-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
BAB I. TEKNIK PENERANGAN
I.1 DEFINISI DAN PERHITUNGAN TEKNIK PENERANGAN
PROSES MELIHAT
Agar dapat melihat, harus ada cahaya, objek, penerima ( mata)
dan pemroses (otak). Sinar cahaya dipantulkan atau diteruskan dari
suatu objek yang mempunyai ke-terangan yang dapat kita lihat,
menstimulasi electro-chemical penerima dalam mata, mengirimkan
sinyal ke otak dimana mengakibatkan suatu sensasi penglihatan. Otak
dan mata bekerja sama mengubah enersi radiasi menjadi suatu sensasi
penglihatan.
CAHAYA
Cahaya adalah radiasi enersi elektromagnetik yang dipancarkan
dalam bagian spektrum yang dapat dilihat . Cahaya tampak merupakan
hasil kombinasi panjang panjang gelombang yang berbeda dari enersi
yang dapat terlihat., mata bereaksi melihat pada panjang-panjang
gelombang enersi elektomagnetik dalam daerah antara radiasi ultra
violet dan infra merah. Mata manusia paling peka melihat warna
kuning-hijau.
Kecepatan rambat ( v) gelombang elektromagnetik diruang bebas
sama dengan 3x 10 5 km per detik. Kalau frekwensinya sama dengan f
dan panjang gelombangnya (lambda), maka berlaku :
1
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
fv
=
Panjang gelombang dinyatakan dalam satuan nano meter ( 10 9
meter ).atau dalam satuan mikron ( 10 6 meter ) atau mili mikron (
10 9 meter ).
IESNA (Illuminating Engineering Society of North America )
mendefinisikan radiasi daya yang dipancarkan oleh suatu sumber
cahaya mempunyai cahaya tampak dengan pamjang gelombang antara 360
770 nano- meter .Spektrum Warna:380 420 nano meter : ungu /
violet420 495 nano meter : biru495 566 nano meter : hijau566 589
nano meter : kuning589 627 nano meter : jingga627 780 nano meter :
merah
Selain memiliki warna tertentu, setiap panjang gelombang juga
memberi kesan intensitas tertentu. Mata manusia paling peka akan
cahaya dengan panjang gelombang 555 nano meter, yaitu cahaya
berwarna kuning-hijau. Warna-warna lainnya tampak kurang terang,
seperti dapat dilihat dari grafik kepekaan mata
Grafik kepekaan mata
Kalau, intensitas suatu energi radiasi tertentu dengan panjang
gelombang 555 nano meter, dinilai 100 ( faktor kepekaan mata = 1),
maka energi radiasi yang sama tetapi dengan panjang gelombang 600
nano meter, akan memberi kesan intensitas 63. Jadi faktor kepekaan
mata untuk 600 nano meter sama dengan 0,63.
Karena kepekaan mata orang tidak sama, maka ditentukan suatu
ukuran standar:
Jika suatu sumber cahaya memancarkan energi 1 W dengan panjang
gelombang 555 nano meter, maka sumber cahaya itu dinilai sama
dengan satu watt cahaya.Energi 1 W dengan panjang gelombang 600
nano meter akan memberikan 0,63 watt cahaya.
Jumlah watt yang dipancarkan lampu sebagai energi tampak tidak
sama dengan jumlah watt cahaya yang dinilai oleh mata.
Watt cahaya = jumlah watt energi x faktor kepekaan mata.
2
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Jumlah keseluruhan watt cahaya, yaitu flux cahaya, adalah jumlah
semua hasil kali itu. Dalam gambar flux cahaya ini dinyatakan oleh
luas bidang dibawah grafik cahaya panjang gelombang.
Dalam praktek flux cahaya dinyatakan dalam satuan lumen,
disingkat dengan lm.Satu watt cahaya kira kira sama dengan 683
lumen. Angka perbandingan 683 ini dinamakan ekivalen pancaran
fotometris.
Sebuah lampu 100 watt hanya memancarkan kira-kira 8 W saja
sebagai cahaya tampak. Sisanya hilang sebagai panas, karena
konduksi dan radiasi. Dari 8 W ini, setelah dikalikan dengan faktor
kepekaan mata, hanya sisa kira-kira 2,25 watt cahaya. Jadi flux
cahaya lampu 100 W tersebut sama dengan 2,25 x 683 = 1538
lumen.
Jumlah lumen per watt ( Wlm
) disebut flux cahaya spesifik atau disebut
juga sebagai efficacy. Jadi flux cahaya spesifik ( efficacy )
lampu diatas hanya 15,38 lm / w.
Ke TERANG AN ( BRIGHTNESS )Untuk melihat, haruslah ada cahaya,
obyek, penerima (mata) dan penterjemah ( decoder ( mata manusia
).
Kita tidak melihat iluminansi ( lux atau footcandles), kita
melihat brightness yang dihasilkan dari cahaya yang diteruskan atau
dipantulkan oleh suatu permukaan obyek.
Brightness disebut sebagai Luminansi dan diukur dalam Candelas
per squaremeter (cd/sq.m.). Selalu ada interaksi pengurangan antara
suatu permukaan obyek dan cahaya yang tiba pada permukaan itu,
sejumlah cahaya hilang karena penyerapan (absorpsi)
.
3
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Dibedakan antara Luminansi yang kita ukur, dan brightness yang
kita rasakan / lihat. Brightness adalah subjektif dan tergantung
pada kondisi pandangan sekitar obyek tersebut.
Luminansi adalah jumlah cahaya yang dipantulkan atau diteruskan
oleh suatu obyek. Permukaan yang lebih gelap akan memantulkan
cahaya lebih sedikit dari pada permukaan yang lebih terang. Karena
itu dibutuhkan iluminansi yang lebih besar pada permukaan yang
lebih gelap untuk menghasilkan Luminansi yang sama dengan permukaan
yang lebih terang.
SAIL = cd/m 2
L = luminansi dalam satuan cd/m 2I = Intensitas cahaya dalam
satuan cdA S = Luas semu permukaan dalam satuan m 2 PENGUKURAN
CAHAYA
Output cahaya (disebut juga sebagai flux cahaya ) suatu sumber
cahaya diukur dalam LUMEN (Lm ).
Intensitas Cahaya ialah flux cahaya per satuan sudut ruang yang
dipancarkan ke suatu arah tertentu diukur dalam
CANDELA (cd ) . I =
cd
1 candela = 1 lumen per steradian
Ketika cahaya mengenai suatu permukaan, disebut sebagai
iluminansi (Intensitas penerangan ) dan diukur dalam Footcandles
(fc), atau dalam Lux.Satu footcandle merupakan iluminansi pada
suatu permukaan dgn luas
4
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
permukaan 1 foot 2 berjarak satu foot dari sumber cahaya dengan
intensitas cahaya 1 candle.
Intensitas penerangan E : 2footlumenfc =
Satu Lux merupakan iluminansi pada suatu permukaan dgn luas
permukaan 1 m 2 berjarak satu m dari sumber cahaya dengan
intensitas cahaya 1 candle.
Intensitas penerangan E : 2mlumenlux =
luxAErata
=2
1 footcandle = 10,76 lux 1 lux = 0,0929 footcandles
Rumus kuadrat Intensitas Penerangan: Intensitas penerangan
disuatu titik karena sumber cahaya dengan intensitas I, berkurang
dengan kuadrat dari jarak antara sumber cahaya dan bidang itu.
2rIEP = lux
Steradian
Misalkan panjang busur suatu lingkaran sama dengan jari-jarinya.
Kalau kedua ujung busur itu dihubungkan dengan titik tengah
lingkaran, maka sudut antara dua jari-jari ini disebut satu radian,
disingkat rad.
Karena keliling lingkaran sama dengan 2pi x jari-jarinya,
maka
1 radian = pi2
3600 = 57,3 0
Misalkan dari permukaan sebuah bola dengan jari-jari r
ditentukan suatu bidang dengan luas r 2 . Kalau ujung suatu
jari-jari kemudian menjalani tepi bidang itu, maka sudut
5
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
ruang yang dipotong dari bola oleh jari-jari ini, disebut satu
steradian.
Karena luas permukaan bola sama dengan 4 pi r 2 ,maka disekitar
titik tengah bola dapat diletakkan 4pi sudut ruang yang
masing-masing sama dengan satu steradian.
Jumlah steradian suatu sudut ruang dinyatakan dengan lambang (
omega )
6
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Diagram dan grafik
Untuk menghitung proyek proyek penerangan digunakan beberapa
diagram dan grafik sumber cahaya. Karakteristik-karakteristik lampu
dan armatur ini dapat dijumpai dalam buku-buku catalog.
Diagram Polar Intensitas Cahaya
Gambar dibawah ini memperlihatkan diagram polar intensitas
cahaya sebuah armatur lampu.. Intensitas cahaya lampu pijar
memiliki simetri ruang terhadap garis vertikal melalui pusat lampu.
Karena itu pembagian intensitas cahayanya diberikan dalam satu
bidang rata melalui sumbu simetri. Diagramnya tidak perlu digambar
seluruhnya. Cukup separuhnya saja.
Diagram polar intensitas cahaya ( 1000 lm ) dan armatur
Pengukurannya dilakukan pada jarak yang relatif jauh. Karena itu
sumber cahayanya dapat dianggap sebagai suatu sumber cahaya
berbentuk titik.
Dalam gambar diatas, panjang jari-jari dari O kesuatu titik dari
grafik, menyatakan intensitas cahayanya kearah itu dalam satuan
candela. Umumnya diagram
7
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
diagram ini diberikan untuk lampu yang memberi 1000 lumen.
Intensitas cahaya sebuah lampu sebanding dengan flux cahayanya.
Karena itu, untuk lampu dengan flux cahaya lain, nilai-nilai yang
diberikan dalam diagram masih harus dikalikan dengan jumlah ribuan
lumen lampu tersebut.
