LAPORAN UJI TAHANAN ISOLASI
Oleh: Ahmad Irfan Satriawan
(1331120038)
Erwin Kristiono Adi
(1231120043)
Jeffry Ardiansyah
(1331120001)
M. Sofyan
(1331120020)
Shofchatin Mardiyah
(1331120019)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI MALANG 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1 TUJUAN
Tujuan dari praktikum ini adalah 1. Mengetahui dan memahami sistem pentanahan 2. Mengetahui cara pengukuran tahanan tanah 3. Dapat mengoperasikan alat pengukur tahanan tanah
1.2 TEORI DASAR
1.2.1 Sistem Pentanahan Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding adalah sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik, petir dll.
Sistem pentanahan digunakan sebagai pengaman langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya gangguan tanah atau kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan lebih pada peralatan jaringan distribusi. Petir dapat
menghasilkan arus gangguan dan juga tegangan lebih dimana gangguan tersebut dapat dialirkan ke tanah dengan menggunakan sistem pentanahan. Sistem pentanahan yang digunakan baik untuk pentanahan netral dari suatu sistem tenaga listrik, pentanahan sistem penangkal petir dan pentanahan untuk suatu peralatan khususnya dibidang telekomunikasi dan elektronik perlu mendapatkan perhatian yang serius, karena pada prinsipnya pentanahan tersebut merupakan dasar yang digunakan untuk suatu sistem proteksi.Tidak jarang orang umum atau awam maupun seorang teknisi masih ada kekurangan dalam memprediksikan nilai dari suatu hambatan pentanahan. Besaran yang sangat dominan untuk diperhatikan dari suatu sistem Pentanahan adalah hambatan sistem suatu sistem pentanahan tersebut. Tujuan utama dari adanya pentanahan adalah menciptakan jalur yang lowimpedance (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.
1.2.2 Faktor-Faktor Yang Menentukan Tahanan Pentanahan Tahanan pentanahan suatu elektroda tergantung pada tiga faktor :
1. Tahanan elektroda itu sendiri dan penghantar yang menghubungkan ke peralatan yang ditanahkan. 2. Tahan kontak antara elektroda dengan tanah. 3. Tahanan dari massa tanah sekeliling elektroda. 4. Tahanan jenis tanah (ρ). Pada prakteknya, tahanan elektroda dapat diabaikan namun tahanan kawat penghantar yang menghubungkan keperalatan akan mempunyai impedansi yang tinggi terhadap impuls (arus) frekuensi tinggi misalnya pada saat terjadi sambaran petir. Untuk menghindari hal itu, maka penyambungan diusahakan dibuat sependek mungkin. Hal yang memberikan pengaruh terhadap pentanahan adalah Tahanan jenis tanah (ρ), tahanan jenis tanah memiliki pengaruh yang sangat dominan terhadap pentahanan, sehingga memperhatikan tahanan jenis tanah itu sendiri dalam mentanahkan. Tahanan Jenis Tanah (ρ) Dari rumus untuk menentukan tahanan tanah dari statu elektroda yang hemispherical R = ρ/2πr terlihat bahwa tahanan pentanahan berbanding lurus dengan besarnya ρ. Untuk berbagai tempat harga ρ ini tidak sama dan tergantung pada beberapa faktor : 1. sifat geologi tanah 2. Komposisi zat kimia dalam tanah 3. Kandungan air tanah 4. Temperatur tanah 5. Selain itu faktor perubahan musim juga mempengaruhinya. 1. Sifat Geologi Tanah Ini merupakan faktor utama yang menentukan tahanan jenis tanah. Bahan dasar dari pada tanah relatif bersifat bukan penghantar. Tanah liat umumnya mempunyai tahanan jenis terendah, sedang batu-batuan dan quartz bersifat sebagai insulator.
