LEMBAR PENILAIAN
JUDUL PERCOBAAN
: PENGUKURAN PENGAMAN LISTRIK ( ESM 1&2 )
NO.PERCOBAAN
: 01
NAMA PELAPOR
: Sentra Diako Ginting
NAMA PARTNER
: Esti Loisa Lbn. Toruan Muhammad Iqbal Fauzi
KELAS
: EL – EL – 4E 4E
GROUP
: C
TANGGAL PERCOBAAN
: 23 Maret 2013
TANGGAL PENYERAHAN : 30 Maret 2013 INSTRUKTUR
: Ir. JULI IRIANI, MT : N. BANU S, MT
NILAI
:
i
DAFTAR ISI
...................................................................................................... ............ i LEMBAR PENILAIAN ........................................................................................... ...................................................................................................................... ...................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................. ................................................................................................................... iii PENGANTAR ................................................................................................................... .................................................................................................................. 1 PERCOBAAN I ..................................................................................................................
1.
TUJUAN PERCOBAAN .................................................................................... 1
2.
PENGANTAR TEORI ........................................................................................ 1
3.
PERALATAN/KOMPONEN yang DIGUNAKAN............................................ 2
4.
................................................................................. 3 DIAGRAM RANGKAIAN .................................................................................
5.
LANGKAH PERCOBAAN ................................................................................ 8
6.
TABEL EVALUASI ........................................................................................... 9
.......................................................... 11 ANALISA/ EVALUASI HASIL PENGUKURAN .......................................................... ................................................................................................................ 13 KESIMPULAN ................................................................................................................. ................................................................................................... 14 LEMBAR PENILAIAN .................................................................................................... .............................................................................................................. 15 PERCOBAAN II ...............................................................................................................
1.
TUJUAN PERCOBAAN .................................................................................. 15
2.
PERALATAN/KOMPONEN yang DIGUNAKAN.......................................... 15
3.
............................................................................... 16 DIAGRAM RANGKAIAN ...............................................................................
4.
LANGKAH PERCOBAAN .............................................................................. 20
5.
TABEL EVALUASI ......................................................................................... 20
......................................................................................................................... 21 ANALISA ......................................................................................................................... ................................................................................................................ 22 KESIMPULAN .................................................................................................................
ii
PENGANTAR
Percobaan pengukuran pengaman listrik (ESM 1,2) mendemontrasikan beberapa pengukuran pengaman pada sistem, sehingga dapat diperlihatkan keuntungan dan kerugian dari masing-masing hasil pengukuran. Untuk mengamankan mahasiswa terhadap kegiatan listrik, sekaligus memperoleh hasil percobaan yang nyata, tegangan sumber dikurangi menjadi
kali tegangan
sebenarnya. Semua harga tahanan sama dalam prakteknya, akan tetapi harga pengukuran tegangan dan arus
dari harga yang sebenarnya adalah 10 kali hasil
pengukuran. Tegangan kontak badan (U B) yang dapat membahayakan disimbolkan terhadap modul yang berbentuk manusia. Lampu LED yang menyala menunjukkan bahwa harga tegangan yang diizinkan 65 V telah terlampaui. Harus diingat bahwa untuk berfungsi secara benar, modul membutuhkan tegangan sumber dan hal ini selalu dihubungkan diantara L 3 dan tanah. Simulasi tanah digunakan untuk menunjukkan simbol daerah gangguan disekitar ujng tanah.
iii
PERCOBAAN I BAHAYA MENYENTUH BAHAGIAN BERTEGANGAN ( ESM 1 )
1. TUJUAN PERCOBAAN
Mempelajari bahaya menyentuh bagian peralatan listrik yang bertegangan dan dialiri arus listrik.
Memberi alasan mengapa suatu circuit breaker (switch) harus dipasang di sekitar daerah pekerjaan.
Menunjukkan mengapa penting untuk membungkus bahagian yang berkonduksi dan bertegangan bertegangan jika ia tidak dilengkapi switch.
Membuktikan bahwa bahaya dapat dikurangi dengan menggunakan bahan isolasi jika hanya satu bagian yang berkonduksi tersentuh.
2. PENGANTAR TEORI
Disebabkan meningkatnya kejadian kecelakaan yang disebabkan oleh kegiatan listrik, maka perlu manusia dilindungi terhadap bahaya yang disebabkan contact dengan bahagian yang bertegangan. Bahaya yang disebabkan contactnya tubuh dengan tegangan dapat diperlukan dengan mempertimbangkan tahanan badan dan arus yang mengalir melalui badan. Disini dibagi 3 grup kategori bahaya, yakni: I.
