elcb

LABOLATORIUM ELEKTRO 2013

LEMBAR PENILAIAN

Judul Percobaan : ELCB & ESM III

Nomor Percobaan : 5

Nama : ANDRIANO SIMATUPANG

Nama Partner : MARGANDA SITANGGANG

M. RIZAL ANDHIKA

Nama Instruktur : IR.JULI IRIANI

Kelompok : F

Tanggal Percobaan : Selasa, 28 Mei 2013

Tanggal Penyerahan Laporan : Selasa, 4 Juni 2013

Nilai :

POLITEKNIK NEGERI MEDAN 1


DAFTAR ISI

LEMBAR PENILAIAN...............................................................................................1

DAFTAR ISI.................................................................................................................2

EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER (ELCB)...............................................3

TUJUAN........................................................................................................................3

PENDAHULUAN........................................................................................................3

ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN........................................................................4

LANGKAH KERJA.....................................................................................................5

PROBLEM....................................................................................................................6

TABEL PERCOBAAN................................................................................................7

SOLUSI..........................................................................................................................9

ANALISA PERCOBAAN.........................................................................................10

KESIMPULAN...........................................................................................................12

ESM III.........................................................................................................................13

TUJUAN......................................................................................................................13

PENDAHULUAN......................................................................................................13

ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN......................................................................14

DIAGRAM RANGKAIAN.......................................................................................15

LANGKAH KERJA...................................................................................................16

TABEL PERCOBAAN..............................................................................................17

GRAFIK.......................................................................................................................18

ANALISA PERCOBAAN.........................................................................................19

KESIMPULAN...........................................................................................................21



EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER (ELCB)

TUJUAN

Menentukan karakteristik besarnya arus bocor maksimum pada sebagian peralatan

listrik yang dapat diputuskan oleh Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB).

Dapat memilih Circuit Breaker sesuai dengan tujuan pemakaian.

PENDAHULUAN

Faktor keamanan merupakan pertimbangan yang ditempatkan pada urutan pertama

dalam mendesain suatu instalasi listrik.. Adanya ancaman bahaya bagi keselamatan manusia

akibat tegangan sentuh diatas ambang tegangan aman pada suatu sistem instalasi listrik

merupakan suatu masalah yang harus dicarikan jalan keluarnya.

Earth Leakage Circuit Breaker adalah suatu alat listrik yang dipergunakan sebagai alat

pengaman bila terjadi arus bocor pada salah satu penghantar yang melalui alat tersebut. Alat

ini akan bekerja bila terjadi arus bocor pada peralatan tersebut dalam orde mili ampere.

Arus bocor akan menginduksikan kumparan yang dihubungkan dengan relay yang

sangat sensitive. Apabila arus bocor tersebut mencapai suatu harga tertentu maka relay akan

bekerja untuk melepaskan kiontak-kontaknya.

Earth Leakage Circuit Breaker ini lebih banyak dipergunakan sebagai alat pengaman

terhadap manusia bila terjadi arus bocor pada peralatan yang akan melalui tubuh manusia

tersebut.

POLITEKNIK NEGERI MEDAN Earth Leakage Circuit Breaker ini lebih banyakdipergunakan sebagai alat pengaman terhadap manusia bila terjadi arus bocor pada

peralatan yang akan melalui tubuh manusia tersebut.

3


ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN

Auto Transformator : 0-240 V

Ampere meter : 0-300mA

Power Supply : 220 V

Tahanan (Rheostat) : 100Ω/0,25 A

Earth Leakage Circuit Breaker :

In = 25 A -

IAN = 0,03 A - I = 0,3 A (300mA)

Vn = 220/380 - U = 220/380 V

Kabel Penghubung Secukupnya



4


LANGKAH KERJA

1. Buatlah Rangkaian seperti gambar diagram percobaan,sekunder auto trafo pada 0 Volt

2. “ON”kan Switch Power Supply AC,atau sekunder Auto Transformator pelan-pelan hingga ELCB trip (bekerja),dan hentikan pengaturan Auto Transformator.

3. Ukur arus tripping ELCB dengan jalan memindahkan posisi “S” ke posisi “2”. Ulangi sampai 4 kali (sesuai yang diminta dalam table).