2. Komposisi Zat – Zat Kimia Dalam Tanah Kandungan zat – zat kimia dalam tanah terutama sejumlah zat organik maupun anorganik yang dapat larut perlu untuk diperhatikan pula.Didaerah yang mempunyai tingkat curah hujan tinggi biasanya mempunyai tahanan jenis tanah yang tinggi disebabkan garam yang terkandung pada lapisan atas larut. Pada daerah yang demikian ini untuk memperoleh pentanahan yang efektif yaitu dengan menanam elektroda pada kedalaman yang lebih dalam dimana larutan garam masih terdapat. 3. Kandungan Air Tanah Kandungan air tanah sangat berpengaruh terhadap perubahan tahanan jenis tanah ( ρ ) terutama kandungan air tanah sampai dengan 20%. Dalam salah satu test laboratorium untuk tanah merah penurunan kandungan air tanah dari 20% ke 10% menyebabkan tahanan jenis tanah naik samapai 30 kali.Kenaikan kandungan air tanah diatas 20% pengaruhnya sedikit sekali. 4. Temperatur Tanah Temperatur bumi pada kedalaman 5 feet (= 1,5 m) biasanya stabil terhadap perubahan temperatur permukaan. Bagi Indonesia daerah tropic perbedaan temperatur selama setahun tidak banyak, sehingga faktor temperatur boleh dikata tidak ada pengaruhnya. Hal – hal lain yang mempengaruhi tahanan jenis tanah
1. Kadar air, bila air tanah dangkal/penghujan maka nilai tahanan sebaran mudah didapatkan. 2. Mineral/Garam, kandungan mineral tanah sangat mempengaruhi tahanan sebaran/resistansi karena jika tanah semakin banyak mengandung logam maka arus petir semakin mudah menghantarkan. 3. Derajat Keasaman, semakin asam PH tanah maka arus petir semakin mudah menghantarkan. 4. Tekstur tanah, untuk tanah yang bertekstur pasir dan porous akan sulit untuk mendapatkan tahanan sebaran yang baik karena jenis tanah seperti ini air dan mineral akan mudah hanyut.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Teknik Pengukuran Tahanan Tanah Pengukuran tahanan pentanahan dengan alat pengukur tahanan tanah analog (Earth tester) Pengukuran hal ini pada elektroda dengan menggunakan alat ukur Earth Tester. Standar dalam hambatan adalah 5 ohm, bila standar tersebut masih belum bisa didapatkan maka ditambahkan dengan jarak 2 panjangnya. Untuk mendapatkan nilai resistansi(R) dari elektroda pentanahan, perlu memperhatikan parameter - parameter yang meliputi : 1. Resistivitas tanah 2. Resistivitas air tanah 3. Dimensi elektroda pentanahan 4. Ukuran elektroda pentanahan 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.
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 mencapai < 5 Ω, maka ditanam lagi electrode ke 3 (R3) hingga seterusnya sampai pengukuran menunjukkan nilai < 5 ohm. Ada kendala ketika suatu saat kita membangun sistem Grounding, setelah diukur dengan Earth Tester Nilai yang muncul 100 ohm (maks), sehingga kita diwajibkan menurunkan < 5 ohm sesuai standar PUIL . Setelah Grounding Ring sudah terhubung sempurna, mengecek kembali dengan Earth Tester sehingga nilai tahanan akan turun drastis dan sesuai dengan standar PUIL (R < 5 ohm). 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.
