MRU-200
MRU-200 – Alat Pengukur Resistensi Bumi dengan Fungsi Surge MRU-200 adalah alat ukur resistansi bumi yang dirancang dan diproduksi oleh Sonel, sebuah perusahaan Polandia. Alat ini sangat fungsional dan cocok bagi pengguna yang harus melakukan pengukuran berulang kali dalam berbagai kondisi lapangan yang sering kali sulit. Meter ini menyediakan berbagai fungsi yang luar biasa, termasuk metode komprehensif untuk melakukan pengukuran resistansi bumi statis (pengukuran 3 dan 4-wire; dua jenis pengukuran clamp), serta metode unik pengukuran resistansi Surge. Keuntungan signifikan dari fungsi ini adalah kemungkinan untuk melakukan survei tambahan yang mendukung diagnostik sistem (pengukuran arus root-means-square menggunakan dua jenis clamp; pemeriksaan kontinuitas konduktor pelindung dan ekuipotensial). Lebih jauh, setiap fungsi menyimpan serangkaian data pendukung yang lengkap (interferensi nilai tegangan dan frekuensi value; back-up nilai resistansi elektroda, dll.). Mengingat banyaknya fungsi yang tersedia, pengguna dapat mengatur hampir semua metode pengukuran dalam kondisi apa pun dan di mana pun di dunia. Tidak diragukan lagi, peluang untuk melakukan pengukuran resistansi bumi menggunakan fungsi surge adalah ide baru, dan opsi unik yang ditawarkan oleh MRU-200. Metode ini dirancang untuk diagnostik parameter dinamis sistem manajemen petir. Perbedaan mendasar yang harus diperhitungkan selama analisis parameter sistem pembumian, dengan mengacu pada perlindungan dari sengatan listrik dan dari petir, adalah bahwa untuk sengatan listrik, arus yang ada dalam sistem memiliki frekuensi yang relatif rendah (50 Hz, 60 Hz), sedangkan proteksi petir melibatkan sambaran pulsa yang sangat cepat yang secara signifikan meningkatkan komponen induktif elektroda bumi. Dalam hal ini, hanya bagian elektroda bumi yang secara langsung menyentuh lokasi sambaran petir yang akan digunakan secara efektif untuk menghilangkan arus petir. Ini adalah perbedaan mendasar: elektroda bumi yang memiliki resistansi statis rendah dan menjamin perlindungan dasar yang baik mungkin gagal untuk memastikan parameter proteksi petir yang dapat diterima. Situasi ini umum terjadi dalam kasus sistem pembumian terdistribusi, yang resistansi dinamisnya mungkin beberapa kali lebih tinggi daripada resistansi statisnya. Metode pengukuran surge yang didukung oleh MRU-200 sepenuhnya mematuhi definisi yang ditetapkan dalam IEC 61024-1 (Building site lightning protection. General principles). Prosedur ini memungkinkan penentuan nilai rutin, yaitu resistansi surge (Rd), yang sama dengan hasil bagi nilai puncak tegangan dan arus. Sesuai dengan standar, resistansi surge adalah nilai rutin karena puncak tegangan dan arus biasanya terjadi pada waktu yang berbeda. Oleh karena itu, resistansi surge dianggap sebagai indikasi yang baik dari efektivitas sistem pembumian dalam kondisi perlindungan yang diperketat atau khusus. Prosedur ini melibatkan produksi efek listrik yang sesuai dengan pulse petir. Dua angka menentukan parameter pulse: leading edge duration (t1) dan time to half-peak (t2) (lihat Gbr. 1). MRU-200 memungkinkan seseorang untuk memilih dua bentuk pulse : 10/350μs dan 4/10μs. Menurut standar IEC 61312-1:2001 (Protection from electromagnetic lightning pulses. General principles), bentuk pulsa 10/350μs merupakan bentuk khas dari sambaran petir pertama. Pulsa yang sama didefinisikan sebagai pulsa model dalam standar EN 62305-1:2006 (Lightning protection – Part 1 – General requirements). Gbr. 1 leading edge duration (t1) dan time to half-peak (t2) Metode surge juga dapat digunakan untuk pengukuran resistansi bumi pada tiang transmisi tegangan tinggi. Sistem ini telah dikembangkan untuk memungkinkan penentuan resistansi bumi pada seluruh tiang, termasuk sistem hoop iron dan resistansi pylon footing. Selain itu, metode ini dapat digunakan untuk jaringan tegangan tinggi yang aktif di mana metode 3-wire tradisional memerlukan penghentian total jaringan transmisi. Pengukuran 3-wire konvensional mengabaikan resistansi pondasi tiang, yang menyebabkan perkiraan yang terlalu tinggi terhadap nilai sebenarnya. MRU-200 dapat mengukur lonjakan dalam sistem 4-wire. Berlawanan dengan yang terlihat, ini merupakan keuntungan penting karena memastikan independensi dari impedansi konduktor: untuk pulse uji yang digunakan oleh metode ini, impedansi dapat melebihi 0,5 Ω dalam konduktor sepanjang 2,2 m. Dengan pulse uji yang begitu pendek, pengukuran menggunakan metode selain sistem 4-wire berarti bahwa hasilnya akan mencakup kesalahan yang cukup besar karena impedansi konduktor yang menghubungkan port meter dengan objek yang diukur. Penggunaan kabel berpelindung khusus untuk pengukuran surge arus merupakan inovasi penting. Kabel sepanjang 50 m ini disertakan dalam paket standar dan memastikan gangguan minimal yang ditransmisikan oleh medan elektromagnetik selama pengukuran. MRU-200 memiliki ketahanan yang tinggi terhadap kesalahan yang disebabkan pengguna, dengan perlindungan dari sumber tegangan yang tidak melebihi 250 Vrms. Oleh karena itu, koneksi yang tidak disengaja ke sumber listrik tidak akan merusak unit. Ini adalah earth test yang sangat luar biasa karena pengoperasiannya yang intuitif. Berkat tampilan grafis yang besar (240×160 piksel, 4 shadows of grey), semua pesan dan perintah dapat diberikan dalam bentuk tulisan, bukan simbol; ini berarti pengguna dapat memahaminya tanpa perlu membaca manual pengoperasian dan perawatan. Salah satu tombol telah dikhususkan untuk digunakan sebagai fungsi bantuan, dengan diagram rangkaian kabel yang digunakan untuk fungsi pengukuran tertentu secara on-line. Dibandingkan dengan instrumen lain di pasaran, alat ukur earth resistansi MRU-200 sangat luar biasa, karena dilengkapi dengan banyak fungsi yang memungkinkan metode pengukuran optimal dipilih dengan mudah untuk hampir semua kondisi, termasuk pemeriksaan efektivitas sistem proteksi tertentu. Instrumen ini memiliki desain yang baru, mudah digunakan, dan dilengkapi dengan banyak aksesori. Ini tentu saja merupakan instrumen yang luar biasa, dan kami merekomendasikannya kepada siapa pun yang membutuhkan potensi pengukuran yang luas yang dipadukan dengan keandalan yang tinggi. Authors: Roman Domański, Adam Szczepanik – Sonel S.A.
Pengukuran Resistansi Bumi
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
Earth Tester
Earth Test yang dipilih dengan tepat menjamin pengukuran resistansi terhadap bumi benar Metode teknis yang digunakan secara luas untuk mengukur resistansi bumi berfokus pada metodologi pengukuran, serta pada keterampilan teknisi dan pengetahuannya tentang rangkaian earth yang diuji, karena tanpa itu, Earth Test terbaik sekalipun tidak akan menjamin pembacaan yang benar. Di sisi lain, bahkan profesional terbaik dan paling berpengalaman pun tidak akan dapat melakukan pengukuran yang tepat dengan meteran atau instrumen yang dipilih secara tidak tepat. Oleh karena itu, pengukuran resistansi bumi yang dilakukan dengan benar memerlukan pengetahuan dan Earth Test ukur yang sesuai dengan peralatan yang dibutuhkan. Contoh-contoh yang disajikan menunjukkan fungsi dan parameter Earth Test ukur, dengan asumsi bahwa sistem pengukuran telah dibangun sesuai dengan teori yang sesuai dengan metode yang diterapkan. Metode pengukuran teknis 3p Cara dasar dan paling sederhana untuk melakukan pengukuran resistansi bumi dengan menggunakan metode teknis adalah metode tiga kutub (3p), di mana rangkaian arus dan tegangan dihubungkan ke sistem earth dengan satu kabel uji. Diperlukan dua buah probe tambahan. Probe arus (H) digunakan untuk membuat rangkaian untuk arus, sedangkan probe tegangan (S) merupakan elemen dari rangkaian pengukuran tegangan (Gbr. 1). Gbr. 1. Diagram rangkaian pengukuran dengan metode 3P. A – amperemeter, V – voltmeter, G – generator tegangan, inverter (AC) Menurut hukum Ohm, resistansi bumi disebabkan oleh arus yang mengalir di sirkuit dan tegangan yang diukur pada sistem earth yang diuji. Oleh karena itu, fitur pertama dan sebenarnya yang paling penting dari Earth Test untuk jenis pengujian ini adalah daya inverter. Sangat penting untuk mengetahui arus dan tegangan yang mungkin dihasilkan oleh perangkat. Tegangan uji ditentukan dalam standar EN 61557-5 dan untuk alasan keselamatan, nilai yang diizinkan adalah 50 V RMS. Namun, jika pengukuran dilakukan di area pertanian atau peternakan, maka Earth Test harus dilengkapi dengan opsi tegangan yang dapat dipilih sebesar 25 V RMS. Tentu saja, meteran yang hanya dilengkapi dengan tegangan uji 25 V dapat digunakan untuk pengukuran di mana saja, tetapi dalam kebanyakan kasus (tidak termasuk area pertanian yang disebutkan di atas) lebih mudah untuk melakukan pengukuran menggunakan perangkat, yang memiliki daya lebih besar. Oleh karena itu, solusi terbaik adalah memiliki pilihan tegangan uji. Elemen kunci lain dalam memilih Earth Test ukur yang tepat adalah arus maksimum inverter. Sonel S.A. menawarkan meteran dengan arus 20 mA atau 200 mA. Dengan mempertimbangkan hal ini, keputusan pembelian harus dibuat secara sadar, dengan mempertimbangkan konsekuensinya di masa mendatang. Selama pengujian pada sistem pentanahan menggunakan metode teknis, penurunan tegangan terbesar terbentuk pada probe arus. Oleh karena itu, pengukuran yang benar (terutama bila dilakukan dengan Earth Test dengan arus ukur yang lebih rendah) memerlukan probe arus dengan resistansi serendah mungkin. Hal ini terutama penting pada tanah dengan resistivitas tinggi. Dengan asumsi bahwa pengujian dilakukan dengan Earth Test arus ukur 20 mA, dengan mempertimbangkan gangguan dan kesulitan di titik pengukuran, situasi dapat terjadi bahwa arus ukur di sirkuit akan terlalu rendah untuk mengukur tegangan pentanahan. Oleh karena itu, untuk kondisi pengukuran yang sulit, kami merekomendasikan Earth Test dengan arus ukur tinggi, yang pada instrumen Sonel berada di atas 200 mA. Cara pertama untuk mengurangi resistansi probe adalah menggantinya dengan yang lebih panjang. Probe ground standar yang ditawarkan dalam satu set bersama instrumen memiliki panjang sekitar 30 cm; tetapi ada versi yang lebih panjang (Gbr. 2). Selain itu – dalam kasus ekstrem – area penggerak probe di tanah dapat dijenuhkan dengan elektrolit (misalnya air dengan garam). Gbr. 2. Probe yang ditancapkan ke tanah dengan panjang 30 cm (standar) dan 80 cm (opsional) Penggunaan Earth Test yang hanya menawarkan metode 3p dan arus 20 mA terbatas pada elektroda bumi tunggal (elektroda bumi vertikal tunggal, konektor kabel) dan sistem pentanahan kecil seperti objek konstruksi kecil, misalnya rumah keluarga tunggal (Gbr. 3). Gbr. 3. Elektroda bumi vertikal tunggal dan sistem earth kecil Sistem yang kompleks memerlukan pemutusan semua terminal kontrol. Hanya dengan demikian, pengukuran akan dilakukan secara terpisah untuk masing-masing elektroda earth. Dalam sistem dengan elektroda dan cincin earth pondasi, pengukuran dilakukan untuk elektroda earth tunggal yang dipilih, sementara elektroda lainnya diperiksa kontinuitasnya. Metode yang dijelaskan diterapkan pada hampir semua meteran untuk sistem earth. Kesalahan paling umum dalam metode 3p: Probe ‘H’ didorong ke dalam tanah terlalu dekat dengan sistem earth yang diuji. Probe tambahan terletak di atas elemen penghantar yang terkubur di dalam tanah. Probe tegangan didorong ke luar area zero potensial. Selama pengujian pada sistem earth yang luas (terutama pada resistivitas tanah yang tinggi), arus uji terlalu rendah. Metode pengukuran teknis 4P Metode 4 kutub (4p) pada dasarnya sama dengan metode 3p, kecuali kabel uji tambahan di sirkuit tegangan (Gbr. 4). Gbr. 4. Metode pengukuran teknis 4p Metode ini menyediakan opsi untuk menghubungkan sirkuit terpisah tempat pengukuran tegangan dilakukan pada sistem earth yang diuji. Hasil aktual dari pengujian tersebut tidak terpengaruh oleh kesalahan yang disebabkan oleh resistansi kabel uji yang digunakan untuk menghubungkan Earth Test dengan sistem yang diuji (kabel uji dengan panjang hingga 2,2 m, yang diterjemahkan menjadi pecahan ohm). Pengukuran yang dilakukan dengan metode ini merupakan solusi yang tepat ketika pembacaan Earth Test lebih rendah dari 1 Ω. Earth Test harus terhubung dengan kuat dengan sistem earth yang diuji. Koneksi yang kuat ini disediakan oleh clamp yang dirancang khusus seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 5. Ketentuan lain yang harus diperhatikan dan potensi kesalahan dari metode pengukuran ini sama seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk metode 3p. Gbr. 5. Cramp Metode 3 kutub dengan Clamp tambahan Pengukuran yang dilakukan dengan metode 3p dengan klem tambahan pada dasarnya dilakukan dengan cara yang sama seperti dengan metode 3p. Perbedaannya adalah arus yang diukur bukanlah arus total dalam sistem earth, tetapi arus di cabang yang dipilih, yang diukur dengan klem (Gbr. 6). Ini adalah solusi yang sangat nyaman, karena tidak perlu memutus system sambungan kontrol untuk mengukur secara selektif single elektroda earth. Prasyarat untuk melakukan pengukuran ini adalah tidak adanya sambungan logam antara sistem earth yang diuji dan bagian sistem lainnya di hilir klem yang terpasang. Jadi tidak mungkin untuk melakukan pengukuran yang tepat di tempat-tempat dengan sistem earth cincin atau