pengukuran tahanan jenis tanah - mohammad ngapan hadi ( 3 pln - 1101024017 )

8/12/2019 Pengukuran Tahanan Jenis Tanah - Mohammad Ngapan Hadi ( 3 Pln - 1101024017 )

1/40

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI PADANG

JURNAL PRATIKUM

SISTEM PROTEKSI

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


2/40

PENILAIAN REVISI DITERIMA N I L A I

1. Laporan Awal Ya / Tidak Ya / Tidak

2. Laporan Akhir Ya / Tidak Ya / Tidak

No. Hal. Uraian Paraf Keterangan


3/40

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)


4/40

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.


5/40

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 tanahTanah

rawa

Tanah liat

dan tanah

ladang

Pasir

basah

Kerikil

basah

Pasir dan

kerikil

kering

Tanah

berbatu

Tahanan

jenis (ohm-

m)

30 100 200 500 1000 3000

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


6/40

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 :


7/40

2.3. Pengukuran Tahanan Jenis Tanah

Pengukuran tahanan jenis tanah dapat dilakukan dengan menggunakan

empat elektroda, 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.


8/40

BAB III

ALAT DAN BAHAN

No Alat dan Bahan Keterangan

1 Alat ukur pentanahan (merger) 1 unit

2 Elektroda batang 4 buah3 Palu 1 unit

4 Kabel sevukupnya


9/40

BAB IV

DIAGRAM RANGKAIAN


10/40

No. Jenis Kegiatan Praktek Hasil yang dicapai

Evaluasi Pratikum

Know

LedgeSkill Atitude

1. Memahami diagram rangkaian Rangkaian dapat beroperasi sesuai dengan

tujuan percobaan

2. Mempersiapkan peralatan untuk

praktek

Data-data dari prcobaan menunjukkan

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


11/40

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 1525mm, sedalam 1 m

2. Lakukan pengukuran seperti pada (hanya untuk letak elektroda sementara20 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 1525mm, sedalam 1 m

2. Lakukan pengukuran seperti pada ad.2 (hanya untuk letak elektrodasementara 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 padapengukuran 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 :


12/40

= R

d

L

L

4ln

2

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 untukelektroda batang.

5. Bila dari hasil pengukuran ad.1 bila tahanan pentanahan ternyata lebih besardari 2 ohm.

Apa yang harus saudara lakukan !

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


13/40

BAB VI

TABULASI DATA

Tabel 1

Pengukuran menggunakan 3 buah elektroda, lokasi di halaman belakanglaboratorium Teknik Listrik. (Tanah Ladang).

Kedalaman elektroda

yang ditanam(cm) Arus(A) Tegangan(V) (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


14/40

Pengukuran menggunakan 4 buah elektroda, lokasi di halaman belakanglaboratorium Teknik Listrik. (Tanah Ladang).

Kedalaman elektroda


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


15/40

Tabel 2

Pengukuran menggunakan 3 buah elektroda, lokasi di halaman belakanglaboratorium Teknik Mesin. (Tanah Berkerikil).

Kedalaman elektroda


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


16/40

Pengukuran menggunakan 4 buah elektroda, lokasi di halaman belakanglaboratorium Teknik Mesin. (Tanah Berkerikil)

Kedalaman elektroda


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


17/40

BAB VII

A N A L I S A

1. ANALISA RANGKAIANPada 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 elektrodaPercobaan 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 kitapasang 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.


18/40

b. Percobaan dengan 4 elektrodaPercobaan 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 masing-

masing 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.


19/40

2. ANALISA DATATabel 1

a. Percobaan 3 Elektroda (Lokasi : halaman belakang laboratorium TeknikListrik)

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 sumbersebesar 20 V, data yang didapat V = 5 V, dan I = 0.01056 A. Maka

didapatkan nilai perhitungan sebagai berikut :

TahananR =

=

= 473,48

Tahanan Jenis TanahL = 0,2 meter

d = 0,015 meter


20/40

t =( )

=( )

( )

=

= 149,57 -m

Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 40 cm, datayang didapat V = 14 V, I = 0.0312 A. Maka didapatkan nilai perhitungan

sebagai berikut :

TahananR =

=

= 448.71


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 241.87 -m


21/40

Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 60 cm, datayang didapat V = 12,5 V, I = 0.0792 A. Maka didapatkan nilai perhitungan

sebagai berikut :

TahananR =

=

= 157.83


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 117,15 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 89.43


22/40


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 83,79 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 78.79

Tahanan Jenis TanahL = 1 meter

d = 0,015 meter

t =

( )

=( )

( )

=

= 88,59 -m


23/40

b. Percobaan 4 Elektroda (Lokasi : halaman belakang laboratorium TeknikListrik)






Menanamkan 4 elektroda dengan kedalaman 20 cm, dan memberikan sumbersebesar 20 V, data yang didapat V = 8 V, dan I = 0.0183 A. Maka didapatkan

nilai perhitungan sebagai berikut :

