MEGGER & PENGUKURAN PENTANAHAN

MEGGER & PENGUKURAN PENTANAHAN

(PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK)

(TE2217)

NAMA : PUTU RUSDI ARIAWAN

NIM : 0804405050

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2009

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis aturkan Kepada Tuhan Yang Maha Esa , karena

atas berkat dan rahmatnya, tugas makalah ini dapat diselesaikan tepat pada

waktunya .

Tugas makalah ini merupakan perwujudan usaha saya untuk senantiasa

menambah wawasan. Dalam pelaksaan ini penulis banyak mendapat bantuan dari

berbagai pihak yang tidak mungkin disebut satu persatu. Untuk itu penulis

mengucapkan terima kasih sedalam-dalamnya kepada semua pihak yang telah

membantu pelaksanaan penulisan ini.

Penulis menyadari bahwa tugas makalah ini masih jauh dari kata

sempurna sehingga penulis tidak menutup diri untuk menerima kritik dan

sarandari pembaca, pada akhir kata, besar harapan penulisan semoga makalah ini

dapat bermanfaat bagi pembaca.

Denpasar, April 2009

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Hal

JUDUL ......................................................................................................... i

KATA PENGANTAR .................................................................................. ii

DAFTAR ISI ................................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR.................................................................................... v

DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi

RINGKASAN............................................................................................... vii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 1

1.3 Tujuan.................................................................................................... 1

1.4 Manfaat .................................................................................................. 2

1.5 Batasan Masalah..................................................................................... 2

1.6 Sistematika Pembahasan......................................................................... 2

BAB II PEMBAHASAN .............................................................................. 3

2.1 Megger.................................................................................................. 3

2.1.1 Apa itu Megger ................................................................................. 3

2.1.2 Megger Test (Test Insulasi / Insulation Test) ..................................... 4

2.1.3 Meter Tahanan Pentanahan................................................................ 5

2.2 Pentanahan ............................................................................................ 6

2.2.1 Pengertian Pentanahan ...................................................................... 6

2.2.2 Tujuan Pentanahan ............................................................................ 7

2.2.3 Karakteristik Pentanahan yang Efektif............................................... 8

2.2.4 Komponen Utama Sistem Pentanahan ............................................... 9

2.3 Pengukuran Pentanahan......................................................................... 11

2.3.1 Resistans Tanah................................................................................. 11

2.3.2 Pengukuran resistans jenis tanah rt .................................................... 13

2.3.3 Pengukuran resistansi pembumian..................................................... 15

2.3.4 Pengukuran Tahanan Pentanahan ...................................................... 21

iv

BAB III PENUTUP ...................................................................................... 25

3.1 Simpulan ................................................................................................ 25

3.2 Saran ..................................................................................................... 25

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 26

v

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar

2.1 Rangkaian dasar megger......................................................................... 4

2.2 Meter Tahanan Pentanahan..................................................................... 5

2.3 Micro Ohm meter ................................................................................... 6

2.4 Elektroda Batang.................................................................................... 9

2.5 Elektroda pita ......................................................................................... 10

2.6 Elektroda plat ......................................................................................... 10

2.7 Elektroda Jembatan ................................................................................ 10

2.8 cara mengukur resistans jenis tanah ........................................................ 15

2.9 hubungan elektrode dengan konduktor ................................................... 16

2.10 susunan pengukuran............................................................................. 18

2.11 perbandingan resistans ......................................................................... 19

2.12 pembacaan alat ukur pembumian ......................................................... 20

2.13 hubungan antara tegangan dan arus...................................................... 22

2.14 pengoperasian Earth Tester .................................................................. 22

2.15 metode perhitungan tahanan pentanahan .............................................. 23

vi

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel

2.1 Nilai rata-rata jenis tanah rt ..................................................................... 11

2.2 nilai rata-rata dari resistans pembumian untuk elektrode bumi................. 12

2.3 Rumus untuk menghitung resitans pembumian untuk macam-macam elektrode

bumi ....................................................................................................... 13

vii

RINGKASAN

Megger dipergunakan untuk mengukur tahanan isolasi dari alat-alat

listrik maupun instalasi-instalasi, output dari alat ukur ini umumnya adalah

tegangan tinggi arus searah, yang diputar oleh tangan.

Megger ini banyak digunakan petugas dalam mengukur tahanan isolasi

antara lain untuk:

1. Kabel instalasi pada rumah-rumah/bangunan

2. Kabel tegangan rendah

3. Kabel tegangan tinggi

4. Transformator, OCB dan peralatan listrik lainnya

Pentanahan (grounding) adalah merupakan suatu mekanisme dimana

daya listrik dihubungkan langsung dengan tanah (bumi). Tujuan utama dari

adanya pentanahan adalah menciptakan jalur yang low-impedance (tahanan

rendah) terhadap permukaan bumi untuk gelombang listrik dan transient voltage.

Untuk memperoleh nilai tahanan jenis tanah yang akurat diperlukan

pengukuran secara langsung pada lokasi. Jika diperlukan di lapangan harus

disiapkan hubungan atau koneksi yang mudah dilepas untuk dapat diadakan

pengukuran pada tiap-tiap elektrode.