Jika misalnya armatur gambar diatas diberi lampu 1500 luman,
maka pada sudut 30 0 intensitas cahayanya akan sama dengan:
1,5 x 194 = 291 cd
Grafik Intensitas Penerangan
Diagram polar intensitas cahaya digunakan untuk menghitung
intensitas penerangan di suatu titik menurut rumus:
luxrIEP 2=
Kalau misalnya intensitas cahaya suatu sumber cahaya L kearah
titk P sama dengan I = 400 cd, dan jarak antara L dan P sama dengan
r = 2, maka intensitas penerangan di titik P akan sama dengan:
1002400
22 === rIEP lux
Dalam gambar diatas, intensitas penerangan 1E dibidang 1a - 1b
tegak lurus pada arah I, menurut hokum kuadrat akan sama dengan
8
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
21
rIE = lux
Intensitas penerangan E dibidang horizontal a b, ialah proyeksi
dari 1E pada garis tegak lurus pada bidang a b dititik P. Jadi,
cos1EE =
di-mana
= sudut antara sinar cahaya dan garis tegak lurus pada bidang a
b dititik P.
Rumus ini dikenal sebagai hokum cosinus.
Dari dua rumus diatas didapat
E = cos1
2r lux
Kalau letak titik cahaya diatas bidang horizontal sama dengan h,
didapat
Cos = rh
atau hr
cos1=
Substitusi dalam rumus E, menghasilkan:
E = 32 coshI
lux
Jadi kalau tinggi h diketahui, intensitas penerangannya dapat
juga dihitung dengan rumus ini.
Grafik intensitas penerangan suatu sumber cahaya dapat dihitung
dari diagram polar intensitas cahayanya. Grafik tersebut
menggambarkan intensitas penerangan di suatu bidang datar,
dinyatakan dalam satuan lux.
Gambar berikut memperlihatkan cara memperoleh grafik intensitas
penerangan sebuah lampu jalan yang digantung. dari diagram polar
intensitas cahayanya.
9
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
10
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Hitungannya diberikan dalam tabel dibawah ini:
Jarak
(m)
2r I
(cd)
E 21
rI
=
(lx)
E = cos1E
(lx)
0 49 800 16,3 16,31 50 750 15,0 14,82 53 700 13,2 12,73 58 600
10,3 9,54 65 500 7,7 6,75 74 420 5,7 4,66 85 350 4,1 3,17 98 200
2,0 1,48 113 0 0 0
Sebagai contoh dibawah ini diberikan hitungannya untuk titik q.
Jarak antara q dan titik O dibawah lampu sama dengan 3m.
Untuk jarak r antara lampu dan titik q dapat ditulis
222 37 +=r = 58
Dari diagram polar, intensitas cahayanya dapat dibaca
I = 600 cd
Jadi untuk intensitas penerangan E 1 dibidang tegak lurus pada
arah I dititik q didapat :
3,1058600
21
===
rIE lux
Intensitas penerangan E di bidang horizontal di titik q dapat
dihitung sebagai berikut:
E = E cos1
11
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Dengan cos r7
= = =587
0,9191
Jadi E = 10,3 x 0,9191 = 9,5 lux
Karena intensitas cahayanya memiliki simetri ruang, maka titik
titik dengan intensitas penerangan sama akan berada diatas
lingkaran-lingkaran konsentris dengan pusat di titik O. Lingkaran
yang menghubungkan semua titik dengan nilai lux sama itu, disebut
lingkaran isolux.
Semua hitungan diatas berdasarkan lampu 1000 lumen.
Kalau pada jarak 8 m dari lampu tersebut diatas digantung lampu
lain dengan intensitas cahaya sama seperti lampu pertama, maka akan
didapat situasi seperti dilukis pada gambar dibawah ini. Nilai lux
dari masing-masing lampu di suatu titik dapat dijumlahkan.
12
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Lingkaran lingkaran isolux dari dua lampu jalan
Garis yang menghubungkan semua titik dengan nilai lux sama,
disebut garis isolux. Gambar diatas memperlihatkan lingkaran
lingkaran isolux dari masing-masing lampu, jika ditinjau secara
terpisah. Selain itu juga digambar dua garis isolux, masing masing
garis A untuk 12,7 lux dan garis B untuk 6,7 lux.Grafik-grafik
intensitas penerangan digunakan untuk merencanakan penerangan yang
serata mungkin. Dengan grafik grafik ini dapat ditentukan tinggi
dan jarak antar masing masing titik lampu yang paling tepat.
13
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Untuk menyusun grafik intensitas penerangan dengan cara
menjumlahkan nilai nilai lux dari dua atau lebih banyak titik
lampu, diperlukan banyak latihan. Sering juga digunakan tabel tabel
intensitas penerangan. Tabel berikut ini misalnya, memuat
intensitas penerangan sebuah lampu comptalux 100 W. Kalau lampunya
digantung pada ketinggian 5 m, maka dititik yang letaknya 2 m dari
garis tegak lurus melalui pusat lampu, intensitas penerangannya
akan sama dengan 13 lux.
Dalam praktek untuk meneliti apakah pembagian intensitas
penerangannya rata atau tidak, digunakan luxmeter. Pembagian yang
kurang rata kadang kadang dapat diperbaiki dengan mengatur
ketinggian lampu-lampunya.
Kesalahan ukur sebuah luxmeter dapat mencapai 10 % bahkan lebih.
Karena itu, untuk memperoleh hasil yang dapat dipercaya, alat ukur
ini harus ditera secara teratur.
Sebuah luxmeter tidak dapat dipergunakan untuk mengukur cahaya
berwarna.TABEL INTENSITAS PENERANGAN LAMPU COMPTALUX 100 W
TI
NG
GI
( M
ETER
) 1,5 4442 250 592,5 160 533 111 463,5 82 41 164 62 36 154,5 49
32 145 40 28 136 28 22 12 77 20 17 10 6 48 16 14 9 6 49 12 11 8 5
410 10 9 7 5 3 2
Jarak(m) 0 1 2 3 4 5
I.2 SISTEM PENERANGAN DAN ARMATURPenyebaran cahaya dari suatu
sumber cahaya tergantung pada konstruksi sumber cahaya itu sendiri
dan pada konstruksi armatur yang digunakan.
ARMATUR ( LUMINAIR )Definisi berdasarkan IESNA:
Suatu unit penerangan lengkap terdiri dari suatu lampu atau
lampu lampu dan suatu ballast ( kalau ada) , bersama sama dengan
peralatan peralatan lain yang dirancang untuk: mendistribusikan
cahaya lampu / lampu lampu tersebut ke arah yang diinginkan
pengamanan lampu / lampu lampu tersebut, dan menghubungkan lampu /
lampu lampu tersebut ke sumber listrik
Peralatan peralatan lain tersebut dinamakan sebagai ARMATUR yang
bersama sama dengan lampu / lampu lampu disebut sebagai LUMINAIR /
LIGHT FIXTURE.
14
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Dengan
demikian ARMATUR adalah peralatan penerangan yang terdiri dari
rumah- lampu, soket / fitting 2 dan pengawatan kelistrikannya (
termasuk ballast untuk lampu fluorescent .dan sumber listrik lampu
lampu gas /HID High Intensity Discharge Lamps serta transformator
transformator untuk sumber tenaga listrik lampu pijar tegangan
rendah) , dilengkapi juga satu atau lebih komponen komponen berikut
ini:reflektor, lensa, diffuser, louver, gasket, engsel, decorative
trim dan atau perlatan pemasangannya . Keseluruhannya dimaksudkan
untuk pengamanan, peningkatan efisiensi, penampilan, atau
pemeliharaan, mengatur pencahayaan dan atau mengatur distribusi
cahaya.
SYARAT SYARAT ARMATUR: Tidak menyilaukan mata Bayang bayang
harus ada, tapi tidak boleh terlalu tajam agar benda terlihat
wajar. Cukup sirkulasi udara
Konstruksi Armatur antara lain ditentukan oleh:a) Cara
pemasangannya pada dinding atau langit langitb) Cara pemasangan
fiting atau fiting fiting didalam armaturc) Perlindungan sumber
cahayanyad) Penyesuaian bentuknya dengan lingkungane) Penyebaran
cahayanya.
ARMATUR yang terutama digunakan sebagai HIASAN disebut
ORNAMEN
Armatur dibagi menurut beberapa cara:1. SIFAT PENERANGANNYA:
Penerangan langsung, sebagian besar langsung,
difus, sebagian besar tidak langsung, tidak langsung.2.
KONSTRUKSINYA: Armatur biasa, Kedap tetesan air, Kedap air, Kedap
letupan
debu, Kedap letusan gas.3. PENGGUNAANNYA: Untuk penerangan
dalam, Penerangan luar, Penerangan
industri, Penerangan dekorasi, Ditanam di-dinding, ditanam di-
langit 2 , Tidak ditanam.
4. BERDASARKAN BENTUKNYA: Armatur Balon, Pinggan, Rok, Gelang,
Armatur Pancaran Lebar & Pancaran Terbatas, Armatur Kandil,
Palung; Armatur armatur lain untuk lampu jenis tabung.
5. CARA PEMASANGAN: Armatur Langit 2 , Dinding, Gantung,
Berdiri, Armatur Gantung Memakai Pipa, Armatur Gantung Memakai
Kabel.
ABSORPSI, REFLEKSI DAN TRANSMISI
ABSORPSI, sebagian dari cahaya yang mengenai suatu permukaan
akan diserap oleh permukaan itu. Bagian yang diserap ini
menimbulkan panas pada permukaa tersebut.Permukaan yang gelap dan
buram menyerap banyak cahaya. Bagian flux cahaya yang diserap oleh
suatu permukaan ditentukan oleh faktor absorpsi ( a) permukaan
itu:
FLUX CAHAYA YANG DISERAPa =.
