' .

. ,,

•. '

'!. • ...

LAPORAN PENELITIAN

-~::­

(~(. JrJ­-lJ(;f'r e c:.--1

EFEKTIFITA·s PEMAKAIAN HANTARAN PENGAMAN PADA INSTALASI PEDESAAN

DENGAN TEGANGAN 220 VOLT DI WILAYAH TEGALKARANGGENENG

SENDANGHADI MLATI SLEMAN

Dengan Biaya DPP-UGM Tabun 1988/1989

Pes Penelitian

Nomor Kontrak UGM/1367/M/~4/~1

Tanggal : 1 Februari 1989

Diajukan Oleh

DAROTO JURUSAR TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS NON-GELAR ·TEKNOLOGI UNIVERSITAS GADJAH MADA

..

Kepada

FAKULTAS NON- GELAR TEKNOLOGI UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA 1989

\

.,. I• I

't I~

. LAPORAN PENELITIAN

EFEKTIFITAS PEMAKAIAN HANTARAN PENGAMAN PADA INSTALASI PEDESAAN

DENGAN TEGANGAN 220 VOLT

' ·

' DI WILAYAH TEGALKARANGGENENG SENDANGHADI MLATI SLEMAN

Yang dipersiapkan~ dan disusun oleh:

Daroto

TeLah diperiksa dan ~isahkan oleh

Pembimbing -r .

· . Drs. Ipieng Prijadi ·

Yogyakarta,

UNIVERSITAS GAD:AH MADA FAKULTAS NON-GELAR TEKNOLOGI

JURUSAN TEKNIK ELEXTRO

Darus lao

130177'2.20

. ' ...

kesempatan, b imbingan ' dan pengarahan sert~ petunjuk,

sehingga dapat .diselesaikannya laporan penelitian ini.

Dan ~khirnya peneliti berharap semoga laporan ini

dapat berm.a.nfaat khususnya bagi peneliti sendiri dan

umumnya b~i para pembaca.

. .

Yogyakarta, Agustus 1989

P e n e l i t i

( D a r o t o }

iV

DAFTAR lSI

Halaman Judu l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

Ha laman Penges a.han ..... .... ... ... .................. ....... .. i i

PEi.AKATA . . . .

... • .. . ..... . •.....•. . ........ . ... .. .. . .•..... . . ' ~ 11

' '

Daftar isi ... . ... ..... ..... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

INTI SARI . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . · ....................... .. .. vi

I. PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

I. 1. Latar Belakang. . . . . . . . . . . . . . . ......... ... : . . ... ... .. 1

I . 2 .· Tinjauan Pustaka .... ... . .... ..... . . . •............... 3

I- 3. Landasan Teori . ... ...... ..... .... ...... ........ .• .... 7

I .. ·4 . Hipotesa . ................ . .. ...... . .. . ................ 7

1 . 5. Rencana Peneli tian ...... .. .. ... .... .............. .... 8

I I. CARA PENELITIAN .... .. ............. ..... ..... . ....... 10

1:.1. Bahan Penelitian ... ..... ... ..... . ............ .. . . .. . 10

1:. 2. Alat Penelitian ... ~ . .... . ...... ........... . ..... .. . 10

II.3 . Ja1annya Penelitian .......... · .............. . ....... 12

II. 4. Cara Menganalisa Hasil Penelitian ............ ... ... .. 14

1 II. HASIL PENELIT I AN ..... .......... .. . .................. 15

III.!. Data Penelitian . .. . ; · . . ...•. .. ..... . ................ . 15

r:r.2 . Pembahasa .. · ........ · .... .... .. .. .... - ................ 15

SARAN DAN KESIMPULAN . ~ .... . ...... . .. .. ...... ; ..... . . 19

V. DAFTAR PUSTAK.A ...... ............... .. ............... 21

v

'•,

INTI SARI

Bantaran pengaman dalam sistem tega~gan 220 volt khususnya ?ada instalasi konsumen mutlak diperlukan. Hal ini dioaksudkan untuk menghidari terjadinya kecelakaan pada manusia khususnya, akibat adanya sentuhan listrik

· secara tidak langsung pada suatu instalasi jika terjadi gangguan. Dan yang dimaksud gangguan disini adalah bila hantaran fase sempat berhubungan langsung dengan "body" peralatan listrik akibat dari adanya ·kegagalan isolasi dari hanta~an yang bersangkutan .