PUTU RUSDI ARIAWAN 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam makalah ini, saya membahas tentang suatu alat ukur yaitu megger

dan pengukuran pentanahan, alat meger ini sekarang sudah banyak di pakai pada

kelistrikan, terutama mengukur tanahan isolasi.

Salah satu usaha untuk memperkecil tegangan permukaan tanah maka

diperlukan suatu pentanahan yaitu dengan cara menambahkan elektroda

pentanahan yang ditanam ke dalam tanah.

Oleh karena lokasi peralatan listrik biasanya tersebar dan berada pada

daerah yang kemungkinannya mempunyai struktur tanah berlapis-lapis maka

diperlukan perencanaan pentanahan yang sesuai, dengan tujuan untuk

mendapatkan tahanan pentanahan yang kecil sehingga tegangan permukaan yang

timbul tidak membahayakan baik dalam kondisi normal maupun saat terjadi

gangguan ke tanah. Dalam makalah ini analisa dilakukan dengan menjelaskan dari

system pengukuran pentanahan tersebut

1.2 Rumusan Masalah

Dalam makalah ini akan membahas permasalahan tentang :

1. Suatu alat ukur yang bernama megger

2. Pentanahan

3. Pengukuran pentanahan

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Merupakan tugas pendahuluan dari mata kuliah praktek pengukuran listrik

2. Mengetahui apa itu megger.

3. Mengetahui sistem pentanahan dan pengukurannya.


1.4 Manfaat

Manfaat dari tugas makalah yang saya buat adalah untuk memberi

pangetahuan kepada para pembaca agar mengetahui dan memahami megger dan

system pentanahan secara mendalam.

1.5 Batasan Masalah

Dalam hal ini saya batasi permasalahan yang di bahas yaitu sebatas

tentang alat ukur listrik yaitu megger dan pentanahan serta pengukurannya.

1.6 Sistematika Pembahasan

Dalam pembahasan ini dimulai tentang megger, apa itu megger, fungsi

dan kegunaan dan penggunaan dari megger itu sendiri. Kemudian pembahasan

mengenai pentanahan yaitu pengertian pentanahan, tujuan pentanahan dan

karakteristik pentanahan yang efektif. Pada pengukuran pentanahan

pembahasannya mengenai resistansi tanah, pengukuran resistansi jenis tanah rt,

pengukuran resistansi pembumian serta pengukuran tanahan pentanahan


BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Megger

2.1.1 Apa itu Megger



tegangan tinggi arus searah, yang diputar oleh tangan.

Besar tegangan tersebut pada umumnya adalah: 500, 1.000, 2.000 atau

5.000 volt dan batas pengukuran dapat bervariasi antara 0,02 sampai 20 meter

ohm dan 5 sampai 5.000 meter ohm dan lain-lain sesuai dengan sumber tegangan

dari megger tersebut.

Dengan demikian, maka sumber tegangan megger yang dipilih tidak

hanya tergantung dari batas pengukur, akan tetapi juga terhadap tegangan kerja

(sistem tegangan) dari peralatan ataupun instansi yang akan diuji isolasinya.

Dewasa ini telah banyak pula megger yang mengeluarkan tegangan

tinggi, yang didapatkannya dari baterai sebesar 8 – 12 volt (megger dengan sistem

elektronis). Megger dengan bateri umumnya membangkitkan tegangan tinggi

yang jauh lebih stabil dibanding megger dengan generator yang diputar dengan

tangan. Gambar rangkaian dasar megger adalah seperti gambar 2.1.

Megger ini banyak digunakan petugas dalam mengukur tahanan isolasi

antara lain untuk:

1. Kabel instalasi pada rumah-rumah/bangunan

2. Kabel tegangan rendah

3. Kabel tegangan tinggi

4. Transformator, OCB dan peralatan listrik lainnya.


Gambar 2.1 Rangkaian dasar megger

2.1.2 Megger Test (Test Insulasi / Insulation Test)

Mengapa kita melakukan pengetesan insulation / megger test ?? Test

insulasi dipergunakan untuk mengetahui kondisi konduktor di jaringan. Insulasi

yang memadai diperlukan untuk menghindari terjadinya direct contact seperti

short circuit atau ground fault. Buruknya insulasi jaringan bisa mengakibatkan

terjadinya arus bocor dan bisa membahayakan nyawa seseorang. Dimungkinkan

juga akan menimbulkan percikan api yang bisa mengakibatkan kebakaran.

Pengetesan dilakukan dengan pengukuran tingkat kebocoran jaringan

line/ phase dengan netral dan line dengan ground. Sebelum melakukan pengetesan

terlebih dahulu dilakukan pemutusan hubungan komponen elektronik dan pilot

lamp dengan jaringan. Metode pengetesan bisa dilakukan dengan tegangan yang

berbeda sesuai dengan kebutuhan. Batas minimum insulasi yang bisa ditolerir

untuk pengetesan dengan tegangan 500 VDC adalah 0,5 Meg Ohm sedangkan

dengan tegangan 1000 VDC adalah 1 Meg Ohm.

