Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 PBL PENGUKURAN TAHANAN & TAHANAN PENTANAHAN Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta 2015

PBL Tahanan adalah : Ø      Merupakan kecenderungan dari suatu material untuk menghambat aliran listrik yang mengalir melalui material tersebut. Ø      Memiliki satuan Ohm atau biasa dituliskan dengan simbol  Tahanan banyak digunakan untuk berbagai keperluan seperti pemanas listrik,elemen pemisah arus dan tegangan serta elemen pembatas arus. Oleh karena hal tersebut nilai tahanan dan toleransinya memiliki variasi yang lebar/besar. Tahanan dibuat mulai dari yang besarnya 0,1  sampai dengan beberapa Mega Ohm dan toleransinya dapat mencapai  20 % (untuk Resistor sebagai pemanas) serta  0,001 % (untuk Tahanan presisi pada alat-alat ukur). Beberapa contoh Karakteristik dari Type –type tahanan adalah sebagai berikut :

PBL Dari data-data diatas maka untuk keperluan isolasi material, banyak digunakan bahan Metal dan Carbon Film yang sangat tipis.   Ø      Instrumen yang digunakan untuk mengukur Tahanan adalah Ohmmeter. Ø     Ohmmeter merupakan sebuah alat sederhana yang menggunakan tegangan yang besarnya tetap yang berasal dari batere dan dipasang secara seri dengan dua buah tahanan. Salah satu tahanan yang dipasang besarnya diketahui dan yang lainnya merupakan tahanan yang diukur besarnya. Ø      Nilai tahanan yang dapat diukur berkisar dari 0,0011  sampai dengan 50 M, karena akurasinya hanya  2 % pada umumnya tidak dipakai untuk keperluan pengukuran dengan ketelitian yang tinggi. Ø      Karena Ohmmeter menggunakan batere maka Ohmmeter hanya dapat dipakai pada rangkaian pasif atau rangkaian yang tidak akan rusak karenanya.

PBL Ø      Gambar disamping merupakan sebuah type Ohmmeter seri yang sederhana , sebuah Tahanan Rx yang tidak diketahui besarnya , dihubungkan dengan ujung-ujung terminal A dan B. Jika terminal A dan B dihubung pendek (Rx = 0) , maka arus maksimum akan mengalir dalam rangkaian. Sebagian arus akan mengalir ke peralatan untuk menggerakkan jarum dari meter (Rm) dan sebagian lagi ke R2. Dalam kondisi ini R2 diatur/diset sedemikian sehingga posisi jarum penunjuk berada pada tanda “0 ” dari skala. Arus mengalir untuk menggerakkan jarum meter pada kondisi tersebut disebut arus skala penuh. Jika kedua ujung terminal A dan B terbuka (open) maka Rx =  , sehingga tidak ada arus yang mengalir dan jarum penunjuk diset / diatur sedemikian pada posisi yang mempunyai tanda pada skala meter. Harga dari Rx berada diantara tanda “0” dan “”, jarum bergerak diantara kedua harga ekstrim tersebut.

PBL Jika batere dalam meter sudah tua maka tegangan keluaran (output) akan menurun, sehingga arus yang mengalir dalam meter juga akan turun dan meter tidak lagi menunjukkan pembacaan 0  jika A dan B dihubung pendek dan pembacaan pun menjadi tidak akurat. Langkah – langkah Menggunakan Ohm-meter : 1.      Jika besarnya tahanan yang akan diukur sudah dapat diperkirakan besarnya , maka letakkan switch Ohmmeter pada skala yang dapat menunjukkan harga yang paling akurat. 2.     Sebelum menghubungkan terminal-terminal Ohmmeter dengan tahanan yang akan diukur, set / atur agar meter berada pada arus skala penuh (jarum penunjuk menunjukan penyimpangan skala penuh). 3.     Pastikan bahwa tidak ada aliran listrik yang mengalir pada tahanan yang diukur (Rangkaian berada pada keadaan tidak bertegangan / OFF). 4.    Setelah selesai, matikan Ohmmeter (Switch OFF) untuk mencegah habisnya bateray.

PBL 5.      Pada saat Power Supply dimatikan , maka kapasitor dalam rangkaian dan di Power Supply sudah tersisi (Charged). Pada saat pengukuran apabila terjadi discharged maka akan mengakibatkan pembacaan menjadi kurang akurat dan dapat merusak peralatan (meter), sehingga sebelumnya pastikan tidak akan terjadi discharge pada saat pengukuran. 6.      Jika Ohmmeter tergantung oleh tegangan DC dimana polaritasnya tergantung daripada desain instrumen tersebut maka perlu hati-hati dalam melekukan pengukuran tahanan (sebelum pengukuran dilakukan) sebab ada kemungkinan menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen lainnya seperti fuses, alat-alat semikonduktor atau dari meter itu sendiri seperti gerakan meter dsb.