Dari 0 - 10 mA, secara umum tidak bahaya meskipun kekejangan otot dapat terjadi.
II. 10 – 80 mA, 99,5% dari subject yang ditest tidak dapat membebaskan tangan yang memegang electroda apabila arus mencapai 25 mA. Ini menunjukkan terjadinya kekejangan yang dapat terjadi kematian (kerusakan pada jantung dan paru-paru). III. 80 mA – 3 A atau lebih, jika arus yang mengalir melalui tubuh melebihi 100 mA dan lebih dari 0,1 detik akan terjadi kematian.
1
Tegangan contact badan maksimum yang diizinkan U B dapat dihitung dengan mengambil rata-rata dari tahanan manusia R M = 1300 Ω, dan arus yang mengalir IF = 50 mA, diambil harga rata-rata grup II. Jadi UB
= IF
.
R M
= 0,05 x 1300 = 65 V
3. PERALATAN/KOMP PERALATAN/KOMPONEN ONEN yang DIGUNAKAN
Kabel
1 Set
Multimeter digital
2 buah
Resistor 1 KΩ
2 buah
Resistor 2,2 KΩ
1 buah
Resistor 5,6 Ω
1 buah
Modul Praktek ESM 1,2
2
4. DIAGRAM RANGKAIAN
4.1 SAAT MENYENTUH 2 PHASA L1 L2 L3 N
UB V
A
IM R M
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
3
4
4.2 SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN NETRAL L1 L2 L3 N
UB V
A
IM R M
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
5
4.3 SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN CASING METAL PERALATAN L1 L2 L3 N
UB V
A
IM R M
Earthed metal part e.g. hausing
RC
PE
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
6
4.4 SAAT MENYENTUH 1 PHASA L1 L2 L3 N
A
IM R M V
UB
RC
PE
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
7
5. LANGKAH PERCOBAAN
5.1.1 Buat rangkaian seperti diagram rangkaian 4.1 sambil bekerja dengan konductor yang hidup, seorang mechanic menyentuh L 2 dan L3 pada waktu bersamaan. Ukuran tegangan contact badan U B dan arus yang mengalir melalui tubuh IM, jika tegangan a.
basah ( RM = 1 KΩ )
b.
kering ( RM = 2,2 KΩ ) tuliskan hasil pengukuran pada pa da tabel evaluasi.
5.1.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran 5.2.1 Buat rangkaian seperti diagram 4.2. tulis hasil pengukuran pada tabel evaluasi. 5.2.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran 5.3.1 Buat rangkaian seperti diagram 4.3. ukur tegangan U B dan arus IM jika manusia menyentuh suatu konduktor yang bekerja(hidup) dan bahagian metal ditanahkan. Tahanan contact tanah RC = 5,6 Ω Tuliskan hasil pengukuran. 5.3.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran. 5.4.1 Buat rangkaian seperti diagram 4.4. manusia sekarang menyentuh dengan hanya satu tangan L3 dan berdiri di atas: a.
Carpet dari karet dengan R C
b.
Lantai dari batu dengan R C 1 KΩ
5.4.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran.
8
6. TABEL EVALUASI
6.1.1
Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L 2 dan L3 secara bersamaan.
Tangan Kering Tangan-Tangan
6.1.2
R M = 2,2 KΩ
Kond. Aktif-
Tangan Basah
Kond. Aktif
R M = 1 KΩ
UB
IM
389 V
182 mA
387 V
390 mA
Jika L2 dan L3 kedua-duanya disentuh pada saat yang sama maka pekerja
yang
menyentuh
kedua
phasa
akan
mengalami
bahaya(kematian) karena arus yang mengalir pada tubuh pekerja melebihi 100 mA dan tegangan pada tubuh pekerja melebihi 65 V yang menjadi tegangan maksimal pada tubuh manusia. Tubuh pekerja menjadi penghantar yang membuat phasa yang satu dengan phasa yang lainnya mengalami short circuit.
6.2.1
Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L 3 dan Netral bersamaan.
Tangan Kering Tangan-Tangan
6.2.2
R M = 2,2 KΩ
Kond. Aktif-
Tangan Basah
Netral
R M = 1 KΩ
UB
IM
223 V
103 mA
222 V
223 mA
Jika sebuah konduktor yang bekerja dan netral keduanya disentuh pada saat yang sama maka pekerja yang menyentuhnya akan mengalami bahaya (kematian), karena arus yang mengalir pada tubuh pekerja melebihi arus maksimal yang bisa pada mengalir pada manusia yaitu lebih besar dari 50 mA, dan tegangan pada tubuh pekerja melebihi 65 V.
