik bintang, panjang lengan L, dalam s/2


Cincin kawat, diam, cincin D, dalam kawat d, dalam s/2


Pelat horisontal, panjang 2L,
dalam


Pelat bundar horisotontal, radius a, dalam

Pelat bundar vertikal, radius a, dalam




Sumber : T.S. Hutauruk. Pengetanahan Netral System Tenaga &Pengetanahan Peralatan : 145-146.


Sifat-Sifat Dari Sebuah Sistem Elektroda Tanah
Hambatan arus melewati sistem elektroda tanah mempunyai tiga komponen, yaitu :
Tahanan pasaknya sendiri dan sambungan-sambunganya.
Tahanan kontak antara pasak dengan tanah sekitar.
Tahanan tanah di sekelilingnya.
Pasak-pasak tanah, batang-batang logam, struktur dan peralatan lain biasa digunakan untuk elektroda tanah. Elektroda-elektroda ini umumnya besar dan penampangnya sedemikian, sehingga tanahnya dapat diabaikan terhadap tahanan keseluruhan tahanan keseluruhan sistem pentanahan.
Tahanan antara elektroda dan tanah jauh lebih kecil dari yang biasanya diduga.Apabila elektroda bersih dari cat atau minyak, dan tanah dapat di pasak dengan kuat, maka Biro Standarisasi Nasional Amerika Serikat bahwa tahanan kontak dapat diabaikan.
Pasak dengan tahanan seragam yang di tanam ke tanah akan menghantarkan arus ke semua jurusan. Marilah kita tinjau sutu elektroda (pasak) yang di tanam di tanah yang terdiri atas lapisan-lapaisan tanah dengan ketebalan yang sama.

Gambar 2.8Komponen Tahanan Elektroda Tanah
Sumber : A.S Pabla, Sistem Distribusi Daya Listrik : 158
Lapisan tanah terdekat dengan pasak dengan sendirinya memiliki permukaan paling sempit, sehingga memberikan tahanan terbesar.Lapisan berikutnya, karena lebih luas, memberikan tahanan yang lebih kecil. Demikian seterusnya, sehingga pada suatu jarak tertentu dari pasak,lapisan tanah sudah tidak menambah besarnaya tahanan tanah sekeliling pasak. Jarak ini disebut daerah tahanan efektif, yang juga sangat tergantung pada kedalam pasak.Dari ke tiga macam komponen "tahanan", tahanan tanah merupakan besaran yang paling kritis dan paling sulit di hitung dan diatasi.


Pengaruh Tahanan Tanah Terhadap Tahanan Elektroda
Rumus Dwight menunjukan, bahwa tahanan elektroda pentanahanke tanah tidak hanya tergantung pada kedalaman dan luas permukaan elektroda, tetapi juga pada tahanan tanah. Tahanan tanah merupakan faktor kunci yang menentukan tahanan elektroda dan pada kedalaman berapa pasak harus ditanam agar diperoleh tahanan yang rendah. Tahanan tanah sangat bervariasi di berbagai tempat, dan berubah menurut iklim.
Tahanan tanah ini terutama ditentukan oleh kandungan elektrolit di dalamnya, kandungan air, mineral-mineral dan garam-garam. Tanah kering mempunyai tahanan tinggi, tetapi tanah basah dapat juga mempunyai tahanan tinggi, apabila tidak mengandung garam-garam yang dapat larut.Karena tahanan tanah berkitan langsung dengan kandungan air dan suhu, maka dapat saja di asumsikan bahwa tahanan pentanahan suatu sistem akan berubah sesuai perubahan iklim setiap tahunya. Variasi-variasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.13. Karena kandungan air dan suhu lebih stabil pada kedalaman yang lebih besar, maka agar dapat bekerja efektif sepanjang waktu, sistem pntanahan dapat dikonstruksi dengan pasak tanah yang ditancapkan cukup dalam di bawah permukaan tanah. Hasil terbaik akan diperoleh apabila kedalaman pasak mencapai tingkat kandungan air yang tetap.






