Download - Laporan ELCB
PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK
PENGAMAN ARUS BOCOR TANAH
(EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER/ELCB)
Disusun Oleh Kelompok 4:
Anggota : Lulus Panggraito (3.39.10.0.11)Nuraini Meiliana (3.39.10.0.13)Panji Tejo Baskoro (3.39.10.0.14)
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG2012
POLINES KOMPETENSIPraktikum Teknik Tenaga Listrik Tgl :15 April 2012
Jurusan ElektroProdi Teknik Listrik SUB KOMPETENSI
Karakteristik MCBKELOMPOK 4
Waktu: 8x45 menit
I. TUJUAN
Setelah melaksanakan kegiatan praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat:
Mahasiswa dapat menentukan besarnya arus bocor maksimum yang dapat
diamankan oleh Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB).
Mahasiswa mampu menjelaskan prinsip kerja dari ELCB.
Mahasiswa mengetahui bagaimana cara memilih ELCB yang bagus dan masih
baik
II. PENDAHULUAN
Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) adalah suatu alat listrik yang
dipergunakan sebagai pengaman bila terjadi arus bocor pada salah satu penghantar
yang melalui alat tersebut Pengaman ini memiliki sebuah transformator arus dengan
inti berbentuk gelang (Gambar 2.1). Inti ini melingkari semua hantaran suplai ke
mesin atau sistem yang diamankan, termasuk penghantar netral.
Gambar2.1 Prinsip-prinsip dari ELCB
Keterangan :
a. Kumparan sekunder b. Detektor arus gangguan
c. Mekanisme penahan d. Tombol uji
Dalam keadaan normal, jumlah arus yang dilingkari oleh inti transformator sama
dengan nol. Kalo ada arus bocor ke tanah, keadaan seimbang akan terganggu.
Karena itu dalam inti transformator akan timbul suatu medan magnetik yang
membangkitkan tegangan dalam kumparan sekunder. Apabila arus bocor tersebut
mencapai pada suatu harga tertentu maka relay pada ELCB akan bekerja melepaskan
kontak-kontaknya. Berdasarkan PUIL 2000 pada bagian 3.15.1.2 pemilihan ELCB
untuk proteksi tambahan dari sentuhan langsung dipilih ELCB dengan arus operasi
arus sisa pengenal 30 mA.
ELCB bekerja pada peralatan listrik bekerja normal maka total arus yang
mengalir pada kawat plus dan netral adalah sama sehingga tidak ada perbedaan arus.
Namun bila seseorang tersengat listrik, kawat “plus” akan mengalirkan arus tambahan
melewati tubuh orang yang tersengat ke tanah.
Gambar2.2 arus bocor yang melewati tubuh manusia
Ilustrasi di atas menggambarkan bahwa pada kawat plus atau fasa akan mengalir
tambahan arus sebesar ΔI bila ada seseorang yang tersengat aliran listrik. Bila ELCB
terpasang, maka tambahan arus tersebut dideteksi oleh rangkaian khusus. Bila ada
tambahan arus maka berarti ada perbedaan arus yang mengalir antara kawat plus dan
netral. Perbedaan sebesar 30 mA sudah cukup untuk mengaktifkan relay untuk
memutus MCB. Dengan demikian ELCB dapat melindungi orang dari bahaya
tersengat aliran listrik.
Secara prinsip pemasangan ELCB sederhana, yakni dengan menyisipkan ELCB
antara peralatan listrik dengan sumber listrik. Kedua kawat baik plus maupun netral
dilewatkan ELCB sebelum mencapai titik yang dilindungi.
Gambar 2.3 skema pemasangan ELCB
Gambar 2.4 aplikasi pemasangan ELCB
III. ALAT DAN BAHANTabel 3.1 Alat Dan Bahan
NO Nama Jumlah
1 ACPS 220 V 1
3 Multimeter digital 1
4 Multimeter analog 1
5 ELCB 2
6 Tahanan 1KΩ 1
7 Kabel Jumper 20
IV. GAMBAR RANGKAIAN
Gambar 4.1 Rangkaian ELCB
Gambar 4.2 Hasil praktek rangkaian ELCB
V. LANGKAH KERJA1. Memastikan alat dan bahan yang digunakan dalam keadaan baik dan tidak rusak,
lalu membuat rangkaian seperti gambar diagram percobaan, sekunder atau trafo
pada 0 Volt.
