EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER ( ELCB ) 1.
TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan karakteristik besarnya arus bocor maksimum pada sebagian peralatan listrik yang dapat diputuskan oleh Earth Leakage Circuit Breaker ( ELCB )
2.
PENDAHULUAN
Earth Leakage Circuit Breaker ( ELCB ) adalah suatu alat listrik yang dipergunakan sebagai pengaman bila terjadi arus bocor pada salah satu penghantar yang melalui alat tersebut. Earth Leakage Circuit Breaker akan bekerja bila terjadi arus bocor pada peralatan tersebut dalam arde mili ampere. Arus bocor ini akan menginduksi kumparan yang dihubungkan dengan relay yang sangat sensitive. Apabila arus bocor tersebut mencapai pada suatu harga te rtentu maka relay akan bekerja untuk melepaskan kontak – kontak – kontaknya kontaknya Earth Leakage Circuit Breaker ini banyak dipergunakan sebagai pengaman terhadap manusiabila terjadi arus bocor pada peralatan yang akan melalui tubuh manusia tersebut.
3.
ALAT-ALAT YANG DIPERGUNAKAN
AUTO TRANSFORMATOR
: 0-240 V ( 1 )
AMPERE METER
: 0-240 V ( 1 )
POWER SUPPLY
: 220
TAHANAN ( REASTAT )
: 1000 Ω/0,25
A
(1)
(1)
EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER I N
=
25 A
I N
=
40 A
P a g e 1 | 64
IΔ N =
0,03 A
IΔ N =
0,1 a
220 / 380 V AC
U N =
220
( 100mA ) V N
=
/380 V AC
4.
LANGKAH KERJA, GAMBAR RANGKAIAN, DAN GAMBAR PENGAWATAN
4.1 Langkah kerja
1. Buatlah rangkaian seperti gambar diagram percobaan, skunder Auto trafo pada 0 Volt. 4.2 Gambar Rangkaian
2.
“ ON “ kan Switch Power Supply AC, atau skunder Auto Transformator pelan-pelan hingga ELCB trip ( bekerja ), dan hentikan pengaturan Auto Transformator
3.
Ukur arus tripping ELCB dengan jalan memindahkan posisi “ S “ ke posisi “ 2 “ ulangi sampai 4 kali ( sesuai yang diminta dalam tabel )
4.
Lakukan langkah-langkah tersebut diatas untuk masing-masing terminal ( R,S,T ). P a g e 2 | 64
5.
Setelah selesai percobaan kembalikan semua peralatan pada tempatnya semulah
4.3 Gambar Pengawatan
P5 AC
AMPERE
220 V
METER
1 R 3 S 5T 7N
A
ELCB 2 R 4 S 6T 8N
SAKLAR
TAHANAN GESER
2
1
SWITCH 0
P a g e 3 | 64
5.
EVALUASI :
5.1 Tabel
: ELCB tipe :
( IΔN
No.
ARUS TRIPPING = 10 mA IN = 10 A = mA)
KUTUB
1 2 3 4
R Rata – rata
1 2 3 4
S Rata – rata
1 2 3 4
T Rata – rata
IΔN ( mA )
%
5,07 6,93 7,00 7,85 6,7125 5,31 7,08 8,00 8,16 7,1375 5,56 6,20 6,83 6,84 6,3575
0,0507 0,0693 0,07 0,0785 0,067125 0,0531 0,708 0,08 0,0816 0,071375 0,0556 0,062 0,0683 0,0684 0,063575
# Perhitungan Untuk Beban R
a. Dik : Hasil : 5,07 mA Jawab : :
ℎ 5,7
x100 %
c. Dik : Hasil : 7,00 mA Jawab :
x100
:
ℎ 7
x100 %
x100 %
: 0,07 % = 0,0507 %
b. Dik : Hasil : 6,93 mA Jawab : :
ℎ 6,93
x100 %
x100 %
: 0,0693 %
d. Dik : Hasil : 7,85 mA Jawab : :
ℎ Δ 7,85
x100 %
x100 %
: 0,0785 % P a g e 4 | 64
Untuk Beban S
c. Dik : Hasil : 8 mA a. Dik : Hasil : 5,31 m Jawab : :
ℎ 5,3
Jawab :
x100 %
:
x100
ℎ 8
x100 %
x100 %
: 0,08 %
:0,0531 %
a. Dik : Hasil : 7,08 mA Jawab : :
ℎ 7,8
d. Dik : Hasil : 8,16 mA
x100 %
Jawab :
x100 %
:
: 0,0708 %
ℎ
x100 %
8,6
x100 %
: 0,0816 %
Untuk Beban T
c. Dik : Hasil : 6,83 mA a. Dik : Hasil : 5,56 mA Jawab : :
ℎ 5,56
x100 %
x100
Jawab : :
ℎ 6,83
x100 %
x100 %
: 0,0683 %
: 0,0556 %
b. Dik : Hasil : 6,20 mA Jawab : :
ℎ 6,2
x100 %
x100 %
: 0,062 %
c. Dik : Hasil : 6,84 mA Jawab : :
ℎ 6,84
x100 %
x100 %
: 0,0684 %
P a g e 5 | 64
Karakteristik Arus Tripping IΔN 10Ma
9 8
8.16 7.85
7 6.83
6.84
8 7
7.08 6.97
6
6.2 5.56 5.31 5.07
5 4 3 2 1
0 R
S Kutub R
T Kutub S
Kutub T
a. Diagram Garis Perbandingan masing – masing kutub
7 7 7 Kutub R
7
Kutub S 6
Kutub T
6 6 6 R
S
T
b. Diagram Batang Perbandingan masing-masing kutub *Rata-rata kutub R
Rata –rata =
= =
*Rata-rata kutub S
∆() +∆() +∆() +∆() 4 5,7+6,93+7+7,85 4 26,85 4
=6,7125 mA = 0,067125 %
Rata –rata = ∆() +∆() +∆() +∆()
= =
4 5,3+7,8+8+8,6
P a g e4 6 | 64 28,55 4
*Rata-rata kutub T
Rata –rata =
∆ () +∆() +∆() +∆() 4 5,56+6,2+6,83+6,84
= =
4 25,43 4
=6,3575 mA = 0,063575 %
Table 2 : ELCB tipe : ARUS TRIPPING ( IN = 25 A = 25. 103 mA IΔN= 30mA)
No.
KUTUB
1 2 3 4
R Rata - rata
1 2 3 4
S Rata- rata
1 2 3 4
T Rata - rata
IΔN ( mA )
%
15,45 15,82 16,66 16,79 16,18 14,70 14,73 16,24 16,47 15,785 14,51 14,85 15,93 16,81 15,525
0,0618 0,06328 0,06664 0,06716 0,06472 0,0588 0,05892 0,06496 0,06588 0,06314 0,05804 0,0594 0,06372 0,06724 0,0621
# Perhitungan Untuk Bagian R a.
Dik : Hasil : 15,45 mA Jawab : :
ℎ
x100 %
Jawab :
x100 %
:
5,45
25.
: 0,0618 % b. Dik : Hasil : 15,82 mA
Jawab : :
ℎ
c. Dik : Hasil : 16,66 mA
x100 %
5,82
25.
x100 %
: 0,06328 %
ℎ
x100 %
6,66
25.
x100 %
: 0,06664 % d. Dik : Hasil : 16,79 mA Jawab :
ℎ
x100 %
6,79
: x100 % 25. age 7% | 64 :P0,06716
Untuk Bagian S
c. Dik : Hasil : 16,24 mA
a. Dik : Hasil : 14,7 mA Jawab : :
ℎ 4,7
x100 %
Jawab :
x100 %
:
25.
b. Dik : Hasil : 14,73 mA
:
ℎ
Jawab :
x100 %
:
25.
25.
x100 %
d. Dik : Hasil : 16,47 mA
x100 %
4,73
x100 %
6,24
: 0,06496 %
: 0,0588 %
Jawab :
ℎ
ℎ
x100 %
6,47
25.
x100 %
: 0,06588 %
: 0,05892 %
Untuk Bagian T
a. Dik : Hasil : 14,51 mA Jawab : :
ℎ
c. Dik : Hasil : 15,93 mA
x100 %
Jawab :
x100 %
:
4,5
25.