-----------------------------------------------------------------
FLUX CAHAYA YANG MENGENAI PERMUKAANREFLEKSI; ( pantulan)
15
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________a)
Refleksi Cermin atau Refleksi Teratur.
Sudut masuk sama dengan sudut keluar. Terjadi pada cermin atau
pada permukaan logam yang dipoles.
b) Refleksi Baur atau Refleksi DifusSinar sinarnya dipantulkan
ke semua jurusan ( pembiasan). Terjadi pada suatu permukaan kasar,.
Misalnya pada langit langit yang dikapur.
c) Refleksi Campurand) Refleksi TerpencarFaktor refleksi r suatu
permukaan:
FLUX CAHAYA YANG DIPANTULKANr =
-------------------------------------------------------------------------
FLUX CAHAYA YANG MENGENAI PERMUKAAN
TRANSMISI; sebagian besar cahaya menembus bahan bahan tembus
cahaya seperti berbagai jenis kaca, seluloida dan sebagainyaBagian
flux cahaya yang dapat menembus ditentukan oleh faktor transmisi
t
FLUX CAHAYA YANG DAPAT MENEMBUSt =
-------------------------------------------------------------------------
FLUX CAHAYA YANG MENGENAI PERMUKAAN
Untuk suatu permukaan berlaku:
a + r + t = 1
I.3 CARA MENGHITUNG PENERANGAN DALAM
Pilihan mengenai sistem penerangan yang dipilih, dipengaruhi
oleh antara lain:a) Intensitas penerangannya dibidang kerjab)
Intensitas penerangan umumnya dalam ruanganc) Biaya Instalasinyad)
Biaya pemakaian energinyae) Biaya pemeliharaan instalasinya, antara
lain biaya untuk penggantian lampu lampu
16
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________SYARAT
SYARAT
1) Tidak melelahkan mata. Perbedaan intensitas penerangan antara
bidang kerja dan sekelilingnya tidak boleh terlalu besar, sehingga
penyesuaian mata tidak melelahkan.
2) Perbandingan intensitas penerangan minimum dan maksimum di
bidang kerja se kurang kurangnya 0,7
3) Perbandingan dengan sekelilingnya harus se kurang kurangnya
0,34) Diperhitungkan usia orang orang yang akan bekerja atau yang
akan menempati
ruangan yang akan diberi penerangan.5) Untuk dapat bekerja sama
nyamannya seorang berusia 60 tahun memerlukan kira kira
15 kali lebih banyak cahaya dari pada yang diperlukan seorang
anak berusia 10 tahun6) Intensitas penerangan ditentukan ditempat
mana pekerjaan akan dilakukan. Bidang
kerja umumnya diambil 80 cm diatas lantai.7) Intensitas
penerangan yang diperlukan ditentukan juga oleh sifat pekerjaan
yang
dilakukan dan panjang waktu kerja..
EFISIENSI PENERANGAN
= o
g
O = Flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya yang
ada dalam ruangan
g = Flux cahaya berguna yang mencapai bidang kerja, langsung
atau tak langsung setelah dipantulkan oleh dinding dan langit
langit.
g = E X A Lumen
O = ExA
A = Luas bidang kerja dalam m 2
E = Intensitas penerangan yang diperlukan dalam bidang
kerja.
17
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
TABEL TABEL PENERANGAN ( 1 S/D 6)TABEL 1
Sifat Pekerjaan Penerangan sangat baik
Penerangan baik
1. Kantor Ruangan gambar Ruangan kantor( untuk pekerjaan kantor
biasa,
pembukuan, mengetik, surat menyurat, membaca menulis, melayani
mesin mesin kantor
Ruangan yang tidak digunakan terus menerus untuk pekerjaan (
ruangan arsip, tangga, gang, ruangan tunggu)
2. Ruangan Sekolah Ruangan kelas Ruangan gambar Ruangan untuk
pelajaran jahit menjahit3. Industri Pekerjaan sangat halus (
pembuatan jam tangan,
instrumen kecil dan halus, mengukir) Pekerjaan halus ( pekerjaan
pemasangan halus,
menyetel mesin bubut otomatis, pekerjaan bubut halus, kempa
halus, poles)
Pekerjaan biasa (pekerjaan bor, bubut kasar, pemasangan
biasa)
Pekerjaan kasar ( memempa dan menggiling)4. Toko Ruangan jual
dan pamer Toko toko besar Toko toko lain Etalase Toko toko besar
Toko toko lain5. Mesjid, gereja, dan sebagainya
6. Rumah tinggal Kamar tamu Penerangan setempat ( bidang kerja)
Penerangan umum, suasana Dapur Penerangan setempat Penerangan umum
Ruangan ruangan lain Kamar tidur, kamar mandi, kamar rias (
setempat) Gang, tangga, gudang, garasi Penerangan setempat u.kerja
ringan (hobby dsb) Penerangan umum
2000 lux
1000 lux
250 lux
500 lux1000 lux1000 lux
5000 lux
2000 lux
1000 lux
500 lux
1000 lux500 lux
2000 lux1000 lux250 lux
1000 lux100 lux
500 lux250 lux
500 lux250 lux500 lux250 lux
1000 lux
500 lux
150 lux
250 lux500 lux500 lux
2500 lux
1000 lux
500 lux
250 lux
500 lux250 lux
1000 lux500 lux125 lux
500 lux50 lux
250 lux125 lux
250 lux125 lux250 lux125 lux
18
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Efisiensi atau rendemen penerangannya ditentukan dari tabel tabel (
lihat tabel 2
s/d 6 ) Setiap tabel hanya berlaku untuk suatu armatur tertentu
dengan jenis lampu tertentu dalam ruangan tertentu pula.
Untuk menentukan efisiensi penerangannya harus diperhitungkan:1.
Efisiensi atau rendemen armaturnya., v2. Faktor refleksi dindingnya
( rW ), Faktor refleksi langit langit ( r P ) dan Faktor
refleksi pengukurannya ( r m ) Indeks ruangannya k
Faktor penyusutan d
EFISIENSI ARMATUR Efisiensi atau rendemen armatur ialah::
Flux cahaya yang dipancarkan oleh armaturv =
-----------------------------------------------------------------------
Flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya Efisiensi ini
dibagi atas bagian Flux cahaya diatas dan dibawah bidang
horisontal; Misalnya dalam tabel 3 masing masing 22% dan 65%.
FAKTOR FAKTOR REFLEKSI
Faktor faktor refleksi r w dan r p masing masing menyatakan
bagian yang dipantulkan dari flux cahaya yang diterima oleh dinding
dan langit langit, dan kemudian mencapai bidang kerja..
Langit langit dan dinding berwarna terang memantulkan 50% - 70%,
dan yang berwarna gelap 10% - 20%.
Dalam tabel 2 s/d 6 efisiensi penerangannya diberikan untuk tiga
nilai r p yang berbeda. Pada setiap nilai r p terdapat tiga nilai r
w .
Untuk faktor refleksi dinding r w ini dipilih suatu nilai rata
rata, sebab pengaruh gorden dan sebagainya sangat besar.
Faktor refleksi semu bidang pengukuran atau bidang kerja r m
ditentukan oleh refleksi lantai dan refleksi bagian dinding antara
bidang kerja dan lantai. Umumnya untuk r m ini diambil nilai
0,1
19
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________INDEKS
RUANGAN ATAU INDEKS BENTUK Indeks ruangan atau indeks bentuk k
menyatakan perbandingan antara ukuran ukuran
utama suatu ruangan berbentuk empat persegi panjang:
k = )(.
lphlp+
, dimana
p = panjang ruangan dalam meterl = lebar ruangan dalam meterh =
tinggi sumber cahaya diatas bidang kerja dalam meter.
Kalau nilai k yang diperoleh tidak terdapat dalam tabel,
efisiensi penerangannya dapat ditentukan dengan interpolasi.Kalau
misalnya k = 4,5 ; maka untuk diambil nilai tengah antara nilai
nilai k = 4 dan k = 5. Untuk k yang melebihi 5, diambil untuk k=
5.
FAKTOR PENYUSUTAN ATAU DEPRESIASI
Faktor penyusutan atau faktor depresiasi d, ialah:
E dalam keadaan dipakaid =
------------------------------------
E dalam keadaan baru
Intensitas penerangan E dalam keadaan dipakai ialah intensitas
penerangan rata rata suatu instalasi dengan lampu lampu dan armatur
armatur, yang daya gunanya telah berkurang karena kotor, sudah lama
dipakai atau karena sebab lain.
Efisiensi penerangan yang diberikan dalam tabel tabel 2 s/d 6
berlaku untuk suatu instalasi dalam keadaan baru.Kalau faktor
depresiasinya 0,8; suatu instalasi yang dalam keadaan baru memberi
250 Lux akan memberi hanya 200 Lux saja dalam keadaan sudah
dipakai.
Jadi untuk memperoleh efisiensi penerangannya dalam keadaan
dipakai, nilai rendemen yang didapat dari tabel mqasih harus
dikalikan dengan faktor depresiasinya.
Faktor depresiasi ini dibagi atas tiga golongan utama, yaitu
untuk1. pengotoran ringan2. pengotoran biasa, dan3. pengotoran
berat
Masing masing golongan utama ini dibagi lagi atas tiga kelompok,
tergantung pada masa pemeliharaan lampu lampu dan armatur
armaturnya, yaitu setelah 1, 2 atau 3 tahun.