Gambar 2.9 Variasi-variasi tahanan tanah
Sumber : A.S Pabla, Sistem Distribusi Daya Listrik : 160
Tujuan Pengetanahan Peralatan
Pengetanahan peralatan, berlainan dengan pengetanahan sistem, ialah pengetanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus.
Tujuan dari pengetanahan peralatan itu adalah :
Untuk membatasi teganagan antara bagian-bagian peralatan yang tidak dilalaui arus dan antara bagian-bagian ini dengan tanah sampai pada suatu harga yang aman (tidak membahayakan) untuk semua kondisi operasi normal atau tidak normal.Untuk mencapai tujuan ini, suatu sistem pengetanahan peralatan atau instalasi dibutuhkan. Sistem pengetanahan ini gunanya ialah untuk memperoleh potensial yang merata (uniform) dalam semua bagian struktur dan peralatan, dan juga untuk menjaga agar operator atau orang yang berada di daerah instalasi itu berada pada potensial yang sama dan tidak berbahaya pada setiap waktu. Dengan dicapainya potensial yang hampir merata pada semua titik dalam daerah sistem pengetanahan ini, kemungkinan timbulnya perbedaan potensial yang besar pada jarak yang dapat dicapai oleh manusia sewaktu terjadi hubung singkat kawat ke tanah menjadi sangat kecil.
Tujuan kedua dari pengetanahan peralatan ini adalah untuk memperoleh impedansi yang kecil/rendah dari jalan baik arus hubung singkat ke tanah. Kecelakaan pada personil timbul pada saat hubung singkat ke tanah terjadi. Jadi bila arus hubung singkat ke tanah itu dipaksakan mengalir melalui impedansi tanah yang tinggi, ini akan menimbulkan perbedaan potensial yang besar dan berbahaya. Juga impedansi yang besar pada sambungan-sambungan pada rangkaian pengetanahan dapat menimbulkan busur listrik dan pemanasan yang besarnya cukup menyalakan material yang mudah terbakar.
Secara singkat tujuan pengetahuan peralatan itu dapat diformulasikan sebagai berikut :
mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya untuk orang dalam daerah itu.
untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya.
untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem.









Pengantar Pentanahan
Penghantar pentanahan ialah penghantar yang menghubungkan bagian yang harus ditanahkan dengan elektroda pentanahan.
Ukuran penghantar/penghantar penghubung antar elektroda untuk tujuan pemakaian pada instalasi penangkal petir maupun untuk sistem pentanahan grid/kisi-kisi. Rumus yang dikembangkan oleh I.M. Onderdonk, dapat digunakan untuk tujuan tersebut :

.......................................(2.4)
Dimana :
A = Penampang Konduktor (Circular Mils)
1 Circular Mils = 0,0005067 Mm2
I = Arus Gangguan (Amp)
T = Lama Gangguan (Detik)
Tm = Suhu Maksimum Konduktor Yang Diijinkan (=10830C)
Ta = Suhu Keliling Tahunan Maksimum


Pengukuran Tahanan Pentanahan




pengukuran pentanahan dengan metoda tiga titik dimaksudkan untuk mengukur tahanan pengetahanan. Misalkan tiga buah batang pengetanahan di mana batang 1 yang tahanannya hendak diukur dan batang-batang 2 dan 3 sebagai batang pengetanahan pembantu yang juga belum diketahui tahanannya (Gambar2.4).


Gambar 2.10 Metoda Tiga Titik
Sumber : T.S. Hutauruk. Pengetanahan Netral System Tenaga &Pengetanahan Peralatan : 145-146.

Bila tahanan diantara tiap-tiap batang pengetahanan diukur dengan arus konstan, tiap pengukuran dapat ditulis sebagai berikut :

Tetapi,

Jadi :

Akhirnya :
....................................(2.5)
Tahanan batang pengetanahan dari elektroda 1 diberikan oleh persamaan 2.5 jika kita dapat membuat :
..........................................(2.6)
Keadaan ini dapat diperoleh dengan mengatur posisi elektroda 2 sehingga harga persamaan (2.6) dipenuhi.