Insulasi menjadi salah satu penyebab utama terbakarnya sebuah motor

selain masalah elektrik dan mekanik. Sebuah motor akan mengalami penurunan

tingkat insulasi karena usia pakai. Jika insulasi motor telah mencapai antara 10 ~

1 Meg Ohm maka perlu dilakukan preventive maintenance. Jika insulasi dibawah

1 Meg Ohm berarti motor dalam kondisi kritis.


Rumus Perhitungan Pengukuran Insulation Test

1. Pengukuran tegangan Rendah:

Rumus ≥ 1000. E (minimal)

Contoh :

E =380 V

R isolasi = 1000 . 380

= 380.000 Ω

= 0.38 M Ω

Bila hasil pengukuran lebih dari 0.38 maka alat tersebut masih

bisa dikatakan baik.

2. Pengukuran Tegangan Menengah dan Tinggi :

Mengunakan DC Test

Rumus R isolator → Arus bocor

Max = ………… μA

2.1.3 Meter Tahanan Pentanahan

Biasa disebut dengan Meger Tanah atau Earth Tester, digunakan untuk

mengukur tahanan pentanahan kerangka kubikel dan pentanahan kabel. Terminal

alat ukur terdiri dari 3 (tiga) buah, 1 (satu) dihubungkan dengan elektroda yang

akan diukur nilai tahanan pentanahannya dan 2 (dua) dihubungkan dengan

elektroda bantu yang merupakan bagian dari alat ukurnya. Ketelitian hasil

tergantung dari cukupnya energi yang ada pada baterai.

Gambar 2.2 Meter Tahanan Pentanahan


Meter Tahanan Kontak biasa disebut dengan Micro Ohm meter dan

digunakan untuk mengukur tahanan antara terminal masuk dan terminal keluar

pada alat hubung utama kubikel. Nilai yang dihasilkan adalah dalam besaran

micro atau sepersatu juta ohm.

Dua terminal alat ukur yang dihubungkan ke terminal masuk dan keluar

akan mengalirkan arus searah dengan nilai minimal 200 Amper. Sebenarnya yang

terukur pada alat ukurnya adalah jatuh tegangan antara 2 (dua) terminal yang

terhubung dengan alat ukur, tetapi kemudian nilainya dikalibrasikan menjadi

satuan micro ohm.

Gambar 2.3 Micro Ohm meter.

2.2 Pentanahan

2.2.1 Pengertian Pentanahan


daya listrik dihubungkan langsung dengan tanah (bumi). Seperti kita ketahui

bersama bahwa arus listrik terjadi jika ada perbedaan potensial diantara 2 (dua)

buah titik (node). Arus listrik selalu mengalir dari titik yang mempunyai energi

potensial (Ep) yang lebih tinggi ke titik yang mempunyai energi potensial lebih

rendah. Hal ini terjadi sebaliknya dengan arah aliran elektron yang mengalir dari

titik dengan Ep yang lebih rendah ke titik yang mempunyai Ep yang lebih tinggi,

mengapa dapat terjadi demikian?, ilmu elektronika yang akan menjawabnya,

yakni suatu cabang ilmu fisika yang secara khusus mempelajari aliran elektron.

Energi listrik atau biasa disebut dengan daya listrik (P) yang notabene

adalah merupakan hasil perkalian antara tegangan listrik (V) dengan arus listrik (I)


selalu akan mengalir ke titik yang mempunyai tantangan atau rintangan atau

hambatan (R) yang paling besar, mengapa bisa begitu? Fenomena ini dapat

dijawab dengan percobaan dengan mempergunakan zat cair (air) dengan bejana

berhubungan, misalnya bentuk setiap bejana yang berhubungan itu mempunyai

perbedaan bentuk dan ukurannya, akan terlihat bahwa jika pada bejana

berhubungan tersebut kita alirkan air untuk memenuhi semua bejana tersebut,

maka semua bejana tersebut akan menjadi penuh secara bersamaan dalam waktu

yang sama, hal ini dapat kita analogikan dengan apa yang terjadi pada energi

listrik.

Dengan demikian ternyata bahwa arus listrik akan mengalir jika ada

hambatan atau rintangan yang menghalang diantara 2 titik yang berbeda, mengapa

? jawabannya adalah dengan adanya rintangan atau hambatan yang ada akan

menyebabkan terjadinya perbedaan potensi pada masing-masing titik, sehingga

menyebabkan terjadinya arus listrik (I) diantara kedua titik tersebut.

Jadi usahakanlah tantangan atau hambatan diantara kedua titik yang

berbeda potensinya agar menjadi sekecil mungkin (mendekati nilai nol) untuk

menghindari terjadinya arus listrik diantara kedua titik tersebut, karena semua

penghantar mempunyai tahanan masing-masing atau disebut dengan tahanan jenis,

maka untuk membuat tahanan yang benar-benar bernilai nol diantara kedua titik

tersebut, yakni hanya dengan menghubungkannya ke bumi atau tanah yang akan

menyebabkan tahanan atau hambatan diantara kedua titik tersebut menjadi nol

sehingga tidak ada perpindahan daya listrik yang terjadi diantara keduanya.