20
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
21
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
22
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
23
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
II. SUMBER CAHAYASumber cahaya terbagi atas dua bagian besar1.
PEMANCAR SUHU
Lampu Pijar Lampu Pijar dengan halogen ( gas jodium)
2. LAMPU TABUNG GAS Lampu Natrium Lampu Air Raksa Tekanan Tinggi
Lampu Air Raksa Tekanan Amat Tinggi Dengan Reflektor Lampu Air
Raksa Dengan Cahaya Campuran Lampu Tabung Fluoresen
II.1 PEMANCAR SUHU
LAMPU PIJAR
Cahaya lampu pijar dibangkitkan dengan mengalirkan arus listrik
dalam suatu kawat halus. Dalam kawat ini, energi listrik diubah
menjadi panas dan cahaya.Kalau suhu ditingkatkan, panjang gelombang
akan bergeser. Maksimum grafik energi akan bergeser ke arah
gelombang yang lebih pendek, kearah warna ungu.Agar sebuah lampu
pijar dapat memancarkan sebanyak mungkin cahaya tampak, suhu kawat
pijar harus ditingkatkan setinggi mungkin, tapi tidak bisa melebihi
titik lebur bahan kawat pijar. Umumnya digunakan kawat pijar dari
wolfram. Titik lebur wolfram 3655 0 KKalau suhu kawat pijar wolfram
ditingkatkan sampai kira kira 3300 0 K, akan diperoleh lampu dengan
flux cahaya spesifik yang sangat tinggi ( 50 lumen / watt). Tetapi
pada suhu ini kawat pijar akan terlalu cepat menguap, sehingga umur
lampu menjadi pendek. Rata rata umur lampu pijar 1000 jam nyala.
Umumnya lampu pijar yang digunakan sudah diganti setelah 700-800
jam nyala, tanpa menunggu putusnya lampu. Cahaya yang dipancarkan
lampu pijar memiliki spektrum kontinyu Lampu lampu pijar kebanyakan
dilengkapi dengan sepotong kawat monel yang dipasang seri dengan
kawat kawat kawat penghubungnya dan berfungsi sebagai pengaman
lebur.
24
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 2.1 Lampu benang arang
Gb 2.2 Lampu vakum kawat wolfram
LAMPU LAMPU HALOGEN
Lampu Halogen dikenal juga sebagai lampu yodium. Lampu lampu ini
di isi gas dengan campuran sedikit yodium 0,1 mg/cm 2 . Dengan
adanya yodium, dalam lampu terjadi reaksi kimia yang mengembalikan
wolfram yang telah menguap ke kawat pijar lampu.
25
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Suhu
dinding bola lampu relatif rendah. Pada dinding lampu ini terjadi
reaksi antara wolfram yang telah menguap dengan yodium:
W + 2J WJ2Wolframiodida ini mudah menguap, sehingga dapat
mencapai kawat pijar lampu. Suhu kawat pijar ini tinggi, sehingga
wolframiodida yang mengenai kawat pijar akan diuraikan kembali:
WJ2 W + 2 JLampu pijar yodium ini merupakan sebuah lampu yang
kecil dengan bola yang sangat panas. Suhu dinding bola harus kira
kira 600 0 C; supaya reaksinya dapat berlangsung dengan baik.
Karena itu bola lampu ini dibuat dari kwarsa.Lampu yodium memiliki
flux cahaya spesifik 20 lumen / watt untuk lampu dengan umur 2000
jam nyala. Dan 25 lumen / watt untuk lampu dengan umur 200 jam
nyala.Diameter lampu yodium kira kira 10 mm, dan panjangnya kira
kira 200 mm.Gambar 2.3 memperlihatkan armatur untuk lampu yodium,
digunakan antara lain untuk penerangan lapangan olahraga, lampu
sorot penerangan dinding luar bangunan dan untuk penerangan
landasan lapangan udara.
Gb 2.3 Armatur lampu sorot untuk lampu yodium 1000 W
II.2 LAMPU LAMPU TABUNG GASTerdiri dari tabung berbagai bentuk
yang di isi dengan gas dan uap logam. Gas
yang digunakan adalah gas mulia ( Neon dan Argon). Gas mulia ini
mempunyai sifat tidak melakukan reaksi kimia dengan unsur unsur
lain. Fungsi gas dalam tabung antara lain untuk membantu menyalakan
lampu.Logam logam yang digunakan ialah Natrium dan Air Raksa. Dalam
keadaan dingin, logam berada dalam bentuk titik titik logam atau
dalam bentuk padat. Pada masing masing ujung tabung terdapat sebuah
elektroda ( gb 2.4)Cara Kerja:.
Elektroda elektroda tabung dihubungkan dengan tegangan listrik
yang cukup tinggi ( tegangan penyala). Elektron elektron bebas yang
terdapat dalam tabung akan bergerak dari elektroda yang satu ke
elektroda yang lainnya. Akibat gerakan elektron elektron bebas ini,
terjadi benturan benturan dengan elektron gas yang terikat. Kalau
benturan ini cukup keras, elektron elektron yang terikat dapat
terlempar keluar orbitnya, lepas dari ikatan inti atom. Atom atom
yang kehilangan elektron dapat menangkap
26
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________kembali
elektronnya atau elektron bebas lain. Kalau sebuah elektron
memasuki orbit kosong itu ( tertangkap oleh atom yang kehilangan
elektron), maka kelebihan energinya akan menjadi bebas dan
dipancarkan sebagai sinar elektromagnetik.Atom yang kehilangan
elektron dan tidak dapat menangkap kembali elektron akan mendapat
muatan positip dan dinamakan ion. Proses pembentukkan ion ini
disebut ionisasi.Setelah lampunya dinyalakan, suhu gas dalam tabung
akan meningkat. Karena itu setelah beberapa waktu, logam yang ada
dalam tabung akan menguap dan ikut serta dalam proses pembangkitan
cahaya.Kalau pembangkitan cahayanya disebabkan oleh uap logam,
umumnya uap natrium atau uap air raksa, prosesnya disebut elektro
luminesensi. Sinar elektromagnetik yang dipancarkan ialah cahaya
tampak. Lampu lampu dengan elektro luminesensi ialah lampu natrium
dan lampu air raksa tekanan tinggi.Lampu air raksa dengan tekanan
sangat rendah memancarkan terutama sinar ultra ungu. Kalau bagian
dalam tabung demikian diberi serbuk fluoresen, sinar ultra ungu itu
akan di ubah menjadi cahaya tampak oleh serbuk itu. Sinar ultra
ungu akan menyebabkan elektron elektron dalam serbuk fluoresen itu
terlempar keluar atomnya, sehingga atom atom ini memiliki orbit
yang lowong. Kalau kemudian orbit orbit lowong itu di isi kembali
oleh sebuah elektron, maka kelebihan energi elektron akan
dipancarkan sebagai cahaya tampak. Jadi terjadi proses serupa yang
terjadi dalam gas. Proses ini disebut foto luminesensi. Lampu
dengan foto luminesensi misalnya lampu TL.Warna warna yang terdapat
dalam spektrum lampu tabung gas tidak sama kuat. Kalau hanya ada
satu warna dinamakan spektrum garis. Jika ada beberapa warna
disebut spektrum pita.
Gb 2.4 lampu tabung gas
LAMPU NATRIUMLampu ini terdiri dari tabung berbentuk U dengan
dua elektroda ( gb 2.5). Masing
masing elektroda dilengkapi dengan sebuah emitter. Tabung di-isi
dengan sedikit Natrium cair dan suatu gas bantu.Tabung berbentuk U
ditempatkan dalam sebuah tabung pelindung dari kaca. Tabung tabung
itu kemudian ditempatkan dalam sebuah balon luar. Ruang antara
tabung pelindung dan balon luar ini hampa udara, sehingga merupakan
isolasi panas yang baik.Lampu ini mempunyai kaki bayonet.Karena
dalam tabung selalu ada sedikit Natrium cair, maka tekanan dalam
tabung sama dengan tekanan uap jenuh natrium pada suhu kerja lampu
( 270 0 C ) yaitu 4 X 10 3 mm Hg. Gas bantu yang digunakan terutama
terdiri dari neon. Karena itu, pada waktu lampunya baru dinyalakan,
cahayanya mula mula berwarna merah. Setelah beberapa menit, sesudah
dicapai suhu kerja sebenarnya, baru dipancarkan warna cahaya yang
sebenarnya.
27
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Disamping
jenis yang diuraikan diatas, ada juga lampu natrium dengan tekanan
uap lebih tinggi ( 1/3 atm). Suhu kerjanya 780 0 C. Pada suhu ini
kaca akan termakan oleh natrium. Karena itu untuk tabung lampu
jenis ini digunakan allumunium oksida yang telah dipanaskan hingga
padat. Faktor transmisi 90%, ukuran lampu lebih kecil.
Gb2.5 Lampu Natrium
TransformatorFungsi transformator: Menigkatkan tegangan jaringan
yang umumnya 220V hingga mencapai tegangan
penyala yang dibutuhkan. Membatasi arus lampu
Tegangan Penyala yang dibutuhkan tergantung pada daya
lampunya:
Daya Lampu Tegangan Penyala Sesudah MenyalaTegangan Arus
lampu
45 W 340 volt 80 volt 0,6 A200 W 600 volt 260 volt 0,9 A
Sebagai transformator digunakan transformator bocor ( gb 2.6).
Pada besi teras transformator terdapat celah udara, yaitu dititik
awal perpanjangan kumparan sekunder. Gb 2.7 memperlihatkan arus
arus yang mengalir setelah lampunya menyala.Arus primer Ip hanya
sedikit lebih besar dari pada arus beban nol transformator.