4. Lakukan langkah – langkah tersebut di atas untuk masing – masing terminal (R,S,T).

5. Setelah selesai percobaan kembalikan semua peralatan pada tempatnya semula.



5


PROBLEM

1. Bandingkan antara hasil pengamatan dan harga yang tertera pada ELCB.

2. Factor apakah yang mendasari penentuan nilai arus tripping pada ELCB? Jelaskan !

3. Jelaskan Prinsip kerja ELCB yang saudara amati!

4. Apabila ELCB dirangkai seperti gambar diagram di bawah ini apakah yang terjadi??

5. Buatlah kesimpulan tentang percobaan yang telah anda lakukan.



6


TABEL PERCOBAAN

1. Tabel Evaluasi Percobaan

Tabel.1 : ELCB Type F 140

ARUS TRIPPING (I ) No

KUTUB %

1 R234

1 S234

1 T234



7


Tabel.2 : ELCB Type F 125


KUTUB %

1 R234

1 S234

1 T234



8


SOLUSI

1. Pada saat arus bocor menyentuh PE atau manusia, maka arus tidak dikembalikan ke ELCB melainkan langsung ke bumi. Hal ini menjadikan arus yang mengalir melalui ELCB tidak seimbang. Dimana jumlah arus yang melewati ELCB yaitu IR + IS + IT

seharus sama dengan IN menjadi tidak sama. Ketidak seimbangan arus yang mengalir di ELCB akan menghasilkan gaya magnetik. Gaya magnetik ini membuat ELCB memutuskan arus (trip).

2. pada hasil percobaan pengamatan ELCB dengan harga yang tertera di nameplate ELCB, terdapat perbedaan yang cukup jauh. Dimana pada rata-rata hasil percobaan tipe F14, arus yang bocor pada line S untuk menghasilkan ELCB menjadi trip adalah 190 mA. Sedangkan arus nominal pada ELCB tersebut adalah 300mA. Jadi, perbandingan arus yang tertera pada ELCB dengan hasil pengamatan = 300 : 190. Atau dengan kata lain besarnya arus pada percobaan (pengamatan) lebih kecil debandingkan pada harga yang tertera pada ELCB tersebut.

3. Ada beberapa faktor yang mendasari penentuan nilai arus tripping pada ELCB diantaranya:

Besar beban : maksudnya adalah besarnya beban yang digunakan untuk di proteksi oleh ELCB. Bila bebannya besar, nilai arus tripping ELCB yang dipasang harus besar.

Tingkat sensitifitas media (lingkungan): artinya pemasangan ELCB harus melihat dari tempat dimana dipasangkan, bila tempat pemasangan mudah terbakar maka nilai arus tripping nya harus rendah.

4. Rangkain ELCB terdiri dari kumparan magnet dan sakelar. Sakelar ini dapat dikendalikan secara manual dan magnet listrik. Apabila kedudukan sakelar penghubung ELCB dalam keadaan tertutup, maka sumber tegangan listrik akan mengalir kebagian beban. Kumparan magnet yang akan membuka rangkaian bekerja apabila ada arus listrikyang mengalir, pada kumparannya. Kumparan magnet yang akan membuka rangkaian, bekerja apabila ada arus listrik yang mengalir, pada kumparannya. Kumparan magnet ELCB disebut juga z. Travo,yang dalam keadaan normal tidak mendapatkan tegangan. Apabila ada arus bocor maka z. Travo akan bekerja membuka rangkaian dengan menarik sakelar rangkaian utama harus diset terlebih dahulu untuk digunakan kembali demikain seterusnya.



9


ANALISA PERCOBAAN

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.


KUTUB %

1 R234

1 S234

1 T234

Dari Percobaan (gambar diatas) kita telah mengetahui data yang terlihat di dalam

tabel bahwa nilai arus nominal yang tertera pada nameplate lebih besar dibandingkan nilai

arus pada percobaan untuk ELCB melakukan tripnya.



10



KUTUB %

1 R234

1 S234

1 T234

Perbandingan yang sangat mencolok (tabel diatas) terdapat pada percobaan kedua.

ELCB yang digunakan adalah tipe F125 dengan arus yang tertera pada nameplatenya 30 mA.

Dimana semua line(R, S, T) mendapatkan hasil atau nilai arus yang sama untuk melakukan

trip pada percobaan yaitu 10 mA atau 33,3 % dari nilai arus trippin pada nameplate.