BAB III
METODOLOGI PENELITIAN





Waktu dan lokasi penelitian
Proses pengumpulan data ini dilaksanakan pada tanggal 09 s/d 30 April 2012 danlokasipenelitianadalah di PT. PERTAMINA (PERSERO) RU V BALIKPAPAN Bagian Maintenance Area 4.


Jenis dan sumber data
Jenis data yang diperlukan dalam penelitian adalah :
Data teknis dari tangki tersebut.
Jenis tanah di daerah sekitar tangki.
Jenis penghantar pentanahan dan jenis elektroda pentanahan yang digunakan beserta besarannya.
Hasil pengukuran tahanan pentanahan pada tangki tersebut.
Sumber data :
Berupa tinjauan pustaka, buku-buku referensi, dan situs yang terkait dalam proses suatu penelitian.





Teknik Pengumpulan Data
Dalampengumpulan data yang diperolehpenulisberkonsultasidanmelakukan pengkajian denganpembimbinglapanganuntukmendapatkan data yang diperlukandenganmenanyakanhal-hal yang perludiketahui meliputi pengambilan data komponen-komponen yang digunakandanmelakukanpengamatansecaralangsungpentanahan pada tangki di PT. PERTAMINA (PERSERO) RU V BALIKPAPAN.

Desain Penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukan seperti di bawah :


Gambar 3.1 Desain Penelitian
Analisis Data
Untuk menunjang hasil studi maka dilakukan langkah – langkah sebagai berikut :
Mengukur besarnya tahanan pentanahan menggunakan earth tester.
Mengukur besar penghantar pentanahan.
Dan membandingkan hasil perhitungan dengan data di lapangan.

Data Lapangan
Data lapangan berupa data tangki, data tanah, data penghantar pentanahan, data elektroda, data peralatan, dan data pengukuran.

Data Tangki D-20 05-A
Diameter : 57000 mm
Tinggi : 16000 mm
Volume : 35000 m3
Isi tangki : Naptha


Data Tanah
Lokasi : PT.Pertamina (Persero) RU V
Jenis : Tanah Liat
Tahanan Jenis Tanah : 100 ohm-meter


Data Penghantar Pentanahan

Ukuran Penampang BC : 35 mm2





Data Elektroda
Jenis : Batang
Bahan : Pipa Galvanis
Panjang : 6 meter
Ukuran : 2 inch
Jarak Elektroda – Permukaan Tanah : 50 cm


Data Peralatan
Earth Tester : 1 Buah
Merek : Megger
Model : DET4/5R







Data Pengukuran
Waktu : Kamis, 12 April 2012
Jarak antara C1– P2 adalah 10 meter
Jarak antara P2 – C2 adalah 10 meter
Tahanan terukur untuk elektroda 1 adalah 3,15 ohm
Tahanan terukur untuk elektroda 2 adalah 1,89 ohm
Tahanan terukur untuk elektroda 3 adalah 3 ohm
Tahanan terukur untuk keseluruhan elektroda adalah 0,38 ohm

BAB IV
PEMBAHASAN




Umum
Tahanan pentanahan dari suatu sistem pentanahan mempunyai peranan penting dalam mengatasi gangguan sambaran petir dan listrik statis yang dapat terjadi pada tangki bahan bakar minyak. Karena nilai tahanan pentanahan merupakan tolak ukur baik atau tidaknya dari suatu sistem pentanahan yang terpasang.
Bila tahanan pentanahan terlalu tinggi, maka akan menimbulkan perbedaan potensial yang tinggi antara bagian peralatan dengan bumi saat terjadi gangguan. Oleh karena itu tahanan harus memiliki nilai serendah mungkin agar arus gangguan yang terjadi dapat langsung disalurkan ketanah dengan aman sehingga dapat melindungi peralatan. Dalam hal ini adalah tangki bahan bakar minyak dan manusia atau makhluk lain yang berada di sekitar peralatan.
Pada bab sebelumnya telah dibahas rumus-rumus pendekatan untuk menghitung tahanan pentanahan dari elektroda yang ditanam tegak lurus kedalam tanah. Rumus-rumus pendekatan tersebut nantinya akan digunakan untuk menghitung nilai tahanan pentanahan pada Tangki D-20 05-A pada PT. Pertamina (Persero) RU V Balikpapan. Sehingga nilai resistensi pentanahan dapat mencapai nilai yang diinginkan sesuai standar yang digunakan diinstansi terkait yaitu Standar Enjiniring Pertamina KP 17 Sistem Dan Instalasi Listrik ( Bagian 16 Pembumian Dan Ikatan Sambungan ) yang menentukan nilai untuk tahanan pentanahan maksimal 5 ohm.