Gb 2. 6 Autotransformator bocor Gb 2.7
Autotransformator bocor tersebut menyebabkan turunnya cos
rangkaian sampai dengan 0,2. Dengan menggunakan kondensator 20 F,
faktor dayanya dpat ditingkatkan kembali menjadi 0,8 ( gb
2.6)Karena diperlukan transformator, lampu ini hanya dapat
digunakan untuk tegangan bolak balik.Supaya tidak menimbulkan
gangguan radio, dapat digunakan dua kondensator 0,2 F, yang titik
tengahnya dihubungkan ketanah ( gb 2.8). Untuk menyalakan lampu
natrium
28
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________tekanan
tinggi digunakan sebuah penyala elektronik. Arusnya dibatasi dengan
sebuah kumparan hambat ( gb 2.9). Kalau baru dipadamkan dan
kemudian di hidupkan kembali, lampu ini tidak akan segera menyala,
karena tekanan uapnya masih terlampau tinggi. Baru setelah tekanan
uapnya menurun sampai cukup rendah, lampunya dapat menyala. Alat
yang dihubungkan seri didepan lampu harus induktif. Jika bersifat
kapasitip, alat penyalanya tidak akan bekerja. Untuk memperbaiki
faktor dayanya, dapat dipasang sebuah kondensator paralel dengan
jaringan listrik. Untuk mencegah gangguan sinyal audio, jika perlu
dapat ditambahkan sebuah kumparan tapis.
Gb 2.8
Gb 2.9 Hubungan lampu natrium tekanan tinggi
Sifat Sifat Lampu Natrium dan Penggunaannya.Bila lampu natrium
sudah tua, flux cahaya spesifiknya akan sangat menurun, karena itu
sebaiknya diganti setelah 3000 4000 jam nyala.Lampu natrium tekanan
rendah memancarkan cahaya monokrom berwarna kuning jingga.
Luminansinya rendah jadi tidak banyak menimbulkan silau.Cahaya
lampu natrium tekanan tinggi memiliki spektrum kontinyu. Karena itu
reproduksi warnanya baik, terutama dari warna kulit manusia.Daya
tembus cahaya lampu natrium dalam kabut, besar. Penerangan dengan
lampu natrium dapat meningkatkan kecepatan penglihatan, dan
menghasilkan kontras yang sangat besar.
Flux cahaya spesifikJenis lampu Flux Cahaya Spesifik
Lampu natrium tekanan rendah 450 Lumen / wattLampu natrium
tekanan rendah khusus
( Philips)175 Lumen / watt
Lampu natrium tekanan tinggi 100 Lumen / wattKedudukan
nyala.
29
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Pada
waktu menyala, kedudukan lampu natrium tekanan rendah harus selalu
sedemikian rupa, sehingga kaki lampunya tidak lebih rendah daripada
bagian bagian lain lampu. Hal ini disebabkan di kaki lampu tidak
boleh ada titik titik natrium. Kedudukan lampu yang diperbolehkan
pada waktu menyala, tergantung pada daya nya ( gb 2.10.)
SO 200 WGb 2.10 Kedudukan nyala lampu natrium
Untuk lampu natrium tekanan tinggi., tidak ada pembatasan
mengenai kedudukannya pada waktu menyala.Banyak digunakan untuk
penerangan jalan jalan raya dan lapangan lapangan terbuka. Selain
itu juga untuk penerangan di pelabuhan dan industri, dan sebagai
lampu sorot untuk penerangan pesta.Lampu natrium tekanan tinggi
juga digunakan untuk penerangan dalam.Kalau dipasang di tempat
tempat yang bergetar, lampu lampu natrium harus digantung
berpegas.
LAMPU AIR RAKSA TEKANAN AMAT TINGGI
Konstruksi:Memiliki sebuah tabung gas kecil dari kaca kwars ( gb
2.11). Tabung ini memilki dua elektroda utama E 1 dan E 2 , dan
sebuah elektroda bantu e yang dihubungkan dengan elektroda E 2
melalui tahanan r.
30
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Tabung
gas itu di isi dengan Argon sebagai gas bantu dan dengan sedikit
air raksa. Dalam keadaan dingin, air raksa ini berada dalam keadaan
cair.Permukaan dalam dari balon luar lampu diberi lapisan serbuk
floresen. Untuk mendinginkan tabung gas nya, balon luar ini di isi
dengan nitrogen. Lampu ini dihubungkan pada tegangan jaring lewat
sebuah kumparan hambat.Sinar ultra ungu yang juga ikut dipancarkan,
diubah menjadi cahaya merah oleh serbuk fluoresen yang terdapat
pada permukaan dalam balon lampu. Dengan demikian, maka cahaya yang
dipancarkan oleh lampu ini ialah cahaya putih.Phillips memasarkan
jenis lampu ini dengan kode HPL
Daya lampu HPL 50W 80W 125W 250W 400W 700WLumen 1700 3100 5400
11500 20500 36000Teg lampu (V) 95 115 125 135 140 140Arus lampu (A)
0,6 0,8 1,15 2,0 3,2 5,6Kaki lampu Ed Ed/Sw Ed/Sw/gol gol gol
gol
Cara Kerja:Kalau lampu dinyalakan, akan terjadi pelepasan dalam
gas bantu antara elektroda E1 dan elektroda bantu e. Pelepasan ini
kemudian menjalar keseluruh gas bantu dalam tabung, sehingga suhu
meningkat. Tekanan dalam tabung semula rendah, karena meningkatnya
suhu, air raksa yang terdapat dalam tabung akan menguap, dan
tekanan dalam tabung meningkat sampai kira kira 5 atm.Tahanan r
membatasi arus yang mengalir antara E1 dan elektroda bantu e
setelah lampunya dinyalakan. Tabung gas ini memancarkan cahaya
dengan spektrum garis lebar, terdiri dari cahaya cahaya kuning,
hijau, biru dan ungu.Tegangan penyala minimum pada - 15 0 C untuk
semua lampu ialah 200 Volt.Cos rangkaian lampu dapat diperbaiki
dengan sebuah kondensator yang dihubungkan paralel dengan jaringan.
Supaya tidak menimbulkan gangguan radio, paralel dengan lampu dapat
dihubungkan sebuah kondensator 5000 pF ( gb 2.12)Lampu air raksa
ini dapat digunakan dalam tiap kedudukan, tanpa pembatasan.
Digunakan untuk penerangan tempat tempat umum dan untuk penerangan
industri. Karena tidak dipengaruhi suhu rendah, cocok untuk kamar
pendingin
Gb 2.12
LAMPU AIR RAKSA TEKANAN AMAT TINGGI DENGAN REFLEKTOR
Konstruksi:Sama dengan lampu air raksa tekanan amat tinggi
sebelumnya, hanya bagian atas dari balon luarnya diberi reflektor
cermin.
31
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Reflektor
ini dilapisi dengan serbuk fluoresen yang mengubah sinar ultra ungu
menjadi cahaya merah.Karena ia dilengkapi dengan reflektor, cahaya
lampu ini terarah, Gb 2.13 memperlihatkan diagram polar intensitas
cahayanya.
Disebelah bawah bagian dalam balonnya dibuat mengkilap. Phillips
memasarkan lampu ini dengan kode HPLR Cara kerja dan
penyambungannya sama dengan cara kerja dan penyambungan lampu
HPL.
Beberapa data lampu HPLRDaya Lampu HPLR 250W 400W
Flux Cahaya ( Lumen) 9000 16500Tegangan lampu (V) 135 140
Arus lampu (A) 2,0 3,2Kaki lampu Goliath goliath
Kedudukan nyala dan penggunaanTidak ada pembatasan mengenai
kedudukan nyalanya. Karena bagian atas lampu diberi reflektor, flux
cahayanya tidak terpengaruh oleh debu yang jatuh diatas lampu.
Karena itu lampu ini cocok sekali untuk penerangan bangsal bangsal
pabrik dan bengkel yang tinggi dan berdebu
32
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
LAMPU AIR RAKSA DENGAN CAHAYA CAMPURAN
Kostruksi dan cara kerja:Gambar 2.14.memperlihatkan lampu ini.
Phillips memasarkan jenis lampu ini dengan kode MLL. Konstruksi dan
cara kerjanya sama dengan lampu HPL, hanya seri dengan tabung gas
nya terdapat sepotong kawat pijar yang juga berfungsi sebagai
pembatas arus. Flux cahaya dari bagian lampu air raksa dan flux
cahaya bagian lampu pijarnya sama besarnya. Karena itu warna cahaya
lampu ini putih dan terang. Lampu MLL tidak memerlukan kumparan
hambat, dan dapat dihubungkan langsung dengan tegangan jaring
Daya lampu MLL 160W 250W 500WFlux cahaya (lumen) 3000 5000
11000
Teg lampu (min) 200 200 200Arus lampu (A) 0,75 1,15 2,30
Kaki lampu Ed/Sw Ed/gol Gol
.
Gb 2.14 Lampu dengan cahaya campur MLL
Kedudukan nyala dan penggunaanLampu lampu 250W dan 500W dapat
digunakan dalam setiap kedudukan tanpa pembatasan. Lampu 160W hanya
boleh digunakan dalam kedudukan sesuai gambar dibawah. Rendemen
suatu instalasi penerangan dengan lampu pijar dapat ditingkatkan
dengan lampu MLL.
33
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Lampu
ini memiliki kawat pijar yang agak panjang, sehingga bila digunakan
ditempat bergetar harus digantung berpegas.
Kalau digunakan dalam kedudukan yang dihitamkan, ada kemungkinan
akan timbul kesulitan apabila tegangan jaringnya rendah
LAMPU TABUNG FLUORESEN
Tabung FluoresenDipasarkan oleh Phillips dengan kode TL Diameter
tabung 38 mm, panjang tergantung dayanya. Sebelah dalam tabung
diberi lapisan serbuk fluoresen. Pada setiap ujung tabung terdapat
sebuah elektroda. Elektroda ini terdiri dari kawat pijar dari
wolfram dengan sebuah emitter untuk memudahkan emisi elektron
elektron..Tabung fluoresen diisi dengan uap air raksa dan gas mulia
Argon. Juga dalam keadaan menyala, tekanan uap air raksa dalam
tabung sangat rendah. Uap air raksa ini memancarkan sinar ultra
ungu. Sinar ini diserap oleh serbuk fluoresen dan diubah menjadi
cahaya tampak.Dalam tabung selalu ada kelebihan air raksa cair.