2.2.2 Tujuan Pentanahan

Adapun tujuan dari sistem pentanahan tersebut adalah untuk membatasi

tegangan pada bagian-bagian peralatan yang tidak seharusnya dialiri arus mis:

body/casing, hingga tercapai suatu nilai yang aman untuk semua kondisi operasi,

baik kondisi normal maupun saat terjadi gangguan, memberikan jaminan

keselamatan dari bahaya kejut listrik, baik perlindungan dari sentuh langsung


maupun tak langsung, serta perlindungan terhadap suhu berlebih yang dapat

mengakibatkan kebakaran.

Tujuan utama dari adanya 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.

Jika terjadi gangguan/kondisi yang tidak diinginkan, baik langsung atau

tidak langsung (induksi), diupayakan agar gangguan tersebut dialirkan ke tempat

yg aman, misal, ke tanah.

Grounding yang baik tergantung kondisi tanah (komposisi dan

kelembaban), semakin basah tanah maka resistansinya semakin kecil sehingga

semakin mudah mengalirkan arus/tegangan buangan. Jadi simpelnya, usahakan

grounding mencapai permukaan air dan menggunakan kabel khusus grounding

(penghantar) yang baik. cukup ideal jika disambungkan dengan pipa instalasi

pompa/mesin air.

Tambahan, berikut dari salah satu sumber tentang jenis-jenis gangguan

listrik yang sering terjadi yaitu : Blackouts, Blackouts, Line Noise, Sags, Surges,

Spike/Lightning.

2.2.3 Karakteristik Pentanahan yang Efektif

Karakteristik sistem pentanahan yang efektif antara lain adalah:

1. Terencana dengan baik, semua koneksi yang terdapat pada data center harus

merupakan koneksi yang sudah direncanakan sebelumnya dengan kaidah-

kaidah tertentu.

2. Verifikasi secara visual dapat dilakukan.

3. Sesuai dengan ukuran, TIA-942 menyediakan guideline untuk setiap

komponen pada data center.

4. Menghindarkan gangguan yang terjadi pada arus listrik dari perangkat.


5. Semua komponen metal harus ditahan/diikat oleh sistem pentanahan, dengan

tujuan untuk meminimalkan arus listrik melalui material yang bersifat

konduktif pada potensial listrik yang sama.

2.2.4 Komponen Utama Sistem Pentanahan

Dalam system pentanahan komponen komponen utama yang diperlukan

antara lain elektroda pentanahan dan hantaran pentanahan berperan sangat besar.

Elektroda Pentanahan adalah penghantar yang ditanam dalam tanah dan

sebagai kontak langsung dengan tanah yang diusahakan sampai mencapai titik air

tanah. Bahan elektroda pentanahan ialah tembaga atau baja profil digalvanisir atau

pipa galvanis, sedangkan ukuran dan jenis elektroda pentanahan bermacam-

macam tergantung dari lokasi dan metode pentanahannya. Jenis elektroda

pentanahan antara lain :

1. Elektroda Batang / pasak yaitu elektroda dari batang logam tembaga Cu (

Cupper Rod / Ground Rod ) berdiamater minimum 5/8”, atau batang logam baja

profil / pipa galvanis berdiameter 1,5” yang dipancangkan tegak dalam tanah

sedalam 2,75 meter. (Gambar 2.3)

Gambar 2.4 Elektroda Batang

2. Elektroda pita ( strip plat ) yang dibentuk lingkaran ditanam minimum 0,5 –

1m dari permukaan tanah. ( Gambar 2.4 )


Gambar 2.5 Elektroda pita

3. Elektroda plat ditanam minimum 50 cm dari permukaan tanah. ( Gambar 2.5 )

Gambar 2.6 Elektroda plat

4. Elektroda jembatan ( mesh / grounding bridge ) dibuat dari strip plat yang

dirangkai menyerupai jembatan biasanya dipasang dibawah tower transmisi

(Gambar 2.6 )

Gambar 2.7 Elektroda Jembatan

Hantaran pentanahan yaitu hantaran sebagai penyalur arus, harus jenis

penghantar yang baik, kuat secara mekanis dan dilindungi untuk menjaga

kemungkinan gangguan mekanis yang dapat menyebabkan turunnya daya hantar

ataupun terputus.


Satu hal yang sangat perlu diperhatikan dalam pemasangan sistem

pentanahan adalah cara penyambungan / kontak sambung. Penyambungan harus

baik dan benar sehingga memenuhi persyaratan mekanis maupun daya hantar

listriknya, sambungan harus dapat dibuka dalam rangka pengujian besarnya

tahanan pentanahan dan pemeliharaan.

2.3 Pengukuran Pentanahan

2.3.1 Resistans Tanah

Struktur dan karakteristik tanah merupakan salah satu faktor yang mutlak

diketahui karena mempunyai kaitan erat dengan perencanaan sistem pentanahan

yang akan digunakan. Nilai tahanan jenis tanah harganya bermacam-macam,

tergantung pada komposisi tanahnya. Batasan atau pengelompokan tahanan jenis

dari berbagai macam jenis tanah pada kedalaman tertentu tergantung pada

beberapa hal antara lain pengaruh temperatur, pengaruh kelembaban, dan

pengaruh kandungan kimia.

