Download - lab Proteksi 1 ESM 1,2
LEMBAR PENILAIAN
JUDUL PERCOBAAN : PENGUKURAN PENGAMAN LISTRIK
( ESM 1&2 )
NO.PERCOBAAN : 01
NAMA PELAPOR : Sentra Diako Ginting
NAMA PARTNER : Esti Loisa Lbn. Toruan
Muhammad Iqbal Fauzi
KELAS : EL – 4E
GROUP : C
TANGGAL PERCOBAAN : 23 Maret 2013
TANGGAL PENYERAHAN : 30 Maret 2013
INSTRUKTUR : Ir. JULI IRIANI, MT
: N. BANU S, MT
NILAI :
i
DAFTAR ISI
LEMBAR PENILAIAN......................................................................................................i
DAFTAR ISI...................................................................................................................... ii
PENGANTAR................................................................................................................... iii
PERCOBAAN I.................................................................................................................1
1. TUJUAN PERCOBAAN....................................................................................1
2. PENGANTAR TEORI........................................................................................1
3. PERALATAN/KOMPONEN yang DIGUNAKAN............................................2
4. DIAGRAM RANGKAIAN................................................................................3
5. LANGKAH PERCOBAAN................................................................................7
6. TABEL EVALUASI...........................................................................................8
ANALISA/ EVALUASI HASIL PENGUKURAN..........................................................10
KESIMPULAN................................................................................................................12
LEMBAR PENILAIAN...................................................................................................13
PERCOBAAN II..............................................................................................................14
1. TUJUAN PERCOBAAN..................................................................................14
2. PERALATAN/KOMPONEN yang DIGUNAKAN..........................................14
3. DIAGRAM RANGKAIAN..............................................................................15
4. LANGKAH PERCOBAAN..............................................................................19
5. TABEL EVALUASI.........................................................................................19
ANALISA........................................................................................................................20
KESIMPULAN................................................................................................................21
ii
PENGANTAR
Percobaan pengukuran pengaman listrik (ESM 1,2) mendemontrasikan
beberapa pengukuran pengaman pada sistem, sehingga dapat diperlihatkan
keuntungan dan kerugian dari masing-masing hasil pengukuran. Untuk
mengamankan mahasiswa terhadap kegiatan listrik, sekaligus memperoleh hasil
percobaan yang nyata, tegangan sumber dikurangi menjadi 1
10 kali tegangan
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 yang berbentuk manusia. Lampu LED yang menyala
menunjukkan bahwa harga tegangan yang diizinkan 65 V telah terlampaui.
Harus diingat bahwa untuk berfungsi secara benar, modul membutuhkan
tegangan sumber dan hal ini selalu dihubungkan diantara L3 dan tanah. Simulasi
tanah digunakan untuk menunjukkan simbol daerah gangguan disekitar ujng
tanah.
iii
PERCOBAAN I
BAHAYA MENYENTUH BAHAGIAN BERTEGANGAN ( ESM 1 )
1. TUJUAN PERCOBAAN
Mempelajari bahaya menyentuh bagian peralatan listrik yang bertegangan
dan dialiri arus listrik.
Memberi alasan mengapa suatu circuit breaker (switch) harus dipasang di
sekitar daerah pekerjaan.
Menunjukkan mengapa penting untuk membungkus bahagian yang
berkonduksi dan bertegangan jika ia tidak dilengkapi switch.
Membuktikan bahwa bahaya dapat dikurangi dengan menggunakan bahan
isolasi jika hanya satu bagian yang berkonduksi tersentuh.
2. PENGANTAR TEORI
Disebabkan meningkatnya kejadian kecelakaan yang disebabkan oleh
kegiatan listrik, maka perlu manusia dilindungi terhadap bahaya yang
disebabkan contact dengan bahagian yang bertegangan. Bahaya yang
disebabkan contactnya tubuh dengan tegangan dapat diperlukan dengan
mempertimbangkan tahanan badan dan arus yang mengalir melalui badan.
Disini dibagi 3 grup kategori bahaya, yakni:
I. Dari 0 - 10 mA, secara umum tidak bahaya meskipun kekejangan
otot dapat terjadi.
II. 10 – 80 mA, 99,5% dari subject yang ditest tidak dapat
membebaskan tangan yang memegang electroda apabila arus
mencapai 25 mA. Ini menunjukkan terjadinya kekejangan yang
dapat terjadi kematian (kerusakan pada jantung dan paru-paru).