9
6.3.1
Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L3 dan body earthed metal part e.g.housing.
Tangan Kering Tangan-Tangan
6.3.2
R M = 2,2 KΩ
Kond. Aktif-
Tangan Basah
Tanah
R M = 1 KΩ
UB
IM
222 V
102 mA
221 V
221 mA
Jika sebuah konduktor yang bekerja dan sebuah titik tanah disentuh pada saat yang sama maka pekerja yang menyentuhnya akan mengalami bahaya(kematian), karena arus yang mengalir pada pekerja melebihi 50 mA yang merupakan nilai arus maksimal yang aman mengalir pada manusia, dan tegangan yang terukur pada pekerja melebihi batas aman 65 V.
6.4.1
Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L 3 dan berdiri pada lantai atau carpet.
Tangan-Kaki Kond. Aktif-
UB
IM
R C = ~
0V
0 mA
R C = 1 KΩ
100 V
103 mA
Tanah R M= 1 KΩ
6.4.2
A. Jika pekerja berdiri di atas carpet maka pekerja dalam keadaan aman (safety), karena carpet tempat berdirinya pekerja menjadi isolator yang membuat arus tidak mengalir pada tubuh pekerja, sehingga arus mengalir melalui penghantar sistem sistem pentanahan. pentanahan.
B. Jika pekerja berdiri diatas lantai terbuat dari batu maka pekerja akan mengalami bahaya(kematian), karena arus dan tegangan pada tubuh pekerja melebihi batas aman.(50 mA, 65 V).
10
ANALISA/ EVALUASI HASIL PENGUKURAN 1. SAAT MENYENTUH 2 PHASA
Sesuai dengan teori tubuh manusia memiliki tahanan yaitu sekitar 2,2 KΩ pada saat tangan kering dan 1 KΩ pada saat tangan basah, tubuh manusia juga masih aman saat arus yang mengalir maksimal 50 mA,
dengan
hubungan antara hambatan, dan arus maka tegangan rata-rata yang yang aman pada tubuh manusia adalah maksimal 65 V, pada saat kejadian seorang pekerja menyentuh 2 phasa dengan tegangan antar phasa 380 V, maka itu adalah hal yang fatal, karena tubuh pekerja mengakibatkan short circuit pada kedua phasa, dan pada data yang terukur arus yang mengalir pada pekerja mencapai 182 mA saat tangan kering, dan 390 pada saat tangan basah. Tegangan yang terukur mencapai 380 V, sehingga itu sangat fatal bagi keselamatan pekerja. Bahaya yang dialami pekerja berada pada grup kategori III dengan kematian pekerja jadi akibatnya. 2. SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN NETRAL
Sesuai teori diatas, dengan pekerja menyentuh 1 phasa dan netral yang memiliki tegangan 220 V, maka dalam keadaan tangan kering, tubuh pekerja akan dialiri arus 103 mA, dan pada saat basah dialiri 223 mA. Dan tegangan yang terukur mencapai 222 V dimana arus dan tegangan itu melebihi arus dan tegangan aman pada tubuh manusia, sehingga pekerja dalam keadaan yang sangat berbahaya yang akan mengakibatkan kematian. Pekerja berada pada kategori bahaya grup III. 3. SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN CASING METAL PERALATAN
Pada saat menyentuh 1 phasa dan tangan yang lain nya menyentuh metal peralatan yang dilengkapi pentanahan, maka sama hal nya pekerja memegang 1 phasa dan netral yang bertegangan 220 V, maka arus yang mengalir dan tegangan pada pekerja akan melebihi batas aman sehingga membahayakan pekerja, saat ini pekerja dalam bahaya kategori III dengan kematian pekerja jadi akibatnya.
11
4. SAAT MENYENTUH 1 PHASA
Saat pekerja berada pada diagram rangkaian keempat, maka pada saat pekerja berdiri diatas carpet karet yang merupakan sebuah isolator dan tangan pekerja hanya 1 menyentuh phasa, maka arus tidak mengalir pada pekerja, karena sistem jaringan memiliki pentanahan, yang memiliki tahanan yang sangat kecil dibandingkan dengan tahanan manusia, sehingga arus akan melalui pentanahan, tidak melalui tubuh pekerja, sehingga walaupun 1 bagian tubuh pekerja berada pada 1 kutub yang bertegangan namun jika bagian lain tubuh tidak berhubungan dengan bagian yang bertegangan lainnya maka pekerja dalam keadaan aman. Tetapi saat kaki pekerja berdiri pada lantai yang terbuat dari batu yang terhubung dengan tanah, maka arus dan tegangan pada tubuh pekerja akan melebihi batas aman yang sesuai dengan teori, sehingga pekerja dalam keadaan kategori bahaya III dengan akibat kematian pada pekerja.