Pemasangan Sistem Pentanahan Pada Tangki

Gambar 4.1 Pentanahan Pada Tangki

Pentanahan pada tangki D-20 05-A menggunakan 3 batang elektroda yang di paralel melalui dinding tangki. Jenis elektroda yang digunakan adalah elektroda batang yang ditanam tegak lurus ke dalam tanah, menggunakan pipa galvanis dengan ukuran 2 inch. Penghantar yang digunakan untuk menghubungkan antara elektroda dengan dinding tangki adalah penghantar BC 35 mm2. Dalam penanaman elektroda pentanahan adalah 6 m, jarak elektoda dari permukaan tanah adalah 50 cm. Penyambungan penghantar ke tangki dipasang melalui kupingan pada tangki dengan jarak 30 cm dari dasar tangki. Jarak dari tangki ke elektroda pentanahan adalah 10 m.

Elektroda Pentanahan
Elektroda adalah suatu alat yang berfungsi mengalirkan atau menghubungkan arus gangguan akibat sambaran petir dan listrik statis yang dibuang ke bumi.
Dalam pemasangan elektroda ini jarak antara elektroda harus sekurang-kurangnya sama dengan dua kali panjang efektif dari elektroda satu ke elektroda dua atau sekurang-kurangnya 4 meter yaitu untuk mendapatkan pentanahan yang baik dan aman kemudian disesuaikan dengan syarat dalam suatu pentanahan.


Pengukuran Tahanan Pentanahan
Pengukuran tahananpentanahan dilakukan dengan mengukur tiap batang elektroda yang terpasang, peralatan yang digunakan untuk mengukur tahanan pentanahan adalah Earth Tester merek Meggermodel DET5/4R. Hasil dari pengukuran tahanan pentahan yang ada pada Tangki D-20 05-A dapat dilihat pada tabel di bawah :
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tahanan Pentanahan

No.
Bagian
Nilai Tahanan (Ohm)
1
Elektroda 1
3,15
2
Elektroda 2
1,89
3
Elektroda 3
3,00

Untuk hasil pengukuran dari keseluruhan elektroda adalah 0,38 . Metode pengukuran yang digunakan adalah metode tiga titik dengan Jarak antara C1– P2 adalah 10 meter dan jarak antara P2 – C2 adalah 10 meter.



Gambar 4.2 Pengukuran Tahanan Pentanahan

Perhitungan Tahanan Pentanahan
Pada subbab ini penulis akan menghitung tahanan pentanahan yang ada pada tangki D-20 05-A. Perhitungan tahanan pentanahan akan dilakukan dengan menggunakan persamaan (2.3) dan karena pada tangki terdapat 3 batang elektroda maka menggunakan persamaan tiga titik bintang pada tabel 2.7. Tahanan jenis tanah pada area sekitar tangki adalah 100 ohm-meter, jenis tanah di sekitar area tersebut adalah tanah liat, tahanan jenis tanah dapat dilihat pada tabel 2.1.