Jawab : :
ℎ
x100 %
4,85
25.
x100 %
: 0,0594 %
x100 %
5,93
25.
x100 %
: 0,06372 %
: 0,05804 %
b. Dik : Hasil : 14,85 mA
ℎ
a. Dik : Hasil : 16,81 mA Jawab
ℎ
:
x100 %
6,8
25.
x100 %
: 0,06724 %
P a g e 8 | 64
Karakteristik Karakteristik Arus Tripping IΔN 10mA 17 16.81 16.79
16.66
16.5
16.47 16.24
16
15.93
15.82
15.5
15.45
15
14.85 14.73
14.7 14.51
14.5 14 13.5 13
R
S Kutub R
T Kutub S
Kutub T
a. Diagram Garis masing-masing Kutub 16.4 16.2 16 15.8
Kutub R Kutub S
15.6
Kutub T 15.4 15.2 15 R
S
T
b. b. Diagram Batang masing-masing Kutub
P a g e 9 | 64
*Rata-rata kutub R
Rata –rata =
= =
∆() +∆() +∆() +∆() 4 5,45+5,82+6,66+6,79 4 64,72 4
=16,18 mA = 0,06472 %
*Rata-rata kutub S
Rata –rata =
= =
∆ () +∆ () +∆() +∆() 4 4,7+4,73+6,24+6,47 4 63,4 4
= 15,785 mA = 0,06314 %
*Rata-rata kutub T
Rata –rata =
= =
∆ () +∆ () +∆() +∆() 4 4,5+4,85+5,93+6,8 4 62, 4
= 15,525 mA = 0,0621 %
Analisa -
Tabel 1 Pada pratikum ini ELCB I ΔN 10 mA pada kutub R arus maksimum yang dihasilkan 7,85 mA, kutub S 8,16 mA, dan kutub T 6,84 mA. Pa pratikum ini yang kami lakukan arus bocor yang dihasilkan tidak melebihi I ΔN berada pada kisaran 60 % dari I nominal yang menyebabkan ELCB bekerja memutuskan rangkaian tersebut.
-
Tabel 2 Pada pratikum kali ini arus maksimum yang dihasilkan pada ELCB 16,79 mA pada kutub R, kutub S 16,47 mA, kutub T 16,81 mA. Dimana sumber yang digunakan yaitu sumber AC 220 Volt, dan beban tahanan 550 0hm, P a g e 10 | 64
jadi, pada pratikum ini yang kami lakukan bahwa arus bocor yang dihasilkan tidak melebihi IΔN yang digunakan. Arus bocor yang mengaibatkan tripnya ELCB dapat terlihat pada table pratikum dengan IΔN berada dikisaran 60% dari I nominal untuk membuat ELCB bekerja memutuskan rangkaian tersebut.
6. Kesimpulan Dapat kami simpulkan bahwa ELCB yang masih dalam kondisi bagus akan memutuskan tegangan pada daeranya sebelum nilai arus bocor mendekati I ΔN yang tertera pada name plate ELCB tersebut. Hal ini diperlukan untuk mengamankan benda-benda yang ada disekitar alat itu sendiri, maupun makhluk hidup yang berada didaera sekitar itu yang terjadi arus bocor. Pada pratikum yang telah kami lakukan dengan nilai tahanan sebesar 550 ohm membuat trippnya ELCB berada dikisaran 60% dari nilai I ΔN pada tia-tiap ELCB. 7. Tugas dan Pertanyaan
1. Bandingkan antara hasil pengamatan dan harga yang tertera pada ELCB 2.
Faktor apakah yang mendasari penentuan nilai arus tripping pada ELCB ? Jelaskan !
3. Jelaskan prinsip kerja Earth Leakage Circuit Breaker yang saudara amati ! 4. Apabila ELCB dirangkai seperti gambar dibawah ini, Apakah yang terjadi ?
5.
Buatlah kesimpulan tentang percobaan yang telah anda lakukan !
P a g e 11 | 64
JAWABAN 1. Pada saaat pengukuran ELCB dengan In=10A , I AN=10mA dengan kutup R,S dan T mengalami arus pemutusannya mendekati atau dibawah IAN=10mA. Pada pengukuran ELCB dengan I=25A, I AN=30mA dengan kutub R,S, dan T mengalami arus pemutusannya mendekati dibawah I AN=30mA 2. Factor yang mempengaruhi arus tripping adalah nilai beban nya jika nilai beban atau tahanannya besar maka arus trippingnya besar ( arus trippingnnya mendekati I AN ) dan sebaliknya jika nilai tahanan berbeban kecil maka arus trippingnnya kecil. Dan semakin cepat arus trippingnya ( dengan arus bocor yang sangat kecil, ELCB akan memutuskan rangkain ) 3.
ELCB memiliki sebuah trafo arus dengan inti berbentuk gelang, inti ini melingkari semua hantaran suplai kemesin dalan keadaan normal, jumlah arus yang dilingkari oleh inti trafo sama dengan nol. Apabila ada arus bocor ketanah keadaan seimbang akan terganggu. Karena itu dalam inti trafo akan timbul suatu medan magnetic yang membangkitkan tegangan dalam kumparan sekunder. Apabila arus bocor tersebut mencapai pada suatu harga btertentu, maka relay pada ELCB akan bekerja melepaskan kontak-kontak.
4. Apabila ELCB dirangkai seperti gambar, maka ELCB tidak akan bekerja karena pada ELCB tidak terjadi arus differensial sehingga ELCB tidak berfungsi
P a g e 12 | 64
PENGAMAN ISOLASI PENGAMAN ( TRANSFORMATOR ISOLASI ) 1. TUJUAN
Selesai percobaan praktikum diharapkan dapat : Membuktikan bahwa sisi sekunder transformasi tidak boleh o ditanahkan. o Menerangkan, mengapa hanya satu pemakai ( beban ) yang diperbolehkan dihubungkan satu transformator isolasi. o Membuat dan mengoperasikan rangkaian isolasi pengaman. Menguji manfaat transformator isolasi dan membuat simulasi suatu o keadaan gangguan. 2. PENDAHULUAN
Suatu usaha / tindakan pengaman yang kita ketahui seperti “ isolasi pengaman “ dipakai terutama untuk tempat – tempat dengan perlakuan kasar dan kemungkinan terjadi kerusakan / kegagalan isolasi besar. Isolasi pengaman ini mencegah terjadinya tegangan sentuh yang besar yang bisa mematikan yaitu dengan megisolasi peralatan dari sumber. Tindakan pengaman ini kurang efektif kalah terjadi kesalahan ganda misalnya kegagalan isolasi pada keluaran transformator dan hubung singkat ketanah didalam peralatan itu sendiri. Untuk menghindari keadaan bahaya harus dibuat kemungkinan menghubungkan sebuah pentanahan pengaman pada semua bagian yang konduktif dari sebuah transformator isolasi yang tetap. Jika transformator isolasi tidak tetap maka harus digunakan tipe transformator isolasi ganda.Sisi keluaran transformator isolasi tidak boleh ditanahkan. Secara umum transformator isolasi hanya boleh dihubungkan dengan satu beban dan hubungannya harus dibuat permanen dengan menggunakan kabel atau kotak tusuk yang tidak mempunyai pin pentanahan. Jika lebih dari satu beban dihubungkan ke transformmator isolasi tunggal, maka perbedaan kegagalan isolasi didalam masing-masing beban. Tegangan keluaran maksimum yang diijinkan untuk transformator isolasi tunggal adalah 220 Volt untuk peralatan satu phasa dan 380 Volt untuk peralatan tuga phasa. Sedangkan arus maksimum yang diijinkan adalah 16 Ampere. Adapun simbol dari transformator isolasi adalah
P a g e 13 | 64
Waktu melakukan percobaan ini harus diingat bahwa ‘ simbol manusia ‘ menerima supply tegangan sendiri melalui L3 dan Netral.
3. PERALATAN YANG DIBUTUHKAN o Transformator .......................................................... Transformator isolasi .............................................. o Transformator tegangan rendah .................................. o o Beban ...................................................................... o Symbol orang ...................................................................... o Tahanan : 2,2 ohm / 11 watt .................................. 5,6 ohm / 11 watt .................................. 1K ohm .................................. 2,2K ohm ..................................
4. LANGKAH KERJA, RANGKAIAN RANGKAIAN PENGAWATAN
PERCOBAAN
1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 2 buah 1 buah 1 buah 1 buah
DAN
4.1 Langkah Kerja 1. Siapkan Semua alat dan komponen yang diperlukan kemudian cek semua kondisi alat ataupun komponen dalam keadaan baik atau tidak. 2. Rangkaialah rangkaian sesuai dengar gambar yang diperintahkan. 3. Kemudian lakukan hal yang harus dilakukan sesuai petunjuk yang diberikan. 4. Catat semua hasil percobaan pada tabel. 5. Rapikan kembali semua komponen dan peralatan yang digunakan.