12
KESIMPULAN 1. Arus aman maksimal pada tubuh manusia adalah 50 mA 2. Tegangan aman maksimal pada tubuh manusia adalah 65 V 3. Pada saat arus yang mengalir pada tubuh manusia melewati batas aman aman maka akan menyebabkan kejang otot, kerusakan paru-paru, kerusakan jantung bahkan kematian. 4. Manusia dilarang memegang 2 phasa aktif, 1 phasa aktif dan netral, 1 phsa aktif dan metal peralatan yang dilengkapi pentanahan, 1 phasa aktif dan berdiri di atas tanah tanpa alas kaki dimana sistem jaringan ja ringan memiliki sistem sis tem pentanahan. 5. Saat melakukan perbaikan baiknya pekerja menggunakan alas kaki dengan tahanan isolator yang baik. 6. Sistem jaringan dan peralatan dengan casing metal harus memiliki sistem pentanahan untuk mencegah arus bocor pada saat pekerja menyentuh peralatan. 7. Pekerja juga harus menggunakan peralatan yang sesuai standart saat bekerja. 8. Pekerja harus bekerja sesuai standart yang berlaku. 9. Pekerja harus mengecek kondisi semua peralatan yang ingin digunakan dan yang ingin dikerjakan agar aman saat bekerja. 10. Pengaman yang menjadi pemutus sambungan jaringan yang ingin diperbaiki sebaiknya berada dekat pekerja sehingga pekerja dapat mengawasi pengaman
itu,
baik
swicth
pemutus
sehingga
tidak
akan
terjadi
penyambungan oleh orang orang lain saat pekerja sedang melakukan perbaikan.
Medan, 30 Maret 2013
Sentra Diako Ginting
13
LEMBAR PENILAIAN
JUDUL PERCOBAAN
: PENGUKURAN PENGAMAN LISTRIK ( ESM 1&2 )
NO.PERCOBAAN
: 02
NAMA PELAPOR
: Sentra Diako Ginting
NAMA PARTNER
: Esti Loisa Lbn. Toruan Muhammad Iqbal Fauzi
KELAS
: EL – EL – 4E 4E
GROUP
: C
TANGGAL PERCOBAAN
: 23 Maret 2013
TANGGAL PENYERAHAN : 30 Maret 2013 INSTRUKTUR
: Ir. JULI IRIANI, MT : N. BANU S, MT
NILAI
:
14
PERCOBAAN II BAHAYA MENYENTUH BADAN DARI PERALATAN LISTRIK
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menunjukkan bahwa tidak terjadi kecelakaan pada tubuh manusia jika menyentuh badan dari peralatan listrik yang padanya tidak terjadi gangguan isolasi.
Menunjukkan bahwa tidak terjadi kecelakaan pada manusia yang berdiri di atas lantai yang berisolasi walaupun wala upun ia menyentuh badan peralatan listrik yang isolasinya terganggu(gagal).
Menunjukkan bahwa terjadi bahaya jika pada situasi 1 – 1 – 2, 2, lantai tempat berpijak tidak merupakan isolasi yang baik.
Membuktikan mengapa seorang manusia dalam keadaan berbahaya jika terjadi gangguan isolasi ia berdiri di sebuah permukaan yang konduksi. konduksi.
2. PERALATAN/KOMPON PERALATAN/KOMPONEN EN yang DIGUNAKAN
Kabel
1 Set
Multimeter digital
2 buah
Resistor 1 KΩ
2 buah
Resistor 820 Ω
1 buah
Resistor 2,2 Ω
1 buah
Modul Praktek ESM 1,2
15
3. DIAGRAM RANGKAIAN
3.1 Tidak Ada Gangguan, Peralatan Dengan Pentanahan. L1 L2 L3 N
820Ω 820Ω
R V A
R M
IM
V
RC
U
PE
16
3.2 Tidak Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan. L1 L2 L3 N
820Ω 820Ω
R V A
R M
IM
V
RC
UB
PE
17
3.3 Ada Gangguan, Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan. L1 L2 L3 N
820Ω 820Ω
R V A
2,2Ω
R F
R M
IM
V
RC
UB
PE
18
3.4 Ada Gangguan, Gangguan, Paralatan Dengan Pentanahan. Pentanahan. L1 L2 L3 N
820Ω 820Ω
R V A
2,2Ω
R F
R M
IM
V
RC
UB
PE
19
4. LANGKAH PERCOBAAN
Buatlah rangkaian seperti diagram rangkaian, kemudian ukur tegangan dan arus yang terbaca pada multimeter. 5. TABEL EVALUASI
Tidak Ada Gangguan, Peralatan Dengan Pentanahan.