2. Menghubungkan posisi saklar S dengan posisi 1.
3. Meng ON kan power supply ACPS dan memutar pelan-pelan hingga ELCB trip,
dan hentikan pengaturan tegangan ACPS.
4. Mengukur arus tripping ELCB dengan jalan memindahkan posisi S ke posisi 2.
Ulangi sampai 4 kali.
5. Mengulangi langkah 1 hingga 4 diatas untuk masing-masing terminal (R, S, T).
6. Setelah selesai menggunakan ELCB spesifikasi 1gunakan ELCB spesifikasi 2
dengan mengulangi langkah 1-4.
7. Jika kedua percobaan telah selesai dilakukan, lepas semua rangkaian dan
kembalikan alat ke tempat semula.
VI. LEMBAR KERJA
Tabel 6.1 Percobaan ELCB
Arus Tripping
(IΔN = mA)
Tegangan Sentuh
(V)
No Kutub IΔN (mA) %
1 R 23,30 93,2
20 V2 23,25 93
1 S 22,46 89,820 V
2 22,4 89,6
1 T 23,50 9420 V
2 23,42 93,7
VII. ANALISAPada percobaan dengan menggunakan ELCB diatas diperoleh hasil pada tabel
6.1 yang menjelaskan bahwa nilai arus tripping yang terjadi pada setiap kutub ELBC
tidak melebihi arus yang tertera pada name plate ELCB. Dengan dua kali
pengecekkan pada tiap kutubnya terbukti bahwa besarnya arus tripping pada tiap
kutubnya tidak jauh berbeda.
Hasi percobaan diatas mempunyai tegangan sentuh sekitar 20 V, hal ini
diakibatkan karena pada saat melakukan percobaan, untuk membuat trip ELCB
didapat dengan cara memperkecil tahanan pada resistor dan pada saat diukur
tegangan dengan multimeter menunjukkan tegangan sentuh sekitar 20 V. dan cara
lain yang dapat dilakukan adalah dengan memutar ACPS hingga ELCB tersebut
menjadi trip. Dengan kata lain ELCB akan trip jika tegangan sentuh hampir
mndekati nominalnya.
Untuk membuat ELBC trip, dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu yang pertama
dengan mengubah tegangan sentuhnya melalui ACPS seperti yang dilakukan pada
percobaan pertama, maupun dengan menetapkan besarnya tegangan sentuh
maksimal kemudian mengubah besar resistansi pada resistor gesernya.dan ELCB
tersebut akan bekerja apabila ketika terjadi kontak antara arus positif,arus negatif
dan grounding pada instalasi listrik.Dan yang lebih penting lagi ELCB bisa
memutuskan arus listrik ketika terjadi kontak antara listrik dan tubuh manusia
Perbedaan sebesar 30 mA sudah cukup untuk mengaktifkan relay untuk memutus
MCB. Dengan demikian ELCB dapat melindungi orang dari bahaya tersengat aliran
listrik. Dan juga dalam pemakaian ELCB harus memenuhi standart seperti
pertimbangan untuk pemakaian dari ELCB itu sendiri digunakan, misalnya untuk
proteksi pada perumahan,perkantoran, dan sector industri yang kemampuan hantar
arus dari masing-masing berbeda.
Dari data percobaan juga dapat diketahui bahwa presentase IΔN yang diperoleh
dari percobaan dibandingkan dengan yang tertera pada nameplate, rata – rata sebesar
90%.