III. 80 mA – 3 A atau lebih, jika arus yang mengalir melalui tubuh
melebihi 100 mA dan lebih dari 0,1 detik akan terjadi kematian.
1
Tegangan contact badan maksimum yang diizinkan UB dapat dihitung
dengan mengambil rata-rata dari tahanan manusia RM = 1300 Ω, dan arus yang
mengalir IF = 50 mA, diambil harga rata-rata grup II.
Jadi UB = IF . RM
= 0,05 x 1300
= 65 V
3. PERALATAN/KOMPONEN yang DIGUNAKAN
Kabel 1 Set
Multimeter digital 2 buah
Resistor 1 KΩ 2 buah
Resistor 2,2 KΩ 1 buah
Resistor 5,6 Ω 1 buah
Modul Praktek ESM 1,2
2
4. DIAGRAM RANGKAIAN
4.1 SAAT MENYENTUH 2 PHASA
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
3
4
4.2 SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN NETRAL
5
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
4.3 SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN CASING METAL
PERALATAN
6
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
4.4 SAAT MENYENTUH 1 PHASA
7
“Kaki Tidak Menginjak Tanah”
8
5. LANGKAH PERCOBAAN
5.1.1 Buat rangkaian seperti diagram rangkaian 4.1 sambil bekerja dengan
konductor yang hidup, seorang mechanic menyentuh L2 dan L3 pada
waktu bersamaan. Ukuran tegangan contact badan UB dan arus yang
mengalir melalui tubuh IM, jika tegangan
a. basah ( RM = 1 KΩ )
b. kering ( RM = 2,2 KΩ ) tuliskan hasil pengukuran pada tabel evaluasi.
5.1.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran
5.2.1 Buat rangkaian seperti diagram 4.2. tulis hasil pengukuran pada tabel
evaluasi.
5.2.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran
5.3.1 Buat rangkaian seperti diagram 4.3. ukur tegangan UB dan arus IM jika
manusia menyentuh suatu konduktor yang bekerja(hidup) dan bahagian
metal ditanahkan. Tahanan contact tanah RC = 5,6 Ω
Tuliskan hasil pengukuran.
5.3.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran.
5.4.1 Buat rangkaian seperti diagram 4.4. manusia sekarang menyentuh
dengan hanya satu tangan L3 dan berdiri di atas:
a. Carpet dari karet dengan RC
b. Lantai dari batu dengan RC 1 KΩ
5.4.2 Evaluasikan Hasil Pengukuran.
9
6. TABEL EVALUASI
6.1.1 Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L2 dan L3 secara bersamaan.
UB IM
Tangan-TanganTangan Kering
RM = 2,2 KΩ389 V 182 mA
Kond. Aktif-
Kond. Aktif
Tangan Basah
RM = 1 KΩ387 V 390 mA
6.1.2 Jika L2 dan L3 kedua-duanya disentuh pada saat yang sama maka
pekerja yang menyentuh kedua phasa akan mengalami
bahaya(kematian) karena arus yang mengalir pada tubuh pekerja
melebihi 100 mA dan tegangan pada tubuh pekerja melebihi 65 V
yang menjadi tegangan maksimal pada tubuh manusia. Tubuh
pekerja menjadi penghantar yang membuat phasa yang satu
dengan phasa yang lainnya mengalami short circuit.
6.2.1 Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L3 dan Netral bersamaan.
UB IM
Tangan-TanganTangan Kering
RM = 2,2 KΩ223 V 103 mA
Kond. Aktif-
Netral
Tangan Basah
RM = 1 KΩ222 V 223 mA
6.2.2 Jika sebuah konduktor yang bekerja dan netral keduanya disentuh pada
saat yang sama maka pekerja yang menyentuhnya akan mengalami
bahaya (kematian), karena arus yang mengalir pada tubuh pekerja
melebihi arus maksimal yang bisa pada mengalir pada manusia
yaitu lebih besar dari 50 mA, dan tegangan pada tubuh pekerja
melebihi 65 V.
10
6.3.1 Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L3 dan body earthed metal part
e.g.housing.