Karena itu tekanan uap air raksa dalam tabung selalu sama dengan
tekanan uap air raksa jenuh, yang ditentukan oleh suhu tabung di
tempat yang paling dingin. Suhu ini disebut suhu kerja dan kira
kira sama dengan 40 0C.Ukuran tabung harus sedemikian rupa,
sehingga suhu 40 0 C ini dapat dipertahankan pada suhu keliling 25
0 C. Untuk tabung tabung dengan daya besar, agak sulit untuk
mempertahankan suhu kerja yang demikian rendah. Karena itu tabung
TL 125 W diberi tonjolan di dindingnya. Suhu di tonjolan ini lebih
rendah daripada suhu di bagian lain dari tabung.Perubahan suhu
keliling sangat mempengaruhi suhu kerja tabung dan juga rendemennya
( gb 2.15). Kalau suhu kelilingnya rendah, rendemennya akan sangat
menurun.
34
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Kumparan Hambat ( balast)Kumparan hambat ini membatasi arus
tabung. Selain itu alat ini juga membangkitkan suatu tegangan
induksi kejut yang tinggi untuk memulai penyalaan tabung. Daya yang
dibutuhkan untuk seluruh rangkaian ialah daya tabung ditambah
dengan daya kumparan hambatnya.Starter dan PenyalaanStarter untuk
tabung fluoresen terdiri dari sebuah balon kaca kecil yang di isi
dengan gas mulia. Didalam balon terdapat dua elektroda dwilogam A
dan B ( gb 2.16) Jarak antara elektroda A dan B dibuat sedemikian
rupa, sehingga starternya akan menyala pada tegangan 100 200 V.
Kalau rangkaian pada gb 2.16 dihubungkan pada tegangan jaring 220
V, starter S akan mendapat tegangan 220V, sehingga menyala dan
menjadi panas. Karena itu elektroda elektroda dwilogam A dan B akan
membengkok dan membuat kontak. Dengan demikian suatu arus besar
akan mengalir dari jaringan lewat kumparan hambat S m , elektroda
tabung E, starter S dan elektroda tabung yang lain kembali ke
jaringan. Arus ini akan membuat elektroda elektroda tabung berpijar
dan mengeluarkan elektron elektron. Sementara itu tegangan pada
starter hilang, sehingga starternya padam dan menjadi dingin.
Elektroda elektroda dwilogam dalam starter akan lurus kembali dan
memutuskan arus yang sedang mengalir. Karena pemutusan tiba tiba
ini, dalam kumparan hambat S m akan dibangkitkan suatu GGL yang
tinggi. Tegangan kejut ini seri dengan tegangan jaring. Kalau
dibangkitkan pada saat yang menguntungkan, tegangan pada elektroda
elektroda E dari tabung akan cukup tinggi untuk menyalakan tabung,
asalkan sudah cukup panas.Kalau pada siklus pertama tabungnya belum
menyala, urutan peristiwa seperti diuraikan diatas akan terulang,
sampai tabungnya menyala. Setelah menyala, tegangan tabungnya akan
turun hingga 60 100V, tergantung pada panjang tabung, jadi pada
daya nya..Sesudah tabungnya menyala, starternya akan paralel dengan
tabung. Karena tegangan nyala tabung lebih rendah dari pada
tegangan penyala starter, maka starternya akan padam. Paralel
dengan tabung starter D terdapat sebuah kondensator kecil C.
Kondensator ini mengurangi cetusan cetusan pada elektroda elektroda
dwi logam, sehingga memperbaiki pemutusan arus dalam starter.
Kondensator tersebut juga mengurangi timbulnya gangguan radio.
35
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 2.16 Diagram dasar hubungan tabung TL dengan kumparan hambat
dan starter
S m kumparan hambat A dwilogam C kondensatorE Elektroda tabung B
dwilogam D balonS Starter
Beberapa data tabung TLdaya tabung 4W 6W 8W 20W 25W 40WTegangan
tabung (V) 30 45 58 58 95 103Arus tabung (A) 0,15 0,155 0,165 0,39
0,40 0,44Panjang tabung (mm) 136 212 288 590 970 1199
Kompensasi cos Karena induktansi kumparan hambat, faktor daya
turun menjadi 0,35 0,50. Untuk kompensasi cos lampu TL, digunakan
kondensator yang dihubungkan seri dengan kumparan hambat ( gb
2.17). Kapasitansi kondensator ini dipilih sedemikian rupa sehingga
membuat rangkaiannya cukup kapasitip untuk juga mengimbangi cos
dari suatu rangkaian kedua yang induktif. Hubungan demikian disebut
hubungan duo ( gb 2.18)_
Gb 2.17 Hubungan kapasitip
36
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 2.18 Hubungan Duo
Hubungan duo ini tidak hanya memberi kompensasi bagi cos kedua
rangkaian, tetapi juga mengurangi efek stroboskopnya.Untuk tabung
tabung TL 20 W digunakan hubungan tandem, yaitu dua tabung
dihubungkan seri ( gb 2.19)
Gb 2.19 Hubungan tandem
37
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Tabung TL berdiameter kecil dan tabung TL berbentuk
lingkaranTabung tabung TL dengan diameter kecil (TLD) digunakan
untuk penerangan etalase, lemari primer, dan sebagainya. Pada
dasarnya tabung tabung ini sama dengan tabung tabung TL biasa,
hanya diameternya 26 mm dan dayanya 15 W atau 30W. Hubungannya juga
seperti hubungan tabung tabung TL biasa.Tabung tabung TL berbentuk
lingkaran ( TLE) digunakan ditempat yang terlalu sempit untuk
tabung lurus, dan juga karena pertimbangan pertimbangan
arsitektur.
Tabung TL dengan reflektorSebelah dalam tabung ini (TLF) diberi
lapisan reflektor. Karena itu cahayanya dipancarkan kebawah,
melalui bagian yang tidak diberi lapisan atau jendela. Sudut buka
jendelanya 120 0Karena seluruh flux cahayanya dipancarkan kebawah,
debu yang jatuh di atas lampu tidak mempengaruhi rendemennya.
Tabung tabung ini digunakan di ruang berdebu, misalnya di ruangan
bengkel, juga di ruangan kantor.
38
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
III. INSTALASI LISTRIKIII.1. PERSYARATAN UMUM INSTALASI
LISTRIK
III.1.1 Keselamatan KerjaDalam pemasangan instalasi listrik,
biasanya rawan terhadap terjadinya
kecelakaan. Kecelakaan bisa timbul akibat adanya sentuh langsung
dengan penghantar beraliran arus atau kesalahan dalam prosedur
pemasangan instalasi. Oleh karena itu perlu diperhatikan hal hal
yang berkaitan dengan bahaya listrik serta tindakan keselamatan
kerja. Beberapa penyebab terjadinya kecelakaan listrik diantaranya:
Kabel atau hantaran pada instalasi listrik terbuka dan apabila
tersentuh akan
menimbulkan bahaya kejut. Jaringan dengan hantaran telanjang
Peralatan listrik yang rusak Kebocoran listrik pada peralatan
listrik dengan rangka dari logam, apabila terjadi
kebocoran arus dapat menimbulkan tegangan pada rangka atau body
Peralatan atau hubungan listrik yang dibiarkan terbuka Penggantian
kawat sekring yang tidak sesuai dengan kapasitasnya sehingga
dapat
menimbulkan bahaya kebakaran Penyambungan peralatan listrik pada
kotak kontak dengan kontak tusuk lebih dari
satu ( bertumpuk).
Contoh langkah langkah keselamatan kerja berhubungan dengan
peralatan listrik, tempat kerja, dan cara cara melakukan pekerjaan
pemasangan instalasi listrik dapat diikuti petunjuk berikut:1.
Beberapa ketentuan peralatan listrik
a) Peralatan yang rusak harus segera diganti dan diperbaiki. b)
Tidak diperbolehkan:
o Mengganti pengaman arus lebih dengan kapasitas yang lebih
besaro Mengganti kawat pengaman lebur dengan kawat yang
kapasitasnya lebih
besaro Memasang kawat tambahan pada pengaman lebur untuk
menambah
daya.c) Bagian yang bertegangan harus ditutup dan tidak boleh
disentuh , seperti terminal
terminal sambungan kabel, dan lain lain.d) Peralatan listrik
yang rangkaiannya terbuat dari logam harus ditanahkan.
2. Tentang keselamatan kerja berkaitan dengan tempat kerja,
diantaranya:a) Ruangan yang didalamnya terdapat peralatan listrik
terbuka, harus diberi tanda
peringatan AWAS BERBAHAYAb) Berhati- hatilah bekerja dibawah
jaringan listrikc) Perlu digunakan peralatan pelindung bila bekerja
di daerah yang rawan bahaya
listrik3. Pelaksanaan pekerjaan instalasi listrik yang mendukung
pada keselamatan kerja,
antara lain: Pekerja instalasi listrik harus memiliki
pengetahuan yang telah ditetapkan oleh
PLN / AKLI
39
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Pekerja harus dilengkapi dengan perlatan pelindung seperti: baju
pengaman ( lengan panjang, tidak mengandung logam, kuat dan tahan
terhadap gesekan), sepatu, helm, sarung tangan.
Peralatan ( komponen) listrik dan cara pemasangan instalasinya
harus sesuai dengan PUIL
Bekerja dengan menggunakan peralatan yang baik Tidak memasang
tusuk kontak secara bertumpuk Tidak boleh melepas tusuk kontak
dengan cara menarik kabel nya , tetapi
dengan cara memegang dan menarik tusuk kontak tersebut.
