Methods of Earth Resistance Testing (Part-2)

Metode Pengujian Tahanan Bumi (Bagian-2)

Bisakah kita menggunakan Megger atau Multimeter untuk Pengujian Resistivitas Bumi?

Kita tidak dapat menggunakan Megger atau Multitimeter untuk Pengujian Resistivitas Bumi

Penguji Isolasi (Megger):

Penguji isolasi dirancang untuk mengukur resistansi di ujung yang berlawanan dengan memasukkan Tegangan DC tinggi.
Penguji isolasi menggunakan tegangan uji tinggi dalam rentang kilovolt. Area antara elektroda dan arde diisi dengan Tegangan DC tinggi dan kita tidak menginginkan arde yang terukur dalam megaohm.
Penguji arde menggunakan Tegangan Rendah untuk pengujian demi keselamatan operator, hingga tegangan rendah.

Multimeter:

Namun, Multimeter atau uji kontinuitas dapat menggunakan Tegangan yang sangat rendah antara elektroda yang terpasang dan arde referensi, yang diasumsikan memiliki nilai yang dapat diabaikan.
Tegangan DC rendah dapat menghasilkan pembacaan resistansi antara arde dan elektroda arde, tetapi pengukurannya tidak akurat.
Pengukuran multimeter mungkin tidak dapat diandalkan, karena pembacaan dapat dipengaruhi oleh transien tanah, gangguan listrik yang dihasilkan oleh arus arde utilitas yang mencoba kembali ke transformator, serta sumber lainnya.

Dapatkah resistansi arde dikurangi dengan menuangkan Air di sekitar Probe Uji Arde?

Menuangkan air di dekat probe uji dapat mengurangi resistansi kontak antara probe dan arde sampai batas tertentu.
Jika terdapat kontak yang cukup antara probe dan tanah, maka menyiramkan air di dekat probe uji tidak akan mengurangi resistansi tanah sistem.
Resistansi tanah adalah resistansi elektroda tanah yang diukur, bukan resistansi probe uji. Probe uji adalah alat untuk mengukur resistansi tanah.
Jika pengaturan pengujian memiliki jarak yang cukup, probe akan berada cukup jauh di luar medan listrik tanah uji sehingga penyiraman tidak akan memengaruhi hasil pengujian. Metode Uji untuk Mengukur Resistansi Tanah

Terdapat enam metode uji dasar untuk mengukur resistansi tanah.

Metode Empat Titik (Metode Wenner)
Metode Tiga Terminal (Metode Jatuh Potensial / Metode 68,1%)
Metode Dua Titik (Metode Tanah Mati)
Metode Uji Jepit
Metode Lereng
Metode Bintang-Delta

(1) Metode Empat Titik (Metode Wenner):

Metode ini paling umum digunakan untuk mengukur resistivitas tanah.

Peralatan yang Diperlukan:

Penguji Tanah (4 Terminal)
Empat Elektroda (Spike)
Empat Kawat Berinsulasi
Palu
Kran Pengukur

Sambungan:

Pertama, lepaskan elektroda pentanahan yang akan diukur dengan melepaskannya dari sistem.
Set penguji tanah memiliki empat terminal, dua terminal arus bertanda C1 dan C2, dan dua terminal potensial bertanda P1 dan P2. P1 = Kabel hijau, C1 = Kabel hitam, P2 = Kabel kuning, C2 = Kabel merah.
Dalam metode ini, empat elektroda berukuran kecil ditancapkan ke dalam tanah pada kedalaman dan jarak yang sama dalam garis lurus.
Jarak antar elektroda arde harus minimal 20 kali lebih besar dari kedalaman elektroda di dalam tanah.
Contoh, jika kedalaman masing-masing elektroda arde adalah 1 kaki, maka jarak antar elektroda lebih dari 20 kaki.
Elektroda arde yang diukur dihubungkan ke Terminal C1 Earth Tester.
Pasang terminal potensial arde lain (P1) pada kedalaman 6 hingga 12 inci dari jarak tertentu pada Elektroda Arde C1 dan hubungkan ke Terminal P1 Earth Tester dengan kabel yang telah di-internalisasi.
Pasang terminal potensial arde lain (P2) pada kedalaman 6 hingga 12 inci dari jarak tertentu pada Elektroda Arde P1 dan hubungkan ke Terminal P2 Earth Tester dengan kabel yang telah di-internalisasi.
Pasang Elektroda Arus lain (C2) pada kedalaman 6 hingga 12 inci dari jarak tertentu pada Elektroda Bumi P2 dan hubungkan ke Terminal C2 Penguji Bumi dengan kabel yang telah disolder.
Hubungkan penguji tanah seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Prosedur Pengujian:

Tekan MULAI dan baca nilai resistansi. Ini adalah nilai aktual resistansi pentanahan elektroda yang diuji.
Catat pembacaan pada Lembar Lapangan di lokasi yang sesuai. Jika pembacaan tidak stabil atau menunjukkan indikasi kesalahan, periksa kembali sambungannya. Untuk beberapa meter, pengaturan RANGE dan TEST CURRENT dapat diubah hingga mencapai kombinasi yang memberikan pembacaan stabil tanpa indikasi kesalahan.
Penguji Pentanahan pada dasarnya memiliki generator Arus Konstan yang menginjeksikan arus ke dalam tanah antara dua terminal arus C1 (E) dan C2 (H).
Probe potensial P1 & P2 mendeteksi tegangan ΔV (fungsi resistansi) akibat arus yang diinjeksikan ke dalam tanah oleh terminal arus C1 & C2.
Set pengujian mengukur arus dan tegangan, lalu menghitung dan menampilkan resistansi secara internal. R=V/I.
Jika elektroda pentanahan ini dihubungkan paralel atau seri dengan batang pentanahan lainnya, nilai resistansi adalah nilai total semua resistansi. Pengukuran resistansi tanah seringkali terganggu oleh adanya arus tanah dan harmoniknya. Untuk mencegah hal ini, disarankan untuk menggunakan Sistem Kontrol Frekuensi Otomatis (AFC). Sistem ini secara otomatis memilih frekuensi pengujian dengan noise paling sedikit sehingga Anda mendapatkan pembacaan yang jelas.
Ulangi langkah-langkah di atas dengan menambah jarak antar elektroda pada jarak yang sama dan ukur nilai resistansi tanah.

Rata-ratakan semua pembacaan

Cara efektif untuk mengurangi resistansi elektroda ke tanah adalah dengan menyiramkan air di sekitarnya. Penambahan air tidak berpengaruh signifikan terhadap pembacaan; hal ini hanya akan menghasilkan koneksi listrik yang lebih baik dan tidak akan memengaruhi hasil keseluruhan. Penggunaan probe yang lebih panjang atau beberapa probe (dalam jarak pendek) juga dapat membantu.

Aplikasi:

Disarankan untuk Sistem Elektroda Sedang atau Besar.
Digunakan untuk Pengujian Kedalaman Ganda

Keuntungan:

Metode ini paling akurat.
Metode ini cepat dan mudah.
Sangat andal dan sesuai dengan IEEE 81;

Kerugian:

Perlu mematikan daya peralatan atau melepaskan elektroda tanah.
Salah satu kelemahan utama metode ini adalah membutuhkan jarak pengukuran yang jauh.
Jarak ini dapat mencapai 2.000 kaki atau lebih untuk sistem pentanahan yang mencakup area luas atau dengan resistansi yang sangat rendah.
Memakan waktu dan tenaga kerja yang intensif.

2) Metode Tiga Titik (Jatuhnya Potensial).

Metode drop Potensial atau metode Tiga Terminal adalah cara yang paling umum untuk mengukur resistansi sistem elektroda bumi, tetapi memerlukan prosedur khusus jika digunakan untuk mengukur sistem elektroda besar.
Terdapat tiga metode dasar uji jatuhnya potensial.
Jatuhnya Potensial Penuh: Sejumlah pengujian dilakukan pada ruang yang berbeda dari Probe Potensial “P” dan kurva resistansi diplot.
Jatuhnya Potensial Sederhana: Tiga pengukuran dilakukan pada jarak tertentu dari Probe Potensial “P” dan perhitungan matematis digunakan untuk menentukan resistansi.
Aturan 8%: Satu pengukuran dilakukan dengan Probe Potensial “P” pada jarak 61,8% (62%) dari jarak antara elektroda yang diuji dan “C”.