P a g e 14 | 64
4.2 Rangkaian Percobaan Gambar 1 L1 L2 L3 N L1 22 V
22 V N
Rv 1K
Rm
Rb 2,2
Rp
2,2 K
2,2
Rc 5,6
PE
-
Gambar 2 L1 L2 L3 N L1’ 22 V
22 V N’ 22
v
Rv 1K 4,2 V Rm
Rb 2,2
Rp
2,2
Rc
2,2 K
5,6 PE
P a g e 15 | 64
4.3 Gambar Pengawatan - Gambar 1 L1 L2 L3 N L1' 22V
22V
N'
Rv 1k
Rb
2,2
Rp
2,2
RM
2,2k
Rc
5,6
PE
P a g e 16 | 64
- Gambar 2 L1 L2 L3 N L1' 22V
22V
N' 22V
Rv 4,2V
1k
Rb
2,2
Rp
2,2
RM
2,2k
Rc
5,6
PE
5. TABEL PERCOBAAN DAN ANALISA 5.1 Tabel Percobaan Percobaan 1
Tabel 1 Kegagalan isolasi ke-
Apakah tegangannya membahayakan
N
0,037 V (Tidak)
L1
22,11 V (Trip / berbahaya)
N’
0,008 V (Tidak)
L1 + L1’
0,008 V (Berbahaya)
L1 + N’
22,32 V (berbahaya)
N + L1’
22,29 V (Tidak)
N + N’
0,025 V (Tidak)
P a g e 17 | 64
Tabel 2 Kegagalan isolasi pada : Transformator isolasi ke-
Rumah beban keL1’
Apakah Tegangan Sentuhnya Membahayakan 14,55 V (berbahaya)
-
N’
13,27 V (Tidak)
N
L1’
0,009 V (Berbahaya)
N
N’
0,009 V (Tidak)
L1
L1’
0,012 V (Berbahaya/Trip)
L1
N’
0,080 V (Berbahaya)
N’
L1’
13,52 V (Berbahaya)
N’
N’
0,003 V (Tidak)
L1’
L1’
0,003 V (Tidak)
L1’
N’
13,46 V (Tidak)
Tabel 3 Kegagalan isolasi pada transformator Apakah tegangan sentuhnya isolasi kemembahayakan L1’ 22,26 V (Berbahaya) N’
22,31 V (Berbahaya)
L
22,02 V (Berbahaya / Trip)
N
22,30 V (berbahaya)
Tabel 4 Kegagalan isolasi pada transformator Apakah tegangan sentuhnya isolasi kemembahayakan L1’ 25,80 V (berbahaya / trip) N’
0,008 V (berbahaya / trip)
L
13,03 V (berbahaya / trip)
N
13,42 V (berbahaya / trip)
P a g e 18 | 64
5.2 Analisa Pada percobaan isolasi pengaman (Transformator isolasi) kali ini, Praktikan dapat menganalisa bahwa kami mendapatkan hasil tegangan sentuhnya hamper pada setiap percobaan akan membahayakan baik itu peralatan ataupun manusia. Tetapi rangkaian tersebut diamankan oleh fuse pengaman sehingga rangkaian akan trip dan tidak berbahaya karena telah diamankan oleh fuse tersebut. Ada juga pengecualian pada table 3 percobaan pertama dan kedua dimana pada tegangan sentuhnya sangat membahayakan baik itu rangkaian, peralatan dan manusia itu sendiri. Hal itu dikarenakan fuse pada rangkaian tersebut tidak mengamankan peralatan dan manusia sehingga terjadi trip dan dapat membahayakan. 6.
KESIMPULAN
Dari percobaan kali ini dapat kami simpulkan bahwa:
1. Tegangan sentuhnya yang digunakan tidak boleh lebih dari 50 Volt dan arus maksimum 16 A.
2. Sisi sekunder trafo tidak boleh ditanahkan karena akan sangat membahayakan pada manusia dan rangkaian.
3. Transformator isolasi tidak bisa dihubungkan lebih dari satu beban. 4. Kegagalan Isolasi pada rumah Transformator sangat berbahaya apabila manusia menyentuh bagian Netral ataupun Line pada Transformator.
7.
TUGAS DAN PERTANYAAN
7.1 Buat rangkaian seperti rangkaian percabaan 4.1. Periksa apakah ada yang membahayakan dalam hal kegagalan isolasi didalam beban sebaik didalam transformator isolasi.Orangmenyentuhtransformatorisolasi Kegagalan isolasi yang terjadi, lihat tabel 1 Lengkapilah tabel 1 7.2 Orang menyentuh rumah beban. Kegagalan isolasi yang terjadi, lihat tabel 2 Lengkapilah tabel 2 7.3 Orang menyentuh penghantar L1 Jawab pertanyaan dan lengkapi tabel 3 P a g e 19 | 64
7.4 Orang menyentuh penghantar N’ Jawab pertanyaan dan lengkapi tabel 4 7.5 Berikan kesimpulan dari hasil pengukuran pada tabel diatas. Kapan orang dalam keadaaan bahaya 7.6 Buat rangkaian seperti rangkaian percobaan 4.2 Buat kegagalan isolasi seperti pada gambar. Apakah hal itu membahayakan orang
P a g e 20 | 64
PENGAMAN DENGAN SISTEM TEGANGAN RENDAH YANG MENGGUNAKAN TRANSFORMATOR
1.
TUJUAN Selesai percobaan praktikum percobaan di harapkan mahasiswa dapat :
2.
Membukrikan bahwa tidak membahayakan bila sisi tegangan rendah dari transformator tegangan rendah tersentuh. Menerangkan mengapa tidak berbahaya bila orang menyentuh sisi tegangan rendah transformator tegangan rendah yang di tanahkan saat terjadi kegagalan isolasi pada sisi tegangan tinggi. Menerangkan mengapa berbahaya bila terjadi kegagalan isolasi pada sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah. Menerangkan mengapa antara kumparan tegangan tinggi dengan kumparan tegangan rendah harus selalu terisolasi.
PENDAHULUAN Prinsip penggunaan tegangan rendah sebagai system pengaman adalah untuk mengurangi tegangan sentuh yang besar Sistem ini di pakai dimana selama operasi sering terjadi kegagalan isolasi dan terjadi kontak antara tubuh dengan phasa. Tegangan rendah maksimum yang di ijinkan adalah sebesar 50 volt. Percobaan ini akan memperlihatkan bahwa akan berbahaya bila terjadi beberapa kegagalan isolasi. Untuk menggunakan cara diatas sebagai pengaman, harus diperhatikan beberapa hal :
Terminal sisi tegangan rendah tidak boleh ditanahkan. Terminal sisi tegangan rendah tidak boleh dihubungkan secara konduktip pada beberapa titik dalam satu system yang tegangannya yang lebih tinggi atau selama operasi dapat menimbulkan tegangan yang lebih tinggi. Jika mempergunakan tusuk kontak, tusuk kontak ini harus tidak dapat dimasukkan pada stop kontak ( lubang kontak ) untuk tegangan yang lebih tinggi. Jika peralatan di operasikan dengan pengaman system tegangan rendah, peralatan tersebut tidak boleh mempunyai pentanahan. P a g e 21 | 64
3.
4.
PERALATAN YANG DI PERLUKAN
Transformator :…………………………………………
1 buah
Simbol orang :…………………………………………
1 buah
Avometer
:…………………………………………
2 buah
Tahanan
:
2,2 Ohm………………………...
1 buah
5,6 Ohm………………………...
1 buah
1 Ohm…………………………..
1 buah
LANGKAH
KERJA,
RANGKAIAN
PERCOBAAN
DAN
RANGKAIAN
4.1 langkah kerja 1. Siapkan Semua alat dan komponen yang diperlukan kemudian cek semua kondisi alat ataupun komponen dalam keadaan baik atau tidak. 2. Rangkaialah rangkaian sesuai dengar gambar yang diperintahkan. 3. Kemudian lakukan hal yang harus dilakukan sesuai petunjuk yang diberikan. 4. Catat semua hasil percobaan pada tabel. 5. Rapikan kembali semua komponen dan peralatan yang digunakan.
P a g e 22 | 64
4.2 Gambar Rangkain L1 L2 L3 N
22 V
4,2 V
V RM
Rc
1k
5,6
PE
P a g e 23 | 64
4.3 Gambar Pengawatan
L1 L2 L3 N
22 V
4,2 V
V RM
Rb
Rc
2,2
1k
5,6
PE
5.
HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA
5.1 Hasil Percobaan 1. Orang menyentuh satu persatu terminal keluaran transformator tegangan rendah : L2’ = 0.004 volt
Rumah transformator = 0.003 volt
N’ = 0.003 volt 2. Orang menyentuh satu persatu terminal keluaran transformator tegangan rendah dan terjadi hubung singkat antara L2 dan Rumah Trafo L2’ = 0.005 volt
Rumah transformator = 22,26 volt
N’ = 0.004 volt
P a g e 24 | 64
3. Hubung singkat antara L 2 dengan rumah trafo dan L 2’ dengan rumah trafo L2’ = 22,36 volt
Rumah transformator = 22,54 volt
N’ = 17,74 volt 5.2 Analisa Setelah praktikan melakukan praktik dapat diambil analisa bahwasanya pada percobaan 1, ketika orang menyentuh satu per satu terminal terminal keluaran trafo tegangan rendah baik pada terminal line sekunder maupun netral sekunder tegangan sentuhnya didapatkan tidak berbeda jauh. Jading pada percobaan pertama dapat disimpulkan bahwa kalau kita menyentuh tegangan rendah ( sekunder )dan trafo tegangan rendah maka ini tidak membahayakan. Pada percobaan kedua (2), ketika L1 trafo dihubungsingkatkan dengan rumah trafo, seangkan orang menyentuh terminal tegangan rendah ( sekunder ) trafo, maka terminal line sekunder dan netral sekunder sama sama tegangan sentuhnya didapatkan hasil :
1. Pada L1’ =
0,005volt 2. pada N’ = 0,004 Volt 3. pada rumah trafo = 22,26 Volt Dan ketika orang menyentuh rumah (body) trafo tegangan rendah, maka didapatkan tegangan sentuhnya 22,26volt. Dari percobaan kedua ini dapat diambil analisa bahwa ketika orang menyentuh terminal L1 dan N sekunder maka tidak terjadi kegagalan isolasi dan tidak membahayakan dan ketika orang menyentuh rumah trafo tegangan rendah maka dapat terjadi kegagalan isolasi atau dapat membahayakan manusia. Pada percobaan ketiga (3) ketika terjadi dua hubung singkat pada terminal tegangan tinggi antara L1 primer dengan rumah trafo dan L1’ dengan rumah trafo, ketika orang menyentuh terminal tegangan rendah
P a g e 25 | 64
trafo, maka pada terminal L1’(sekunder) dan N’(sekunder) dapat didapatkan tegangan sentuhnya yaitu : 1. pada L1’ = 22,36 V 2. pada N’ = 17,74 V 3. Rumah trafo = 22,54 V
6. KESIMPULAN Pada praktikum ini kami menyimpulkan bahwa 1. tidak membahayakan bila sisi tegangan rendah dari transformator tersentuh karena tegangan relative kecil 2. Kemudian berbahaya bila terjadi kegagalan isolasi pada sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah karena adanya Hubung singkat antara L2 dengan rumah trafo dan L 2’ dengan rumah trafo 3. Akan sangat berbahaya apabila terjadi hubung singkat pada kedua line baik masukan maupun keluaran.
7. TUGAS DAN PERTANYAAN
7.1.
Buat rangkaian seperti rangkaian percobaan. Orang menyentuh satu persatu terminal keluaran transformator tegangan rendah. Ukur tegangan sentuhnya !
7.2.
Buat kesimpulan dari hasil pengkuran diatas.
7.3.
Disini terjadi hubung singkat pada masukan transformator, antara L1 dengan rumah transformator. Ukur tegangan sentuh V B bila orang menyentuh :
7.4.
Terminal keluaran transformator tegangan rendah
Rumah transformator tegangan rendah
Buat kesimpulan dari hasil pengkuran diatas. P a g e 26 | 64
7.5.
Disini terjadi dua hubung singkat, pada terminal tegangan tinggi antara L1 dengan rumah transformator dan pada terminal tegangan rendah transformator antaran L2 dengan rumah transformator. Ukur tegangan rendah transformator :
7.6.
Terminal tegangan rendah transformator.
Rumah transformator.
Buat kesimpulan dari hasil pengkuran diatas
P a g e 27 | 64
PENGAMAN PENTANAHAN PENGAMAN 1.
TUJUAN Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Membuktikan bahwa tahanan pentanahan pengaman lebih kecil dari tahanan yang telah ditentukan, untuk menjamin bahwa dalam hal terjadi kegagalan isolasi didalam beban yang ditanahkan, peralatan pengaman akan bekerja. Menerangkan mengapa sumber tegangan kesebuah bebabn dengan satu kegagalan isolasi yang mana bban mempunyai pengaman pentanahan yang baik, tidak memerlukan pelindung. Menerangkan mengapa berbahaya bila orang menyentuh bagian beban yang mengalami kegagalan isolasi / hubung singkat, dimana harga tahanan pentanahan lebih besar dari tahanan yang telah ditentukan.
2.
PENDAHULUAN Untuk menghindari tegangan sentuh yang lebih besar dari 65 volt ( menurut PUIL 77 : 50 V ) yaitu dengan membuat tahanan pentanahan sekecil mungkin. Dalam hal adanya kegagalan isolasi, arus bocor akan lebih dari cukup untuk membuat pegaman arus lebih bekerja. Besarnya tahanan pentanahan pengaman diberikan oleh persamaan antara tegangan sentu maksimum yang diijinkan dan arus akan bekerja. Besarnya tahanan pentanahan pengaman diberikan oleh persamaan antara tegangan sentuh maksimum yang diijinkan dan arus kerja pengaman ( I t )
Rp =
5
Dimana:
It = k . In In = arus nominal k = konstanta yang tergantung dari type sikring yang dipasangkan, sepert pada tabel.
P a g e 28 | 64
Tabel 1 Faktor K untuk Tipe sikring
Pemakai diluar kotak hubung rumah
Cepat
hantaran termasuk hubung
Lambat Melebur
2,5
Kawat sikring
3,5
Saklar dengan hubung singkat
Sistem udara kotak rumah
5A
63 A
3,5
5A
pengaman aksi jatuh
1,25 1,25
Saklar LS Tipe L
3,5 2,5
Saklar LS Tipe H
2,5
Pentanahan pengaman yang efektif mempunyai tahanan sebesar 2Ω atau lebih kecl. Jika rating arus In = 10 A, dari hasil perhitungan dapat dilihat bahwa pentanahn pengaman hanya boleh dipergunakan bila rating arus pengaman lebih dari 10 A. Sebelum pegoperasian instalasi dengan sebuah pentanahan pengaman, harus dilakukan dulu pemeriksaan oleh petugas dari lembaga yang berwenang ( PLN ).
3.
PERALATAN YANG DIPERLUKAN
Transformator ..................................................................... Symbol orang ...................................................................... Beban .................................................................................. Avometer ............................................................................ Tahanan : 1 ohm / 11 watt ..............................................
1 buah 1 buah 1 buah 3 buah 1 buah
P a g e 29 | 64
2,2 5,6 10 2,2
4.
ohm / 11 watt .............................................. ohm / 11 watt .............................................. ohm / 11 watt .............................................. ohm / 11 watt ..............................................
LANGKAH KERJA, RANGKAIAN RANGKAIAN PENGAWATAN 4.1
3 buah 1 buah 1 buah 2 buah
PERCOBAAN
DAN
Langkah kerja
1. Siapkan Semua alat dan komponen yang diperlukan kemudian cek semua kondisi alat ataupun komponen dalam keadaan baik atau tidak. 2. Rangkaialah rangkaian sesuai dengar gambar yang diperintahkan. 3. Kemudian lakukan hal yang harus dilakukan sesuai petunjuk yang diberikan. 4. Catat semua hasil percobaan pada tabel. 5. Rapikan kembali semua komponen dan peralatan yang digunakan. 4.2
Rangkaian percobaan
L1 L2 L3
RL = 2,2
N
Rv 2,2k
V Rf
A Rb
2,2
V
RM
Vf
2,4k
If
Vb
Rp
PE
P a g e 30 | 64
4.3 Gambar Pengawatan
L1 L2 L3 N
RL 2,2
Rv
Rf
Vf RM
2,4k
If
Vb
Rb
Rp
PE
5.
HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA
5.1 Hasil percobaan Tabel 1 Rp 1,1 Ω
Rf 1k Ω
1,1 Ω 1,1 Ω 1,1 Ω
2,2 Ω 5,6 Ω 10 Ω
If ( mA ) 20,50 mA 2,13 A 1,60 A 1,21 A
Vf (v ) 22,54 mA 5,93 10,11 12,93
Vb ( V ) 0,068
Keterangan -
4,69 3,53 2,67
Trip -
P a g e 31 | 64
Perhitungannya : a. Dik : In = 20,50 . 10−3 A K = 2,5 Dit : Rp ? Penyelesaian : Rp =
5
It = k . In
5
Rp =
,525
= 2,5 . (20,50 . 10−3 A ) = 0,05125 A
= 975,6 Ω b.Dik : In = 2,13 A K = 2,5 Dit : Rp ? Penyelesaian : 5
Rp =
5
Rp =
5,325
It = k . In = 2,5 . 2,13 = 5,325 A
= 9,38 Ω c.Dik : In = 1,60 A K = 2,5 Dit : Rp ? Penyelesaian : Rp =
5
Rp =
5 4
It = k . In = 2,5 . 1,60 =4A
= 12,5 Ω
P a g e 32 | 64
d. Dik : In = 1,21 A K = 2,5 Dit : Rp ? Penyelesaian : Rp =
5
Rp =
5 3,25
It = k . In = 2,5 . 1,21 = 3.025A
= 16,52 Ω Tabel 2 Rp 1,1 Ω 1,1 Ω 1,1 Ω 1,1 Ω
Rf 1k Ω 2,2 Ω 5,6 Ω 10 Ω
If ( A ) 2,49 2,49 2,40 2,47
Vf ( V) 3,36 3,35 3,28 3,24
Vb ( V ) 5,47 5,50 5,47 5,42
Keterangan Trip Trip Trip Trip
Perhitungan : Dik : In = 2,49 A , 2,49 A, 2,40 A, dan 2,47 A k = 2,5 A Dit : Rp ? Penyelesaian :
A. Rp = Rp =
5 5 6,225
It = k . In = 2,5 . 2,49 = 6,225 A
= 8,03 Ω B. Rp = Rp =
5 5 6,225
It = k . In = 2,5 . 2,49 = 6,225 A
= 8,03 Ω C. Rp =
5
It = k . In
P a g e 33 | 64
Rp =
5 6
= 2,5 . 2,40 =6A
= 8,33 Ω D. Rp = Rp =
5 5 6,75
It = k . In = 2,5 . 2,47 = 6,175 A
= 8,09 Ω 5.2 Analisa - Percobaan 1 Pada praktikum kali ini hasil yang kami dapatkan dimana tegangan pada beban (Vb) dan tegangan sentuh (Vf), juga dipengaruhi oleh tahanan yang digunakan. Dimana, Jika tahanan yang ditetapkan (tahanan pentanahan nya konstan) besar maka semakin kecil tegangan dan arus yang dihasilkan. Adapun hasil yang kami dapatkan bisa dilihat pada tabel 1 hal ini dikarekan pengaruh dari tahanan pentanahan yang konstan dan tahanan bebannya yang Variabel. - Percobaan 2 Pada praktikum kali ini hasil yang kami dapatkan dimana tegangan beban dan tegangan sentuh (Vf), juga dipengaruhi oleh tahanan yang digunakan. Jika, tahanan yang ditentukan konstan maka tegangan bebannya akan turun sesuai bertambahnya tahanan pentanahan. Kemudian, tegangan sentuhnya akan meningkat karena pengaruh dari tahanan pentanahan. Ini juga disebabkan oleh arus akan mengalir langsung ketahanan yang lebih besar. 6.
