Pengukuran Tahanan dan Tahanan Pentanahan

PBL
PENGUKURAN TAHANAN &
TAHANAN PENTANAHAN
Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945
Jakarta
2015
PBL
Tahanan adalah :

Merupakan kecenderungan dari suatu material untuk menghambat aliran listrik
yang mengalir melalui material tersebut.
 Memiliki satuan Ohm atau biasa dituliskan dengan simbol 
Tahanan banyak digunakan untuk berbagai keperluan seperti pemanas listrik,elemen
pemisah arus dan tegangan serta elemen pembatas arus. Oleh karena hal tersebut
nilai tahanan dan toleransinya memiliki variasi yang lebar/besar. Tahanan dibuat
mulai dari yang besarnya 0,1  sampai dengan beberapa Mega Ohm dan
toleransinya dapat mencapai  20 % (untuk Resistor sebagai pemanas) serta  0,001
% (untuk Tahanan presisi pada alat-alat ukur).
Beberapa contoh Karakteristik dari Type –type tahanan adalah sebagai berikut :
Koefisien
Temperatur
Type
Carbon
Composition
Wire Wound
Metal Film
Carbon Film
Range
Toleransi
1 - 22 M
5 – 20 %
1  - 100 K > 0,0005 %
10
0,1  - 10  > 0,005 %
10  - 100 M > 0,5 %
0
Daya Maximum
(%/ C)
(Watt)
0,1
0,0005
2
200
0,0001
-0,015  0,05
1
2
PBL
Dari data-data diatas maka untuk keperluan isolasi material, banyak digunakan bahan
Metal dan Carbon Film yang sangat tipis.

Instrumen yang digunakan untuk mengukur Tahanan adalah Ohmmeter.
 Ohmmeter merupakan sebuah alat sederhana yang menggunakan tegangan yang
besarnya tetap yang berasal dari batere dan dipasang secara seri dengan dua buah
tahanan. Salah satu tahanan yang dipasang besarnya diketahui dan yang lainnya
merupakan tahanan yang diukur besarnya.

Nilai tahanan yang dapat diukur berkisar dari 0,0011  sampai dengan 50 M,
karena akurasinya hanya  2 % pada umumnya tidak dipakai untuk keperluan
pengukuran dengan ketelitian yang tinggi.

Karena Ohmmeter menggunakan batere maka Ohmmeter hanya dapat dipakai
pada rangkaian pasif atau rangkaian yang tidak akan rusak karenanya.
PBL
R1
Rm
A
R
2
Rx
It
Vb