11


KESIMPULAN

Pada percobaan pengamatan arus tripping pada ELCB, terdapat beberapa kesimpulan,

diantaranya :

1. ELCB/GPAS dengan nilai sensitivitas arus gangguan 30 mA akan bekerja dibawah

nilai arus tersebut, dan hal ini sesuai dengan ketetapan dalam PUIL 2000 yang

menyatakan Penggunaan gawai proteksi arus sisa, dengan arus operasi arus sisa

pengenal tidak lebih dari 30 mA.

2. Sistem kerja ELCB adalah secara magnetis yang dihasilkan adanya arus bocor.

3. Waktu pemutusan ELCB sangat singkat yaitu rata-rata selama 0,02275 detik dimana

waktu tersebut jauh dibawah ketentuan dalam PUIL 2000 yang menyatakan waktu

pemutusan GPAS paling lambat 0,4 detik.

4. ELCB tidak akan bekerja apabila keseimbangan arus yang melewati ELCB tetap

terjaga yaitu tidak melebihi 30 mA.

Medan, 4 Juni 2013

ANDRIANO SIMATUPANG

NIM : 1105031003



12


ESM III

TUJUAN

Menjelaskan apa yang dimaksud dengan istilah "daerah risiko"

Menjelaskan mengapa area resiko dapat mengambil dua bentuk

Mengerti pentingnya tegangan permukaan.

Memberikan alasan mengapa harus ada jarak minimal pasti dari bumi bantu dan bumi

utama.

PENDAHULUANPembumian adalah satu tindakan dasar dan sangat penting untuk menjamin keamanan

dan keandalan operasi sistem tenaga listrik dan memastikan keselamatan manusia dalam

keadaaan gangguan tanah di sistem tenaga listrik [9]. Operasi aman sistem tenaga listrik

memerlukan sistem pembumian yang baik. Bila arus hubung singkat dikenakan ke dalam satu

sistem pembumian, jika tahanan pembumiannya terlalu tinggi, kemudian kenaikan potensial

pembumian (GPR) sistem pembumian akan sangat tinggi, ini adalah satu ancaman kepada

operator. Kadang-kadang, GPR yang tinggi akan menghancurkan kabel kontrol dan

membawa tegangan tinggi ke dalam ruang kendali dari gardu induk, ini akan membuat

perantiperanti kendali menolak instruksi operasi, kemudian akan menyebabkan kerugian yang

sangat besar dan kerugian efek sosial.

Tahanan pembumian yang tinggi akan mempengaruhi keamanan operasi sistem

tenaga listrik. Berbagai metoda telah diberlakukan untuk memperkecil tahanan pembumian.

Misalnya pada pembumian grid, metoda umum meliputi memperluas grid pembumian,

menghubungkan grid pembumian utama dengan pembumian eksternal, meningkatkan

penanaman grid pembumian, menambahkan elektroda-elektroda pembumian vertikal yang

panjang, dan mengubah lahan-lahan di sekitar grid pembumian dengan bahan-bahan

resistivitas rendah. Metoda baru yaitu metoda “Deep-Ground-Well” dengan menambahkan

elektroda-elektroda pembumian vertikal dalam ke grid pembumian berupa sumur.



13


Untuk menjaga ini tegangan sekecil mungkin, resistansi pembumian juga harus sekecil mungkin.

Untuk menghasilkan suatu karakteristik yang baik dari resistensi pembumian, nilai-nilairesistensi mewakili jarak, harus juga dinilai.

Nilai-nilai hambatan di simulator bumi digunakan dalam latihan ini, tidak secara idealkecil, sehingga nilai-nilai bumi simulasi ketahanan yang agak lebih besar dari pada prakteknya.

Untuk alasan ini, simulator bumi hanya dapat digunakan sebagai bumi layanan.

ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN

Transformer 1 buah

Load 1 buah

Avo meter 1 buah

Earth simulator 1 buah

Resistor : 2.2 ohm/11 W

Resistor : 1 Kohm



14


DIAGRAM RANGKAIAN

1.

2.



15


LANGKAH KERJA

Membangun sirkuit seperti yang ditunjukkan dalam diagram 2.1.Ukur tegangan kontak tubuh untuk setiap jarak bumi referensi seperti yang diberikan dalam tabel pada lembar kerja 1.