III.1.2 Standarisasi
Tujuan standarisasi ialah mencapai keseragaman, antara lain
mengenai:a. ukuran, bentuk dan mutu barangb. cara menggambar dan
cara kerjaDengan makin rumitnya konstruksi dan makin meningkatnya
jumlah dan jenis barang yang dihasilkan, standarisasi menjadi suatu
keharusan.
Standarisasi membatasi jumlah jenis bahan dan barang, sehingga
mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan.Standarisasi juga
mengurangi pekerjaan tangan maupun pekerjaan otak. Dengan
tercapainya standarisasi, mesin-mesin dan alat-alat dapat
dipergunakan secara lebih baik dan lebih efisien, sehingga dapat
menurunkan harga pokok dan meningkatkan mutu.Dua organisasi
internasional yang bergerak dibidang standarisasi ialah:
International Electrotechnical Commission (IEC) untuk bidang teknik
listrik, dan International Organization for Standardization (ISO )
untuk bidang-bidang
lainnya.Perbedaan antara norma-norma nasional menghambat
perdagangan internasional.
Untuk memecahkan persoalan ini dibidang teknik listrik,
Masyarakat Ekonomi Eropa ( MEE ) telah membentuk suatu panitia yang
disebut CENELCOM ( Comite Eurropeen des Normes Electriques des
Etats Membres de la Communaute Economique Europeenne)
Kegiatan standarisasi di Indonesia dilakukan oleh beberapa
departemen untuk bidangnya masing-masing. Untuk bidang teknik
listrik arus kuat usaha standarisasi diprakarsai oleh Yayasan PUIL
bekerja-sama dengan Badan Standardisasi Nasional:
Saat ini instalasi listrik di Indonesia harus sesuai dengan
Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 ( PUIL 2000 ) SNI
04-0225-2000 yang merupakan penyempurnaan Peraturan Umum Instalasi
Listrik 1987 dengan memperhatikan standar IEC, terutama terbitan TC
64 Electrical Installations of Buildings dan standar internasional
lainnya yang berkaitan.
II.1.3 PersyaratanPemasangan instalasi listrik terikat pada
persyaratan persyaratan. Tujuan persyaratan persyaratan ini ialah (
PUIL 2000 pasal 1.1 ) :
a. agar pengusahaan instalasi listrik terselenggara dengan
baikb. menjamin keselamatan manusia dari bahaya kejut listrikc.
keamanan instalasi listrik beserta kelengkapannyad. keamanan gedung
serta isinya dari kebakaran akibar listrike. perlindungan
lingkungan
40
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________PUIL
2000 berlaku ( 1.2.1.1) untuk semua pengusahaan instalasi listrik
tegangan rendah arus bolak-balik sampai dengan 1000 V, arus searah
1500 V dan tegangan menengah sampai dengan 35 kV dalam bangunan dan
sekitarnya baik perancangan, pemasangan, pemeriksaan dan pengujian,
pelayanan, pemeliharaan maupun pengawasannya dengan memperhatikan
ketentuan yang terkait.
Persyaratan Umum Instalasi Listrik ini tidak berlaku untuk
(1.2.1.2) :a) Bagian instalasi listrik dengan tegangan rendah yang
hanya digunakan untuk
menyalurkan berita dasn isyarat.b) Bagian instalasi listrik yang
digunakan untuk keperluan telekomunikasi dan
pelayanan kereta rel listrik.c) Instalasi listrik dalam kapal
laut, kapal terbang, kereta rel listrik, dan kendaraan lain
yang digerakkan secara mekanis.d) Instalasi listrik dibawah
tanah dalam tambang.e) Instalasi listrik dengan tegangan rendah
yang tidak melebihi 25 V dan dayanya tidak
melebihi 100 W.Disamping PUIL 2000 harus pula diperhatikan
ketentuan yang terkait dalam dokumen berikut:a) Undang-undang nomor
1 tahun 1970 tentang keselamatan Kerja, beserta peraturan
pelaksanaannya.b) Undang-undang nomor 15 tahun 1985 tentang
ketenaga listrikanc) Undang-undang nomor 23 tahun 1997 tentang
pengelolaan lingkungan hidupd) Undang-undang nomor 18 tahun1999
tentang jasa konstruksie) Undang-undang nomor 22 tahun 1999 tentang
Pemerintah Daerahf) Peraturan pemerintah nomor 25 tahun 2000
tentang kewenangan pemerintah dan
kewenangan propinsi sebagai daerah otonomi.g) Peraturan
Pemerintah nomor 10 tahun 1989 tentang penyediaan dan
pemanfaatan
tenaga listrikh) Peraturan Pemerintah nomor 51 tahun 1993
tentang Analisa Mengenai Dampak
Lingkungani) Peraturan pemerintah nomor 25 tahun 1995 tentang
Usaha penunjang Tenaga
Listrikj) Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi nomor
01.P/40/M.PE/1990 tentang
instalasi ketenaga-listrikank) Peraturan Menteri Pertambangan
dan Energi nomor 02..P/0322/M.PE/1995
tentang Standardisasi, Sertifikasi dan Akreditasi dalam
lingkungan pertambangan dan energi
Menurut 1.9 Definisi, T tegangan dibagi sebagai berikut:a)
tegangan ekstra rendah tegangan dengan nilai se tinggi-tingginya 50
V ab atau 120
V a.sCATATAN: tegangan ekstra rendah ialah sistem tegangan yang
aman bagi manusia.
b) Tegangan rendsah (TR) tegangan dengan nilai stinggi-tingginya
1000 V ab atau 1500 V a.s
c) Tegangan diatas 1000 V ab, yang mencakup :1 Tegangan menengah
(TM ), tegangan lebih dari 1 kV sampai dengan 35 kV
a.b. digunakan khususnya dalam sistem distribusi.;(medium
voltage) IEC MDE, 1983, p.43
2. tegangan tinggi (TT ), tegangan lebih dari 35 kV a.b.
41
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________III.1.4
Pengujian Peralatan dan Instalasi Listrik
Menurut pasal 2.4.1.1 Semua bagian perlengkapan listrik yang
digunakan dalam instalasi listrik harus memenuhi PUIL 2000 dan /
atau standar yang berlaku., sedangkan pasal 2.2.1.2 menyatakan
Perlengkapan listrik hanya boleh dipasang pada instalasi jika
memenuhi ketentuan dalam PUIL 2000 dan / atau standar yang
berlaku.Di Indonesia peralatan listrik diuji oleh suatu lembaga
dari Perusahaan Umum Listrik Negara yaitu Pusat Penyelidikan
Masalah Kelistrikan, disingkat LMK.Peralatan listrik yang mutunya
diawasi oleh LMK dan telah disetujui, diizinkan untuk memakai tanda
persetujuan LMK ( gambar 3.1.1 ). Pada kabel yang berselubung bahan
termoplastik, misalnya berselubung PVC, tanda persetujuan ini
dibuat timbul dan diletakkan pada selubung luar kabel. Cara ini
sulit dilaksanakan untuk kabel kabel ukuran kecil , misalnya NYA
ukuran kecil. Untuk kabel kabel demikian digunakan kartu sebagai
persetujuan LMK ( gambar 3.1.2 ).
Hingga saat ini baru kabel kabel listrik produksi dalam negeri
saja yang mutunya telah diawasi oleh LMK, sehingga dapat
menggunakan tanda persetujuan LMK tersebut.Dinegeri Belanda
peralatan listrik diuji oleh N.V tot keuring van Electrotechnische
Materialen to Arnhem, disingkat KEMA. Badan ini suatu badan swasta
yang didirikan oleh persatuan direktur-direktur perusahaan listrik
di negeri belanda (VDEN).Barang barang yang memenuhi persyaratan
tersebut diberi tanda persetujuan KEMA KEUR ( gambar.3.1.3.)
Pengujian Instalasi listrik dilakukan berdasarkan PUIL 2000 sebagai
berikut:
42
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Instalasi
yang baru dipasang atau mengalami perubahan harus diperiksa dan
diuji dulu sesuai dengan ketentuan (pasal 2.2.2.1 )mengenai:a)
Resistansi isolasi (3.20)b) Pengujian sistem proteksi ( 3.21)c)
Pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik ( 9.5.6)
(2.2.2.2) Instalasi listrik yang sudah memenuhi semua ketentuan
tersebut dalam 2.2.2.1 dapat dioperasikan setelah mendapat izin
atau pengesahan dari instansi yang berwenang dengan syarat tidak
boleh dibebani melebihi kemampuannya.
III.1.5 Lambang lambangSelain menguasai peraturan dan memiliki
pengetahuan tentang peralatan instalasi, seorang ahli listrik harus
juga mahir membaca gambar instalasi . Denah ruangan yang akan
dilengkapi dengan instalasi, pada umumnya digambar dengan skala 1:
100 atau 1: 50. Pada denah ini digambar instalasi yang akan
dipasang, dengan menggunakan lambang lambang yang berlaku. Gambar
gambar pada halaman 45 ampai dengan halaman 50 memperlihatkan
lambang lambang yang penting untuk instalasi listrik dalam
bangunan.. Ukuran ukuran yang diberikan dalam beberapa gambar
tersebut dimaksudkan sebagai petunjuk untuk pembuatan gambar
instalasi.Ukuran gambar ikut menentukan ukuran lambang yang
sebaiknya digunakan. Akan tetapi supaya hasilnya rapi, perbandingan
antara ukuran masing masing lambang harus seragam. Jumlah lambang
sebaiknya dibatasi sedapat mungkin hanya yang perlu saja digambar.
