Pengukuran Tahanan Jenis Tanah - Mohammad Ngapan Hadi ( 3 Pln - 1101024017 )

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI PADANG JURNAL PRATIKUM SISTEM PROTEKSI PENGUKURAN PENGUKURAN TAHANAN JENIS TANAH

NAMA PRAKTIKAN

:

MOHAMMAD NGAPAN HADI

NOMOR BP

:

1101024017

KELAS

:

3 PLN

PROGRAM STUDI

:

TEKNIK LISTRIK

JURUSAN

:

TEKNIK ELEKTRO

TANGGAL PRATIKUM

:

18 NOVEMBER

2013

TANGGAL PENYERAHAN

:

19 NOVEMBER

2013

INSTRUKTUR

:

1. FIRMANSYAH,ST.,MT 2. SALWIN ANWAR.,MT

POLITEKNIK NEGERI PADANG TAHUN AJARAN 2013/2014

PENILAIAN

REVISI

DITERIMA

1. Laporan Awal

Ya

/ Tidak

Ya

/ Tidak

2. Laporan Akhir

Ya

/ Tidak

Ya

/ Tidak

No.

Hal.

Uraian

Paraf

NILAI

Keterangan Keterangan

DAFTAR ISI Cover laporan pratikum Tabel revisi Daftar isi Bab I (Tujuan) Bab II (Pendahuluan) -

Defenisi

-

Karakteristik

-

Rangkaian ekuivalen

-

Rumus

Bab III (Peralatan yang digunakan) Bab IV (Diagram rangkaian) Bab V (langkah kerja) Bab VI (tabel percobaan) Bab VII (analisa : a. Analisa rangkaian b. Analisa data c. Analisa pembanding d. Analisa relevansi e. Karakteristik Bab VIII (penutup)

BAB I TUJUAN

Selesai melakukan percobaan ini, diharapkan praktikan dapat : 1.

Melakukan pengukuran tahanan jenis tanah secara benar.

2.

Menghitung tanahan jenis tanah dari hasil pengukuran.

3.

Menentukan tahanan jenis tanah untuk setiap lokasi yang berbeda dan mampu menentukan metoda yang akan digunakan didalam merencanakan sistem pengetanahan.

BAB II TEORI PENUNJANG

2.1. Pengertian

Pengujian tahanan jenis tanah merupakan dasar-dasar yang penting didalam menentukan sistem pengetanahan. Tanahan jenis tanah merupakan kemampuan dari struktur tanah didalam menghantarkan listrik secara terinduksi kesetiap permukaannya. Besarnya tanahan jenis tanah untuk setiap jenis tanah yang berbeda mempunyai harga yang berbeda. Hal ini dapat diamati dari tabel berikut. Tabel I : Resistansi jenis tanah.

Jenis tanah

Tanah rawa

Tanah liat dan tanah ladang

Pasir

Kerikil

basah

basah

200

500

Pasir dan kerikil kering

Tanah berbatu

Tahanan jenis (ohm-

30

100

1000

3000

m)

2.2. Pengetesan Pengaman

Untuk mengetahui apakah suatu pentanahan baik atau harus dilakukan pengetesan / pengukuran secara langsung. Pengetesan pentanahan harus dilakukan dalam pengetesan suatu instalasi listrik yang tegangan kerjanya 220 volt. Salah satu cara pengetesan / pengukuran tahanan pentanahan pengamanan yaitu dengan mengalirkan arus pada elektroda pentanahan pengaman keelektroda

bantu dan mengukur beda tegangan antara elektroda pentanahan pengaman dengan elektroda sementara.

Menurut PUIL 77 disaratkan bahwa jarak elektroda pentanahan berturut-turut harus paling kecil 20 m dan 40 m. Hal tersebut disebabkan, bila elektroda sementara jaraknya terhadap elektroda sementara dan eloktroda bantu dan mengukur beda tegangan antara elektroda pentanahan berturut-turut harus paling kecil 20m dan 40m. Juga bila elektroda sementara berada pada daerah rresistansi elektroda bantu, pengukuran ini tidak dibenarkan. Jika pada pengukuran dengan elektroda sementara 20m dari elektroda pentanahan tidak didapat daerah “tegangan konstan” maka elektroda sementara harus dipindahkan pada jarak yang lebih dari 20 m, sampai didapatkan daerah „tegangan konstan” begitu juga untuk letak elektroda bantunya. Pengukuran/ pengetesan yang benar adalah bila letak elektroda sementara ada pada daerah “tegangan konstan” seeperti terlihat pada gambar dibawah :

