Laporan Praktikum
Praktek Instalasi Penerangan dan Tenaga
Judul Praktikum : Mengukur Hambatan Tanah dengan Earthmeter Mata Kuliah : Praktik Instalasi Penerangan dan Tenaga
Semester / SKS : Tiga (3) / 2 SKS
Nama / NIM : Alex Susanto / 5301413004 Kelompok : Satu (1)
Tanggal Praktikum : 20 November 2014 Tanggal Penyerahan: 27 November 2014
Dosen : Drs. Isdiyarto, M.Pd
Nilai :
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG Laboratorium Elektro Mengukur Hambatan Tanah dengan
Earthmeter
Semt: 3 No : 6
Jurusan Teknik Elektro Waktu: 2 SKS
A. TUJUAN
Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan mahasiswa dapat: 1. Menggunakan earthmeter dengan baik dan benar.
2. Mengukur hambatan tanah pada electrode.
B. LANDASAN TEORI
Tahanan pentanahan merupakan hal yang tidak boleh diabaikan dalam pemasangan jaringaninstalasi listrik . Pentanahan yangkurang baik tidak hanyamembuang-buang waktu saja,tetapi pentanahan yang kurang baikjuga berbahaya dan meningkatkanresiko kerusakan peralatan. Tanpasistem pentanahan yang effektif,maka akan dihadapkan pada resikokejutan listrik, disamping itu jugamengakibatkan kesalahaninstrumen, distorsi harmonik. Masalah faktor daya dan delimakemungkinan adanya intermitten.Jika arus gangguan tidakmempunyai jalur ke tanah melaluisistem pentanahan yang di desaindan dipelihara dengan baik, arusgangguan akan mencari jalur yangtidak diinginkan termasuk manusia. Sebaliknya, pentanahan yang baiktidak hanya sekedar untukkeselamatan; tetapi juga digunakanuntuk mencegah kerusakanperalatan industri. Sistempentanahan yang baik akanmeningkatkan reliabilitas peralatandan mengurangi kemungkinankerusakan akibat petir dan arusgangguan. Miliyaran uang telahhilang tiap tahunnya di tempat kerjakarena kebakaran akibat listrik.Kerugian-kerugian di atas tidaktermasuk biaya pengadilan dan hilangnya produktivitas individu dan perusahaan.
Cara Menguji SistemPentanahan
terjadipeningkatan nilai tahanan lebih dari20 %, harus dilakukan pencariansumber permasalahan dandilakukan koreksi agar nilaitahanannya lebih rendah, denganmengganti atau menambah batangpentanahan ke dalam sistempentanahan.
Pentanahan dan Fungsinya
NEC, National Electrical Code(Kitab Undang-undang KelistrikanNasional), Pasal 100mendefinisikan pentanahan.Pentanahan sebagai: “membuathubungan, baik sengaja ataupun
tidak sengaja antara rangkaianlistrik dan tanah, ataumenghubungkan dengan bendakonduksi yang berada di tanah.”Ketika berbicara tentangpentanahan, sebenarnya ada duasubjek yang berbeda: pentanahanbumi dan pentanahan alat.Pentanahan bumi adalah hubungansengaja dari rangkaian konduktor,biasanya netral, ke elektroda tanahyang ditempatkan di bumi.Peralatan pentanahan menjaminkerja peralatan dalam strukturbangunan ditanahkan dengan baik.Kedua sistem pentanahan perludijaga terpisah kecuali untuksambungan antara kedua sistem.Ini untuk mencegah perbedaantegangan potensial kemungkinanloncatan api kalau terjadisambaran petir. Perlunyapentanahan disamping melindungimanusia, tanaman, dan peralatanjuga untuk memperoleh jalur yangaman untuk penghamburan arusliar, sambaran petir, listrik statis,interferensi elektromagnetik (EMI)dan sinyal gangguan frekuensiradio (RFI).