PBL Pengujian Tahanan Isolasi Untuk pengukuran tahanan yang tinggibiasanya biasanya diukur dengan megaohmmeter. Ketelitian alat ini sekitar 3 –10 % tetapi unjuk kerjanya cepat. Pemakaian alat ini untuk mengukur besarnya tahanan isolasi dari bahan-bahan listrik. Alat ini menggunakan tegangan yang tinggi terhadap tahanan yng tidak diketahui dan mengukur tegangan yang lewat pada tahanan tinggi standard dengan sebuah voltmeter yang mempunyai impedansi masuk yang tinggi. Instrumen dimana tegangan dibangkitkan dengan cara memutar tuas dari pembangkit tegangan dari alat dipasaran disebut dengan merk dagang Megger

PBL Besar tegangan pada umumnya 100, 250, 500, 1000 atau 5000 Volt. Daerah pengukuran yang efektif adalah 0,02 Mohm - 20 Mohm untuk tegangan 100 Volt dan sekitar 5 – 5000 Mohm untuk tegangan 2000 Volt Sumber tegangan harus dipilih yang sesuai dengan keperluan pengukuran bukan hanya batas pengukurannya, tetapi juga terhadap tegangan kerja dari peralatan yang sedang diuji isolasinya.

PBL PENTANAHAN : Sebuah elektroda pentanahan, terdiri dari konduktor metal atau Group dari konduktor metal yang dimasukan / dihubungakan langsung ke dalam bumi / tanah. Kawat pentanahan digunakan untuk menghubungakan bagian yang diketanahankan dari suatu instalasi listrik dengan elektroda pentanahan. Pentanahan atau pembumian adalah huibungan listrik yang sengaja dilakukan dari beberpa bagian instalasi listrik ke sistem pantanahan. Tahanan pentanahan dari suatu sistem pentanahan ditentukan oleh JUMLAH tahanan dari elektroda pentanahan ke BUMI dan Kawat Penghantar Tahanan tanah dari sebuah elektroda pentanahan ditentukan oleh ratio dari potensial elektroda terhadap arus yang lewat melalui elektroda tersebut ke bumi. Besar nilai (actual value) tahanan pertanahan tergantung dari lamanya/umurnya dan kondisi cuaca.

PBL Tahanan tanah tidak boleh lebih besar daripada nilai yang ditentukah oleh Elektrical Instalation Code 1.      sesuai dengan syarat dari elecrical instalation code tahanan dari suatu sistem pertanahan yang dihubungkan ke netral generator dan trafo sampai dengan tegangan 1 KV dan di bawah 100KVA, tidak boleh lebih besar dari 10 ohm dan untuk kapasitas yang lebih besar tidak boleh lebih besar dari 4 ohm, . 2.      Tahanan dari suatu siatem yang dipergunakan untuk mentanahkan/membumikan peraltan listrik sampai dengan 1 KV dan pada generator atau kapasitas trafo dibawah 100 KVA, tidak boleh lebih dari 10 ohm dan untuk kapasitas yang lebih tinggi tidak boleh lebih dari 4 ohm . Arus yang mengalir dibuat sedemikian rupa sehingga mengalir ke bumi melalui dua pipa (elektroda pertanahan) yang dimasukkan ke dalam tanah ( jarak antara satu elektroda dengan yang lain adalah 50 sampai dengan 60 meter), ketika tegangan U diberikan (dialirkan) pada pipa-pipa tersebut.

PBL   Jika satu terminal dari voltmeter elektrostatis dihubungkan kepada elektroda pertanahan yang pertama (A) dan terminal kedua dihubungakan ke batang besi yang dimasukkan ke dalam tanah pada titik yang berbeda dengan elektroda pertanahan, maka jelas terlihat dari kurva bahwa besarnya potensial naik di sekitar elektroda dan konstan di sepanjang bagian tengah. Distribusi potensial seperti itu menyebabkan arus menyebar dari elektroda pertanahan dan arus menyatu/mengumpul pada elekrtoda kedua atau dengan kata lain kerapatan arus jauh lebih besar sekitar elektroda dibandingkan kerapatan pada kedua jaraknya.

PBL Besarnya tahanan dari elektroda pertanhan yang pertama adalah seperti ra = U AD/I dan elektroda kedua : rB = U BC / I. Titik dipermukaan tanah dalam zone area dari potensial adalah sebagai acuan dari zero potensial. Titik D, yaitu :   UXL= QX ­– QD = QX – Q – QX dan potensil dari elektroda pertanahan A dan B adalah QA = UAD dan QB = UBC. Distribusi potensial dari permukaan tanah sepanjang garis elektroda pertanahan A dan B adalah seperti di bawah ini : Bentuk dari kurva hanya tergantung dari konfigurasi dan penenpatan atau pengaturan dari elektroda pertanahan.

PBL Metoda ammeter dan voltmeter dalam pengukuran tahanan bumi   gambar (a) Gambar (b) Elektroda A dalam pengujian (gb a)dan elektroda bantu B dihubungakan pada lilitan sekunder sebuah transformator daya. Pada pengukuran arus dan tegangan dengan menggunakan ammeter dan voltmeter yang dihubungkan pada elektroda pentanahan A dan sebuah probe ditempatkan diantara daerah potensial nol (zero potential), tahanan bumi elektroda A diperhitungan dari rumus : rX U/I. Tahanan voltmeter seharusnya lebih tinggi dari pada tahanan probe karena terhubung seri (gb b) dan tegangan yang dipengaruhi alat pemeriksa sebaiknya serendah mengkin. kesalahan diperhitungakan :

PBL

PBL

PBL

PBL