Grafis mewakili nilai yang diukur, U = f (l).Buat dalam bentuk grafik.

Grafik evaluasi.

Membangun sirkuit seperti yang ditunjukkan dalam diagram 2.2.Ulangi pengukuran seperti di 5.1, untuk tabel pada lembar kerja 2.

Grafis mewakili nilai yang diukur, U = f (l).Buat dalam bentuk grafik.

Grafik evaluasi.

Menyimpulkan perbedaan tegangan, untuk 0 - 5 m dan 20 - 25 m, Menggunakan nilai yang terukur dari tegangan dari 5.1 dan 5.2.

Mengevaluasi hasil.Apakah seseorang dalam bahaya sekitar 1 m dari titik bumi?



16


TABEL PERCOBAAN

1.I (m) 0 5 10 15 20 25 Reference earth

U (v)

2.

I (m) Reference earth 25 20 15 10 5 0

U (v)

3.

0 m ke 5 m 20 m ke 25 m

∆ U (Tabel I )

∆ U (Tabel II)



GRAFIK

Grafik 1

Bentuk grafik ini dapat dibandingkan dengan suatu percobaan yang nyata di lapangan.

Grafik 2



ANALISA PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan diatas maka dapat diperoleh data hasil pengukuran.

Data hasil pengukuran yang diperoleh ini terdapat perbedaan antara satu percobaan dengan

percobaan yang lain hal ini disebabkan perbedaan tegangan sumber yang digunakan dan juga

disebabkan tingkat ketelitian alat ukur yang digunakan dan tahanan yang digunakan

mempunyai toleransi masing-masing.

Pada percobaan 2.1, tegangan arus bocor yang tersentuh oleh pelindung rangkaian

seperti panel, diukur melalui titik atau line pembumian dan titik beberapa meter dari titik eath

spike. Dimana dalam percobaan ini tegangan yang disalurkan merupakan tegangan AC

sebesar 22 volt. Maka dapat diperoleh hasil seperti tabel dibawah ini:

I (m) 0 5 10 15 20 25 Reference earth

U (v)

Hasil ini menjukkan bahwa semakin jauh jarak dari titik earth spike 0, maka semakin

kecil pula selisih tegangan yang terjadi, artinya pada titik 20 meter ke 25 meter adalah 20 -

19,1 = 0,9 volt. Pada titik 10 meter ke 15 meter adalah 17,9 – 15,8 = 2,1.

Diperoleh data yang menunjukkan jika ada arus yang bocor dan ditanahkan,tetapi

tetap saja ada daerah yang aman dan yang tidak aman untuk dipijak.Percobaan ini

menunjukkan zona aman arus yang mengalir di tubuh manusia.

Pada percobaan 2.2, tegangan arus bocor yang tersentuh oleh pelindung

rangkaian seperti panel, arus bocor tersebut tersambung dengan kabel yang menuju

titik earth spike, kemudian diukur tegangan pada sekeliling titik 0 earth spike yang

diakibatkan arus bocor. Dimana dalam percobaan ini tegangan yang disalurkan

merupakan tegangan AC sebesar 22 volt. Maka dapat diperoleh hasil seperti tabel

dibawah ini:

I (m) Reference earth 25 20 15 10 5 0



U (v)

Pengukuran yang dilakukan pada tabel diatas adalah pengukuran dari titik-titik

disekitar daerah earth spike ke titik pembumian (bumi). Hasil yang didapat pada tabel ini

sama dengan hasil yang di dapat pada percobaan sebelumnya, dimana semakin jauh jarak

atau radius dari titik nol earth spike maka semakin kecil pula efek tegangan yang timbul.



KESIMPULAN

Ada beberapa kesimpulanyang terdapat pada percobaan ESM III ini, diantaranya

adalah:

Tidak terjadi kecelakaan pada manusia yang berdiri diatas lantai yang dialiari arus

yang sudah ditanahkan.

Tahanan atau isolasi yang baik dapat mengurangi atau meniadakan terjadinya

kesalahan isolasi pada peralatan listrik.

Titik aman yang diperbolehkan untuk memasang pembumian adalah radius 20 untuk

setiap pembumian.

Medan, 4 Juni 2013

ANDRIANO SIMATUPANG



NIM : 1105031003


elcb

Documents