NilaiTahanan yang Baik
Ada kerancuan antara pentanahanyang baik dan nilai tahanan yangseharusnya. Idealnya suatupentanahan besar tahanannya nolohm. Tidak ada satu standarmengenai ambang batas nilaitahanan pentanahan yang harusdiikuti oleh semua badan. Tetapibadan NFPA dan IEEE telahmerekomendasikan nilai tahananpentanahan lebih kecil atau samadengan 5 Ohm.Badan NEC menyatakan bahwauntuk meyakinkan impedansisistem ke tanah besarnya kurangdari 25 Ohm dan tercantum dalamNEC 250.56. Fasilitas denganperalatan yang sensitif nilaitahanan tanahnya harus 5 ohmatau kurang. Industritelekomunikasi telah menggunakan5 ohm atau kurang sebagainilai tahanan pentanahan dansambungan. Tujuan nilai tahananpentanahan adalah untukmendapatkan tahanan pentanahanyang serendah mungkin yang bisadipertimbangkan baik secaraekonomis dan secara pisik
Dasar-dasar Pentanahan, Komponen elektroda pentanahan
Gambar Hubungan antarapenghantar tanah dan elektroda tanah.
Tahanan kontak tanah di sekitarelektroda menurut National Instituteof Standards (lembaga pemerintahdalam Departemen PerdaganganAS) menunjukkan bahwa tahananhampir dapat diabaikan denganketentuan bahwa elektrodapentanahan bebas cat, pelumas,dan lain-lain. Elektrodapentanahan harus dalamhubungan yang tetap dengantanah.Sedangkan tahanan tanah disekitar elektroda, pentanahandikelilingi tanah yang secarakonseptual terbentuk dari sel-selyang melingkari semuanyamemiliki ketebalan sama. Sel-sel
yang paling dekat dengan elektrodapentanahan memiliki jumlah areaterkecil yang menghasilkan tingkattahanan terbesar. Masing-masingsel berikutnya membentuk arealebih besar yang menghasilkantahanan lebih rendah. Padaakhirnya ini akan mencapai titikdimana sel-sel tambahanmenawarkan tahanan kecil ketanah di sekitar elektrodapentanahan. Jadi berdasarkaninformasi ini,maka akan difokuspada cara-cara untuk mengurangitahanan tanah ketika memasangsistem pentanahan.
Hal-hal yang mempengaruhi tahanan tanah
Pertama, NEC code (1987, 250-83-3) mensyaratkan panjangelektroda pentanahan minimum 2,5meter (8 kaki) dihubungkan dengantanah. Ada empat variabel yangmempengaruhi tahanan sistempentanahan, yaitu:
1. Panjang/kedalaman elektroda pentanahan
Satu cara yang sangat efektif untukmenurunkan tahanan tanah adalahmemperdalam elektrodapentanahan. Tanah tidak tetaptahanannya dan tidak dapatdiprediksi. Ketika memasangelektroda pentanahan, elektrodaberada di bawah garis beku(frosting line). Ini dilakukansehingga tahanan tanah tidak akandipengaruhi oleh pembekuan tanahdi sekitarnya. Secara umum,menggandakan panjang elektrodapentanahan bisa mengurangitingkat tahanan 40%. Ada kejadiankejadiandimana secara fisik tidakmungkin dilakukan pendalamanbatang pentanahan daerah-daerahyang terdiri dari batu, granit, dansebagainya. Dalam
Penghantartanah
Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda tanah
keadaandemikian, metode alternatif yangmenggunakan semen pentanahan(grounding cement) bisadigunakan.
2. Diameter elektrodapentanahan
Menambah diameter elektrodapentanahan berpengaruh sangatkecil dalam menurunkan tahanan.Misalnya, bila diameter elektrodadigandakan tahanan pentanahanhanya menurun sebesar 10%.