KESIMPULAN
Pada percoban ini kami dapat menyimpulan bahwa : 1. Jika tahanan yang ditentukan konstan maka tegangan bebannya akan turun sesuai bertambahnya tahanan pentanahan dan juga Arus pun menurun sesuai tahan pentanahan yang digunakan. 2. Semakin besar nilai tahanan pentanahan yang digunakan maka tegangan Vf akan membesar sedangkan tegangan Vb semakin mengecil.
P a g e 34 | 64
3. Titik Konstan Tahanan pentanahan sangat mempengaruhi nilai teegangan dan arus pada rangkaian. 7.
TUGAS DAN PERTANYAAN
7.1 Buat rangkaian seperti pada rangkaian percobaan. Orang menyentuh rumah beban yang mempunyai sebuah pentanahan pengaman. Beban juga mempunyai hubungan mati antara L 3 dengan rumah beban.Ukur tegangan sentuh V B. Tegangan kegagalan isolasi V F dan arus bocor I F
untuk bermacam – macam tehanan pentanahan
seperti yang diberikan pada tabel 1.1. Bagaimana reaksi sikring pada rankaian. 7.2 Buat kesimpulan mengenai hasil pengukuran di atas. 7.3 Rubah rangkaian dengan mengganti R P = 1Ω , dan bermacam – macam harga R F dapat disisipkan untuk simulasi kegagalan isolasi. Lengkapi Tabel 2, untuk pengukuran V B , VF , dan IF . Buat kesimpulan dari hasil data diatas.
P a g e 35 | 64
PENGAMAN PENTANAHAN PENGAMAN UNTUK BEBAN LEBIH DARI SATU
1. TUJUAN
Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat :
Membuat suatu sistem pentanahan pengaman untuk suatu instalasi yang mempunyai beban lebih dari satu .
Menerangkan mengapa didalam sebuah sistem yang demikian , sebuah pentanahan harus dihubungkan pada sebanyak mungkin tempat
Membuat simulasi kegagalan didalam suatu instalasi yang mempunyai sebuah sistem pentanahan dan menentukan nilai kegagalan .
Menghitung tahanan pentanahan pentanahan pengaman yang diperlukan.
2. PENDAHULUAN
Untuk menghindarkan tegangan sentuh yang besar dari 50 V hal yang sangat penting adalah agar tahanan pentanahan pengaman harus sekecil mungkin . Dalam hal terjadinya sebuah kegagalan isolasi ,arus bocor harus cukup besar agar alat pengaman arus lebih dapat bekerja . Besarnya tahanan pentanahan pengaman dapat dihitung dari persamaan : R p =
5
( Lihat percobaan pentanahan pengaman )
Untuk menjamin tahanan pentanahan itu kecil ,kawat pentanahan ( PE ) dari sumber harus dihubungkan ketanah sebanyak mungkin . Memparalelkan beberapa titik pentanahan akan menghasilkan tahanan pentanahan yang kecil , maka arus bocor yang mengalir besar , dan hal ini akan menyebabkan arus pengaman arus lebih bekerja .
P a g e 36 | 64
3. PERALATAN YANG DIGUNAKAN
Transformator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 buah
Transformator isolasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 buah
Beban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 buah
Symbol orang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 buah
Tahanan
:
1
Ohm / 11 Watt . . . . . ..1 buah
2,2
Ohm / 11 Watt. . . . . . . 1 buah
5,6
Ohm / 11 Watt. . . . . . . 1 buah
15
Ohm / 11 Watt. . . . . . . 1 buah
2,2
KOhm . . . . . . . . . . . . . 1 buah
4. LANGKAH KERJA, GAMBAR RANGKAIAN DAN GAMBAR PENGAWATAN
4.1 Langkah kerja 1.
Siapkan Semua alat dan komponen yang diperlukan kemudian cek semua kondisi alat ataupun komponen dalam keadaan baik atau tidak. 2. Rangkaialah rangkaian sesuai dengar gambar yang diperintahkan. 3. Kemudian lakukan hal yang harus dilakukan sesuai petunjuk yang diberikan. 4. Catat semua hasil percobaan pada tabel. Rapikan kembali semua komponen dan peralatan yang digunakan
P a g e 37 | 64
4.2 Gambar Rangkaian 4.2.1 L1 L2 L3 N
Rv
22 V
2,2k
22 V
Vb
Rb
1
Rp1
2,2
v
R
2,2k
M
Rc
15
Rp2
5,6
PE
4.2.2 L1 L2 L3 N
Vb Rv
22 V
v
22 V
2,2k
RM
Rb
1
Rp1
2,2
2,2k
Rp2
5,6
PE
P a g e 38 | 64
4.3 Gambar Pengawatan 4.3.1 L1 L2 L3 N
Rv
22 V
22 V
Vb
Rb
1
Rp1
2,2
v
R
M
Rc
2,2k
15
Rp2
5,6
PE
4.3.2
P a g e 39 | 64
L1 L2 L3 N
Vb Rv
22 V
v
2,2 k
22 V 2,2 k
Rb
1
Rp1
2,2
Rp2
5,6
PE
5.
5.1
HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA .
HASIL PERCOBAAN Ketika terjadi kegagalan isolasi antara L2
Tegangan yang dihasilkan : 8,56 Volt dan Arus 3,26 A
Tegangan tersebut membahayakan akan tetapi , pengaman yang digunakan trip sehingga mengamankan rangkaian dan manusia
Ketika terjadi kegagalan isolasi antara L2 dan L3
Tegangan yang dihasilkan : 8,47 Volt dan Arus 3,21 A
Tegangan tersebut membahayakan akan tetapi , pengaman yang digunakan trip sehingga mengamankan rangkaian dan manusia
Rumah beban dan transformator dihubungkan ke beban konduktif
Tegangan yang dihasilkan : 0,14 Volt dan Arus 0,09 Ampere
P a g e 40 | 64
Tegangan tersebut membahayakan ,akan tetapi pengaman yang digunakan trip sehingga mengamankan rangkaian dan manusia . Netral dan Rumah trafo dihubung singkat
Tegangan 0,05 Volt dan Arus 0 Ampere
Rangkaian 4.2 tanpa beban Rp1 dan Rp2 a. Tegangan = 0,002 Volt ketika L2 hubung singkat rumah beban b. Tegangan = 0,072 ketika Netral hubung singkat rumah Trafo Perhitungan Nilai Tahanan Pentanahan : 1. pada saat L2 dan L3 dihubung singkat dengan rumah beban
Dik :
In = 3,26 A K = 2,5 A
Dit : Rp. . . . .? R p1 =
5 It
R p =
5 8,5
= 6,13 ohm
It = In x K = 3,26 x 2.5 = 8,15 A 2. pada saat rumah beban dihubungakan konduktif dengan rumah trafo Dik :
In = 0,09 A K = 2,5 A
Dit : Rp. . . . .? R p1 =
5 It
R p =
5 ,225
= 222,22 ohm
It = In x K = 0,09 x 2.5 = 0,225 A 3. Ketika netral dihubungkan singkat dengan rumah trafo Dik :
In = 0 A K = 2,5 A P a g e 41 | 64
Dit : Rp. . . . .? 5
R p1 =
It
R p =
5
= tak terhingga
It = In x K = 3,26 x 2.5 =0A 4. Ketika menggunakan rangkaian 2 tanpa beban rp1 dan rp2 Dik :
In = 0 A K = 2,5 A
Dit : Rp. . . . .? R p1 =
5 It
R p =
5
= tak terhingga
It = In x K = 0 x 2.5 = 0A 5.2 Analisa 5.2.1 Percobaan 1 Analisa rangkaian percobaan 1 dan perhitungan tegangan yang dihasilkan pada rangkain percobaan pertama berbahaya terhadap rangkaian dan manusia ,akan tetapi karena rangkaian yang digunakan trip sehingga mengamankan peralatan dan manusia tersebut. Arus yang mengalir tersebut mengalir melalui Rb sehingga tidak membahayakan manusia , arus mengalir selalu ketahanan yang lebih kecil .pada percobaan 1 arus tersebut mengalir ke tahanan Rp1 2,2 ohm akan tetapi ketika ditambah beban konduktif tegangan yang dihasilkan lebih kecil tetap membahayakan akan tetapi diamanka karena pengamannya trip dan tegangannya lebih kecil karena terbagi yang disebabkan oleh short circuit L2 dan L3 dan beban konduktif tersebut ketika kita menambah short antara N dan rumah transformator tgangan yang dihasilkan lebih kecil ,tetap berbahaya tetapi diamankan karena pengamannya trip , hal ini juga dikarenakan arusnya mengalir ke Rp1 dan Rp2. P a g e 42 | 64
5.2.2 Percobaan 2 Tegangan yang dihasilkan sangat kecil sehingga tidak berbahaya hal
ini
diakibatkan
karena
manusia
tidak
menyentuh
tanah
dan
menyebabkan arusnya menuju ke Rb ,tegangan tersebut tetap ada mengalir kemanusia tetapi arus nya tidak . 6.
