A. PENGANTAR PADA PERCOBAAN PENGUKURAN PENGAMAN LISTRIK ESM I Percobaan ini mendemonstrasikan beberapa pada system, sehingga dapat diperlihatkan keuntungan dan kerugiannya masing-masing hasil pengukuran.Untuk mengamankan mahasiswa trhadap kegiatan listrik, sekaligus memperoleh hasil. Percobaan yang nyata, tegangan sumber dikurangi menjadi 1/10 kali tegangan yang sebenarnya.Semua harga tahanan sama dalam prakteknya, akan tetapi harga pengukuran tegangan dan arus 1/10 dari harga yang sebenarnya adalah 10 kali hasil pengukuran. Tegangan kontak badan (UB) yang dapat membahayakan disimbolkan terhadap modul manusia. Harus diingat bahwa untuk berfungsi secara benar, modul membutuhkan tegangan sumber dan dalam hal ini selalu dihubungkan diantara L3 dan Netral Simulasi tanah digunakan untuk menunjukkan symbol daerah gangguan disekitar ujung tanah. SIMBOL-SIMBOL YANG DIGUNAKAN DALAM PERCOBAAN INI. UB
= tegangan body contact.
IN
= arus yang mengalir dalam tubuh manusia
RM
= tahanan tubuh manusia
RC
= tahanan contact manusia
RV
= tahanan beban
UV
= tegangan beban
IF
= arus gangguan
RF
= tahanan gangguan
UF
= tegangan gangguan
RB
= tahanan dari suatu hubungan tanah
RP
= tahanan dari alat pengaman gangguan tanah
UP
= tengangan melalui RP
IT
= arus trip fuse ataupun circuit breaker
IL
= arus bocor ketanah
RLZ
= impedansi loop
1
1.4. BAHAYA MENYENTUH BAGIAN BERTEGANGAN (ESM1) 2. TUJUAN 1.1.Mempelajari bahaya menyentuh bagian peralatan listrik yang bertegangan dan dialiri arus. 1.2.Memberi alasan mengapa suatu circuit breaker (switch) harus dipasang disekitar daerah pekerjaan. 1.3.Menunjukkan mengapa penting untuk membungkus bahagian yang berkonduksi dan bertegangan jika ia tidak dilengkapi switch. 1.4.Membuktikkan bahwa bahaya dapat dikurangi dengan menggunakan bahan isolasi jika hanya satu bahagian yang berkonduksi tersentuh. 3. TEORI PENGANTAR 2.1.Disebabkan meningkatnya kejadian kecelakaan yang disebabkan oleh kegiatan listrik, maka perlu dilindungi terhadap bahaya yang disebabkan kontaknya tubuh dengan tegangan dapat dipertimbangkan besarnya tahanan badan dan arus yang mengalir melalui badan. Disini dibagi 3 group kategori bahaya : I.
Dari0 – 10 mAsecara umum tidak berbahaya meskipun kekejangan otot dapat terjadi
II.
10 – 80mA,99,5 % dari subjek yang ditest tdak dapat membaskan tanagn yang memegang elektroda apabila arus mencapai 25mA. Ini menunjukkan terjadinya kekejangan yang dapat juga terjadi kekejangan pada otot jantung dan paru-paru. Jika arus mencapai 40mA atau lebih dapat terjadi kematian (kerusakan pada jantung dan paru-paru)
III.
80mA – 3A atau lebihJika arus yang mengalir melalui tubuh manusia melebihi 100mA dan lebih akan terjadi kematian.
2.2.Tegangan kontak badan maksimum yang diijinkan (UM) dapat dihitung dengan mengambil harga rata-rata dari tahanan badan manusia
RM = 1300 ohm, dan
arus yang mengalir IF = 50 mA. Harga 50mA, diambil dari rata-rata group II jadi :
2
4. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN
Power Pack Simbol Manusia Multimeter Resistor 5,6 Ω/11W 2,2 KΩ 1KΩ 820
1 buah 1 buah 2 buah 1 buah 2 buah 2 buah 1buah
4. DIAGRAM RANGKAIAN
4.1.
4.2.
3
4.3.
4.4.
4
5. LANGKAH KERJA
5.1.Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4.2Seorang pekerja menyentuh L1 dan L2 pada waktu yang bersamaan, ukur tegangan kontak badan (UB) dan arus yang mengalir melalui tubuh manusia (IM), jika tangan : a. Basah (RM = 1 K ohm) b. Kering (RM = 2,2 K ohm) Tulis hasil pengukuran pada tabel evaluasi. 5.2.Evaluasikan hasil pengukuran. 5.3.Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4.1 Tulis hasil pengukuran pada tabel evaluasi. 5.4.Evaluasikan hasil pengukuran. 5.5.Buat rangkaian seperti pada gambar 4.3. Ukur tegangan UB dan arus IM jika manusia menyentuh suatu penghantar bertegangan dan peralatan yang terbuat dari logam yang diketanahkan.Tahanan kontak tanah RC = 5,6 ohm Tulis hasil pengukuran pada tabel evaluasi 5.6.Evaluasikan hasil pengukuran 5.7.Buat rangkaian seperti diagram 4.4 ,Manusia sekarang menyentuh dengan hanya satu tangan L1,tidak disentuh dan berdiri diatas : a. Karpet dari Karet dengan RC = ~ b. Karpet dari batu dengan RC = 1 K ohm 5.8. Evaluasikan hasil phengukuran.