TahananR =

=

= 437,15


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 138,09 -m


24/40

Selanjutnya menambah kedalaman elektroda pada kedalaman 40 cm, datayang didapat V = 14.5 V, I = 0.0377 A. Maka didapatkan nilai perhitungan

sebagai berikut :

TahananR =

=

= 384.61


d = 0,015 meter

t =( )

= ( )( )

=

= 207,32 -m


sebagai berikut :

TahananR =


25/40

=

= 150.37


d = 0,015 meter

t =( )

= ( )( )

=

= 111,622 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 88,71

Tahanan Jenis TanahL = 0,8 meterd = 0,015 meter


26/40

t =( )

= ( )( )

=

= 83,11 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 77.46

Tahanan Jenis TanahL = 1 meter

d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 87.099 -m


27/40

Tabel 2

a. Percobaan 3 Elektroda (Lokasi : halaman belakang laboratorium TeknikMesin)






Menanamkan 3 elektroda dengan kedalaman 20 cm, dan memberikan sumbersebesar 20 V, data yang didapat V = 7.5 V, dan I = 0.088 A. Maka didapatkan


TahananR =

=

= 85,22


d = 0,015 meter


28/40

t =( )

= ( )( )

=

= 26,92 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 62,41


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 33,642 -m


29/40


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 58,06


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 43.09 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 56.21


30/40


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 52,66 -m

b. Percobaan 4 Elektroda (Lokasi : halaman belakang laboratorium TeknikmESIN)






Menanamkan 4 elektroda dengan kedalaman 20 cm, dan memberikan sumbersebesar 20 V, data yang didapat V = 5 V, dan I = 0.0592 A. Maka didapatkan


TahananR =


31/40

=

= 84,45


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 26,67 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 58,36


d = 0,015 meter

t =( )


32/40

=( )

( )

=

= 31,45 -m


sebagai berikut :

TahananR =

=

= 58,09

Tahanan Jenis TanahL = 0,6 meterd = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 42.121 -m


sebagai berikut :


33/40

TahananR =

=

= 54,26


d = 0,015 meter

t =( )

=( )

( )

=

= 50,83 -m


34/40

3. ANALISA PERBANDINGANTerdapat 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 :

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 :

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

20 40 60 80 100

TahananJenisTanah(ohm)

Kedalaman elektroda (cm)

4 elektroda

3 elektroda


35/40

Dari gambar karateristik dapat praktikan simpulkan bahwa tahanan jenis tanah pada

tanah yang kering bererikil lebihbaik dibandingkan tanah ladang yang basah.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

20 40 60 80

TahananJenisTanah(ohm)

Kedalaman elektroda (cm)

Tanah Ladang

Tanah Kerikil Kering


36/40

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.


37/40

5. KARAKTERISTIK

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500Kedalamanelektroda(cm)

Tahanan jenis tanah (ohm)

3 elektroda (Teknik Listrik)

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500

Tahanan Jenis Tanah (ohm)

4 elektroda (Teknik Listrik)


38/40

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

Kedalamanelketroda(cm)

Tahanan jenis Tanah (ohm

3 elektroda (Teknik Mesin)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100

Kedalamanele

ktroda(cm)

Tahanan Jenis Tanah (cm)

4 elektroda (Teknik Mesin)


39/40

BAB VIII

PENUTUP

Kesimpulan

Pentanahan merupakan suatu hal terpenting dalam kelistrikan. Pentanahanselain 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 perludipertimbangkan, antara lain Tahanan Jenis Tanah, Struktur tanah, keadaan

lingkungan, biaya, ukuran dan bentuk sistemnya.

Saran

- Menggunakan jas labor sebelum memasuki ruangan labor- Berdoa sebelum dan sesudah praktikum-

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

- Melakukan praktikum dengan sungguh-sungguh- Merapikan ruangan labor setelah selesai praktikum
http://esdeel.co.cc/2008/10/Admin/iptek/80http://esdeel.co.cc/2008/10/Admin/iptek/80http://esdeel.co.cc/2008/10/Admin/iptek/80http://esdeel.co.cc/2008/10/Admin/iptek/80


40/40

DAFTAR PUSTAKA

[1]. A.S. Pabla, Ir.A.Hadi,Sistem Distribusi Daya Listrik, Erlangga Jakarta, 1980.

[2]. ------------ ;Buku Panduan Pemeliharaan Trafo Tenaga, PT.PLN P3B Jawa-Bali

[3]. J.J. Kelly S.D, Myers R.H.Parrish,A Guide to Transformer maintenance TMI,

Akron, Ohio.

[4]. Lythall.R.T, The JSP Switchgear Book, Newnes-Butterworths London.

[5]. Neidle, Michael, Teknologi Instalasi Listrik Erlangga Jakarta, 1991.

[6]. Siemens, Electrical Instalation Handbook, 1989

pengukuran tahanan jenis tanah - mohammad ngapan hadi ( 3 pln - 1101024017 )

Documents