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang kami dapat simpulkan setelah praktikum kali ini adalah 1. Ketika manusia menyentuh rumah beban yang short circuit sangat berbahaya jika tidak menggunakan pengaman 2. Bahwa arus akan menuju ke tahanan yang paling kecil 3. Ketika manusia menyentuh rumah beban dan rumah transformator tidak berbahaya jika manusia tidak menyentuh tanah 4. Rp sangat kecil karena sumber harus dihubungkan ketanah sebanyak mungkin 5. Alat pengaman arus akan bekerja jika jika tahanan pentanahan yang kecil dengan memparalelkan beberapa titik pentanahan
7.TUGAS DAN PERTANYAAN
7.1 Buat rangkaian seperti pada rangkaian percobaan 1 . Disini terdapat kegagalan isolasi antara L1 dan L2 . Orang emnyentuh beban . Ukur tegangan sentuhnya ! Apakah tegangan tersebut membahayakan ? 7.2
Hubungkan rumah beban ke transformator isolasi dengan beban yang konduktif. Ukur tegangan sentuhnya ! Apakah tegangan tersebut membahayakan ?
7.3
Berikan kesimpulan dari hasil pengukuran diatas !
P a g e 43 | 64
7.4
Tambahkan kegagalan isolasi antara netral dan rumah transformator isolasi! Ukur tegangan sentuhnya ,dan apakah tegangan tersebut membahayakan ? Jelaskan jawaban saudara !
7.5
Ganti rangkaian dengan rangkaian seperti paada rangkaian percobaan 2 ,tanpa tahanan pentanahan pengaman R p1 dan R p2. Apakah tegangan sentuhnya membahayakan ?
P a g e 44 | 64
PENGAMAN PENGETESAN SEBUAH PENTANAHAN PENGAMAN
1.
TUJUAN
Selesai percobaan praktikum diharapkan dapat :
2.
Menentukan tahanan dari sebuah pentanahan pengaman. Menerangkan mengapa elektroda pentanahan penunjuk (reference earth) harus berjarak minimal 20 m dari pentanahan pengaman.
PENDAHULUAN
Didalam peraturan yang telah ditentukan PLN ( PUIL 77 ), besarnya tahanan pentanahan tidak boleh melebihi harga yang diberikan oleh persamaan :
Rp =
k
5 ×
In = 0,1
= 2,5
Pada jenis rangkaian pentanahan yang umum ( menurut PUIL 77 ) tegangan jatuh pada tahanan pentanahan diukur antara elektroda pentanahan petunjuk ( reference earth ) dengan pentanahan pengaman. Simulator tanah dipakai pada percobaan ini menggambarkan satu daerah yang mengandung bahaya, oleh karena itu titik pentanahan ini mempunyai harga yang lebih besar dari pada pentanahan pengaman yang sebenarnya. 3.
PERALATAN YANG DIPERLUKAN
Transformator ………………………………………… 1 buah Beban …………………………………………………. 1 buah Simulator Tanah ………………………………………. 1 buah Potensiometer 1 KΩ / 30 Watt ……………………….... 1 buah Tahanan : 2,2 Ω / 11 Watt ……………………………... 1 buah Avometer ……………………………………………… 2 buah
P a g e 45 | 64
P a g e 46 | 64
4.
LANGKAH PERCOBAAN DAN ANALISA 4.1 Langkah Kerja
1. Siapkan komponen peralatan yang akan digunakan dan cek semua kondisi dari alat yang akan digunakan.
2. Setelah semua Peralatan dinyatakan dalam keadaan baik, buat rangkaian sepertii rangkaian percobaan.
3. Atur potensiometer untuk mendapatkan arus 0,1 A. 4. Lakukan percobaan menggunakan rumah beban 1 k ohm terl ebih dahulu dan kemudiaan pindahkan titik pentanahan (vp1) lalu c atat hasil pada tabel 1.
5. Lakukan hal yang sama untuk mendapatkan hasil pada nilai Vp2 (reference earth) dan catat hasil pengukuran tiap jarak pada tabel 2.
6. Catat hasil pengukuran dan rapikan lagi semua peralatan. 7. Rapikan semua peralatan setelah digunakan. 4.2 Rangkaian Percobaan RL= 2,2
L1 L2 L3 N
1k
A
E 5m V
15 m RB
2,2
25 m
P a g e 47 | 64 PE
4.3 Rangkaian Pengawatan L1 RL= 2,2
L2 L3 N
1k
Vp2
Rb
If
Vp1
2,2
5m 10m
15m 20m 25m
E
25m 20m 15m 10m 5m
Reference Earth
PE
5.
HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA
5.1 Hasil Percobaan
No
Jarak
Arus (
(m)
Ampere )
Tegangan ( Volt ) Vp1
Vp2
1.
5
8,20
5,39
2.
10
10,82
2,69
3.
15
12,19
1,30
4.
20
13,06
0,5
5.
25
13,56
0,004
0,1
Ket
Aman
P a g e 48 | 64
Perhitungan Nilai tahanan Pentanahan Pengaman : Dimana :
In = 0,1 a ( Konstan ) K = 2,5
maka
:
R p =
5 It
R p =
5 ,25
= 200 ohm
It = In x K = 0,1 x 2.5 = 0,25 A 5.2 Analisa Setelah praktikan melakukan praktik percobaan tersebut, pada tegangan Vp1 bahwa semakin jauh jarak elektrodanya maka semakin besar hasil tegangan sentuhnya, sedangkan pada percobaan Vp2 berbanding terbalik dengan Vp1 yaitu semakin jauh jarak elektrodanya maka semakin kecil hasil tegangan sentuhnya. Ketika beban dilepaskan dari suatu rangkaian, maka nilai Vp nya semakin besar, karena beban tersebut menjadin hambatan untuk memperkeciln nilai Vpnya. Apabila elektroda tidak terhubung kepentanahan maka nilai pada suatu rangkaian tidak terdapat hasil nya. Dari hasil Percobaan yang telah dilakukan sesuai pada gambar dimana dalam hal ini melakukan pengetesan pentanahan pengaman. Pada perlakuan pertama dilakukan dengan mengukur nilai titik pentanahan pengaman (Vp1) dan jarak yang bermacam – macam dimana dalam hal ini nilai pengukurannya semakin besar sebanding dengan jarak yang semakin besar juga. kemudian pada perlakuan kedua dimana mengukur nilai elektoda pentanahan pengaman (vp2) dengan cara mengubah jarak titik E ke jarak 5,10,15,20,25 dimana titik konstannya berada pada 25 m titik vp1 dan didapat hasil pengukurannya bahwa nilai vp2 berbanding terbalik dengan jarak yang digunakan sehingga dalam hal ini jarak sangat mempengaruhi nilai Vp1 maupun Vp2.
6. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan kami mendapatkan kesimpulan bahwa : 1. Penggunaan tahanan Rv pada masing-masing percobaan dengan nilai yang berbeda tidak mempengaruhi nilai tegangan vp1 dan vp2. P a g e 49 | 64
2. Arus (Ip) yang dialirkan sangat mempengaruhi nilai Tegangan Vp1 dan Vp2. 3. Jarak pengetesan yang berubah-ubah sangat mempengaruhi nilai tegangan Vp1 dan Vp2. 4. Titik Konstan dalam pengetesan juga mempengaruhi nilai tegangan Vp1 dan Vp2. 5. Untuk memperkecil nilai tahanan pentanahan (Rp) dapat dilakukan dengan memparalelkan tahanan yang digunakan. 6. Apabila rangkaian tidak ditanahkan maka rangkaian akan berhenti total atau tidak ada arus yang mengalir.
7.
TUGAS DAN PERTANYAAN
7.1 Buat rangkaian seperti pada rangkaian percobaan. Atur Potensiometer untuk menempatkan arus sebesar 0,1 A. Ukur tegangan jatuh V p. 7.2 Dari hasil pengukuran, hitung besarnya tahanan pentanahan R p. 7.3 Berapa besarnya R p jika elektroda pentanahan penunjuk ( reference earth ) berjarak 10 m dari titik pentanahan pengaman. 7.4 Mengapa terdapat perbedaan ?
P a g e 50 | 64
PENGAMAN PENGETESAN SEBUAH PENTANAHAN PENGAMAN DENGAN MENGGUNAKAN BEBAN
1.
TUJUAN
Selesai percobaan praktikum diharapkan dapat :
2.
Menentukan tahanan dari sebuah pentanahan pengaman dengan menggunakan beban. Menerangkan mengapa elektroda pentanahan penunjuk (reference earth) harus berjarak minimal 20 m dari pentanahan pengaman. Menjelaskan perbedaan penggunaan beban yang berbeda dalam pengetesan sebuah pentanahan pengaman
PENDAHULUAN
Didalam peraturan yang telah ditentukan PLN ( PUIL 77 ), besarnya tahanan pentanahan tidak boleh melebihi harga yang diberikan oleh persamaan :
Rp =
k
5 ×
In = 0,1
= 2,5
Pada jenis rangkaian pentanahan yang umum ( menurut PUIL 77 ) tegangan jatuh pada tahanan pentanahan diukur antara elektroda pentanahan petunjuk ( reference earth ) dengan pentanahan pengaman. Simulator tanah dipakai pada percobaan ini menggambarkan satu daerah yang mengandung bahaya, oleh karena itu titik pentanahan ini mempunyai harga yang lebih besar dari pada pentanahan pengaman yang sebenarnya. 3.
PERALATAN YANG DIPERLUKAN
Transformator ………………………………………… 1 buah Beban …………………………………………………. 1 buah Simulator Tanah ………………………………………. 1 buah P a g e 51 | 64
Potensiometer 1 KΩ / 30 Watt ……………………….... Tahanan : 2,2 Ω / 11 Watt ……………………………... Avometer ……………………………………………… Rumah beban ……………………………………………..
5. LANGKAH KERJA, RANGKAIAN RANGKAIAN PENGAWATAN
PERCOBAAN
1 buah 1 buah 2 buah 1 buah DAN
5.1 langkah Kerja 1. Siapkan komponen peralatan yang akan digunakan dan cek semua kondisi dari alat yang akan digunakan. 2. Seelah semua Peralatan dinyatakan dalam keadaan baik, buat rangkaian sepertii rangkaian percobaan. 3. Atur potensiometer untuk mendapatkan arus 0,1 A. 4. Lakukan percobaan menggunakan rumah beban 1 k ohm terlebih dahulu dan kemudiaan pindahkan titik pentanahan (vp1) lalu c atat hasil pada tabel 1. 5. Lakukan hal yang sama untuk mendapatkan hasil pada nilai Vp2 (reference earth) dan catat hasil pengukuran tiap jarak pada tabel 2. 6. Ulangi percobaan dengan mengganti nilai rumah beban menjadi 2k ohm. 7. Catat hasil pengukuran dan rapikan lagi semua peralatan. 5.2 Gambar Percobaan
P a g e 52 | 64
HA 3x380/220V (38/22V)
L1 L2 L3 N PE
1k
Rv 1k
A Vp2
Rb
Vp1
25m 20m
2,2ohm/ 10w
15m 10m 5m
Earth elektrode
Reference earth
Reference earth
PE
5.3 Gambar Pengawatan
P a g e 53 | 64
L1 L2 L3 N
Rv
Potensiometer
1k
1k
Vp2
Rb
If
Vp1
2,2
5m 10m 15m 20m 25m
E
25m 20m 15m 10m 5m
Reference Earth
PE
P a g e 54 | 64
5.
HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA 5.1 Hasil Percobaan
Tabel 1
No
( Rv = 1k ohm ) Jarak
Arus ( Ampere
(m)
)
Tegangan ( Volt ) Vp1
Vp2
1.
5
8,52
5,64
2.
10
11,32
2,82
3.
15
12,72
1,36
4.
20
13,60
0,53
5.
25
14,16
0,004
0,1
Keterangan
Aman
Tabel 2 ( Rv = 2k ohm )
No
Jarak
Arus ( Ampere
(m)
)
Tegangan ( Volt ) Vp1
Vp2
1.
5
8,56
5,71
2.
10
11,40
2,84
3.
15
12,83
1,39
4.
20
13,72
0,54
5.
25
14,23
0,004
0,1
Keterangan
Aman
Perhitungan Nilai tahanan Pentanahan Pengaman : Dimana :
In = 0,1 a ( Konstan ) K = 2,5
maka
:
R p =
5 It
R p =
5 ,25
= 200 ohm
It = In x K = 0,1 x 2.5 = 0,25 A
P a g e 55 | 64
5.2 Analisa Dari hasil Percobaan yang telah dilakukan sesuai pada gambar dimana dalam hal ini melakukan pengetesan pentanahan pengaman. Pada perlakuan pertama dilakukan dengan menggunakan Rv senilai 1k ohm dan mengukur nilai titik pentanahan pengaman (Vp1) dengan jarak yang bermacam – macam dimana dalam hal ini nilai pengukurannya semakin besar sebanding dengan jarak yang semakin besar juga. kemudian pada perlakuan kedua dimana mengukur nilai elektoda pentanahan pengaman (vp2) dengan cara mengubah jarak titik E ke jarak 5,10,15,20,25 dimana titik konstannya berada pada 25 m titik vp1 dan didapat hasil pengukurannya bahwa nilai vp2 berbanding terbalik dengan jarak yang digunakan sehingga dalam hal ini jarak sangat mempengaruhi nilai Vp1 maupun Vp2. Selanjutnya pada percobaan kedua dengan mengubah nilai tahanan Rv senilai 2k Ohm didapat nilai pentanahan pengaman (Rv1) dan (Rv2) yang tidak jauh beda dengan percobaan pertama maka dalam hal ini nilai tahanan Rv tidak terlalu mempengaruhi nilai pentanahan pengaman, sehingga dalam percobaan ini sangat dipengaruhi dengan jarak dan juga titik konstan ketika melakukan pengukuran. Jadi dari hasil percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa semakin jauh jarak elektroda dari pentanahan, maka tegangan dan tahanan pentanahan yang dihasilkan semakin besar. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh dominan tahanan sekeliling elektroda dan juga dikarenakan oleh pengaruh tahanan kawat penghantar yang memiliki impedansi yang tinggi terhadap impuls frekuensi tinggi antara elektroda dan kawat penghantar. Namun pada kasus lain jika pentanahan pada rangkaian tidak dipasang, maka arus yang dihasilkan besar, walaupun tidak terbaca oleh alat ukur, karena pengaruh dominan tahanan yang tidak ada di sekeliling elektroda hingga akhirnya membuat arusnya membahayakan.
6. Kesimpulan Dari Percobaan yang telah dilakukan kami dapat menyimpulkan bahwa :
P a g e 56 | 64
1. Vp1 adalah tegangan jatuh dari pentanahan pengaman, jadi dapat disimpulkan bahwa semakin jauh jarak yang digunakan maka tegangan jatuhnya akan semakin besar. 2. Vp2 adalah tegangan jatuh dari elektroda pentanahan penunjuk, jadi semakin jauh jarak pentanahan pengaman, maka tegangan jatuh akan semakin kecil. 3. Tahanan Pentanahan adalah kemampuan dari struktur tanah dalam menghantarkan listrik secara terinduksi kesetiap permukaannya. Besarnya tahanan jenis tanah untuk setiap jenis tanah yang berbeda mempunyai harga yang berbeda, hal ini bisa dilihat dan diamati pada saat mempratekkan. 4. Nilai Pentanahan pengaman sangat dipengaruhi dengan jarak yang diubah – ubah dan juga titik konstan ketika melakukan Pengukuran.
7.
TUGAS DAN PERTANYAAN
7.1 Buat rangkaian seperti pada rangkaian percobaan. Atur Potensiometer untuk menempatkan arus sebesar 0,1 A. Ukur tegangan jatuh V p. 7.2 Dari hasil pengukuran, hitung besarnya tahanan pentanahan R p. 7.3 Berapa besarnya R p jika elektroda pentanahan penunjuk ( reference earth ) berjarak 10 m dari titik pentanahan pengaman. 7.4 Mengapa terdapat perbedaan ?