VIII. PERTANYAAN DAN TUGAS
1. Bandingkan hasil pengamatan dengan harga yang tertera pada ELCB!
2. Jelaskan factor apa yang mendasari penentuan nilai arus trip.!
3. Jelaskan prinsip kerja ELCB!
4. Jelaskan cara menentukan bahwa kondisi ELCB masih bagus!
JAWABAN
1. Perbandingan hasil pengamatan dengan harga yang tertera pada ELCB adalah
besarnya arus trip pada hasil pengamatan tidak melebihi arus trip yang tertera
pada name plate ELCB. Pada nameplate IΔN = 30 mA dan pada waktu dilakukan
percobaan IΔN maksimal mencapai 23,5 mA.
2. Faktor yang mendasari penentuan nilai arus trip:
Prinsip prinsip pengaman ini berdasarkan pada arus bocor yang terjadi. Arus
bocor ini berdasarkan standar, umumnya tidak lebih dari 30 mA, alasan
penetapan ini berdasarkan pada resistansi tubuh bila dikenai tegangan. Hal ini
sesuai dengan PUIL 2000 pada bagian 3.15.1.2. Komponen ini tidak memiliki
pengaman thermal dan magnetis, sehingga ELCB harus diamankan terhadap
hubung singkat dan beban lebih oleh MCB di sisi atasnya. ELCB mempunyai
mekanisme trip tersendiri dan juga dapat dioperasikan secara manual seperti
saklar. Alat ini digunakan jika pengamanan arus bocor dibutuhkan pada
sekelompok circuit yang maksimum terdiri dari 4 circuit.
3. Prinsip kerja ELCB :
Pada saat terjadi gangguan arus yang mengalir dipenghantar phasa tidak sama
lagi dengan arus yang mengalir pada netral ( IL = IN + If ) atau sistim dikatatakan
dalam keadaan tidak seimbang, arus differensial ini dibandingkan dalam sebuat
sistim trafo toroida. Ketidak seimbangan antara arus phasa dengan arus netral
menandakan adanya arus bocor ketanah akibat kegagalan isolasi, ketidak
seimbangan arus ini akan menyebabkan fluks magnet pada toroida sehingga
pada bilitan sekunder toroida akan dibangkitkan suatu tegangan yang berfungsi
untuk menggerakan relai pemutus mekanisme kontak, kemudian kontak utama
ELCB akan memutuskan hubungan dengan peralatan.
4. Cara menentukan kondisi ELCB :
Untuk melakukan pengetesan kondisi ELCB dengan cara mengetahui arus jatuh
nominal ELCB dan waktu pemutusan ELCB ketika mengalir arus gangguan
yang melebihi arus jatuh nominal. Jika waktu pemutusan berjalan lama dan
tegangan sentuh sudah melampaui batas dan ELCB tidak trip, maka ELCB
tersebut kondisinya tidak layak pakai. Namun, apabila sebaliknya berarti ELCB
masih dalam kondisi bagus.
Cara pengujian dilakukan sebagai berikut:
a. Pasangkan beban yang sesuai dengan kepekaan teraan ELCB tersebut.
Misalnya jika nameplate ELCB 220 V, 16 A/30 mA, maka dapat diberi
beban lampu pijar 10 watt.
b. Lakukan hubung singkat (dijamper) antara hantaran Nol (Netral) dengan
hantaran arde (grounding) dengan kabel lepasan, misalnya di stop kontak.
c. Jika ELCB baik dan pentanahannya (arde) juga baik, maka ELCB akan trip.
Artinya jika kita tersengat listrik maka listriknya akan mati.
d. Jika ELCB tidak trip maka grounding harus diukur ulang supaya
memenuhi syarat (5 Ohm). Jika groundingnya baik berati ELCBnya tidak
bekerja dengan baik.
IX. KESIMPULAN1. ELCB digunakan sebagai pengaman bila terjadi arus bocor tanah yang melalui
ELCB tersebut.2. Jika ELCB mampu mendeteksi kebocoran arus kurang dari rating yang terdapat
pada name plate maka ELCB itu dalam keadaan baik.3. Pada percobaan IΔN dari hasil praktek < IΔN pada name plate, namun selisihnya
tidak terlalu jauh.