1. Nilai resistans jenis tanah

Nilai resistans jenis tanah, rt sangat berbeda tergantung komposisi tanah

seperti dapat dilihat dalam pasal 320-1 dalam PUIL 1987 atau yang ditunjukkan

pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Nilai rata-rata jenis tanah rt

Jenis Tanah Resistans jenis tanah rt dalam ohm-m

Tanah rawa 10……....40

Tanah liat dan tanah ladang 20……....100

Pasir basah 50….…...200

Kerikil basah 200……..3000

Pasir / kerikil kering <10000

Tanah berbatu 2000……30000

Air laut dan air tawar 10………100


Nilai-nilai tersebut pada Tabel 2.1 seluruhnya berlaku untuk tanah

lembab sampai basah. Pasir kering mutlak atau batu adalah suatu bahan isolasi

yang bagus, sama seperti air destilasi. Maka elektrode bumi selalu harus ditanam

sedalam mungkin dalam tanah, sehingga dalam musim kering selalu terletak

dalam lapisan tanah yang basah.

2. Resistans pembumian

Resistans pembumian elektrode bumi rt tergantung pada jenis dan

keadaan tanah serta pada ukuran dan susunan elektrode.

Jenis elektrode

Panjang pita

atau penghantar

pilin

Panjang batang

atau pipa

Pelat vertikal

dengan sisi

atas + 1 m

dalam tanah

Resistans

pembumian

10m 25m 50m

100m

20 10 5 3

1m 2m 3m 5m

70 40 30 20

0,5x1m 1x1m

35 25

Tabel 2.2 nilai rata-rata dari resistans pembumian untuk elektrode bumi

Contoh: untuk mencapai resistans pembumian suatu elektrode bumi sebesar 5

ohm, maka menurut Tabel 2.1 dan 2.2 untuk tanah liat atau ladang dengan

resistans jenis tanah liat atau tanah ladang dengan rt = 100 ohm-m, diperlukan

sesuatu elektrode pita dengan panjang 50 m atau 4-elektrode batang, masing-

masing panjangnya 5m, yang disusun dalam lingkaran dengan diameter 15 m.

Untuk pasir basah dengan rt=200 ohm maka terdapat resistans pembumian sama

dengan 6 ohm dan panjang pita pembumian 100m

Untuk mendapatkan reistans pembumian yang hasilnya sama bila dipakai

pelat elektrode, maka memerlukan bahan yang lebih banyak dari pada elektrode

pita atau batang tanah. Contoh untuk menentukan resistans pembumian suatu

elektrode:


a. Suatu elektrode pita dengan ukuran 30mm x 4mm (l x t) dengan panjang

L=40 mm.

b. Resistans jenis tanah rt = 180 ohm-m.

c. Resistans pembumian dapat dihitung dengan rumus dalam Tabel 3.

2.3.2 Pengukuran resistans jenis tanah rt





Dalam tingkat perencanaan suatu sistim pembumian dengan elektrode

bumi adalah sangat bermanfaat bila dihitung dahulu dengan bantuan resistans

jenis tanah supaya mendapat besarnya biaya yang diperlukan.

Untuk hal tersebut dalam Tabel 2.3 dapat dilihat rumus-rumus

pendekatan untuk resistans pembumian R suatu elektrode bumi untuk beberapa

susunan elektrode bumi. Resistans pembumian Rt suatu elektrode adalah resistans

dari lapisan tanah antara elektrode bumi atau sistim pembumian dan bumi

acuan/referens.

Jenis elektrode Perhitungan tepat Perbandingan pendekatan

Batang Rbt = (rt / 2pL) x

(ln 4L / d)

pada L < 10 m; Rbt=rt / L

pada L > 10m; Rbt=1,5 rt / L

Pita Rpt = (rt / pL) x

(ln 2L / d)

pada L < 10 m; Rpt=2rt / L

pada L > 10m; Rpt=3 rt / L

dst.nya

Tabel 2.3. Rumus untuk menghitung resitans pembumian untuk macam-macam elektrode

bumi

Di lapangan atau lokasi sering dilaksanakan dua cara pengukuran untuk

menentukan tahanan jenis tanah untuk memperoleh perubahan dalam lapisan

tanah:


1. Pengukuran dengan elektrode ukur yang tetap

Satu elektrode ukur, panjang 1 m ditanamkan tegak lurus dalam lapisan

tanah. Dengan alat ukur jembatan-tahanan, diukur tahanan jenis tanah dalam

daerah antara permukaan lapisan tanah dan dalamnya pemasukan elektrode

tersebut. Rumus untuk tahanan pentanahan batang adalah :

Rt = (rt / 2pL) x (ln (4L / d))

di mana :

Rt = tahanan bentang suatu elektrode dalam ohm,

rt = tahanan jenis tanah dalam ohm-meter,

L = panjang elektrode batang dalam m,

d = jari-jari batang elektrode dalam m,

ln = logarithmus (dasar e=2.7182818)

Tahanan jenis tanah adalah :

rt = ( Rt x 2pL ) / (ln 4L/d)

= (Rt 6,28 m) / ( ln 157,5) = 1,24 Rt

Dapat dilihat bahwa nilai ukur elektrode batang (batang pengukur) dikalikan

dengan 1,24 untuk mendapatkan hasil tahanan jenis tanah. Untuk elektrode

dengan ukuran yang lain harus ditentukan faktor yang sesuai.

2. Cara mengukur menurut metode von Werner atau cara 4-batang acuan.

Dalam Gambar 2.8 dapat dilihat cara mengukur resistans jenis tanah

dengan digunakan 4-batang acuan yang dimasukkan dalam tanah dengan jarak a

sepanjang satu garis lurus yang sama dan dihubungkan ke alat ukur resistans

pembumian.


Gambar 2.8 cara mengukur resistans jenis tanah

Pada ujung-ujung luar batang elektrode 1 dan 4 dialirkan arus dan pada

bagian dalam dari batang elektrode 2 dan 3 diukur susut tegangan dalam lapisan

tanah. Dari hasil pengukuran perbandingan jembatan dapat dibaca nilai tahanan R,

maka resistans jenis tanah dapat dihitung dengan rumus :

Qt = 2 p x a x Rt

Bila jarak a dalam m dan R dalam ohm, maka terdapat resistans jenis

tanah dalam ohm-m yang diukur di sini bukan resistans jenis tanah, hanya

resistans jenis tanah semu. Cara atau metode ukur sesuai von Werner ini hanya

dapat mengukur lapisan tanah sampai jarak sedalam a dari elektrode acuan.

Dengan merobah-robah jarak a dapat ditemukan nilai tahanan jenis tanah dalam

beberapa lapisan tanah.

Seperti telah diterangkan sebelumnya lembab tanah sangat

mempengaruhi resistans pembumian. Dalam musim panas dengan terik panas

yang panjang, lapisan tanah sangat kering. Bila diadakan pengukuran dalam

periode musim kering tersebut harus ditanam elektrode acuan yang lebih panjang

untuk menembus dalam lapisan yang basah, atau daerah lapisan tanah sekitar

elektrode acuan harus dibasahinya


2.3.3 Pengukuran resistansi pembumian

Besarnya resistansi pembumian hanya dapat ditentukan dengan

pengukuran. Ini tak mungkin dapat dilakukan dengan alat ukur ohm-meter yang

biasa, karena alat ohm-meter mempunyai tegangan AS yang kecil dan cara

pengukuran ini tidak mungkin, karena logam dalam tanah yang basah

menunjukkan elemen galvanis.

Untuk mengukur resistansi pembumian suatu elektrode bumi dapat

dilaksanakan menurut proses pengukur arus-tegangan atau dengan alat ukur

pembumian menurut pengukuran cara kompensasi:

a. Pengukuran dengan metode ukur arus tegangan dalam jaringan dengan titik

bintang (netral) yang dibumikan sesuai PUIL 1987 Pasal 323,

b. Penghantar bumi dari elektrode bumi RA yang akan diukur dihubung dengan

konduktor fase L melalui resistans yang dapat diatur dari 1000 ohm sampai 2000

ohm di belakang gawai pengaman dalam sirkuit amperemeter, lihat Gambar 2.9.

Gambar 2.9 hubungan elektrode dengan konduktor


Dalam sirkuit tersebut dipasang juga voltmeter dengan tahanan internal R1 dari

kira-kira 40 k-ohm, di mana diukur tegangan antara elektrode acuan dan elektrode

bumi bantu dengan jarak 20 ohm. Resistans pembumian dari sistim pembumian

pengamanan didapatkan dari rumus RA = U/1

Keburukan dari metode b) ini adalah:

tegangan ukur antara elektrode bumi bantu dan RA tak boleh melebihi

tegangan sentuh yang diizinkan, karena dapat terjadi kecelakaan,

hanya dapat dilaksanakan dalam jaringan di mana titik netral langsung

dibumikan (lihat a), karena bila terdapat arus bocor kecil yang mengalir ke

bumi, dapat menimbulkan susut tegangan antara RA dan RS, sehingga

terdapat hasil pengukuran yang tak tepat.

c. Pengukuran dengan alat ukur pembumian - metode ukur arus - tegangan dengan

sumber tegangan sendiri.

Untuk elektrode tersendiri yang diperlukan untuk pengukuran, jarak

antara elektrode bantu H dan elektrode acuan S dipasang dalam jarak kira-kira

20m, sedangkan untuk elektrode bumi yang disusun dalam bentuk lingkaran,

radial atau kombinasi harus berjarak kira-kira 3 kali diameter sistim pembumian.

Pengukuran dilakukan dengan alat ukur pembumian dengan sumber

tegangan tersendiri. Tahan elektrode RE yang akan diselidiki adalah tahanan

antara koneksi pembumian dan elektrode acuan, dan terdiri dari tahanan peralihan

dari penghantar dalam lapisan tanah dan tahanan lapisan tanah di sekitar

elektrode.

