LAPORAN PRAKTIKUM LAB. SISTEM PROTEKSI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO LABORATORIUM SISTEM PROTEKSI PENGUKURAN PENTANHAN PENGAMAN SEMESTER : 4 KELOMPOK : 4A3

6.1. TUJUAN PERCOBAAN Setelah selesai melaksanakan praktikum job Pengukuran Pentanahan Pengaman, mahasiswa diharapkan dapat : 1. Memahami secara benar tentang : definisi tahanan pentanahan, tahanan jenis tanah, manfaat pentanahan 2. Mengukur tahanan pentanahan pengaman dengan menggunakan Earth Tester 3. Mengevaluasi dan menentukan kondisi baik tidaknya suatu pentanahan 4. Menghitung tahanan jenis tanah dari suatu hasil pengukuran tahanan pentanahan

6.2. TEORI DASAR

Sistem pentanahan/grounding system adalah suatu rangkaian/jaringan mulai dari kutub pentanahan/elektroda, hantaran penghubung sampai terminal pentanahan yang berfungsi untuk menyalurkan arus lebih ke bumi, agar perangkat peralatan dapat terhindar dari pengaruh petir dan tegangan asing lainnya. Tujuan pentanahan peralatan adalah usaha untuk mengamankan system apabila terjadi hubung singkat pada peralatan, selanjutnya arus hubung singkat tsb akan disalurkan ketanah dan tidak membahayakan bagi orang dan peralatan, terutama pada peralatan listrik yang rangka (bodi) terbuat dari logam harus ditanahkan. Pengukuran perlu dilakukan sebelum system dioperasikan pertama kali, waktu pemeliharaan atau setelah system ada gangguan. Sewaktu pelaksanaan pengukuran pentanahan, saluran (kawat) dari electrode ke rangka peralatan harus dilepas. Pengukuran dilakukan pada electrode dengan alat ukur EARTH TESTER.

6.3. Tahanan Jenis Tanah Tahanan jenis tanah adalah tahanan listrik dari tahanan tanah yang berbentuk kubus dengan volume 1 meter kubik. Tahanan jenis dinyatakan dalam ohm-m. Pernyataan ohm-m merepresentasikan tahanan diantara dua permukaan yang berlawanan dari suatu volume yang berisi 1 m. Untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang kecil diperlukan upaya sebagai berikut, mengetahui tahanan jenis tanah, kemudian membuat bentuk kutub tanah yang sesuai. Faktor keseimbangan antara tahanan pengetanahan dan kapasitansi di sekelilingnya adalah tahanan jenis tanah (). Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas tidaklah sama. Dalam perencanaan pengetanahan hal yang harus diperhatikan adalah jenistanah, berikut ini tabel nilai rata - rata resistansi dari jenis tanah.

Metoda tiga titik (three point method) dimaksutkan untuk mengukur tahanan pengetahanan. Misalkan tiga buah batang pengetahanan di mana batang 1 yang tahanannya hendak diukur dan batang-batang 2 dan 3 sebagai batang pengetahanan pembantu yang juga belum diketahui tahanannya, gambar 2.2

Gambar 2.2. Pengukuran Pentanahan Metoda tiga titik

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

V1 2 R11 R22 2 R12 I V R13 13 R11 R33 2 R13 I V R23 23 R22 R33 2 R23 I V1 2 V13 V23 2 R11 2 R12 2 R13 2 R23 I R1 2 Tetapi,V13 V1 2 V23

Jadi :

R

V12 R11 R12 R13 R23 I

Akhirnya :R R R12 R13 R23

Tahanan batang pengetahanan dari elektroda 1 diberikan oleh persamaan diatas jika kita dapat membuat :R12 R13 R23 0

PUIL 2000-3.19.1.4 : Apabila hasil pengukurannya belum mencapai 5 , Maka Ground rood ditambah, dengan jarak 2 x panjangnya. Hukum OHM (Goerge Simon Ohm-Ahli Fisika Jerman) Pada percobaan dalam bidang listrik dan menemukan dan menemukan hubungan antara tegangan dan arus yang dilewatkan pada suatu tahanan : Apabila dalam suatu rangkaian tertutup dihubungkan tegangan listrik sebesar 1 Volt, dan dipasang tahanan listrik 1 , maka akan mengalir arus listrik sebesar 1 Ampere yang dinyatakan dalam persamaan sbb:

Standar besar R-tanah untuk electrode pentanahan 5 Ohm. Apabila belum mencapai nilai 5 Ohm, maka electrode bisa ditambah dan dipasang diparalel. Pentanahan paling ideal apabila electrode bias mencapai sumber air atau R-tanah = 0.

I.