Pemakaian hantaran pengaman dapat dikatakan efektif jika hant.ar-an tersebut mampu mengalirkan arus gangguan ke tanah yar.,g besarnya paling rendah sama dengan arus pemu­tus dari alat pembatas arus yang digunakan pada instalasi t e rsebut. ·

Jika pada instalasi itu memakai daya ~erpasang 450 watt dar. untuk arus· nominal dari alat pembatas arusnya sebesar 2 amper, make hambatan hantaran pengaman dan elektr~ce pentanahnya akan efektif jika besarnya hambatan p~ling tin~gi 17 ohm .

Yar.g dimaksud dengan bahaya sentuh t i dak langsung jika besar~ya tegangan sentuh yang dirasakan oleh perso­nil diat~s 50 volt.

I

vi

. : ··•

2

dikosumen sehingga b'1:Jdy alat i tu sempat bertegangan. Jika

bese.=nya tegangan a:nt ara "body" peralatan terhadap tanah

melebibi 50 volt dan sempat dijembatani oleh manusia,

maka babaya akibat k 3 jutan listrik akan terjadi .

Dengan · dapatnya diperoleh informasi

besa~nya hambatan p~ntanah yang terpasang di

konsumen maka :

ten tang

tiap-tiap

1. Dapat diperJlehnya informasi tingkat keamanan

person i l terhadap bahaya listrik yang ada di wilayah itu

2. Untuk membe ~ikan keyakinan pada masyarakat bahwa

denge.n digunakannya hantaran pengaman dalam suatu ins­

talasi akan dapat me~gurangi bahaya listrik akibat adanya

sentuhan tak langsung

3. Konsumen dapat merasakan kenyamanan di dalam

pema.kaian te~aga lis trik tanpa dih.antui perasa an takut

akibat adanya sentuh~n tak langsung .

4. Pemakaian tenaga listrik akan letih dapat

memasyarakat karena adanya -keunt ungan dalam pemakaian

tena&anya . dengan demikian pemerintah akan berusaha

membangun pusat-pusat tenaga listrik yang baru khususnya

· untuk menunjang berk3mbangnya listrik pedesaan .

5. Ditinjau d ari ilmu pengetahuan, m~a dengan

ada~·a penelitian ini diharapkan dapat lebih

dikeobangankannya pe:1emuan baru yang lebih baik dalam sis

tern pengamanan yang lain terhadap bahaya listrik yang ada

• 0

4

mengalami kecelakaan yang serius karena pada saat t~jadi

gan~guan pembatas arus yang ada dapat mengisolir tempat

gan,guan secara cepat.

Agar hantaran pengaman yang dipasang pada suatu

instalasi dapat bekerja secara efektif ( sesuai jengan

fungsinya) ornaka pada ujung-ujung hantaran pengamar. itu

salah satunya disambangkan secara baik dengan "body"