Tahanan peralihan ini adalah relatif kecil, karena bagian penghantar

adalah sangat pendek. Makin jauh dari elektrode, makin menurun tahanan dari

lapisan tanah, karena penampang dari lapisan tanah adalah sangat besar. Dalam

jarak 20m untuk pengukuran dapat ditanam elektrode acuan dalam tanah.


Bila tahanan diukur antara elektrode acuan RS dan elektrode batang RE,

maka tentu termasuk juga tahanan pembumian dari elektrode acuan. Kesulitan ini

dapat disingkirkan dengan susunan sesuai Gambar 2.10.

Gambar 2.10 susunan pengukuran

Dengan perantara suatu elektrode bantu H, suatu generator G menyuplai

ABB dengan umpama 110 Hz dalam lapisan tanah. Susut tegangan (voltage drop)

yang terjadi pada tahanan RE dari elektrode diukur dengan alat ukur tegangan U.

Tahanan dari elektrode bantu RH sama sekali tak mempunyai pengaruh, juga

tidak ada dari tahanan elektrode acuan RS, bila arus ukur IS dari alat ukur

tegangan adalah nol; atau sangat kecil.

Resistans pembumian dapat dihitung dari : RE = U/I

Cara yang lain adalah :

Pengukuran dengan alat ukur pembumian menurut metode kompensasi

Pengukuran resistans pembumian dengan alat ukur pembumian sering

digunakan dari pada pengukuran menurut cara ukur arus-tegangan, karena

pengukurannya sangat sederhana dan tak tergantung dari tegangan jaringan.


Persyaratan bahwa arus ukur IS adalah nol, dapat dicapai dengan

pengukuran dengan rangkaian jembatan. Pada pengukuran ini dengan

perbandingan resistans, maka tegangan antara elektrode pembumian, elektrode

acuan dan elektrode bumi bantu dibandingkan, lihat Gambar 2.11.

Gambar 2.11 perbandingan resistans

Suatu generator ABB 1-fase membangkitkan arus pembumian, tegangan

AS galvanik dalam lapisan tanah tidak mempengaruhinya.

Alat penunjuk arus A tidak menunjuk adanya arus mengalir, bila

tegangan U1 pada resistans pembumian adalah sama dengan U2 atau pada tahanan

perbandingan. Frekuensi generator menyimpang dari 50 Hz atau 60 Hz, dan

mengkontrol rectifier dari amperemeter A, maka tegangan asing dari jaringan

disingkirkan. Hasil nilai tahanan dapat langsung dibaca dari alat ukur pembumian,

Gambar 2.11 dan 2.12.


Gambar 2.12 pembacaan alat ukur pembumian

Gambar 2.11 menunjukkan pengukuran dalam sirkuit 3-konduktor.

Tahanan dari penghantar E1 ke elektrode langsung dapat diukur, sedangkan

sirkuit 4-konduktor dalam 2.12 membutuhkan konduktor ke 4, untuk

menghubungkan E2 ke bumi.

Pengukuran seluruh tahanan pembumian dalam jaringan TR dibahas

juga susunan batang-batang elektrode ditanam dalam tanah dalam jumlah yang

banyak (multi-rod). Bila dalam jaringan yang luas sekali terdapat jumlah elektrode

yang banyak yang ingin diketahui seluruh resistans pembumian, maka harus

diselidiki menurut cara pengukuran teknis.

Suatu perhitungan tiap-tiap elektrode dalam jaringan hanya akan

menghasilkan resistans pembumian total yang terlalu kecil, karena tiap-tiap

elektrode dalam jaringan akan saling mempengaruhinya.

Pada pengukuran adalah sangat menentukan, titik pengukur yang mana

dipilih, dan untuk mendapatkan sustu hasil yang tepat, hanya bila diukur dari

beberapa titik ukur dari pinggir keliling jaringan.


Jarak antara titik ukur tergantung dari luasnya jaringan dan biasanya

terletak antara 4000m dan 1000m.

Dari tiap-tiap pengukuran tersebut dapat ditentukan jumlah resistans

pembumian dari jaringan dengan menghitung secara aritmetik. Pada umumnya

penyimpangan dari nilai yang dihasilkan adalah + 10% dari nilai yang sebenarnya

dari jumlah resistans pembumian efektif.

Cara mengukur untuk elektrode yang jumlahnya banyak adalah dengan

cara atau metode sudut, di mana jarak antara elektrode ukur dan elektrode bantu

yang paling cocok adalah 200m sampai 300m

2.3.4 Pengukuran Tahanan Pentanahan

Pengukuran perlu dilakukan sebelum sistem 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.