Perhitungan untuk satu batang elektroda
Diketahui :
ρ = 100 -m = 10000 -cm
L = 6 m = 600 cm
a = 2,5 cm

Jadi :
R=ρ2πLln2La-1
R=100002.3,14.600ln2.6002,5-1
R=100002.3,14.6006,17
R=2,656,17
R=16,35

Jadi nilai perhitungan untuk satu batang elektroda adalah 16,35 . Karena pada tangki terdapat tiga batang elektroda, maka selanjutnya akan menghitung tahanan 3 batang elektroda.
Perhitungan untuk 3 batang elektroda
Diketahui :
ρ = 100 -m = 10000 -cm
L = 48 m = 4800 cm
a = 2,5cm
s = 25 cm
R=ρ6πLln2La+ln2Ls+1,071-0,209sL+0,238s2L2-0,054s4L4
R=100006.3,14.4800ln2.48002,5+ln2.480025+1,071-0,209254800+0,23825248002-0,05425448004
R=100006.3,14.48008,25+5,95+(-1,06)+(6,45×10-6)-(3,97×10-11)
R=0,11.13,14
R=1,44

Jadi hasil perhitungan nilai tahanan pentanahan untuk 3 batang elektroda adalah 1,44 ohm.

Perhitungan Besar Penghantar
Untuk menghitung besarnya penghantar pentanahan yang digunakan pertama akan dihitung arus yang melewati masing-masing elektroda, karena pada tangki D-20 05-A menggunakan tiga batang elektroda.


1Rt=1R1+1R2+1R3
1Rt=13,18+11,89+13,00
1Rt=6+9,53+6,0118,03
1Rt=21,5418,03
Rt=0,83

V=I x Rt
V=87700 x 0,83
V=72791 Volt

I R1=VR1= 727913,18=22890,25 A
I R2=VR2= 727911,89=38513,75 A
I R3=VR2= 727913,00=24263,66 A

Dalam menghitung besar penghantar menggunakan nilai arus terbesar yang mengalir melelui elektroda yaitu 38513,75 A.

Diketahui :
tm : 1083˚c (Suhu maksimal konduktor yang di izinkan)
ta : 34,6˚c (Suhu keliling tahunan maksimum untuk daerah balikpapan)
t : 0,9 detik (Lama gangguan)
I : 38513,75 A (Arus gangguan)
Ditanya :
A…..? (Penampang konduktor atau circular mils, 1 circular mils = 0,0005067)
Jawab :
A =I33.tlog10tm-ta234+ta+1
=I33.0,9log101083-34,6234+34,6+1
=I29,7log101048,4268,6+1
=I29,74,90
= I6,06
=38513,75 A×2,46
A =94743,82×0,0005067mm2
A =48mm2

Jadi penampang yang harusnya digunakan adalah penampang dengan ukuran 50 mm2.

Hasil Evaluasi Pengukuran Dan Perhitungan Nilai Tahanan Pentanahan
Dari hasil Studi Pentanahan Penangkal Petir Tangki Bahan Bakar Minyak (BBM) Pada Kilang Balikpapan, maka dapat dilihat hasil pengukuran untuk keseluruhan batang eletroda, nilai yang didapat adalah 0,38 ohm. Sedangkan hasil perhitungan untuk 3 batang elektroda adalah 1,44 ohm. Mengacu pada standar enjiniring pertamina KP 17 Sistem Dan Instalasi Listrik ( Bagian 16 Pembumian Dan Ikatan Sambungan ) yang menetapkan nilai maksimum dari nilai tahanan pentanahan yaitu 5 ohm, jadi secara teoritis dapat dikatakan nilai tahanan pentanahan hasil perhitungan telah memenuhi standar yaitu batas maksimal 5 ohm. Nilai tahanan pentanahan semakin kecil maka akan semakin baik. Karena dapat dengan aman menghantarkan arus gangguan petir dan listrik statis ke bumi tanpa membahayakan peralatan dan daerah sekitarnya.
Tabel 4.2 Tabel Perbandingan Tahanan Pentanahan

No.
Elektroda
Pengukuran ( )
Perhitungan ( )
1
Elektroda 1
3,18
16,35
2
Elektroda 2
1,89
16,35
3
Elektroda 3
3,00
16,35
4
Keseluruhan Elektroda
0,38
1,44