suatu peralatan yang terbuat dari bahan metal dan ujung

yang satunya 0 lagi disambungkan dengan tanah ~engan

perantaraan elektrode pentanah. Disamping ~~anya

persyaratan diatas, maka persyaratan lain hambatan elek­

trode . pentane.h perlu dibuat serendah-rendahnya (idealnya

sama dengan nol) agar arus yang dialirkan hantaran ~enga­

man ke tanab cukup besar sehingga mampu memutus alat

pem·:>atas arus yang ada secara cepat . Bila sesuatu b.~l a­

lat pembatas arus tidak dapat putus, maka tegangan sentuh

yang ter jadi masih dibawah atau sama dengan 50 0 volt-

Selanjutnya untuk menentukan besarnya h~batan

makEimum elektrode pentanah yang masih diizinkan dalam

suatu instalasi dapat dilihat dari analisa berikut -

1 3

Gaitbar I. 1. J alannya arus 1 isot.rik j ika instal as i ko;1.sumen

tergganggu

' . ··•

5

Keterangan gambar

1 = transfomator . distribusi 20 KV/22'0 volt

2 = seke:t'ing a tau MCB

3 = alat pemakai listrik

4 = Rp = hambatan elektrode pentanah

5 = Rt =hambatan pentanah transfomat or

Untuk da.ya 1 istrik sebesa.r 450 watt yang· terpas.ang pada

konsumen dengan teganga.n sistem 220 volt, ~aka. alat

pembatas arus .( MCB) a tau sekering yang ada me;nggunakan

arus nomional sebesar maksimum 2 A agar daya y ang diserap

atau terpakai pa.da instalasi tersebut t~dak rneleo ihi daya

yang terpasang dan dapat mengamankan sistem jika terja.di

gangguan.

Agar tegangan sentuh yang terjadi tidak melebihi

atau maksimum sama dengan 50 volt dan pula agar pada saat ' .

ga.ngguan alat pembatas arus sempat meng~solasi tempat

gangguan maka hambata.n elektrode pentanarl yang masih

diizinka~ secara efektif adalah

50 volt

Rp = ----------------- ohm

k X In

··,

B

tegangan sumber

Ig ~ ------------------ lihat gambar I.l)

Rp + Rt

Untuk transfomator distribusi Rt yallg diizinkan maksiml.;..m

5 ohm. Denga~ demikian besarnya arus gangguan :

220 volt

Ig = -------------- = 10 A

. ( 17 + 5) ohm .}

sehingga besarnya arus gangguan (Ig~ sebesar 10 A menuru.t

teori sudab dapat memutus MCB, karena MCB masih da~at

diputus ban~a dengan arus sebesar 3 "amper.

Karen a dala.m instal as i kon.sumen pemasang 8...'1

elektrode pe:r_tanahnya di lakukan oleb' fihak yang berwenan~

dalam hal ini instalatur maka tentu saja besa.rnya hamta.­

tan yang ada pada elektrode pentanabnya akan memen~bi

persyaratan, sebingga. hantaran pens:aman yang ada da.~a.t

beker j :t see:ara efektif. ya.i tu dengan besar · hambat.a...'1

pentanah setesar 17 ohm. Dan sei'anjutnya keadaan tersetut

akan dilihat pada basil penelitian :.ni.

I. 5 Rencana Fenel i tian

::>ala.m -penelitian ini,' dalam proposal telah diada.ka:l

renca.na penelitian sebaga.i berikut :

I •

9

·. Penelitian direncanakan dalam jangka waktu 6 bul an

yang mempunyai kegiatan sebagai berikut :

a. Persiapan, antara lain pembuatan

proposal,perijinan ke lokasi dan peninjauan lokasi

b. Pelaksaan, antara lain : pencatatan data pada

lokasi tersebut yang menggunakan daya terpasang 450 watt

dengan tegangan sistem· 220 ·volt dan sejumlah minimum 30

konsumen serta mengukur hambatan elektrode pentanah di

setiap sample. dengan menngunakan alat "Earth resistans

meter"

c. Pembuatan laporan, yang berisi pengolahan data

yang ada, yaitu dengan membandingkan hambatan efektif

•dari elektrode pentanab dari basil perbitungan yang ada.

dan jika basil dari pengukuran bambatannya sama dengan

atau lebih kecil dari perhitungan maka ~antaran pengaman

yang dipasang pada instalasi tersebut ' masih dianggap

efektif.

-~·------~---------------

··,

II. CARA PENELITIAN

!1. 1 Bahan Penelitian

Bahan yang ak&n diteliti adalah

a. Konsumen E.tau

daya terpasang

ada di wilQ..vah

Mlati,Sleman

pelanggan listri~

450 watt tegangan

Tegalkaranggeneng,

yang memakai

220 volt yang

Sendanghadi

b. Jumlah konsumen yang diteliti sebanyak 30 buah.