Gambar disamping merupakan sebuah type
Ohmmeter seri yang sederhana , sebuah Tahanan
Rx yang tidak diketahui besarnya , dihubungkan
dengan ujung-ujung terminal A dan B.
B
Jika terminal A dan B dihubung pendek (Rx = 0) , maka arus maksimum akan
mengalir dalam rangkaian. Sebagian arus akan mengalir ke peralatan untuk
menggerakkan jarum dari meter (Rm) dan sebagian lagi ke R2.
Dalam kondisi ini R2 diatur/diset sedemikian sehingga posisi jarum penunjuk berada
pada tanda “0 ” dari skala. Arus mengalir untuk menggerakkan jarum meter pada
kondisi tersebut disebut arus skala penuh.
Jika kedua ujung terminal A dan B terbuka (open) maka Rx =  , sehingga tidak ada
arus yang mengalir dan jarum penunjuk diset / diatur sedemikian pada posisi yang
mempunyai tanda pada skala meter. Harga dari Rx berada diantara tanda “0” dan “”,
jarum bergerak diantara kedua harga ekstrim tersebut.
PBL
Jika batere dalam meter sudah tua maka tegangan keluaran (output) akan menurun,
sehingga arus yang mengalir dalam meter juga akan turun dan meter tidak lagi
menunjukkan pembacaan 0  jika A dan B dihubung pendek dan pembacaan pun
menjadi tidak akurat.
Langkah – langkah Menggunakan Ohm-meter :
1.
Jika besarnya tahanan yang akan diukur sudah dapat diperkirakan besarnya , maka
letakkan switch Ohmmeter pada skala yang dapat menunjukkan harga yang paling
akurat.
2. Sebelum menghubungkan terminal-terminal Ohmmeter dengan tahanan yang akan
diukur, set / atur agar meter berada pada arus skala penuh (jarum penunjuk menunjukan
penyimpangan skala penuh).
3.
Pastikan bahwa tidak ada aliran listrik yang mengalir pada tahanan yang diukur
(Rangkaian berada pada keadaan tidak bertegangan / OFF).
4.
Setelah selesai, matikan Ohmmeter (Switch OFF) untuk mencegah habisnya
bateray.
PBL
5.
Pada saat Power Supply dimatikan , maka kapasitor dalam rangkaian dan di
Power Supply sudah tersisi (Charged). Pada saat pengukuran apabila terjadi
discharged maka akan mengakibatkan pembacaan menjadi kurang akurat dan dapat
merusak peralatan (meter), sehingga sebelumnya pastikan tidak akan terjadi discharge
pada saat pengukuran.
6.
Jika Ohmmeter tergantung oleh tegangan DC dimana polaritasnya tergantung
daripada desain instrumen tersebut maka perlu hati-hati dalam melekukan pengukuran
tahanan (sebelum pengukuran dilakukan) sebab ada kemungkinan menyebabkan
kerusakan pada komponen-komponen lainnya seperti fuses, alat-alat semikonduktor
atau dari meter itu sendiri seperti gerakan meter dsb.
PBL
Pengujian Tahanan Isolasi
Untuk pengukuran tahanan yang tinggibiasanya biasanya diukur dengan
megaohmmeter. Ketelitian alat ini sekitar 3 –10 % tetapi unjuk kerjanya cepat.
Pemakaian alat ini untuk mengukur besarnya tahanan isolasi dari bahan-bahan listrik.
Alat ini menggunakan tegangan yang tinggi terhadap tahanan yng tidak diketahui dan
mengukur tegangan yang lewat pada tahanan tinggi standard dengan sebuah voltmeter
yang mempunyai impedansi masuk yang tinggi. Instrumen dimana tegangan
dibangkitkan dengan cara memutar tuas dari pembangkit tegangan dari alat dipasaran
disebut dengan merk dagang Megger
Penghantar Fasa A
R ab
Penghantar Fasa B
Rb
M Ohm
Ra
PBL
Besar tegangan pada umumnya 100, 250, 500, 1000 atau 5000 Volt. Daerah
pengukuran yang efektif adalah 0,02 Mohm - 20 Mohm untuk tegangan 100 Volt
dan sekitar 5 – 5000 Mohm untuk tegangan 2000 Volt
Sumber tegangan harus dipilih yang sesuai dengan keperluan pengukuran bukan
hanya batas pengukurannya, tetapi juga terhadap tegangan kerja dari peralatan yang
sedang diuji isolasinya.
PBL
PENTANAHAN : Sebuah elektroda pentanahan, terdiri dari konduktor metal atau
Group dari konduktor metal yang dimasukan / dihubungakan langsung ke dalam bumi
/ tanah.
Kawat pentanahan digunakan untuk menghubungakan bagian yang diketanahankan
dari suatu instalasi listrik dengan elektroda pentanahan.
Pentanahan atau pembumian adalah huibungan listrik yang sengaja dilakukan dari
beberpa bagian instalasi listrik ke sistem pantanahan.
Tahanan pentanahan dari suatu sistem pentanahan ditentukan oleh JUMLAH tahanan
dari elektroda pentanahan ke BUMI dan Kawat Penghantar
Tahanan tanah dari sebuah elektroda pentanahan ditentukan oleh ratio dari potensial
elektroda terhadap arus yang lewat melalui elektroda tersebut ke bumi.
Besar nilai (actual value) tahanan pertanahan tergantung dari lamanya/umurnya dan
kondisi cuaca.
PBL
Tahanan tanah tidak boleh lebih besar daripada nilai yang ditentukah oleh Elektrical
Instalation Code
1.
sesuai dengan syarat dari elecrical instalation code tahanan dari suatu sistem
pertanahan yang dihubungkan ke netral generator dan trafo sampai dengan tegangan
1 KV dan di bawah 100KVA, tidak boleh lebih besar dari 10 ohm dan untuk kapasitas
yang lebih besar tidak boleh lebih besar dari 4 ohm, .
2.
Tahanan dari suatu siatem yang dipergunakan untuk mentanahkan/membumikan
peraltan listrik sampai dengan 1 KV dan pada generator atau kapasitas trafo dibawah
100 KVA, tidak boleh lebih dari 10 ohm dan untuk kapasitas yang lebih tinggi tidak
boleh lebih dari 4 ohm .
Arus yang mengalir dibuat sedemikian rupa sehingga mengalir ke bumi melalui dua
pipa (elektroda pertanahan) yang dimasukkan ke dalam tanah ( jarak antara satu
elektroda dengan yang lain adalah 50 sampai dengan 60 meter), ketika tegangan U
diberikan (dialirkan) pada pipa-pipa tersebut.
PBL
Jika satu terminal dari voltmeter
elektrostatis
dihubungkan
kepada
elektroda pertanahan yang pertama (A)
dan terminal kedua dihubungakan ke
batang besi yang dimasukkan ke dalam
tanah pada titik yang berbeda dengan
elektroda pertanahan, maka jelas terlihat
dari kurva bahwa besarnya potensial naik
di sekitar elektroda dan konstan di
sepanjang bagian tengah.
Distribusi
potensial
seperti
itu
menyebabkan arus menyebar dari
elektroda
pertanahan
dan
arus
menyatu/mengumpul pada elekrtoda
kedua atau dengan kata lain kerapatan
arus jauh lebih besar sekitar elektroda
dibandingkan kerapatan pada kedua
jaraknya.
PBL
Besarnya tahanan dari elektroda pertanhan yang pertama adalah seperti ra = U AD/I dan
elektroda kedua : rB = U BC / I.
Titik dipermukaan tanah dalam zone area dari potensial adalah sebagai acuan dari zero
potensial. Titik D, yaitu :
UXL= QX – QD = QX – Q – QX
dan potensil dari elektroda pertanahan A dan B adalah QA = UAD dan QB = UBC.
Distribusi potensial dari permukaan tanah sepanjang garis elektroda pertanahan A dan
B adalah seperti di bawah ini :
Bentuk dari kurva hanya tergantung dari konfigurasi dan penenpatan atau pengaturan
dari elektroda pertanahan.
PBL
Metoda ammeter dan voltmeter dalam pengukuran tahanan bumi
gambar (a)
Gambar (b)
Elektroda A dalam pengujian (gb a)dan elektroda bantu B dihubungakan pada lilitan
sekunder sebuah transformator daya. Pada pengukuran arus dan tegangan dengan
menggunakan ammeter dan voltmeter yang dihubungkan pada elektroda pentanahan A
dan sebuah probe ditempatkan diantara daerah potensial nol (zero potential), tahanan
bumi elektroda A diperhitungan dari rumus : rX U/I.
Tahanan voltmeter seharusnya lebih tinggi dari pada tahanan probe karena terhubung
seri (gb b) dan tegangan yang dipengaruhi alat pemeriksa sebaiknya serendah mengkin.
kesalahan diperhitungakan :
r 
p
rV  rp
.100%
PBL
PBL
PBL
PBL