2.3. Pengukuran Tahanan Jenis Tanah

Pengukuran tahanan jenis tanah dapat dilakukan empat elektroda,

dengan menggunakan

batere (supplay DC), sebuah amperemeter dan sebuah

voltmeter yang sensitif, seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini :

Gambar-2 : Pengukuran tahanan jenis tanah dengan metoda empat elektroda

2.4. Tahanan Pengetanahan.

Besar tahanan pengetanahan ini tergantung dari beberapa faktor antara lain : 1.

Jenis elektroda yang dipakai.

2.

Tahanan jenis tanah dimana elektroda pengetanahan ditanam tergantung dari kondisi tanah setempat.

3.

Ukuran elektroda pengetanahan (panjang, diameter dan sebagainya).

4.

Kesempurnaan kontak antara elektroda dengan tanah (batu yang yang menempel pada elektroda didalam tanah dapat memperbesar tahanan, tetapi dalam perhitungan-perhitungan selanjutnya dianggap bahwa kontak itu sempurna.

BAB III ALAT DAN BAHAN

No

Alat dan Bahan

Keterangan

1

Alat ukur pentanahan (merger)

1 unit

2

Elektroda batang

3

Palu

1 unit

4

Kabel

sevukupnya

4

buah

BAB IV DIAGRAM RANGKAIAN

Evaluasi Pratikum No.

Jenis Kegiatan Praktek

Hasil yang dicapai

Know Ledge

1.

Memahami diagram rangkaian

Rangkaian dapat beroperasi sesuai dengan tujuan percobaan

2.

Mempersiapkan peralatan untuk

Data-data dari prcobaan menunjukkan

praktek

karakteristik alat proteksi yang digunakan

3.

Merangkai seperti diagram rangkaian

4.

Mengamati rangkaian percobaan

5.

Mencatat data hasil pengukuran dari percobaan yang telah dilakukan Sub Nilai

Skill

Atitude

BAB V INSTRUKSI KERJA (PERCOBAAN)

5.1. Pengukuran untuk menentukan tahanan jenis tanah Metoda Tiga Elektroda

1. Tanamkan pipa/batang aluminium atau tembaga yang mempunyai 15 – 25 mm, sedalam 1 m 2. Lakukan pengukuran seperti pada (hanya untuk letak elektroda sementara 20 m dari elektroda pentanahan). 3. Catat tahanan pentanahannya.

5.2. Pengukuran untuk menentukan tahanan jenis tanah Metoda Tiga Elektroda

1. Tanamkan pipa/batang aluminium atau tembaga yang mempunyai 15 – 25 mm, sedalam 1 m 2. Lakukan pengukuran seperti pada ad.2 (hanya untuk letak elektroda sementara 20 m dari elektroda pentanahan). 3. Catat tahanan pentanahannya.

5.3. TUGAS DAN PERTANYAAN

Catat Setiap Data Pada setiap langkah pengukuran 1. Tentukan daerah yang baik untuk meletakkan elektroda sementara pada pengukuran tahanan pentanahan pada ad.1 (daerah “tegangan konstant”) 2. Berapa tahanan pentanahan sebenarnya dari pengukuran ad.1 untuk posisi segaris dan segitiga. 3. Hitung tahanan jenis tanah dari hasil pengukuran ad.2 dengan persamaan :



= R

2 ln



L

 L  4   d 

R = tahanan pentanahan (ohm) L = panjang elektroda d = diameter batang elektroda pentanahan (m)  =

tahanan jenis tanah (ohm-m)

Ln = logarithmus (dasar e = 2.7182818) 4.

Bandingkan hasilnya dengan rumusan tahanan yang saudara ketahui untuk elektroda batang.

5.

Bila dari hasil pengukuran ad.1 bila tahanan pentanahan ternyata lebih besar dari 2 ohm. Apa yang harus saudara lakukan !

6. Berikan kesimpulan dari pengukuran diatas ! Penyelesaianya ada pada lembar pengamatan dan analisa.

BAB VI TABULASI DATA

Tabel 1

 Pengukuran menggunakan 3 buah elektroda, lokasi di halaman belakang

laboratorium Teknik Listrik. (Tanah Ladang).