o. Instalasi konsumen yang memakai hantaran pengaman

d. Konsumen secara rela yang instalasinya bole h

diteliti

'I I. 2. Alat Penel i'tian

Dalrun penelit:..an dipakai alat

a. Earth Resistans meter jenis Yew Insulation type

3207, 500 vo~t, dengan 2 elektrode bantu, yang

dipakai untuk :nengukur besarnya ha.mbatan elektrode

pentanah

b. Tool-Set, un~uk melepas dan menyambung kembali

elektrode pen~anah yang ·akan diukur hambatannya

c. Multitester, untuk mengukur tegangan sistem yang

ada dan mengetahui baik buruknya sambungan elek-

10

•

.. 11

tr::lde pentanah ·terhadap hantaran pengaman

dan ga~bar II . 2 memperlihatkan alat ukur hambatan

pentanah yang dipakai

0 4

0 0 Q2

Gambar 11.2 . Yew Insulation Polytester Type 3207

Keterangan gambar :

1 = jarum penujuk besarnya hambatan yang terukur

2 = terminal tempat disambungnya elektrode pentan~h

yacg akan diukur dan elektrode bantu yang dipakai

3 = saklar atau switch untuk menyesuaikan alat

ter~adap kondisi yang akan diukur.

4 -= push-button 1 sebagai tombol pemakaian daya pada

alet ukur tersebut.

12

II. 3. · Jalannya Penelitian

Di dalam pelaksanaan penelitian utuk ?engambilan

data di lakukan tahap-tahap sebagai berikut

a. Elektrode pentanah yang masih terhub-Jr..g dengan

hantaran poengaman .harus dilepas, agar yans terukur

benar-benar hambatan yang ada pada elektrode p3r..tanah itu

b. Dua buah elektrode bantu ditanam disekitar

elektrode pentanah yang akan diukur secara berderet

sedemikian rupa sehingga jarak masing-masing elektrode

5 sampai 10 meter dan elektrode yang ak~ diukur

ditempatkan paling tepi dari deretan itu (lihat gambar)

c. Ujung-ujung elektrode baik elektrode bant.u maupun

elektroe pentanah yang ~an diukur disambungkan ke setiap

terminal alat ·ukur ·

d. Sebelum alat dipakai maka perlu di ch~ck apakah

baterei pensuplai masih mampu mengoprasikan alat ukur se­

cara akurat.

e. Jika rangkaian sudah siap dan baterei ma3ih baik,

maka . push excep earth. ditekan dan jarum petunjuk

akan 1menunjuk besar -hambatan elektrode pentenah yang

diukur

13

f Pencatatan data, yaitu yang memuat :

1 hambatan elektrode pentanah d~ masing-masing

sampl e yang ada

2 . daya yang terpasang pada instala5 i konsumen

3 tesar arus sekering yang terp.asa:lg

4. fesar a rus nominal MCB yang terpasang dan

tegangan sistem yang dipakai

c,

3

~ • ()

Gambar 1.3. Cara pengukuran elektrode pentanah

Keterangan gambar 1. Elektrode pentanab yang diukur

2. Elektrcxle bantu

3. Earth Resistans ~eter

......

'•,

14

II.4, l Cara Menganalisa Hasil Penelitian

Setelah semua data dari sample yang ada terkumpul,

ma.ka dibuat tabel yang memuat antar-a lain

a. Nama kons~men

b. Daya terp~sang pada instalasi di tiap konsumen

c. Arus nominal MCB yang dipakai

d. Arus nomir.al sekering yang dipakai

e. Tegangan sistem yang dipakai

f. Hambatan elektrode pentanah yang terukur

Dari data yang ada maka besar hambatan pentanah yang

terpasang di tiap-tiap konsumen ditandingkati dengan besar

hambatan pentanah yang telah ' ditentukan seoara teoristis.

Jika besarnya hambatan elektrode pentanah yang terukur

itu hasilnya lebih kecil dibanding de~gan basil

perhitungan maka pemakaian hantaran pengaman pada

instalasi yang bersangkutan masih dianggap efektif. Atau

dengan kata lain semakin rendah hambatan elektrode

pentanah sem~kin efektif sifat pengamanan dari hantaran

pengaman yang ada.