BAB V
PENUTUP




Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil studi lapangan dan pengukuran langsung pada pentanahan tangki D-20 05-A Di PT. Pertamina (Persero) RU V Balikpapandan juga berdasarkan pembahasan yang telah dijalankan dalam laporan tugas akhir ini maka penulis dapat menarik kesimpulan :
Tabel berikut menunjukan hasil pengukuran dan perhitungan.
Tabel 5.1 Hasil Pengukuran Dan Perhitungan

No.
Jenis Data
Hasil Pengukuran
Hasil Perhitungan
1
Tahanan Pentanahan
0,38
1,44
2
Penghantar Pentanahan
35 mm2
50 mm2


Perbedaan nilai tahanan pentanahan antara hasil pengukuran dan perhitungan disebabkan karena penentuan nilai tahanan jenis tanah yang kurang tepat.
Pentanahan pada tangki sangat diperlukan mengingat potensi bahaya yang ditimbulkan yaitu bahaya akan kebakaran dan ledakan.


Saran-saran
Dari hasil studi lapangan yang dilakukan, maka penulis mengemukakan saran, yaitu :
Untuk mendapatkan nilai pentanahan yang lebih baik dapat dilakukan dengan cara menambah jumlah elektroda yang di pasang secara paralel atau dengan memperbesar diameter dari elektroda tersebut.
Penghantar yang seharusnya digunakan adalah penghantar dengan ukuran 50 mm2.


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Course Note Instalasi Listrik 3. Politeknik Negeri Samarinda. 2007.

BSN, Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL). Jakarta. 2000.

Djaswadi. 2004. Tangki Timbun. Sekolah Tinggi Energi Dan Mineral. Pusdiklat Migas Cepu.
Elektroda_Batang_Mereduksi_Nilai_Tahanan_Pentanahan_(online)._http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener15a1.html, diakses tanggal 17 juli 2012).
Iklim_kota_balikpapan_(online)._http://www.balikpapan.go.id/index.php?option=com_balikpapan&task=iklim.html, diakses tanggal 16 Juli 2012).
L. Bob & G. Bob. Guide To Storage Tank And Equipment. London : Professional Engineering Publishing.

Pabla. A. S. Terjemahan Ir. Abdul Hadi. 1994. Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta : Penerbit Erlangga.

PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit V Balikpapan. 1997. Standar Enjiniring Pertamina KP 17 Sistem Dan Instalasi Listrik Bagian 16 Pembumian Dan Ikatan Sambungan. Balikpapan.

Standar Nasional Indonesia (SNI). 2002. Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL). Jakarta : Badan Standarisasi Nasional (BSN).
Standar Nasional Indonesia (SNI). 2004. Sistem Proteksi Petir pada Bangunan Gedung.Jakarta : Badan Standarisasi Nasional (BSN).
Storage Tank (online). (http://www.astanks.com/EN/Fixed_roof_EN.html, diakses tanggal 25 mei 2012).
Teori_Penunjang_Proteksi_Petir_(Online)._http://lightningbuster.blogspot.com/2008/10/teori-penunjang-proteksi-petir.html, diakses tanggal 02 juni 2012).

T.S. Hutauruk. 1999. Pengetanahan Netral System Tenaga & Pengetanahan Peralatan. Jakarta : Penerbit Erlangga.





BIODATA PENULIS
WAHYU GUSTI ANGGORO
Data Pribadi
Alamat : Jl. D. I. Panjaitan Rt.02 No.82 Balikpapan
Tempat Tanggal Lahir : Balikpapan, 30 Juli 1990
Jenis kelamin : Laki-Laki
Agama : Islam

Riwayat Pendidikan
1996-2002 SDN 010 Balikpapan Utara
2002-2005 SMPN 6 Balikpapan
2005-2008 SMKN 1 Balikpapan
2008-2009 D1 Teknik Listrik Perminyakan
PTK Akamigas STEM Cepu
2009-2012 D3 Teknik Elektro
Politeknik Negeri Samarinda

Judul Tugas Akhir
Studi Pentanahan Penangkal Petir Tangki Bahan Bakar Minyak (BBM)Pada Kilang Balikpapan.