2.2 Alat yang Digunakan
Alat – alat yang digunakan pada praktikum ini yakni : (1) Earth Tester (2) Pemaku tanah
: 1 Buah : 2 Buah
(3) kabel hijau +- 5 M beserta Test Lead dan Clip : 1 Buah (4) kabel Kuning +- 10 M beserta Test Lead dan Clip : 1 Buah (5) Kabel Merah +- 15 M beserta Test Lead dan Clip : 1 Buah
2.3 Skema Rancangan
Gambar 2.3 Skema Rancangan Percobaan Adapun prosedur percobaan pada praktikum ini adalah (1) Menancapkan pemaku pertama dimana jarak 5 – 10 meter dari tempat grounding yang akan diukur. Dan pemaku kedua dimana jarak 5 – 10 meter dari tempat pemaku pertama. (2) Menghubungkan kabel hijau (yang memiliki panjang + 5 meter) ke grounding yang diukur dengan penjepit dan dihubungkan ke alat ukur earth tester pada port yang berwarna hijau. (3) Menghubungkan kabel warna kuning (yang memiliki panjang + 10 meter) ke pemaku pertama dengan penjepit dan dihubungkan langsung ke alat ukur earth tester pada pada port warna kuning. (4) Menghubungkan kanel warna merah (yang memiliki panjang + 15 meter) ke pemaku kedua dengan penjepit dan hubungkan langsung ke alat ukur earth tester pada port yang berwarna merah. (5) Setelah semua terhubung dengan benar, mengatur range switch pada earth tester di x1 Ω. Kemdian menekan tombol “Press to tess”. Lalu mencatat hasil pengukuran pada tabel 2.4
(6) Mengulangi langkah 5, mengatur range switch pada earth tester di x10 Ω dan x100 Ω. Lalu mencatat hasil percobaan pada tabel 2.4
2.4 Hasil Pengukuran Pada praktikum pengukuran resistansi tanah ini, didapatkan hasil pengukuran yang dapat dilihat pada tabel 2.4 Tabel 2.4 Hasil pengukuran resistansi tanah. No 1
Range Pengukuran x1 Ω
2
x10 Ω
Skala Percobaan I (pada langkah (5)) 5,39 Ω (tidak standart) -
Percobaan II (pada langkah (6)) 2 Ω standart)
(sudah
Pada praktikum ini yang dapat dianalisa dari praktikum pengukuran tahanan tanah adalah dititik tempat pengukuran di samping Bengkel Teknik Listrik didapatkan nilai tahanan dalamnya sangat kecil yaitu 2 Ω disetiap single grounding nya. Hal ini sudah sesuai dengan standar Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia yang mengatur bahwa standar untuk tahanan tanah diharuskan lebih kecil sama dengan 5 Ω (R<= 5 Ω) Hal yang dapat mempengaruhi dari tahanan tanah yakni kadar air, mineral / garam, derajat keasaman serta tekstur dari tanah tersebut. Kadar air, bila air tanah dangkal/penghujan maka nilai tahanan sebaran mudah didapatkan. 1. Kadar air, bila air tanah dangkal/penghujan maka didapatkan.
nilai tahanan sebaran mudah
2. Mineral/Garam, kandungan mineral tanah sangat mempengaruhi tahanan sebaran/resistansi karena jika tanah semakin banyak mengandung logam maka arus petir semakin mudah menghantarkan. 3. Derajat Keasaman, mudahmenghantarkan.
semakin
asam
PH
tanah
maka
arus
petir
semakin
4. Tekstur tanah, untuk tanah yang bertekstur pasir dan porous akan sulit untuk mendapatkan tahanan sebaran yang baik karena jenis tanah seperti ini air dan mineral akan mudah hanyut.
Cara yang dapat dilakukan untuk meminimalkan resistansi tanah dapat dilakukan dengan cara mem-paralelkan sistem pentanahan. Paralel grounding dapat meningkatkan sistem grounding. serta dapat juga dilakukan dengan cara maksimum grounding yakni memasukan material grounding berupa lempengan tembaga yang diikat oleh kabel BC.
BAB III KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang didapatkan pada praktikum ini adalah pengukuran tahanan tanah pada area Samping Bengkel Teknik Listrik ini sistem pentanahan masih berkerja dengan baik. Terukur pada praktikum ini 2 Ω. Hal ini sistem pentanahan sesuai dengan standar PUIL (Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia). Ketelitian dalam pembacaan alat ukur serta ketepatan dalam pemasangan alat dan bahan pada waktu pengujian pentanahan memberikan pengaruh pada waktu melakuakan pengukuran.