P a g e 57 | 64
PENGAMAN PEMERIKSAAN IMPEDANSI LINGKAR
1. TUJUAN Selesai percobaan diharapkan dapat : Memeriksa/ mengukur impedansi suatu rangkaian tertutup. Memastikan apakah suatu pengetesan yang aman dari impedansi rangkaian tertutup bisa dilakukan. Menentukan apakah impedansi suatu rangkian tertutup yang diukur sesuai dengan peraturan yang dikeluarkan oleh lembaga yang berwenang ( PLN)
2. PENDAHULUAN Diperlihatkan suatu pemisalan kegagalan isolasi ketika dilakukan pengkuran imedansi jadi jika terdapat hubungan yang kurang baik didalam sistem pentanahan akan terdapat tegangan yang cukup besar pada rumah peralatan listrik. Untuk menghindari tegangan sentuh yang besar banyak ketentuan yang mengharuskan bahwa suatu tes awal dibuat dengan menggunakan tahanan yang besar yang dipasang seri. Besarnya tahanan itu (Rz) harus 10 kali lebih besar dari tahanan pengetesan ( Rv= 10 Rh) . percobaan ini akan memperlihatkan bahwa dengan impedansi rangkaian tertutup yang besar pre-test itu sangat penting sangat penting , sebab pada rumah peralatan terdapat tegangan yang besar yang tidak diiinkan.
3. PERALATAN YANG DIPERGUNAKAN -
Transformator Beban Avometer Saklar on/off Potensiometer 1k Ω Tahanan 2,2 Ω/ 30 watt
1 buah 1 buah 2 buah 2 buah 1 buah 2 buah
2,2 k Ω/11 watt
1 buah
10k Ω
1 buah
P a g e 58 | 64
4. LANGKAH KERJA, RANGKAIAN PERCOBAAN DAN RANGKAIAN PENGAWATAN 4.1 Langkah Kerja 1. Siapkan semua komponen dan peralatan yang dibutuhkan kemudian cek kondisi semua komponen tersebut. 2. Rangkaialah rangkaian percobaan seperti yang telah diperintahkan . 3. Hal pertama yang dilakukan yaitu meng ukur nilai tegangan VE0 4. 5. 6. 7. 8. 9.
keadaan kedua saklar terbuka. Kemudian ukur kembali nilai V E0 keadaan saklar Su dalam keadaan terbuka Selanjutnya ukur nilai tegangan V E1 dalam keadaan saklar Su dan Sh Dan ukur nilai tegangan Vf dengan cara menghubungkan pada keluaran amperemeter dan pada pentanahan. Selanjutnya ubah nilai tegangan Rp 2,2k ohm dan ukur kembali seperti awal Masukkan semua hasil percobaan tabel. Rapikan kembali semua komponen dan peralatan yang digunakan.
4.2 Rangkaian Percobaan
RL = 2,2
L1 L2 L3 N
Sh
V
Su
Rh
1k
Rv
10k
VE A
Rb
2,2
Rp
VF
PE
P a g e 59 | 64
4.3 Rangkaian Pengawatan
RL = 2,2
L1 L2 L3
N
Sh
V
Su
Rh
1k
Rv
10k
VE A
Rb
Rp
2,2
VF
PE
5.
HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA 5.1 Hasil Percobaan 5.1.1 Dengan tahanan Rp = 2,2 Ohm -
Tegangan VE0 pada keadaan semua saklar terbuka = 23,53
Volt -
Tegangan VE0 pada keadaan saklar Su tertutup = 23,55 Volt Dalam keadaan saklar Su dan Sh tertutup : P a g e 60 | 64
1.
-
5.1.2 -
Sebelum Potensiometer diatur : Tegangan VE1 = 21,36 Volt Arus = 0,18 Ampere 2. Sesudah Potensiometer diatur : Tegangan VE1 = 22,15 Volt Arus = 0,1 Ampere Tegangan Vf = 0,37 V dan Arus = 0,1 A Dengan tahanan Rp = 2,2k ohm Tegangan VE0 pada keadaan semua saklar terbuka = 23,55
Volt -
-
Tegangan VE0 pada keadaan saklar Su tertutup = 19,20 Volt Dalam keadaan saklar Su dan Sh tertutup : 3. Sebelum Potensiometer diatur : Tegangan VE1 = 2,11 Volt Arus = 10,52 mA 4. Sesudah Potensiometer diatur : Tegangan VE1 = 1,22 Volt Arus = 10 mA Tegangan Vf = 22,21 V dan Arus = 10 mA
Perhitungan Nilai Impedansi : A. Beban Rp = 2,2 Ohm Dimana dalam hal ini nilai Z = V/ I 1. Dik : VEo = 23,53 V I = 0,18 A Dit : Z0 ? Jawab : Z0 = VE0 / I = 23,53 V / 0,18 A = 130,8 Ohm 2. Dik : VE1 = 22,15 V I = 0,1 A Dit : Z1 ? Jawab : P a g e 61 | 64
Z1 = VE1 / I = 22,15 V / 0,1 A = 221,5 Ohm Maka didapat nilai Impedansi; Z0 = 130,8 Ohm Z1 = 221,5 Ohm
B. Beban Rp = 2,2k Ohm Dimana dalam hal ini nilai Z = V/ I 3. Dik : VEo = 23,55 V I = 10,52 mA Dit : Z0 ? Jawab : Z0 = VE0 / I = 23,55 V / 10,52 mA = 2238,59 Ohm 4. Dik : VEo = 1,22 V I = 10 mA = 0,02 A Dit : Z1 ? Jawab : Z1 = VE1 / I = 1,22 V / 0,02 A = 122 Ohm Maka didapat nilai Impedansi; Z0 = 2238,59 Ohm Z1 = 122 Ohm Dalam hal ini tahanan Rz nilainya hamper 10x lebih besar dari tahanan pengetesan ( Rh ) Yaitu : 10 x Rh = 10 x 10 = 100 Ohm 2.
Analisa Dari Percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa Nilai tegangan VE1 dan VE0 sangat dipengaruhi dengan posisi saklar baik Sh maupun Su dan juga dalam hal ini arus yang dialirkan pada P a g e 62 | 64
rangkaian juga sangat mempengaruhi nilai tegangan ini dimana dalam hal ini Nilai VEo nilainya akan semakin besar apabila posisi saklar Sh ataupun Su dalam keadaan Terbuka berbanding terbalik denga nilai Tegangan V E1 dimana nilainya akan semakin besar apabila Saklar Sh ataupu Su ditutup dan juga nilai tegangan V E1 dan VE0 sangat dipengaruhi dengan tahanan Rp yang digunakan . Dari percobaan yang dilakukan yaitu dengan menggunakan RP yang berbeda yaitu 2,2 ohm dan 2,2 kilo ohm dan nilai yang didapat tidak banyak berubah, hanya pada saat percobaan 5.4 terjadi perbedaan yang signifikan antara rangkaian yang menggunakan RP= 2,2 ohm dan 2,2 kilo ohm, perbedaan ini terletak pada tegangan yang diukur pada saat saklat Sh dan potensiometer diatur dan sbelum di atur. Untuk impedansi rangkaian yang menggunaka RP 2,3 ohm, impedansi awal yang diukur kecil akan tetapi setelah potensio di atur maka niali impedansi meningkat secara drastis, dan untuk impedansi yang menggunakan RP 2,2 kilo ohm
, Sehingga nilai impedansi dari rangkaian ini sesuai dengan ketentuan PLN dimana nilainya 10 x Rh maka dalam hal ini tegangan Baik V E1 dan VE0 sangat mempengaruhi nilai impedansi dalam percobaan ini. tidak jauh berbeda nilainya
6
KESIMPULAN 1. 2. 3.
7
Besar tahanan Rt harus 10 x lebih besar dari tahanan pengetesan ( RV 10 rh) Untuk pengetesan impedansi rangkaian tertutup bias dilakukan dengan aman Pengetesan awal dilakukan untuk menghindari jika terjadi hubungan yang kurang baik di dalam system pentanahan pengaman
TUGAS DAN PERTANYAAN 1. 2. 3. 4.
5. 6.
Buat rangkaian seperti pada rangkaian percobaan dengan Rp= 2,2 Ω. Ukur tegangan Ve0 pada keadaan semua saklar terbuka. Lakukan test awal. Tutup saklar Su dan ukur apakah tegangannya berubah? Mengapa perlu dilakukan test awal? Jika ada perubahan tegangan pada ad. 5.2 . pemeriksaan utama harus dilakukan . tutup saklar Sh , atur potensiometer untuk mendapatkan arus sebesar 0,1 Ampere. Ukur tegangan VE1. Hitung impedansi rangkaian tertutup dengan menggukan perbedaan tegangan VE0 dan VE1 dan arus. Berapa besar tegangan kegagalan isolasi Vf?
P a g e 63 | 64