Peralatan yang Diperlukan:

Penguji Pentanahan (4 Terminal atau 3 Terminal)
Empat Elektroda (Spike)
Empat Kabel Berinsulasi
Palu
Kran Pengukur

Sambungan:

Pertama, isolasi elektroda pentanahan yang akan diukur dengan melepaskannya dari sistem.
Untuk Sistem Kecil:
Untuk Penguji Pentanahan 4 Terminal, hubungkan Terminal Arus Pendek (C1) dan Terminal Potensial (P1) dengan jumper pendek pada penguji pentanahan ke elektroda pentanahan yang akan diuji.
Untuk Penguji Pentanahan 3 Terminal, hubungkan terminal arus (C1) ke elektroda pentanahan yang akan diukur.
Pasang Elektroda Arus (C2) lain ke dalam tanah sedalam 100 hingga 200 kaki (30 hingga 60 meter) pada kedalaman 6 hingga 12 inci (2,5 hingga 3,5 cm) dari pusat elektroda dan hubungkan ke Terminal C2 penguji pentanahan. Tancapkan terminal potensial lain (P2) sedalam 6 hingga 12 inci ke dalam tanah di antara Elektroda Arus (C1) dan Elektroda Arus (C2) dan hubungkan ke Penguji Tanah pada P2.
Untuk Sistem Besar
Tempatkan elektroda arus (C2) 400 hingga 600 kaki dari Elektroda Arus Tanah (C1) yang sedang diukur.
Tempatkan elektroda potensial (P1) 8% dari jarak dari Elektroda Arus Tanah (C1).
Ukur resistansinya.
Pindahkan elektroda arus (C2) lebih jauh 50 hingga 100 kaki dari posisinya saat ini.
Tempatkan elektroda potensial (P2) 61,8% dari jarak dari Elektroda Arus Tanah (C1).
Panjang spike di tanah tidak boleh lebih dari 1/20 jarak antara dua spike.

Prosedur Pengujian:

Tekan MULAI dan baca nilai resistansi. Ini adalah nilai aktual elektroda arde yang diuji.
Pindahkan elektroda potensial 10 kaki lebih jauh dari elektroda dan lakukan pengukuran kedua.
Pindahkan probe potensial 10 kaki lebih dekat ke elektroda dan lakukan pengukuran ketiga.
Jika ketiga pengukuran menunjukkan hasil yang sama dalam selisih beberapa persen dari rata-ratanya, maka rata-rata dari ketiga pengukuran tersebut dapat digunakan sebagai resistansi elektroda.
Jika ketiga pengukuran menunjukkan hasil yang berbeda lebih dari beberapa persen dari rata-ratanya, maka diperlukan prosedur pengukuran tambahan.
Lokasi pusat elektroda jarang diketahui. Dalam hal ini, setidaknya tiga set pengukuran dilakukan, masing-masing dengan probe arus pada jarak yang berbeda dari elektroda, sebaiknya pada arah yang berbeda.
Jika ruang terbatas dan hal ini menghalangi pengukuran pada arah yang berbeda, pengukuran yang sesuai dapat dilakukan dengan menggerakkan probe arus searah menjauhi atau mendekati elektroda.
Misalnya, pengukuran dapat dilakukan dengan menempatkan probe arus pada jarak 200, 300, dan 400 kaki di sepanjang garis dari elektroda. Setiap rangkaian pengukuran melibatkan penempatan probe arus dan kemudian menggerakkan probe potensial dengan peningkatan 10 kaki ke arah atau menjauhi elektroda.
Titik awal tidak terlalu penting, tetapi sebaiknya 20 hingga 30 kaki dari titik sambungan elektroda. Dalam hal ini, probe potensial digerakkan dengan peningkatan 10 kaki ke arah probe arus, atau 20 hingga 30 kaki dari probe arus. Dalam hal ini, probe potensial digerakkan dengan peningkatan 10 kaki kembali ke arah elektroda.
Jarak antar lokasi probe potensial yang berurutan tidak terlalu penting, dan tidak harus 10 kaki, asalkan pengukuran dilakukan pada interval yang sama di sepanjang garis antara sambungan elektroda dan probe arus.
Jarak yang lebih besar berarti pengukuran yang lebih cepat dengan titik data yang lebih sedikit. Jarak yang lebih kecil berarti lebih banyak titik data dengan pengukuran yang lebih lambat.
Setelah semua pengukuran dilakukan, data diplot dengan jarak dari elektroda pada skala horizontal dan resistansi terukur pada skala vertikal.