3. Jumlah elektroda pentanahan
Cara lain menurunkan tahanantanah adalah menggunakan banyakelektroda pentanahan. Dalamdesain ini, lebih dari satu elektrodadimasukkan ke tanah dandihubungkan secara paralel untukmendapatkan tahanan yang lebihrendah. Agar penambahanelektroda efektif, jarak batangtambahan setidaknya harus samadalamnya dengan batang yangditanam. Tanpa pengaturan jarakelektroda pentanahan yang tepat,bidang pengaruhnya akanberpotongan dan tahanan tidakakan menurun. Untuk membantudalam memasang batangpentanahan yang akan memenuhikebutuhan tahanan tertentu, makadapat menggunakan tabel tahananpentanahan di bawah ini. Ingatlah,ini hanya digunakan sebagaipedoman, karena tanah memilikilapisan dan jarang yang sama(homogen). Nilai tahanan akansangat berbeda-beda. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah
Ada empat jenis metode pengetesen pentanahan tanah: • Tahanan tanah (menggunakan tiang pancang)
• Gerak benda potensial (menggunakan tiang pancang) • Selektif (menggunakan 1 klem 1 dan tiang pancang) • Tanpa tiang pancang (hanya menggunakan 2 klem) Ukuran tahanan tanah
Hal-hal yang menentukan tahanan tanah
Resistivitas tanah (Soil Resistivity)paling penting dalam menentukandesain sistem pentanahan untukinstalasi baru (aplikasi lapanganhijau) guna memenuhi syarattahanan tanah. Idealnya, harusmenemukan lokasi dengantahanan tanah serendah mungkin.Tapi seperti yang dibahassebelumnya, kondisi tanah yangburuk bisa diatasi dengan sistempentanahan yang lebih rumit.Komposisi tanah, kandunganembun, dan suhu mempengaruhitahanan tanah. Tanah jarangbersifat homogen dan tahanantanah akan sangat berbeda secara
yaitudi bawah garis beku. Agar sistempentanahan efektif, maka harusdirancang agar tahan pada kondisiterburuk.
Cara menghitungtahanan tanah
Prosedur pengukuran yangdigambarkan di bawah inimenggunakan metode Wenneryang diterima secara universalyang dikembangkan oleh Dr. FrankWenner dari US Bureau ofStandards (Biro Standar AS) tahun1915. (F. Wenner, A Method ofMeasuringRumusnya adalah sebagai berikut:
ρ = 2 πA R
ρ = rata-rata tahanan tanah padakedalaman A dalam ohm-cm π= 3,1416
A = jarak antara elektroda dalamcm
R = nilai tahanan terukur dalamohm dari uji instrument
EARTHMETER
Gb. earthmeter
Earthmeter adalah suatu alat untuk menghitung hambatan tanah. Komponen yang terdapat earthmeter yakni:
- Selector switch yang letaknya ditengah - Tombol push bottom warna merah. - Penjepit kabel
C. ALAT DAN BAHAN
ALAT BANYAK
1. Tang 1 buah
2. Palu 1 buah
3. Earthmeter 1 buah
4. Meteran 1 buah
BAHAN BANYAK
1. Elektroda 1 buah
2. Elektroda Pembantu 2 buah
3. Kabel Secukupnya
D. GAMBAR RANGKAIAN
E. CARA KERJA RANGKAIAN
Tegangan yang terserap pada electrode akan dinetralkan dalam tanah. Kemudian yang terbaca pada earthmeter adalah hambatan tanah.
F. LANGKAH KERJA PRAKTIKUM
a. Mempersiapkan alat dan bahan praktikum.
b. Mencari tempat yang stategis dan tepat untuk penanaman electrode.
c. Mengukur jarak 5-10 meter dari electrode untuk tempat penanaman electrode pembantu kemudian menanamnya.
d. Mengukur jarak 5-10 meter dari electrode pembantu 1 untuk tempat penanaman electrode pembantu 2 kemudian menanamnya.
e. Memasang kabel penghubung antara earthmeter dengan electrode dan electrode pembantu 1 dan 2.
f. Pada switch kita pilih mode Ω.
h. Melihat penunjuk voltase tanah apabila jarum bergerak dengan cepat sampai ke ujung volt meter, kita harus mengecheck kembali instalasi kabel.
i. Mengatur ohm meter sampai nilai voltase pada galvanometer “0 volt”.
j. Membaca nilai resistansi yang terbaca pada alat tersebut. Itulah nilai resistansi tanah.
k. Mencatat hasil praktikum.
l. Menanam lebih dalam electrode.
m. Mencatat hasil praktikum.
n. Melepas semua alat dan bahan yang sudah terpasang.
o. Membuat laporan sementara.
G. HASIL PRAKTIKUM
Pada praktik pengukuran pertama didapatkan hasil 4,8 ohm dan pada praktik pengukuran kedua didapatkan hasil 3,6 ohm.
Pengukuran pertama
Elektrode pembantu H. KESIMPULAN
Pada penggunaan alat ukur earthmeter harus mengalibrasinya terlebih dahulu.