III. BASIL PENELITIAN

III . 1. Data pe ne lit ian

Dari . basil penelitian ·dari 30 buah sample yang

die.mbil dari instalasi konsumen di wilayah dt..:sun

Tegalkarangge neng, Sendanghadi, Mlsti, Sleman maka dE.pat

dib..lat tabel sebagai berikut :

Tabe l data basil pe~e l itian

. . ---------------------------------------------------------No Nama Koos umen daya ! In ! In Rp !· Teg

tps MCB Sk

(watt)! (A) (A) ! ( ohm) ! {V)

1 Widodo 450 2 ! 10 12,6 2Z0

2 Kasmo Wiharjo ' 450 2 6 15,7 220

3 Jumadi 450 2 10 12,0 2Z0

4 Sonto Pawiro 450 2 6 15,3 220

5 Joyo Suiwarno 450 2 10 13,1 220

6 Ponidi Udi.P 450 2 10 16,0 2~0

7 Pawiro K.ar jo 450 2 6 12,6 2~0

8 We.giman 450 2 10 14,7 220

9 Marsono 450 · 2 6 10,0 220

10 Mudi harsono 450 2 6 13,2 220

11 Trisno Utomo 450 2 10 14,0 220

-----------------------------------------------------------15

I .

16

No l Nama Konsumen daya In In Rp ! Teg

tps MCB Sk

(watt)! (A) ! (A) (ohm) ! ( V)

----------------------~--------------------------------

12 Pawiro Sudi~ono! 450

13 Asmo Harsonc 450

14 Warso utomo 450

15 Damar Harjo.T 450

16 Gito Wardoyo 450

17 Purwadi 450

18 Kas imin 450

l 19 hamb.ang Eko 450

20 Purwo Darminto ~ 450

21 Sudarto 450

22 Kaswadi 450

23 Karto dinomo 450

24 Cokro Suwir~o 450

25 Sanidjo 450

26. Suratno 450

27 Bardjo Sumarto 450

28. Sudiro 450

29. Slamet Basuk~ 450

30 Surachmat 450

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

· 2

.2

6

6

10

10

6

10

6

10

10

6

6

10

10

10

10

10

6

10

10

9,0

10, z

10,8

11,2

14,0:

9,60

10,3

11,4

14,2

9,2

9,8

10,1

11,2

8,1

10,E

12,£

9,~

8,~

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

220

Keterangan tabel : Sk = sekering, Tsp = terpas~ng Teg = tegangan, In = arus nc•minal

...

17

!!1. 2 ·. Pembah:tsan

Dari . h~sil pengukuran hambatan · elektrode pent~nah

dari 30 kon3~menJ akan terlihat bahwa besarnya masih

dibawah 17 o~m1 'dengan demikian hantaran pengaman yang

terpasang di tiap-tiap instalasi konsumen dihara~kan

dapat_bekerja ·sece.ra efektif.

Perlu diken:ukakan bahwa besarnya hambatan yang

terukur pada elektrode pentanah ini terdiri dari tiga

ko~ponen yang terukur antara lain

1. Hambat an elektrode pasaknya sendiri besrta

sambungannya dan besarnya hambatan pasak ini

Q.apa-; dia:baikan besarnya berhubung bahannya ter­

buat dari bahan baja t~mah yang mempunyai diame­

ter -;ertentu.

2. Hambatan kontak antara elektrode pasaknya

terhadap tanah yang ada di.sekitarnya1 besarnya

haroba~an ini dapat diabaikan karena penanaman

elek-;~ode dianggap kuat dan masih bersih.

3. Hamba-;an tanah disekililing pasang yang tertanam

besa~nya hambatan jenis tanah ini akan sama

dengan hambatan dari tiap-tiap hasil.

' .

18

Pengukuran elektrode pentanahnya sehingga hambatan

j enis tanah di s ekitar elektrode akan merupakan kunci

dari pengukuran elektrode atau dengan kata lai n efek­

tif atau tidaknya hantaran pengaman yang terpasang

sangat dipengaruhi ol eh kondisi t anah setempat .