UB IM
Tangan-TanganTangan Kering
RM = 2,2 KΩ222 V 102 mA
Kond. Aktif-
Tanah
Tangan Basah
RM = 1 KΩ221 V 221 mA
6.3.2 Jika sebuah konduktor yang bekerja dan sebuah titik tanah disentuh
pada saat yang sama maka pekerja yang menyentuhnya akan
mengalami bahaya(kematian), karena arus yang mengalir pada
pekerja melebihi 50 mA yang merupakan nilai arus maksimal yang
aman mengalir pada manusia, dan tegangan yang terukur pada
pekerja melebihi batas aman 65 V.
6.4.1 Tabel evaluasi jika manusia menyentuh L3 dan berdiri pada lantai atau
carpet.
UB IM
Tangan-Kaki RC = ~ 0 V 0 mA
Kond. Aktif-
Tanah RM= 1 KΩRC = 1 KΩ 100 V 103 mA
6.4.2 A. Jika pekerja berdiri di atas carpet maka pekerja dalam keadaan
aman (safety), karena carpet tempat berdirinya pekerja menjadi
isolator yang membuat arus tidak mengalir pada tubuh pekerja,
sehingga arus mengalir melalui penghantar sistem pentanahan.
11
B. Jika pekerja berdiri diatas lantai terbuat dari batu maka pekerja
akan mengalami bahaya(kematian), karena arus dan tegangan
pada tubuh pekerja melebihi batas aman.(50 mA, 65 V).
12
ANALISA/ EVALUASI HASIL PENGUKURAN
1. SAAT MENYENTUH 2 PHASA
Sesuai dengan teori tubuh manusia memiliki tahanan yaitu sekitar 2,2
KΩ pada saat tangan kering dan 1 KΩ pada saat tangan basah, tubuh manusia
juga masih aman saat arus yang mengalir maksimal 50 mA, dengan
hubungan antara hambatan, dan arus maka tegangan rata-rata yang aman
pada tubuh manusia adalah maksimal 65 V, pada saat kejadian seorang
pekerja menyentuh 2 phasa dengan tegangan antar phasa 380 V, maka itu
adalah hal yang fatal, karena tubuh pekerja mengakibatkan short circuit pada
kedua phasa, dan pada data yang terukur arus yang mengalir pada pekerja
mencapai 182 mA saat tangan kering, dan 390 pada saat tangan basah.
Tegangan yang terukur mencapai 380 V, sehingga itu sangat fatal bagi
keselamatan pekerja. Bahaya yang dialami pekerja berada pada grup kategori
III dengan kematian pekerja jadi akibatnya.
2. SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN NETRAL
Sesuai teori diatas, dengan pekerja menyentuh 1 phasa dan netral yang
memiliki tegangan 220 V, maka dalam keadaan tangan kering, tubuh pekerja
akan dialiri arus 103 mA, dan pada saat basah dialiri 223 mA. Dan tegangan
yang terukur mencapai 222 V dimana arus dan tegangan itu melebihi arus dan
tegangan aman pada tubuh manusia, sehingga pekerja dalam keadaan yang
sangat berbahaya yang akan mengakibatkan kematian. Pekerja berada pada
kategori bahaya grup III.
3. SAAT MENYENTUH 1 PHASA DAN CASING METAL PERALATAN
Pada saat menyentuh 1 phasa dan tangan yang lain nya menyentuh
metal peralatan yang dilengkapi pentanahan, maka sama hal nya pekerja
memegang 1 phasa dan netral yang bertegangan 220 V, maka arus yang
mengalir dan tegangan pada pekerja akan melebihi batas aman sehingga
membahayakan pekerja, saat ini pekerja dalam bahaya kategori III dengan
kematian pekerja jadi akibatnya.
13
4. SAAT MENYENTUH 1 PHASA
Saat pekerja berada pada diagram rangkaian keempat, maka pada saat
pekerja berdiri diatas carpet karet yang merupakan sebuah isolator dan tangan
pekerja hanya 1 menyentuh phasa, maka arus tidak mengalir pada pekerja,
karena sistem jaringan memiliki pentanahan, yang memiliki tahanan yang
sangat kecil dibandingkan dengan tahanan manusia, sehingga arus akan
melalui pentanahan, tidak melalui tubuh pekerja, sehingga walaupun 1 bagian
tubuh pekerja berada pada 1 kutub yang bertegangan namun jika bagian lain
tubuh tidak berhubungan dengan bagian yang bertegangan lainnya maka
pekerja dalam keadaan aman.