Untuk mendapatkan nilai resistansi R dari elektroda pengetanahan

haruslah mempunyai parameter yang meliputi:

1. Resistivitas tanah

2. Resistivitas air tanah

3. Dimensi elektroda pengetanahan

4. Ukuran elektroda pengetanahan

PUIL 2000-3.19.1.4 : Apabila hasil pengukurannya belum mencapai 5 Ω, 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 dipasan


tahanan listrik 1 , maka akan mengalir arus listrik sebesar 1 Ampere yang

dinyatakan dalam persamaan sbb:

Gambar 2.13 hubungan antara tegangan dan arus

Pelaksanaan pengoperasian Earth Tester sbb: Prop (A) di hubungkan dengan

electrode (di bak kontrol). Prop (B) dan (C) ditancapkan ketanah dengan jarak

antara 5 sd. 10 m. Maka alat ukur akan menunjukan besar dari R-tanah lihat.

Gambar 2.14 pengoperasian Earth Tester

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.

Contoh: Pemasangan electrode pertama (R1), setelah diukur = 12 Ω Selanjutnya

di tanam lagi electrode ke 2 (R2), diukur tahanan =

12 Ω, Maka besar tahanan RI diparoleh dengan R2 = 6 Ω, Karena belum mencapa

i 5 Ω, maka ditanam lagi electrode ke 3 (R3).


Maka perhitungan R ekivalennya sbb;

Gambar 2.15 metode perhitungan tahanan pentanahan

Ada kendala ketika suatu saat kita membangun sistem Grounding,

setelah diukur dengan Earth Tester Nilai yang muncul 100 ohm (maks), kalau

acuannya PUIL munkin anda diWajibkan menurunkannya.. Ada trik sederhana

dengan menambah Rods sesuai dengan rumus mencari Nilai 2 tahanan yang di-

paralelkan. (Rod dianalogikan sebagai tahanan). Kalau 100/100=50 ohm (2 rod),

50/50=25 ohm (menjadi 4 rod), trus 25/25=12,5 ohm (menjadi 6 rod), trus

12,5/12,5=6,25 ohm (menjadi 8 rod), trus karena nilainya dianggap bagus kalau


nilai tahanannya >0 dan <5>6,25/6,25= 3,125 ohm.. maka jumlah rods yang

dibutuhkan untuk menurunkan dari 100 ohm ke 3,125 adalah 10 buah rods.

Setelah Grounding Ring dipastikan terhubung sempurna, cek kembali dengan

Earth Tester nilai tahanan harusnya sudah turun drastis.

Elektrode bumi selalu harus ditanam sedalam mungkin dalam tanah,

sehingga dalam musim kering selalu terletak dalam lapisan tanah yang basah.

Phasa sequence tester (drivel) : alat ukur untuk mencari urutan fasa (R, S

dan T) pada suatu sumber listrik


BAB III

PENUTUP

2.1 Simpulan



tegangan tinggi arus searah, yang diputar oleh tangan. Megger ini banyak

digunakan petugas dalam mengukur tahanan isolasi antara lain untuk: kabel

instalasi pada rumah-rumah/bangunan, kabel tegangan rendah, kabel tegangan

tinggi, transformator, OCB dan peralatan listrik lainnya.


daya listrik dihubungkan langsung dengan tanah (bumi). Adapun tujuan dari

sistem pentanahan tersebut adalah untuk membatasi tegangan pada bagian-bagian

peralatan yang tidak seharusnya dialiri arus mis: body/casing, hingga tercapai

suatu nilai yang aman untuk semua kondisi operasi, baik kondisi normal maupun

saat terjadi gangguan, memberikan jaminan keselamatan dari bahaya kejut listrik,

baik perlindungan dari sentuh langsung maupun tak langsung, serta perlindungan

terhadap suhu berlebih yang dapat mengakibatkan kebakaran.





2.2 Saran

Bila hendak melakukan pengukuran pentanahan ataupun pengukuran

yang lainnya haruslah melakukannya dengan prosedur yang benar dan selalu

mengutamakan faktor keselamatan. Gunakan alat dengan benar dan sesuai dengan

fungsinya.


DAFTAR PUSTAKA

Elektro Indonesia. 2009. Peraturan Umum untuk Elektrode Bumi dan

Penghantar Bumi , (online), (http://www.elektroindonesia.com/

elektro/ener24b.html , diakses 20 Maret 2009).

Aslimeri, dkk. 2008. TEKNIK TRANSMISI TENAGA LISTRIK (Jilid 1),

Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.

Darmanto, Mustafa. 2009. Pengukuran Pengetanahan, (online),

(http://technoku.blogspot.com/2009/01/pengukuran-pengetanahan.html,

diakses 20 Maret 2009).

Darmanto, Mustafa. 2009. Megger Test, (online),

(http://technoku.blogspot.com/2008/11/megger-test.html, diakses 20 Maret

2009).

Salmon, Melky. 2009. Pentanahan (grounding), (online),

(http://melkyaiboy.com/2008/08/31/pentanahan-grounding/, diakses 20 Maret

2009).


BIODATA PENULIS

Nama : Putu Rusdi Ariawan

TTL : Denpasar. 19 April 1990

Agama : Hindu

Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana

Email : [email protected]

www.facebook.com/turusdi

MEGGER & PENGUKURAN PENTANAHAN

Documents

Transcript of MEGGER & PENGUKURAN PENTANAHAN