DAFTAR BAHAN DAN PERALATAN a. Earth Tester lengkap dengan perangkat pendukung : 1 set

II. GAMBAR RANGKAIAN PERCOBAAN Sesuai dengan petunjuk pengoperasian Earth Tester

III. LANGKAH PERCOBAAN 1. Pisahkan terlebih dahulu pengetanahan (grounding) yang akan diukur dari sistem lainnya 2. Buatlah rangkaian percobaan sesuai dengan diagram rangkaian yang terdapat pada peralatan Earth Tester tersebut

Terminal E adalah ujung atas dari elektroda pengetanahan yang akan diukur tahanannya Terminal dan adalah ujung atas elektroda-elektroda bantu

Terminal E, C, dan P adalah terminal yang bersusaian terdapatpada panel Earth Tester, yang pada saat melakukan pengukuran tahanan pengetahanan akan saling dihubungkan dengan terminal E, , dan tersebut di atas.

Gunakan warna penghantar yang sesuai dengan warna terminal terminal yang terdapat di panel alat ukur Earth Tester tersebut. 3. Sebelum melakukan penyambungan sebagaimana yang dimaksud pada langkah percobaan 2 di atas. Lakukan pemeriksaan terhadap tegangan bateray dari Earth Tester terlebih dahulu. Pemeriksaan dilakukan dengan menekan tombol BATT, CHECK pada Earth Tester. Pahami terlebih dahulu petunjuk pengunaanya yang tertulis pada Earth Tester tersebut. (perhatian : bahwa pemeriksaan baterey boleh di lakukan hanya bila terminal E, C, dan P dalam keadaan tidak tersambung).

4. Ukurlah tahanan dari pengetanahan pengaman tersebut dengan cara dan urutan proses sebagai berikut : Mula-mula tekan tombol x10 dan kemudian tekan tombol MEAS. Bila defleksi dari penunjuk meter berada pada skala penuh sehingga melampui batas ukurnya, tekan tombol x100 dan lihat pembacaan meter tersebut. Jika nilai tahanan yang terukur kurang dari 10, tekan x1 , untuk mendapat kan pembacaan meter yang lebih teliti Selama pengukuran ini, lampu yang bertanda O.K. akan menyala, yang menandakan bahwa pengukuran terlaksana dengan baik. Jika keadaan tidak normal terjadi, maka lampu tersebut akan padam, dan untuk itu lakukan pemeriksaan terhadap penyambungan ke terminal C dan P. 5. Catat nilai tahanan pengetanahan terukur dan masukkan dalam tabel percobaan. Lakukan percobaan pengukuran untuk jarak-jarak E, C, dan P terhadap sesuai dengan tabel percobaan yang disediakan. , , dan

IV. JAWABAN TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Unsur unsur yang mempengaruhi nilai tahanan pentanahan suatu sistem pengetanahan ialah : Seperti yang telah disampaikan di atas bahwa tahanan pentanahan diharapkan bias sekecil mungkin. Namun dalam prakteknya tidaklah selalu mudah untukmendapatkannya karena banyak faktor yang mempengaruhi tahanan pentanahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar tahanan pentanahan adalah: 1. Bentuk elektroda. Ada bermacam-macam bentuk elektroda yang banyakdigunakan, seperti jenis batang, pita dan pelat. 2. Jenis bahan dan ukuran elektroda. Sebagai konsekwensi peletakannya didalam tanah, maka elektroda dipilih dari bahanbahan tertentu yang memilikikonduktivitas sangat baik dan tahan terhadap sifat-sifat yang merusak daritanah, seperti korosi. Ukuran elektroda dipilih yang mempunyai kontak palingefektif dengan tanah. 3. Jumlah/konfigurasi elektroda. Untuk mendapatkan tahanan pentanahan yangdikehendaki dan bila tidak cukup dengan satu elektroda, bisa digunakan lebihbanyak elektroda dengan bermacammacam konfigurasi pemancangannya didalam tanah; 4. Kedalaman pemancangan/penanaman di dalam tanah. Pemancangan initergantung dari jenis dan sifat-sifat tanah. Ada yang lebih efektif ditanam secaradalam, namun ada pula yang cukup ditanam secara dangkal; Faktor-faktor alam. 1. Jenis tanah : tanah gembur, berpasir, berbatu, dan lain-lain; 2. Moisture tanah semakin tinggi kelembaban atau kandungan air dalamtanah akan memperrendah tahanan jenis tanah; 3. kandungan mineral tanah airtanpa kandungan garam adalah isolator yang baik dan semakin tinggikandungan garam akan memperendah tahanan jenis tanah, namunmeningkatkan korosi; dan 4. suhu tanah suhu akan berpengaruh bila mencapaisuhu beku dan di bawahnya. Untuk wilayah tropis seperti Indonesia tidak adamasalah dengan suhu karena suhu tanah ada di atas titik beku