R M 1 K Ω
1 K Ω
IM 0 mA
VM 0V
Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan.
R M 1 K Ω
VM 0V
Tidak Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pe ntanahan.
R M
IM 0 mA
IM 223 mA
VM 215 V
Ada Gangguan, Paralatan Dengan Pentanahan.
R M 1 K Ω
IM 0 mA
20
VM 0V
ANALISA Peralatan dengan casing terbuat dari metal rentan terjadi gangguan isolasi karena getaran mesin atau peralatan sehingga peralatan dapat gangguan dalam yang akan membuat penghantar menyentuh casing peralatan sehingga mengalami arus bocor pada casing peralatan, penting melakukan pentanahan pada casing peralatan yang terbuat dari metal karena akan melindungi manusia dari arus sentuh saat memegang casing peralatan, karena dengan membuat pentanahan casing maka arus bocor akan langsung dialirkan pada penghantar pentanahan yang tahanannya sangat kecil dibandingkan tahanan manusia yang memegang casing peralatan, sehingga manusia akan aman. Sesuai dengan teori tersebut maka pada rangkaian diagram 1, manusia yang memegang peralatan itu akan berada pada keadaan aman, tidak arus maupun tegangan yang terukur pada tubuh manusia itu, ini terjadi karena peralatan itu tidak mengalami masalah/gangguan isolasi dan dilengkapi dengan sistem pentanahan casing peralatan. Pada diagram rangkaian 2, dimana peralatan tanpa sistem pentanahan dipegang oleh manusia dan tidak ada arus yang mengalir pada tubuh manusia itu, begitu juga tubuh manusia itu tidak bertegangan, ini disebabkan karena peralatan itu tidak mengalami gangguan isolasi, tidak ada arus bocor pada casing sehingga manusia itu berada pada keadaan aman. Diagram rangkaian 3, dimana sebuah peralatan yang mengalami gangguan isolasi dan tidak memiliki sistem pentanahan casing, maka saat manusia memegang casing dari peralatan dan ia berdiri diatas tanah, manusia itu akan dialiri arus sebesar 223 mA dengan tegangan 215 V, pada teori sebelumnya, arus dan tegangan aman pada manusia adalah 50 mA, 65 V, tetapi arus dan tegangan yang terukur pada manusia itu melebihi batas aman, sehingga sangat berbahaya yang mengakibatkan kematian. Diagram rangkaian 4, disaat peralatan mengalami gangguan isolasi dan peralatan dilengkapi sistem pentanahan casing, sehingga saat manusia memegang casing peralatan, manusia berada dalam keadaan aman, terbukti dengan arus dan tegangan yang terukur adalah 0. Arus mengalir melalui sistem pentanahan yang menjadi sistem proteksi bagi manusia.
21
KESIMPULAN 1. Peralatan bercasing metal dapat mengalami gangguan isolasi yang mengakibatkan arus bocor. 2. Sistem pentanahan pada casing peralatan yang terbuat dari metal sangat penting. 3. Pentanahan pada casing metal peralatan sebagai proteksi terhadap arus bocor yang terjadi pada peralatan dengan gangguan gangguan isolasi. 4. Arus bocor pada peralatan yang tidak memiliki sistem pentanahan casing akan mengalir pada tubuh manusia yang menyentuhnya dan berdiri diatas tanah tanpa alas kaki. 5. Arus bocor peralatan mengalir ke tanah jika peralatan dilengkapai sistem pentanahan casing. 6. Arus dan tegangan aman bagi tubuh manusia adalah 50 mA, 65 V. 7. Jika arus dan tegangan pada manusia melebihi batas aman maka manusia itu dalam keadaan bahaya yang dapat mengalami kematian. 8. Jika manusia memegang peralatan yang mengalami gangguan isolasi dan ia menggunakan berdiri dengan sendal karet, lantai yang merupakan isolator, carpet karet, dan peralatan itu tidak memiliki pentanahan casing, maka ia dalam keadaan aman karena tidak berdiri pada permukaan yang konduksi(tanah secara langsung), arus mengalir melalui sistem pentanahan jaringan, tidak melalui tubuh manusia itu.
Medan, 30 Maret 2013
Sentra Diako Ginting
22