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

Dari basil penelitian pengukuran hambatan elektrode

pentanah pada instal asi 220 volt dengan daya terpasang

4E0 watt di wiyayah dusun Tegalkaranggeng, Sendanghadi,

Mlati, Sleman. maka dapat disimpulkan bahwa

1. Besarnya haooatan pentan_ah yang terukur fa.k.tor

utamanya dipengaruhi oleh . hambatan jenis tanah setempat

De-ngan demikian tanah yang mempunyai hambatan jenis

lebih rendah, maka fungsi hantaran pengaman yang

terpasang pada instalasi akan semakin efektif pemakaianya _

2. Pemakaian hantaran pengaman pada instalasi

d.itinjau masih d i anggap efektif, artinya ia

menangkal tegangan sentuh tak langsung yang

membahayakan psrson i l

yang

mampu

dapat

3. Jika masih ada personil yang mengalami kecelakaan

listrik akibat sentuhan tak langsung, hal ini sangat

dimungkin.kan 'bahwa peralatan listrik yang terpasang dan

terbuat dari metal tidak dis·ambungkan dengan hantaran \

pengaman yang ada

19

20

4. Diharuskan agar semua stop kontak yang ada dihubungkan

secara baik dengan hantaran pengaman

5. Diharapkan pemakaiari sekering disesuaikan dengan

kebutuhan beban yang terpasang yaitu yang mempunyai arus

nominal 2 amper

6. Untuk menghindari kecelakaan personil terhadap bahaya

listrik, diharapkan tusuk kontak dari peralatan listrik

yang ada memakai hantaran pengaman agar dapat sesuai de­

ngan kotak tusuk yang dipakai untuk sistem tegangan 220 V

··.

V . DAFTAR PUSTAKA ' .

1. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia "PeratLran Umum

Instalasi List rik Indonesia tahun 1977 " Panitia

revisi P U I L Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

jln Cik Ditiro 43 Jakarta '

2. Ir. E. Setiawan " Instalasi Listrik Arus kuat 1, 2, 3

cetakan 1 1 oktober 1983

3. AS. Pabla1 Ir. Abdul Kadir "Sistem Distr:.busi Daya

Listrik" Penerbit Erlangga tahun 1986

21

77·~ ~ ~ A · ~.R~ i.,__k.. ~"'p:-. /'16 ~J~ >k.~~,

J"~,J 'f~- ~.,_ ~(h, ~J ....

_-c=_c .

ly N~ ~v>-4n."-r- ~JO tJ ~ tc4 ~~/ cf-.!\. 1}jf- R·~~ Lf .

-. • ..

(#,7 ~~~#~I )IJ'b ':0 2/}-- &<>11- 11, 2~ : ot~, v I ;.r

I "Trr--f-..-v-- . I

I •1 I . ~~ . .

\

1< ~ t./ ' ,g,'4 /l}'~*'r: ' ~ --· I'= Y./"lJ l~ ·2A- I C/o/\ . ' . . -·-l I•

~-· .

. 'I

11- ;;;U?-~~~. ~ ·n'o ~ ·

1 t<rA- 9,0 ........ ~ o2~v

.

.~:r, . . I ' \

~~ fc t:U/ 1>-i.£.;~ ~ ~0 I }vt ' '71..o i/ 111 y (b «) ... I

I

I I . \ " ' '

~3~ .. ' •.

I Jl>~~f y nc0 ~ . t./oA II, 'IV\. 21.-<~ t/ ~-,__ . . . . ·~ I

'

~~~. ' I·

' •

/' t-fi-p""n-'-0 S)..,?•tn~ .... ~ LoA--""-6 C(l'lJ-r.<) 1~'2...1\. I '2-1..-<; v

I

Qlr J6~- l(.n> t'\) 2.-ft-..... ?14 ~'L-A _s;'hLf-tvl+ '?. t. <r·v _.._

~

I oJ I . I I ! / :22 ~~\· 'l /' ! .{;voP c.;.r-o~-v 2A ~!I I 9} 5 "''\ .

• I ' I o )'f I to' ! '"2 '--11 v I • I

( . ,j• .

·J I I' i(o, . ,, '•·i~ott ;, II 2) ~-~-~ y ra c11 Z4}--.., ~ 50 J)J\ ~ '?.'Lov

. 2yJ ~ rc_,·~~~#'-.l

I I

'11" t{) 2.A-.... UrA. ~ {1)' I"\ ~\ '""2.?...d\./

I I

//~ 1 ~17~ -2;- ..r~'1r ' y~ 24 IDA . '2'\...t1v ; .

I

..

...