Pengukuran Resistansi Bumi – Metode Fall potensial dengan Clamp

Mengukur resistansi bumi merupakan proses yang memakan waktu. Melakukan pengukuran membutuhkan komitmen yang besar dari seseorang yang bertanggung jawab. Hal ini bergantung pada struktur grounding, medan, dan banyak faktor objektif lainnya. Diperlukan komitmen fisik dan mental. Pengukuran grounding harus dilakukan secara akurat tanpa mengabaikan elemen apa pun dari prosedur pengukuran. Mengambil jalan pintas dapat mengakibatkan kesalahan yang sangat besar sehingga seluruh pengukuran tidak akan memiliki kepentingan metrologis.

Jelas bahwa perangkat apa pun yang menyederhanakan atau mempermudah pengujian dan dapat digunakan dalam kasus ini sangat diinginkan. Pembumian, terlepas dari sifatnya, harus dilepaskan jika merupakan unit yang terdiri dari banyak sistem terminasi udara untuk mengukur resistansi secara selektif. Ini tidak diperlukan jika kita menggunakan clamp untuk metode fall potensial. Waktu yang dibutuhkan untuk pengukuran berkurang secara signifikan. Kita perlu menentukan dua faktor jika memungkinkan untuk melakukan pengukuran menggunakan clamp. Faktor-faktor tersebut adalah rangkaian listrik pembumian dan desainnya. Mari kita ingat kembali aturan pengukuran resistansi bumi dengan metode fall potensial untuk memperluas subjek.

Gbr. 1. Prinsip  metode Fall potensial

Jika kita ingin mengukur resistansi bumi “E”, kita harus memaksa arus mengalir melaluinya. Untuk melakukan ini, probe uji tambahan H harus dimasukkan ke dalam tanah pada jarak tertentu dari grounding yang akan diuji. Dengan cara ini sirkuit listrik unit terbuat. Diinduksi oleh pasokan arus dalam earth Test, arus bolak-balik mengalir dan potensial listrik dibuat di sekitar grounding dan probe uji tambahan H. Itu terjadi ketika arus bolak-balik mengalir di sirkuit H melalui tanah dan grounding E yang diuji. Penurunan tegangan akan terjadi karena resistansi tertentu dari grounding yang diuji. Cukup dengan membangun sirkuit tegangan dan mengukur nilai penurunan tegangan untuk menentukan resistansi bumi. Kami menggunakan probe uji tambahan kedua S. Kami memasukkannya ke dalam tanah antara grounding yang diuji dan probe arus tambahan. Metode pengujian diilustrasikan dalam Gbr. 1. Tampaknya sederhana. Kita harus mengingat tentang beberapa aturan yang diperlukan. Probe uji harus cukup jauh sehingga potensi di sekitar grounding yang diukur tidak tumpang tindih dengan potensi probe bantu H. Probe bantu tegangan S harus ditempatkan di area zero potensial. Pada tahap ini, ini adalah elemen pertama yang terkait dengan keakuratan dan konsumsi waktu pengukuran. Satu pengujian tidak menjamin bahwa pengukurannya benar. Setidaknya dua pengujian lagi diperlukan untuk memverifikasi keakuratan pengukuran. Hal ini dapat dilakukan dengan menempatkan probe uji tegangan beberapa meter lebih dekat ke grounding yang diuji dan kemudian memindahkannya lebih dekat ke probe arus bantu. Kita dapat menganggap pengukuran sebagai pengukuran yang benar hanya jika tiga hasil pengujian grounding sama atau sangat dekat.

Metode ini umum digunakan, tetapi prinsip-prinsip cara menggunakannya sering kali terlupakan. Dalam kasus pembumian tunggal, tidak ada masalah praktis saat metode ini diterapkan. Tiang listrik tegangan menengah dapat menjadi contoh elektroda pembumian tunggal.

Gbr. 2. Tiang listrik tegangan menengah

Ini adalah grounding tunggal yang umum karena grounding tiang-tiang jaringan tidak terhubung satu sama lain. Penggunaan metode selain yang dijelaskan di atas tidak akan menghasilkan apa pun kecuali kesalahan pengukuran. Penggunaan clamp dalam kasus seperti itu dilarang. Mari kita jelaskan kapan metode fall potensial dapat diterapkan saat clamp digunakan.

Jika kita mengukur unit resistan yang menentukan nilai resistansi individual untuk setiap sistem terminasi udara, kita harus melepaskan bagian grounding yang diukur dari seluruh sistem. Dimungkinkan untuk menentukan arus yang mengalir melalui elemen grounding dan seberapa besar jatuhnya tegangan tanpa melepaskan sambungan uji. Itu dapat dilakukan dengan menggunakan clamp. Jadi, ini persis pengukuran resistansi bumi dengan metode fall potensial yang ditunjukkan pada Gbr. 1. Satu-satunya perbedaan adalah kita mengukur arus yang mengalir melalui terminasi udara tunggal dengan clamp.

Gbr. 3 Prinsip pengujian resistansi tanah menggunakan Clamp

Konduktor petir pada bangunan ditunjukkan pada Gbr. 3. Ada empat sistem terminasi udara yang terhubung satu sama lain di atap. Arus, yang kita hasilkan, mengalir melalui seluruh rangkaian tetapi clemp dapat mengukur nilai dalam elemen individual dari sistem groiunding. Tidak diragukan lagi, ini adalah metode yang sangat nyaman. Sayangnya itu tidak dapat digunakan di mana-mana. Alasannya adalah desain clamp itu sendiri. Clamp memiliki dimensi tertentu. Kita harus memperhitungkan ketebalan dan sudut lengan clamp. Kita tidak dapat menempatkannya di mana pun. Sulit di rumah yang baru dibangun atau dimodernisasi (terisolasi). Perusahaan konstruksi menutupi instalasi grounding dengan Styrofoam dan memasang jendela inspeksi kecil pada sambungan uji. Sulit untuk meletakkan tangan di dalam atau clamp yang cukup besar. Ini adalah batasan pertama, ukuran jendela inspeksi. Batasan kedua adalah sirkuit listrik grounding.

Gbr. 4 Grounding tiang listrik tegangan rendah

Jaringan tegangan rendah ditunjukkan pada Gbr. 4. Grounding masing-masing tiang dihubungkan satu sama lain dengan kabel PEN. Saat kita melihat Gbr. 3, kita mungkin mengira sudah cukup untuk memasang klem pada sambungan uji dan melakukan pengukuran. Sayangnya kita tidak dapat melakukan ini. Konduktor pengikat tiang dihubungkan ke tulangannya. Beton itu sendiri mengandung uap air. Kandungan air beton yang dikombinasikan dengan garam mineral yang ada menciptakan elektrolit yang menghantarkan arus listrik. Ketika kita menginduksi aliran arus, itu akan muncul di semua jaringan. Clamp harus mengukur nilai arus yang mengalir melalui grounding tiang. Tetapi ada juga arus yang mengalir melalui tulangan tiang dan arus yang mengalir melalui beton, yang merupakan bahan pembuat tiang.

Yang terakhir memang kecil, tetapi kita harus mengingatnya. Earth Test akan mengukur nilai penurunan tegangan untuk jumlah arus yang mengalir melalui tulangan, beton, dan pentanahan yang diukur. Namun, Earth test akan mengukur resistansi arus hanya untuk arus yang diukur dengan clamp. Jika demikian halnya, arus yang lebih tinggi daripada yang diukur akan menyebabkan penurunan tegangan. Akibatnya, nilai resistansi bumi yang diperoleh akan jauh lebih tinggi daripada parameter standar. Hal ini tidak menjadi masalah dalam hal perlindungan terhadap sengatan listrik. Akan tetapi, hal ini dapat menyebabkan modernisasi pentanahan yang tidak perlu dan akan menimbulkan biaya tambahan. Tentu saja, grounding dapat dibongkar. Sayangnya, hal ini dilarang dalam kasus kabel listrik yang beraliran listrik.

Peraturan keselamatan melarang prosedur semacam ini. Memutus jaringan listrik itu mahal dan merepotkan. Masalah yang lebih besar lagi terkait dengan jaringan listrik tegangan tinggi. Tiang peti itu sendiri merupakan elemen penghantar yang besar. Tidak mungkin menggunakan clamp seperti itu pada tiang peti. Selain itu, sistem terminasi udara untuk tiang peti dihubungkan ke tepi sekelilingnya. Jadi arus mengalir di tepi logam. Hal itu membuat tidak mungkin untuk menganalisis hasil pengukuran, yang hanya dilakukan pada konduktor pengikat. Oleh karena itu, kami ingin memperkenalkan kepada Anda, mungkin bukan metode pengukuran yang revolusioner tetapi inovatif dengan clamp.

Perusahaan Sonel merancang clamp fleksibel dan menerapkannya untuk penggunaan umum. Clamp ini jauh lebih tipis dan panjangnya mencapai 5 meter. Clamp yang telah digunakan selama ini tidak dapat memiliki diameter sebesar itu. Clamp baru bekerja secara berbeda dari yang lama. Metode kerja yang baru menyebabkan perubahan desain pada rangkaian pengukuran input. Sonel tidak ingin memaksa pelanggan untuk membeli Earth Test baru. Jika pelanggan ingin menggunakan metode inovatif ini, mereka dapat membeli modul perantara yang berfungsi di antara Earth Test dan Clamp. Modul ini disebut adaptor Sonel ERP-1.

Gbr. 5 Clamp fleksibel (Rogowski coil) dan adaptor Sonel ERP-1

Konsumen dapat menggunakan Clamp fleksibel tipe F, Clamp FS khusus (lebih sensitif) dan FSX yang disesuaikan (sangat sensitif digunakan dalam kondisi yang sangat sulit) untuk pengujian. Sonel ERP-1 dijual dengan Clamp FS sepanjang 4 meter sebagai penawaran standar. Adaptor memiliki opsi untuk menyesuaikan clamp. Tekan tombol yang dipilih, untuk melakukannya dan pilihan tersebut ditandai oleh dioda LED. Menekan tombol lain, akan memilih jumlah kumparan yang terdiri dari grounding yang diukur.

Sebagai contoh, kami dapat menggunakan situasi yang ditunjukkan pada Gbr. 6 dan Gbr. 4.).

Gbr.6 Pengukuran yang benar terhadap pentanahan tiang tegangan rendah tanpa melepaskan sambungan uji dan ERP-1.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, dengan mengelilingi seluruh tiang dan grounding dengan clamp, kita dapat mengukur semua arus yang mengalir di sirkuit ke tanah. Hasil pengukuran akan benar. Kesulitan yang muncul sebelumnya dalam situasi seperti itu, tidak menjadi masalah lagi. Hal ini terkait langsung dengan sifat listrik pada sirkuit. Tiang beton cor kini lebih sering digunakan. Tiang beton cor ganda juga digunakan, misalnya untuk stasiun 20/04. Dulu sangat sulit mengukur resistansi bumi untuk konstruksi semacam itu. Dengan menggunakan clamp fleksibel dan adaptor Sonel ERP-1, hal itu tidak lagi sulit.

Gbr. 7 Pengukuran untuk tiang beton cor.

Dengan menggunakan clamp, kita dapat mengelilingi dua tiang pada saat yang bersamaan. Kita tidak perlu khawatir jika kedua landasan terhubung di bawah tanah. Klem mengukur nilai total arus yang mengalir melalui landasan.

Pengujian pada tiang tower merupakan masalah yang jauh lebih rumit. Solusi yang ditawarkan oleh Sonel dapat menjadi terobosan. Solusi ini memungkinkan penguji untuk menggunakan metode fall potensial tanpa perlu memutus saluran tegangan tinggi. Dengan menggunakan Sonel MRU-200 dan Sonel ERP-1, dimungkinkan untuk mendiagnosis landasan tiang tower. Sebelumnya, hal ini tidak mungkin dilakukan saat clamp tunggal digunakan (pada saluran listrik yang bertegangan).

Aturan pengukuran berkaitan dengan metode fall potensial. Prosedurnya sedikit berbeda.

Gbr. 8 Pengukuran Grounding Pylon Tower

Kami melingkari seluruh kaki tiang saat melakukan pengujian. Dimungkinkan untuk membuat lebih dari satu kumparan untuk memperoleh hasil yang lebih akurat. Kami memilih prosedur pengujian dengan memilih modul Sonel ERP-1 pada unit operasi. Kemudian kami memilih jumlah kaki yang dimiliki tiang (1,2,3 atau 4). Kami memulai pengukuran setelah menghubungkan Earth Test.

Kita harus ingat bahwa ketika kita mengubah posisi clamp, kita juga harus mengubah posisi sambungan uji yang menginduksi aliran arus E. Earth Test akan menunjukkan resistansi bumi untuk seluruh tiang setelah menyelesaikan serangkaian pengujian. Prosedur otomatis untuk menghitung resistansi bumi untuk tiang tower hanya tersedia pada MRU-200. Perlu ditekankan bahwa meter memeriksa arah arus untuk pengujian individual.

Itulah sebabnya clamp harus disambungkan ke arah yang sama setiap kali pengujian dilakukan. Alat ukur dapat mengenali kerusakan seperti kerusakan fisik (atau korosi total) pada konektor pengikat yang terhubung ke cincin pengikat tiang tersebut. Fungsi alat ukur ini unik dan tidak ada alat ukur lain yang tersedia di pasaran yang menawarkannya.

Authors: Roman Domański, Adam Szczepanik – Sonel S.A.