Tetapi saat kaki pekerja berdiri pada lantai yang terbuat dari batu yang
terhubung dengan tanah, maka arus dan tegangan pada tubuh pekerja akan
melebihi batas aman yang sesuai dengan teori, sehingga pekerja dalam
keadaan kategori bahaya III dengan akibat kematian pada pekerja.
14
KESIMPULAN
1. Arus aman maksimal pada tubuh manusia adalah 50 mA
2. Tegangan aman maksimal pada tubuh manusia adalah 65 V
3. Pada saat arus yang mengalir pada tubuh manusia melewati batas aman
maka akan menyebabkan kejang otot, kerusakan paru-paru, kerusakan
jantung bahkan kematian.
4. Manusia dilarang memegang 2 phasa aktif, 1 phasa aktif dan netral, 1 phsa
aktif dan metal peralatan yang dilengkapi pentanahan, 1 phasa aktif dan
berdiri di atas tanah tanpa alas kaki dimana sistem jaringan memiliki sistem
pentanahan.
5. Saat melakukan perbaikan baiknya pekerja menggunakan alas kaki dengan
tahanan isolator yang baik.
6. Sistem jaringan dan peralatan dengan casing metal harus memiliki sistem
pentanahan untuk mencegah arus bocor pada saat pekerja menyentuh
peralatan.
7. Pekerja juga harus menggunakan peralatan yang sesuai standart saat bekerja.
8. Pekerja harus bekerja sesuai standart yang berlaku.
9. Pekerja harus mengecek kondisi semua peralatan yang ingin digunakan dan
yang ingin dikerjakan agar aman saat bekerja.
10. Pengaman yang menjadi pemutus sambungan jaringan yang ingin diperbaiki
sebaiknya berada dekat pekerja sehingga pekerja dapat mengawasi
pengaman itu, baik swicth pemutus sehingga tidak akan terjadi
penyambungan oleh orang lain saat pekerja sedang melakukan perbaikan.
Medan, 30 Maret 2013
Sentra Diako Ginting
15
LEMBAR PENILAIAN
JUDUL PERCOBAAN : PENGUKURAN PENGAMAN LISTRIK
( ESM 1&2 )
NO.PERCOBAAN : 02
NAMA PELAPOR : Sentra Diako Ginting
NAMA PARTNER : Esti Loisa Lbn. Toruan
Muhammad Iqbal Fauzi
KELAS : EL – 4E
GROUP : C
TANGGAL PERCOBAAN : 23 Maret 2013
TANGGAL PENYERAHAN : 30 Maret 2013
INSTRUKTUR : Ir. JULI IRIANI, MT
: N. BANU S, MT
NILAI :
16
PERCOBAAN II
BAHAYA MENYENTUH BADAN DARI PERALATAN LISTRIK
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menunjukkan bahwa tidak terjadi kecelakaan pada tubuh manusia jika
menyentuh badan dari peralatan listrik yang padanya tidak terjadi
gangguan isolasi.
Menunjukkan bahwa tidak terjadi kecelakaan pada manusia yang berdiri di
atas lantai yang berisolasi walaupun ia menyentuh badan peralatan listrik
yang isolasinya terganggu(gagal).
Menunjukkan bahwa terjadi bahaya jika pada situasi 1 – 2, lantai tempat
berpijak tidak merupakan isolasi yang baik.
Membuktikan mengapa seorang manusia dalam keadaan berbahaya jika
terjadi gangguan isolasi ia berdiri di sebuah permukaan yang konduksi.
2. PERALATAN/KOMPONEN yang DIGUNAKAN
Kabel 1 Set
Multimeter digital 2 buah
Resistor 1 KΩ 2 buah
Resistor 820 Ω 1 buah
Resistor 2,2 Ω 1 buah
Modul Praktek ESM 1,2
17
3. DIAGRAM RANGKAIAN
3.1 Tidak Ada Gangguan, Peralatan Dengan Pentanahan.
18
3.2 Tidak Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan.
19
3.3 Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan.
20
3.4 Ada Gangguan, Paralatan Dengan Pentanahan.
21
4. LANGKAH PERCOBAAN
Buatlah rangkaian seperti diagram rangkaian, kemudian ukur tegangan dan arus yang terbaca pada multimeter.
5. TABEL EVALUASI
Tidak Ada Gangguan, Peralatan Dengan Pentanahan.
RM IM VM
1 KΩ 0 mA 0 V
Tidak Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan.
RM IM VM
1 KΩ 0 mA 0 V
Ada Gangguan, Peralatan Tidak Dengan Pentanahan.
RM IM VM
1 KΩ 223 mA 215 V
Ada Gangguan, Paralatan Dengan Pentanahan.
RM IM VM
1 KΩ 0 mA 0 V
22
ANALISA
Peralatan dengan casing terbuat dari metal rentan terjadi gangguan isolasi karena getaran mesin atau peralatan sehingga peralatan dapat gangguan dalam yang akan membuat penghantar menyentuh casing peralatan sehingga mengalami arus bocor pada casing peralatan, penting melakukan pentanahan pada casing peralatan yang terbuat dari metal karena akan melindungi manusia dari arus sentuh saat memegang casing peralatan, karena dengan membuat pentanahan casing maka arus bocor akan langsung dialirkan pada penghantar pentanahan yang tahanannya sangat kecil dibandingkan tahanan manusia yang memegang casing peralatan, sehingga manusia akan aman.
Sesuai dengan teori tersebut maka pada rangkaian diagram 1, manusia yang memegang peralatan itu akan berada pada keadaan aman, tidak arus maupun tegangan yang terukur pada tubuh manusia itu, ini terjadi karena peralatan itu tidak mengalami masalah/gangguan isolasi dan dilengkapi dengan sistem pentanahan casing peralatan.
Pada diagram rangkaian 2, dimana peralatan tanpa sistem pentanahan dipegang oleh manusia dan tidak ada arus yang mengalir pada tubuh manusia itu, begitu juga tubuh manusia itu tidak bertegangan, ini disebabkan karena peralatan itu tidak mengalami gangguan isolasi, tidak ada arus bocor pada casing sehingga manusia itu berada pada keadaan aman.
Diagram rangkaian 3, dimana sebuah peralatan yang mengalami gangguan isolasi dan tidak memiliki sistem pentanahan casing, maka saat manusia memegang casing dari peralatan dan ia berdiri diatas tanah, manusia itu akan dialiri arus sebesar 223 mA dengan tegangan 215 V, pada teori sebelumnya, arus dan tegangan aman pada manusia adalah 50 mA, 65 V, tetapi arus dan tegangan yang terukur pada manusia itu melebihi batas aman, sehingga sangat berbahaya yang mengakibatkan kematian.
Diagram rangkaian 4, disaat peralatan mengalami gangguan isolasi dan peralatan dilengkapi sistem pentanahan casing, sehingga saat manusia memegang casing peralatan, manusia berada dalam keadaan aman, terbukti dengan arus dan tegangan yang terukur adalah 0. Arus mengalir melalui sistem pentanahan yang menjadi sistem proteksi bagi manusia.
23
KESIMPULAN
1. Peralatan bercasing metal dapat mengalami gangguan isolasi yang
mengakibatkan arus bocor.
2. Sistem pentanahan pada casing peralatan yang terbuat dari metal sangat
penting.
3. Pentanahan pada casing metal peralatan sebagai proteksi terhadap arus
bocor yang terjadi pada peralatan dengan gangguan isolasi.
4. Arus bocor pada peralatan yang tidak memiliki sistem pentanahan casing
akan mengalir pada tubuh manusia yang menyentuhnya dan berdiri diatas
tanah tanpa alas kaki.
5. Arus bocor peralatan mengalir ke tanah jika peralatan dilengkapai sistem
pentanahan casing.
6. Arus dan tegangan aman bagi tubuh manusia adalah 50 mA, 65 V.
7. Jika arus dan tegangan pada manusia melebihi batas aman maka manusia itu
dalam keadaan bahaya yang dapat mengalami kematian.
8. Jika manusia memegang peralatan yang mengalami gangguan isolasi dan ia
menggunakan berdiri dengan sendal karet, lantai yang merupakan isolator,
carpet karet, dan peralatan itu tidak memiliki pentanahan casing, maka ia
dalam keadaan aman karena tidak berdiri pada permukaan yang
konduksi(tanah secara langsung), arus mengalir melalui sistem pentanahan
jaringan, tidak melalui tubuh manusia itu.
Medan, 30 Maret 2013
Sentra Diako Ginting
24