2. Prinsip kerja dari pengukuran tahanan pengtanahan pengaman yang digunakan pada saat percobaan adalah berdasarkan metode tiga titik, yang menggunakan tiga buah batang pentanahan dengan kegunaan yang berbeda. Di manaa pada batang pentanahan tersebut ada yang digunakan sebagai tahanan yang akan di ukur dan ada pula yang digunakan sebagai batang pentanahan pembantu, dan pada saat hasil pengukuran akan berdasarkan hukum ohm, dimana untuk mendapatkan sebuah nilai tahanan mengunakan rumus

. Earthmeter memberikan tegangan pada elektroda

pentanahan dan bumi. Amperemeter yang ada di dalam eart tester dipasang secara seri dengan elektroda pentanahan dan bumi dan voltmeter pada earth tester dipasang pararel dengan elektroda pentanahan dan bumi. Kemudian hasil dari keduaa alat ukur diatas akan dikalkulasikan sesuai dengan hukum ohm.

3. Kriteria yang digunakan untuk menentukan baik tidaknya suatu instalasi pentanahan adalah sebagai berikut: Tahanan pentanahan harus memenuhi syarat yang di inginkan untuk suatu keperluan pemakaian Elektroda yang ditanam dalam tanah harus : Bahan Konduktor yang baik o Tahan Korosi o Cukup Kuat Elektroda harus mempunyai kontak yang baik dengan tanah sekelilingnya. Tahanan pentanahan harus baik untuk berbagai musim dalam setahun.

4. Berdasarkan hasil pengukuran nilai tahanan pentanahan ini adalah 8,8 Ohm karena nilai ini paling banyak muncul pada pengukuran. Serta pada saat E dan C1 (pada grafik 2) adalah 11 meter. Berdasaarkan satuan dari tahanan jenis tanah maka nilai tahanan jenis tanahnya adalah 8,8 x 11 = 96,8 Ohmmeter, maka tahanan jenis tanahnya ialah 96,8 Ohm meter

V. KESIMPULAN Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding system adalah sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik utamanya petir. Sistem pentanahan digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkit listrik dengan bumi. Tujuan Utama Sistem Pentanahan Tujuan utama pentanahan adalah menciptakan jalur yang low-impedance (tahanan rendah) terhadap permukaan bumi untuk gelombang listrik dan transient voltage. Penerangan, arus listrik, circuit switching dan electrostatic discharge adalah penyebab umum dari adanya sentakan listrik atau transient voltage. Sistem pentanahan yang efektif akan meminimalkan efek tersebut. Menurut IEEE Std 1422007, tujuan system pentanahan adalah: a) Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan yang diperbolehkan b) Menyediakan jalur bagi aliran arus yang dapat memberikan deteksi terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki antara konduktor system dan bumi. Deteksi ini akan mengakibatkan beroperasinya peralatan otomatis yang memutuskan suplai tegangan dari konduktor tersebut. Dari hasil percobaan yang telah kami lakukan juga dapat disimpulkan bahwa : Dapat mengerti dalam tahanan jenis tanah dan manfaat pentanahan. Tahanan jenis tanah dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel Tahanan Jenis Tanah Tanah liat dan tanah ladang 100 Pasir dan kerikil kering 1000

Jenis Tanah Tahanan jenis (ohm-meter)

Tanah rawa 30

Pasir basah 200

Kerikil basah 500

Tanah berbatu 3000

Tahanan jenis tanah pada sistem pentanahan ,pada gedung laboratorium memepunyai nilai tahanan pentanahan cukup baik,semakin kecil tahan jenis tanah maka semakin baik pulai sistem pentanahannya,sedangkan kelembaban dan tempratur ranah bervariasi,dan jenis tanah yang diukur adalah tanah pasir dan kerikil. Kemudian juga dapat mengukur tahanan pentanahan pengaman dengan menggunakan Earth Tester, menentukan atau mengetahui kondisi baik tidaknya suatu pentanahan tersebut dan juga dapat menghitung tahanan jenis tanah pada hasil pengukuran yang telah dilakukan.

LAPORAN LAB SISTEM PROTEKSIJUDUL MATERI

: PENGUKURAN PENTANAHAN PENGAMAN

DISUSUN OLEH MUHAMMAD MUSTOFA SURAHMAN KURNIAWAN RESTU TRY WIBOWO SULAWAN KELAS KELOMPOK TANGGAL PRAKTEK (10612003) (10612010) (10612017) (10612022) : IV A : IV A3 : 3 April 2012

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO 2012