5
6. TABEL PERCOBAAN .1. Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L1dan L2 secara bersamaan. Tangan – tangan Konduktor aktif – Konduktor aktif
Tangan kering RM = 2.2 KΩ
UB 365 V
IM 166 mA
Tangan basah
UB
IM
RM = 1 KΩ
360 V
354 mA
.2. Jika L1 dan L2 kedua duanya disentuh pada saat yang sama makaberbahaya, karena diakibatkan oleh adanya tegangan yang mengalir ke tubuh. Dilihat dari tegangannya, tegangan saat tangan kering lebih besar dari tangan basah. Tetapi yang lebih berbahaya lagi jika dilihat dari perbedaan arus yang mengalir ke tubuh. Arus saat tangan basah jauh lebih besar dibandingkan saat tangan kering. .3. Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L1dan N secara bersamaan. Tangan – tangan Konduktor aktif – Konduktor aktif
Tangan kering RM = 2.2 KΩ
UB 201 V
IM 91 mA
Tangan basah
UB
IM
RM = 1 KΩ
207 V
209 mA
.4. Jika sebuah konduktor yang bekerja dan netral keduanya disentuh pada saat yang sama,makatubuh akan tersengat arus listrik. Tegangan yang mengalir pada tubuh manusia (tangan basah dankering) sama, namun jika dilihat dari perbedaan arus, akan lebih berbahaya dampaknya saat tubuh terkena aliran listrik saat tangan basah dibandingkan saat tangan kering. Karena arus saat tangan basah lebih besar dibandingkan arus ketika tangan kering.
6
.5. Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L3 dan body earthed metal part e.g. housing Tangan – tangan Konduktor aktif – Konduktor aktif
Tangan kering RM = 2.2 KΩ
UB 213 V
IM 98 mA
Tangan basah
UB
IM
RM = 1 KΩ
211 V
215 mA
.6. Jika sebuah konduktor yang bekerja dan sebuah titik tanah disentuh pada saat yang sama,makadilihat dari perbedaan antara tegangan dan arus yang mengalir ke tubuh, tegangan dan arus saat tangan basah lebih besar dibandingkan saat tangan kering.
.7. Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L1 dan kaki menyentuh PE Tangan – tangan Konduktor aktif – Konduktor aktif
Tangan kering RC=~
UM 0V
IM 0 mA
Tangan basah
UB
IM
RC = 1 KΩ
102 V
1093 mA
a. Jika pekerja berdiri diatas karpet dari karet maka, pekerja tidak akan terkena dampak dari sengatan listrik. Hal itu disebabkan karena karet karpet menghambat atau menghalangi tubuh ke permukaan bumi. Sehingga arus yang seharusnya aktif untuk menyetrum tubuh menjadi tidak aktif karena tidak mendapat sember netral. b. Jika pekerja berdiri diatas lantai terbuat dari batu makapekerja akan tersengat aliran listrik. Hal itu disebabkan karena tahanan tubuh manusia mendapatkan sumber netral dari lantai yang langsung menyentuh ke bumi.
7
B. BAHAYA MENYENTUH BADAN DARI PERALATAN LISTRIK (ESM2) 1. TUJUAN PERCOBAAN 1.1.Menunjukkan bahwa tidak terjadi kecelakaan pada tubuh manusia jika menyentuh badan dari peralatan listrik yang padanya tidak terjadi gangguan isolasi. 1.2.Menunjukkan bahwa tidak terjadi kecelakaan pada manusia yang berdiri diatas lantai yang berisolasi walaupunia menyentuh badan dari peralatan listrik yang isolasinya terganggu (gagal). 1.3.Menunjukkan bahwa terjadi bahaya jika pada isolasi 1 – 2, lantai 1.4.Membuktikan mengapa seorang manusia dalam keadaan berbahaya jika terjadi gangguan isolasi ia berdiri disebuah permukaan yang konduksi 2. PENDAHULUAN Alat pengaman sangat diperlukan dalam bidang kelistrikan untuk mengurangi kecelakaan seperti MCB, Fuse, Thermal Over Load Relay. Banyak kecelakaan yang disebabkan karena menyentuh bagian dari peralatan listrik yang disebabkan adanya gangguan pada perlatan listrik seperti arus bocor. Untuk itu diperlukan pengaman seperti pentanahan (PE) untuk menghantar arus bocor pada peralatan listrik ke tanah. Sehingga, ketika peralatan listrik tersebut tersentuh, tidak akan menyebabkan adanya kecelakaan yang memiliki dampak serius. 3. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN 3.1.Power Pack
1 buah
3.2.Simbol Manusia
1 buah
3.3.Multimeter
2 buah
3.4.Resistor
5,6 Ω/11W
1 buah
2,2 KΩ 1KΩ 820 Ω
2 buah 2 buah 1buah
8
4. CIRCUIT DIAGRAM 4.1.
4.2.
9
4.4.
4.5.
10
5. TABEL PERCOBAAN 5.1.Peralatan tidak mengalami gangguan badan peralatan ditanahkan.Dengan RM = 1 K ohm,RC = 2,2 K ohm & RV = 1 K ohm RM
UB
IM
1KΩ
0V
0 mA
5.2.Peralatan tidak mengalami gangguan badan peralatan tidak ditanahkan. Dengan RM = 1 K ohm,RC = 2,2 K ohm & RV = 1 K ohm RM
UB
IM
1Kohm
0V
0 mA
5.3.Peralatan tidak ditanahkan,tidak mengalami gangguan. Dengan RM = 1 K ohm, RC = 2,2 K ohm & RV = 1 K ohm RM 1 Kohm
UB V
IM mA
5.4.Peralatan ditanahkan,ada mengalami gangguan.Dengan RM = 1 K ohm, RC = 2,2 K ohm & RV = 1 K ohm RM
UB
IM
1Kohm
0V
0 mA
11
12