Pentingnya Posisi Elektroda Arus (C2):

Pengukuran Jatuh Potensial didasarkan pada jarak probe arus dan potensial dari pusat elektroda yang diuji.
Untuk akurasi tertinggi, probe harus ditempatkan di luar lingkup pengaruh elektroda arde yang diuji dan arde bantu.
Jika kita menempatkan Elektroda Arus (C2) terlalu dekat dengan Elektroda Arde (C1) maka lingkup pengaruhnya, area resistansi efektif akan tumpang tindih dan membatalkan pengukuran yang dilakukan.
Untuk hasil yang akurat dan untuk memastikan bahwa tiang arde berada di luar lingkup pengaruh,
Posisikan ulang Elektroda Arus bagian dalam (P1) 1 meter ke kedua arah dan lakukan pengukuran ulang. Jika terdapat perubahan signifikan pada pembacaan (30%), kita perlu menambah jarak antara batang arde yang diuji, tiang dalam (probe), dan tiang luar (arde bantu) hingga nilai terukur tetap relatif konstan saat memposisikan ulang tiang dalam (probe). Jarak terbaik untuk probe arus setidaknya 10 hingga 20 kali dimensi terbesar elektroda.
Karena hasil pengukuran sering terdistorsi oleh potongan logam di bawah tanah, akuifer bawah tanah, dll., pengukuran ulang dilakukan dengan mengubah sumbu spike bumi sebesar 90 derajat, dengan mengubah kedalaman dan jarak beberapa kali. Hasil ini dapat menjadi sistem resistansi tanah yang sesuai.
Tabel ini merupakan panduan untuk pengaturan probe (pasak dalam) dan ground tambahan (pasak luar) yang tepat.

Distance of Probe
Depth of the ground electrode	Distance to the inner stake	Distance to the outer stake
2 m	15 m	25 m
3 m	20 m	30 m
6 m	25 m	40 m
10 m	30 m	50 m

Aplikasi:

Direkomendasikan untuk Beban Listrik Tinggi.
Cocok untuk sistem elektroda kecil dan sedang (1 atau 2 batang/pelat).
Berguna untuk Tanah yang homogen.

Keuntungan:

Metode tiga titik adalah metode pengujian yang paling andal;
Uji ini paling cocok untuk sistem pentanahan besar.
Metode tiga terminal lebih cepat dan sederhana, dengan satu kabel lebih sedikit untuk setiap rangkaian. Jarak untuk Probe Arus.

Kekurangan:

Elektroda pentanahan individual harus dilepas dari sistem yang akan diukur.
Sangat memakan waktu dan tenaga.
Ada situasi di mana pemutusan sambungan tidak memungkinkan.
Ketahui lokasi probe pusat.
Memakan waktu dan tenaga. Tidak efektif jika pusat listrik tidak diketahui.
Jika pengukuran yang dilakukan lebih sedikit, maka akurasinya kurang dibandingkan dengan Jatuh Potensial penuh.

Aturan 61,8%:

Terbukti bahwa resistansi elektroda aktual diukur ketika probe potensial berada pada jarak 61,8% dari jarak antara pusat elektroda dan probe arus. Misalnya, jika probe arus berada pada jarak 400 kaki dari pusat elektroda, maka resistansi dapat diukur dengan probe potensial yang terletak pada jarak 61,8% x 400 = 247 kaki dari pusat elektroda.
Titik pengukuran 61,8% mengasumsikan probe arus dan potensial berada dalam garis lurus dan tanah homogen (jenis tanah yang sama di sekitar area elektroda dan dengan kedalaman yang sama dengan 10 kali dimensi elektroda terbesar).
Titik pengukuran 61,8% masih memberikan akurasi yang sesuai untuk sebagian besar pengukuran.

Misalkan, jarak Lonjakan Arus dari Elektroda Bumi D = 60 kaki, maka jarak Lonjakan Potensial adalah 62% dari D = 0,62D, yaitu 0,62 x 60 kaki = 37 kaki.

Aplikasi: