TUGAS AKHIR PENGARUH KETINGGIAN ALAT UKUR ELEKTRODA BOLA- BOLA DI ATAS PERMUKAAN TANAH TERHADAP KESALAHAN PENGUKURAN Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Oleh: OKTAFIANUS ZEBUA NIM : 060402023 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PENGARUH KETINGGIAN ALAT UKUR ELEKTRODA BOLA-BOLA DI ATAS PERMUKAAN TANAH TERHADAP KESALAHAN PENGUKURAN Oleh Oktafianus Zebua NIM : 060402023 Disetujui oleh: Dosen Pembimbing, Ir. Bonggas L. Tobing NIP : 194708171975031002 Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU, Ir. S. Tarmizi Kasim, M,sc NIP : 195405311986011002 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus atas kasih dan penyertaan- Nya yang begitu besar dalam kehidupan penulis termasuk dalam menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul : PENGARUH KETINGGIAN ALAT UKUR ELEKTRODA BOLA-BOLA DI ATAS PERMUKAAN TANAH TERHADAP KESALAHAN PENGUKURAN Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang sangat besar bantuannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dan sebagai Dosen wali penulis selama di kampus. 2. Bapak Ir. S. Tarmizi Kasim, M,Si sebagai Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 3. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik.
4. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU. 5. Kedua orang tua saya yaitu Sarot ὂdὂ Zebua dan Rosmafiti Marunduri. Kakak penulis Elfi dan adik penulis Marliani dan Berkat yang memberi dukungan, semangat dan doanya kepada penulis dengan segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai besarnya. 6. Teman baik saya Folda atas segala dukungan maupun bantuannya dan Bonar. 7. Teman-teman stambuk 2006 yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu, atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan. 8. Adik-adik stambuk 2009 (Ade, Alfin dll.) dan 2010 (Ando dan Doni) atas dukungan doanya. 9. Asisten laboratorium tegangan tinggi yang membantu penulis dalam pengambilan data di laboratorium yaitu Rumondang. 10. Teman- teman seperjuangan dan satu kos dari Jl. Tarigan No. 2b (Mindo dll). Penulis meyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Mei 2011 Penulis Oktafianus Zebua
ABSTRAK Salah satu alat ukur untuk mengukur tegangan tinggi adalah elektroda bola-bola. Alat ukur ini mudah didapat karena harganya murah. Tembus listrik pada sela elektroda bola-bola yang disusun secara vertikal dipengaruhi oleh ketinggian elektroda bola-bola di atas permukaan tanah. Dalam Tugas Akhir ini akan dilihat kesalahan pengukuran sebagai fungsi jarak elektroda bola-bola di atas permukaan tanah. Informasi tentang kesalahan ini dapat menjadi acuan dalam menentukan ketinggian elektroda bola-bola di atas permukaan tanah.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...i ABSTRAK...ii DAFTAR ISI...iv DAFTAR GAMBAR...vi DAFTAR TABEL...vii BAB I PENDAHULUAN...1 I.1Latar Belakang...1 I.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian...2 I.3 Batasan Masalah...2 I.4 Metodologi Penelitian...3 I.5 Sistematika Penulisan...4 BAB II PENGUKURAN TEGANGAN PUNCAK DENGAN MENGGUNAKAN PERCIKAN SELA...6 II.1 Pendahuluan...6 II.2 Sela elektroda bola-bola...7 II.3 Elektroda bola...9 II.4 Tegangan peluahan muatan...10 II.5 Petunjuk penggunaan sela elektroda bola-bola...12
BAB III PENGARUH OBJEK SEKITAR TERHADAP HASIL UKUR ELEKTRODA BOLA-BOLA...15 III.1 Pendahuluan...15 III.2 Medan listrik...16 III.3 Kerapatan fluks listrik...19 III.4 Distribusi medan listrik di antara elektroda bola-bola...22 III.5 Kuat medan listrik di antara elektroda bola-bola...23 III.6 Pengaruh objek sekitar terhadap tembus listrik elektroda bola-bola...25 III.7 Pengaruh tanah terhadap tegangan tembus elektroda bola-bola... 28 BAB IV PENGARUH KETINGGIAN ALAT UKUR EBB DI ATAS PERMUKAANTANAH TERHADAP KESALAHANPENGUKURAN...30 IV.1 Pendahuluan...30 IV.2 Pengukuran kesalahan ukur...32 IV.3 Pengolahan data...35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...42 V.1 Kesimpulan...42 V.2 Saran...42 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR 2.1. Susunan elektroda bola-bola...6 3.1. Muatan titik Q 1...14 3.2. Muatan titik Q 1 dan Q 2...14 3.3. Garis gaya...16 3.4. Garis medan di sekitar muatan titik...16 3.5. Garis-garis medan di sekitar muatan-muatan berbeda polaritas..16 3.6 Garis-garis medan di sekitar muatan-muatan sama polaritas...17 3.7 Fluks listrik di antara bola sepusat konsentris yang bermuatan...18 3.8 Distribusi medan listrik di antara elektroda bola-bola.....20 3.9 Garis fluks listrik di antar elektroda bola-bola....21 3.10 Fluks listrik di antara bola-plat-bola....23 3.11 Fluks listrik yang menuju ke tanah....25 3.12 Rapat fluks listrik dekat elektroda bola tegangan rendah...25 4.1 Ketinggian alat ukur EBB di atas permukaan tanah...28 4.2 Rangkaian pengukuran kesalahan alat ukur EBB...30 4.3 Kurva hubungan jarak ketinggian alat ukur EBB dengan kesalahan ukur...37
DAFTAR TABEL 2.1 Jarak ruang sekitar elektroda bola...7 2.2 Tegangan puncak lewat denyar ac, tegangan impuls negative ( 50% untuk pengujian impuls), tegangan switching negative dan tegangan dc, dengan satuelektrodaditanahkan 9 4.1 Kesalahan pengukuran menggunakan EBB berdiameter 5 cm pada ketinggian tertentu...32 4.2 Kesalahan pengukuran menggunakan EBB berdiameter 10 cm pada ketinggian tertentu...34 4.3 Hubungan jarak ketinggian EBB terhadap kesalahan pengukuran...36 4.4 Tegangan tembus pada ketinggian tertentu alat ukur EBB...( Lampiran)