Kedalaman elektroda yang ditanam(cm)

Arus(A)

Tegangan(V)

ρ (ohmmeter)

20

0,01056

5

473,48

40

0,0312

14

448,71

60

0,0792

12.5

157,83

80

0,1286

11.5

89,43

100

0,1523

12

78,79


laboratorium Teknik Listrik. (Tanah Ladang).


Arus(A)

Tegangan(V)

ρ (ohmmeter)

20

0,0183

8

437,15

40

0,0377

14.5

384,61

60

0,0798

12

157,83

80

0,124

11

89,43

100

0,142

11

77,79

Tabel 2


laboratorium Teknik Mesin . (Tanah Berkerikil).


Arus(A)

Tegangan(V)

ρ (ohmmeter)

20

0,0592

5

85,22

40

0,1165

6.8

62,41

60

0,1205

7

58,06

80

0,129

7

56,21


laboratorium Teknik Mesin. (Tanah Berkerikil)


Arus(A)

Tegangan(V)

ρ (ohmmeter)

20

0,0592

5

84,45

40

0,1165

6.8

58,36

60

0,1205

7

58,09

80

0,129

7

54,26

BAB VII ANALISA 1. ANALISA RANGKAIAN

Pada job kali ini praktikan akan melakukan praktikum dengan job yang berjudul “Pengukuran Tahanan Jenis Tanah”. Hal pertama yang mesti dilakukan praktikan adalah menyiapkan alat dan bahan yaitu berupa 1 unit Sumber tegangan DC, 4 buah elektroda batang, 1 buah Amperemeter, 1 buah Multimeter 1 buah palu, 1 buah meteran, 3 buah penjepit kabel, beberapa meter kebel penghubung. Setelah itu, praktikan memulai praktikum dengan melakukan 2 percobaan yaitu Percobaan 3 elektroda dan Percobaan 4 elektroda. Dan sebagai pembanding, praktikan melakukan percobaan di media tanah yang berbeda. Dan untuk penjelasannya sebagai berikut ; a. Percobaan dengan 3 elektroda

Percobaan pengujian tahanan jenis tanah ini kita dilakukan bebarapa kali pengujian yaitu dengan cara membuat tegangan masukan pada elektroda sebesar 20 volt dan kedalaman elektroda yang di tanam ke dalam tanah. pengujian ini kita menggunakan 3 batang elektroda dengan panjang 125 cm, elektroda-elektroda ini kita tanam ke dalam tanah dengan bermacam-macam kedalaman seperti kedalaman 20 cm, 40 cm, 60 cm, 80 cm dan 100 cm. Untuk pengukurannya kita menggunakan alat-alat ukur seperti voltmeter dan amperemeter. Dalam pengujian, jarak antar elektroda ke elektroda yang lain sepanjang 1 meter. Pada elektroda pertama kita pasang sumber tegangan DC yang negatif, pada positif sumber DC kita hubungkan pada alat ukur ampermeter dan keluaran dari ampere meter kita hubungkan pada elektroda yang ke dua, dan pada elektroda pertama kita hubungkan pada alat ukur voltmeter setelah itu keluaran dari voltmeter kita hubungkan pada elektroda ke dua.

b. Percobaan dengan 4 elektroda

Percobaan pengujian tahanan jenis tanah ini kita melakukan pengujian bebarapa kali yaitu dengan cara membuat tegangan masukan pada elektroda sebesar 20 volt dan kedalaman elektroda yang di tanam ke dalam tanah. Pengujian tahanan jenis tanah dengan menggunakan empat batang elektroda dengan panjang masingmasing 125 cm, pengujian tahanan jenis tanah dengan menggunakan empat batang elektroda ini hampir sama dengan tiga elektroda, yang kita tanam ke dalam tanah dan kita menggunakan alat ukur voltmeter dan amperemeter serta sumber DC variabel. Dalam rangkaian kita memasang ke empat elektroda ke dalam tanah dengan jarak antar elektroda 1 meter, elektroda pertama kita berikan sumber tegangan DC yang negatif, sumber DC yang positif kita hubungkan pada alat ukur amperemeter dan keluaran dari amperemeter kita hubungkan pada elektroda yang ke empat dan pada elektroda kedua kita hubungkan pada alat ukur voltmeter dan keluaran dari voltmeter kita hubungkan pada elektroda ke tiga.

2. ANALISA DATA Tabel 1 a. Percobaan 3 Elektroda ( Lokasi : halaman belakang laboratorium Teknik

Listrik) Percobaan ini menggunakan 3 batang elektroda, menggunakan alat ukur voltmeter dan ampere meter. Dari hasil data yang didapat, selanjutnya praktikan akan melakukan perhitungan berapa besar nilai : 

Tahanan ( R )



Tahanan Jenis Tanah ( t )

Dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat hasil data pengukuran sebagai berikut :  Menanamkan 3 elektroda dengan kedalaman 20 cm, dan memberikan sumber

sebesar 20

V, data yang didapat V = 5 V, dan I = 0.01056 A. Maka

didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 473,48 Ω

 Tahanan Jenis Tanah

L = 0,2 meter d = 0,015 meter

ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 149,57 Ω-m

 Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 40 cm, data

yang didapat V = 14 V, I = 0.0312 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 448.71 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 241.87 Ω-m


yang didapat V = 12,5 V, I = 0.0792 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 157.83 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 117,15 Ω-m  Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 80 cm, data


R

=

 

=

 

= 89.43 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =



R

=

 

=

 

= 78.79 Ω


L = 1 meter d = 0,015 meter

ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 88,59 Ω-m

b. Percobaan 4 Elektroda ( Lokasi : halaman belakang laboratorium Teknik

Listrik) Percobaan ini menggunakan 4 batang elektroda, menggunakan alat ukur voltmeter dan ampere meter. Dari hasil data yang didapat, selanjutnya praktikan akan melakukan perhitungan berapa besar nilai : 

Tahanan ( R )





sebesar 20 V, data yang didapat V = 8 V, dan I = 0.0183 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 437,15 Ω


L = 0,2 meter d = 0,015 meter ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 138,09 Ω-m


yang didapat V = 14.5 V, I = 0.0377 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 384.61 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 207,32 Ω-m



R

=

 

=

 

= 150.37 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =



R

=

 

=

 

= 88,71 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =



R

=

 

=

 

= 77.46 Ω


L = 1 meter d = 0,015 meter

ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 87.099 Ω-m

Tabel 2 a. Percobaan 3 Elektroda ( Lokasi : halaman belakang laboratorium Teknik

Mesin) Percobaan ini menggunakan 3 batang elektroda, menggunakan alat ukur voltmeter dan ampere meter. Dari hasil data yang didapat, selanjutnya praktikan akan melakukan perhitungan berapa besar nilai : 

Tahanan ( R )





sebesar 20 V, data yang didapat V = 7.5 V, dan I = 0.088 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 85,22 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 26,92 Ω-m



R

=

 

=

 

= 62,41 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 33,642 Ω-m



R

=

 

=

 

= 58,06 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 43.09 Ω-m  Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 80 cm, data


R

=

 

=

 

= 56.21 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 52,66 Ω-m

b. Percobaan 4 Elektroda ( Lokasi : halaman belakang laboratorium Teknik

mESIN) Percobaan ini menggunakan 4 batang elektroda, menggunakan alat ukur voltmeter dan ampere meter. Dari hasil data yang didapat, selanjutnya praktikan akan melakukan perhitungan berapa besar nilai : 

Tahanan ( R )





sebesar 20 V, data yang didapat V = 5 V, dan I = 0.0592 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :  Tahanan

R

=

 

=

 

= 84,45 Ω


L = 0,2 meter d = 0,015 meter ρt

(  )  (  ) = ( )  =  =

= 26,67 Ω-m



R

=

 

=

 

= 58,36 Ω



ρt

=

(  ) 

(   ) ( )  =  =

= 31,45 Ω-m



R

=

 

=

 

= 58,09 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 42.121 Ω-m  Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 80 cm, data

yang didapat V = 7 V, I = 0.129 A. Maka didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :

 Tahanan

R

=

 

=

 

= 54,26 Ω



ρt

(  )  (   ) = ( )  =  =

= 50,83 Ω-m

3. ANALISA PERBANDINGAN

Terdapat dua percobaan dalam praktikum ini yaitu percobaan dengan 3 buah batang elektoda dan 4 buah batang elektroda dengan membandingkan media tanah yang akan diukur pentanahannya. Sebetulnya dalam masalah pengukuran pentanahan antara berapa banyak elektroda yang terpasang, perbedaannya tidak terlalu mencolok. Ini bisa kita lihat dari karakteristik berikut : 1000 900 ) m h o ( h a n a T s i n e J n a n a h a T

800 700 600 500

4 elektroda

400

3 elektroda

300 200 100 0 20

40

60

80

100

Kedalaman elektroda (cm)

Dari gambar karakteristik di atas membuktikan bahwa perbedaan antara pemakaian banyaknya elektroda tidak berpengaruh secara signifikan terhadap tahanan jenis tanah. Pentanahan sangat dipengaruhi oleh karakteristik tanah, Bentuk dan ukuran elektroda pentanahan serta luas bidang pentanahan. Praktikan akan coba membandingkan antara karakteristik tanah yang telah terukur sebelumnya yaitu tanah ladang (halaman belakang Laboratorium Teknik Listrik) dengan tanah kerikil kering (halaman belakang Laboratorium Teknik Mesin), sebagai berikut :

500 450 ) 400 m h o 350 ( h a n 300 a T s 250 i n e J 200 n a n 150 a h a 100 T

Tanah Ladang Tanah Kerikil Kering

50 0 20

40

60

80

Kedalaman elektroda (cm)

Dari gambar karateristik dapat praktikan simpulkan bahwa “tahanan jenis tanah pada tanah yang kering bererikil lebih baik dibandingkan tanah ladang yang basah”.

4. ANALISA RELEVANSI

Salah satu tindakan pengaman untuk mencegah tegangan sentuh tidak langsung yang besar pada suatu instalasi listrik adalah dengan sistem pengetanahan. Pentanahan merupakan suatu hal terpenting dalam kelistrikan. Pentanahan selain

bertujuan untuk membatasi tegangan antara bagian peralatan juga bertujuan untuk mendapatkan impedansi yang kecil (rendah). Impedansi atau Tahanan tanah sangat dipengaruhi oleh karakteristik tanah, Bentuk dan ukuran elektroda pentanahan serta luas bidang pentanahan. Tahanan jenis tanah yang berbeda-beda terhadap kedalaman mempengaruhi nilai tahanan pentanahan.

5. KARAKTERISTIK

3 elektroda (Teknik Listrik) ) 120 m c 100 ( a d 80 o r t k 60 e l e n 40 a m 20 a l a d 0 e K 0

100

200

300

400

500

Tahanan jenis tanah (ohm)

4 elektroda (Teknik Listrik) 120 100 80 60 40 20 0 0

100

200

300

Tahanan Jenis Tanah (ohm)

400

500

3 elektroda (Teknik Mesin) ) 100 m c ( 80 a d o r t 60 e k l e n 40 a m a 20 l a d e K 0

0

20

40

60

80

100

Tahanan jenis Tanah (ohm

4 elektroda (Teknik Mesin) 90 ) 80 m c ( 70 a d 60 o r t k 50 e l e n 40 a m30 a l a 20 d e K 10

0 0

20

40

60

Tahanan Jenis Tanah (cm)

80

100

BAB VIII PENUTUP Kesimpulan  Pentanahan merupakan suatu hal terpenting dalam kelistrikan. Pentanahan

selain bertujuan untuk membatasi tegangan antara bagian peralatan juga bertujuan untuk mendapatkan impedansi yang kecil (rendah).

 Besar tahanan pentanahan dipengaruhi oleh ukuran elektroda yang digunakan,

dan ini sangat tergantung pada ketersediaan dan spesifikasi ukuran elektroda tersebut.  Untuk merencanakan suatu sistem pentanahan ada beberapa faktor yang perlu

dipertimbangkan, antara lain Tahanan Jenis Tanah, Struktur tanah, keadaan lingkungan, biaya, ukuran dan bentuk sistemnya.

Saran

-

Menggunakan jas labor sebelum memasuki ruangan labor

-

Berdo‟a sebelum dan sesudah praktikum

-

Memahami job sebelum melaksanakan praktikum dan menanyakan kepada instruktur apabila ada yang kurang dimengerti

-

Melakukan praktikum dengan sungguh-sungguh

-

Merapikan ruangan labor setelah selesai praktikum

Pengukuran Tahanan Jenis Tanah - Mohammad Ngapan Hadi ( 3 Pln - 1101024017 )

Recommend Documents