Bentuk lambang yang digunakan sedapat mungkin bentuk yang paling
sederhana. Lambang lambang dapat juga digambar dalam bentuk gambar
cerminnya atau dalam kedudukan apa pun, asal tidak menimbulkan
keragu raguan Didalam atau disamping lambang dapat ditambahkan
penjelasan penjelasan khusus bila diperlukan. Apabila ada alat yang
lambangnya belum dibakukan, maka dipilih suatu lambang dan artinya
dijelaskan dalam gambar. Lambang lambang yang penting dapat
digambar lebih tebal atau lebih besar sehingga lebih menonjol
43
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.4 Lambang lambang untuk diagram instalasi bangunan
44
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
45
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.4 Lambang lambang untuk diagram instalasi bangunan
46
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.4 Lambang lambang untuk diagram instalasi bangunan
47
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.4 Lambang lambang untuk diagram instalasi bangunan
48
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.4 Lambang lambang untuk diagram instalasi bangunan
III.1.6 Gambar Instalasi Listrik
Gambar instalasi listrik secara umum dibagi dua bagian yaitu:
menurut tujuan dan cara menggambar. Pembagian gambar menurut tujuan
meliputi: Diagram yang sifatnya menjelaskan: diagram dasar, diagram
lingkaran arus, dan
diagram instalasi Diagram pelaksanaan, yaitu: diagram pengawatan
dan diagram saluran Gambar instalasi Gambar situasi
Sedangkan pembagian menurut cara menggambar dibedakan
berdasarkan kepada : cara menggambar dengan garis tunggal dan cara
menggambar dengan garis ganda.
a. Diagram DasarDiagram dasar dimaksudkan untuk menjelaskan cara
kerja suatu instalasi secara
elementer. Gambar 3.1.5. memperlihatkan diagram dasar suatu
perlengkapan hubung bagi (PHB) yang digambar dengan cara
disederhanakan, gambar 3.1.6 memperlihatkan diagram yang sama
secara terperinci. Gb 3.1.7 memperlihatkan bentuknya
49
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
b. Diagram Lingkaran ArusDiagram lingkaran arus maksudnya untuk
menjelaskan cara kerja suatu rangkaian,
merencanakan suatu rangkaian yang rumit dan untuk mengatasi
kerusakan yang terjadi pada rangkaian. Diagram lingkaran arus
digambarkan dengan saklar selalu bergerak dari kiri ke kanan atau
dari bawah keatas, seperti yang digambarkan pada gambar 3.1.8, 3.19
dan 3.1.10
c. Diagram Pengawatan . Diagram pengawatan memperlihatkan cara
pelaksanaan pengawatan peralatan instalasi listrik seperti gambarGb
3.1.11 memperlihatkan diagram pengawatan suatu kotak bagi
50
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.11. diagram pengawatan suatu kotak bagi
d. Diagram saluranDiagram saluran memperlihatkan hubungan antara
bagian bagian suatu instalasi.
Diagram ini dapat digambarkan berupa diagram saluran topografis
( gb 3.1.12) dimana saluran salurannya sedapat mungkin digambar
sesuai dengan keadaan sebenarnya. Gb 3.1.13 memperlihatkan diagram
saluran yang sama dalam bentuk yang lebih sederhana..
Gb 3.1.12 Gb 3.1.13
e. Gambar Instalasi dan Diagram InstalasiGambar instalasi dapat
berupa titik beban tanpa digambarkan saluran instalasinya
( seperti gambar 3.1.14 ), bagi seorang instalatir dapat
menentukan sendiri letak saluran instalasinya tetapi dengan
ketentuan harus aman dari bahaya kebakaran / hubung singkat. Untuk
instalasi pada bangunan yang luas dan melayani beban yang banyak
saluran salurannya harus digambarkan secara jelas.
Pada gambar instalasi harus disertai dengan diagram instalasi.
Diagram instalasi ini memberikan gambaran hubungan dengan meter
listrik, jumlah beban yang harus dilayani, jenis kabel, dan
kapasitas pengaman yang harus dipasang pada instalasi sebenarnya.
Gambar 3.1.15 memperlihatkan diagram instalasi sederhana. Dari
keterangan yang tercantum dalam diagram instalasi dapat ditentukan
apakah instalasinya sesuai dengan peraturan atau tidak.
51
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.1.14 Gambar Instalasi
Gb 3.15 Diagram Instalasi
f. Gambar SituasiGambar situasi memberikan gambaran secara jelas
letak gedung serta instalasi
yang akan dihubungkan dengan jaringan PLN. Keterangan ini
diperlukan oleh PLN untuk memudahkan menentukan kemungkinan
penyambungan serta pembiayaannya.
g. Diagram Garis Ganda dan Diagram Garis TunggalDiagram garis
tunggal biasanya disebut diagram perencanaan instalasi listrik,
sedangkan diagram garis ganda disebut diagram pelaksanaan.
Diagram garis tunggal diterapkan pada instalasi rumah sederhana
maupun instalasi gedung gedung sederhana hingga gedung besar
bertingkat dan juga pada diagram panel bagi dan rekapitulasi beban.
Contoh diagram garis tunggal dan diagram garis ganda dapat dilihat
pada gambar
Gb 3.1.16 Diagram garis tunggal dan garis ganda
52
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________III.2
KOMPONEN KOMPONEN INSTALASI LISTRIKIII.2.1 Umum
Komponen instalasi listrik merupakan perlengkapan yang paling
pokok dalam suatu rangkaian instalasi listrik. Dalam pemasangan
instalasi listrik banyak macamnya, untuk memudahkan bagi siswa /
instalatir , konponen tersebut dikelompokkan: Bahan Penghantar
Tusuk kontak dan Kotak kontak Fiting Saklar Pengaman Peralatan
pelindung
Komponen instalasi listrik yang akan dipasang pada instalasi
listrik, harus memenuhi persyaratan sebagai berikut::a) Keandalan,
menjamin kelangsungan kerja instalasi listrik pada kondisi normalb)
Keamanan, komponen instalasi yang dipasang dapat menjamin keamanan
sistem
instalasi listrikc) Kontinuitas, komponen dapat bekerja secara
terus menerus pada kondisi normal.
III.2.2 Bahan penghantara. Jenis bahan penghantar
Penghantar yang digunakan pada instalasi listrik pada umumnya
digunakan bahan tembaga dan alumunium. Untuk penghantar tembaga
kemurniannya minimal 99,9%.. Tahanan jenis yang disyaratkan tidak
melebihi 0,017241 0hm mm2 /m pada suhu 20 0 C, atau sama dengan
daya hantar 50 siemen 100% IACS ( International Annealed Copper
Standard). Koefisien suhu pada suhu awal 20 0 C adalah 0,04% per
derajat celcius. Bila terjadi kenaikkan suhu 10 0 C akan terjadi
kenaikan tahanan jenis 4%. Luas penampang penghantgar tembaga harus
memenuhi standar Internasional, namun untuk keperluan praktis
ukuran tersebut telah dibuat pada tabel sebagai berikut..
53
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Tabel.III.2.1 Luas Penampang Hantaran Nominal Kabel
Tembaga Fleksibel,
Lebih Fleksibel dan
sangat fleksibel
Penghantar Tembaga atau Alumunium
Kabel dan Kabel tanah instalasi tetap
Hantaran Udara
Bulat Bentuk Sektor Tembaga Telanjang
Alumunium dan Campuran
AlumuniumtelanjangMm 2 mm 2 mm 2 Mm 2 mm 2
0,5 - - - -0.75 - - - -1,0 1,0 - - -1,5 1,5 - - -2,5 2,5 - - -4
4 - - -6 6 - 6 -10 10 10 10 -16 16 16 16 1625 25 25 25 2535 35 35
35 3550 50 50 50 5070 70 70 70 7095 95 95 95 95120 120 120 120
120150 150 150 150 150185 185 185 185 185240 240 240 240 240300 300
300 300 300
400 )9 400 400 400 400500 )10 500 500 500 500
630 630 630800 8001000 1000
Alumunium untuk penghantar kabel berisolasi harus juga alumunium
murni. Umumnya digunakan alumunium dengan kemurnian
sekurang-kurangnya 99,9%. Tahanan jenis alumunium lunak untuk
hantaran listrik telah dibakukan, yaitu tidak boleh melebihi
0,28264 ohm mm2 /m pada suhu 20 0 C, atau sama dengan daya hantar
se kurang-kurangnya 61% IACS ( International Annealed Copper
Standard). Daya hantar alumunium juga dipengaruhi oleh keadaan
kekerasannya, tetapi tak sebesar daya hantar tembaga. Alumunium
lunak dengan daya hantar 61% IACS, memiliki kekuatan tarik 60 70 N
/ mm2. Daya hantar Alumunium keras dengan kekuatan tarik 150 159
N/mm2 hanya kira kira 1% lebih rendah daripada daya hantar
alumunium lunak. Koefisien suhu alumunium pada 20 0 C, adalah 0,04%
per derajat celcius. Alumunium jauh lebih ringan daripada tembaga.
Berat jenis alumunium dan tembaga pada 20 0 C masing masing sama
dengan 2,7 dan 8,9.
54
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Karena
daya hantar alumunium hanya 61% IACS, maka untuk tahanan penghantar
yang sama, diperlukan luas penampang alumunium
64,161
100= X luas penampang tembaga.
Jadi untuk penghantar bulat diperlukan penghantar alumunium
dengan diameter
64,1 = 1,28 X diameter penghantar tembaga
Berat alumunium yang diperlukan untuk penghantar dengan tahanan
yang sama ialah:
1,64 X 9,87,2
X 100% = 50% dari berat tembaga
Jadi suatu penghematan berat sebesar 50%. Karena harga logam
alumunium juga lebih rendah daripada harga tembaga, maka
penghematan atas biaya penghantar akan lebih besar lagi. Akan
tetapi karena diameter penghantar alumunium 28% lebih besar
daripada diameter penghantar tembaga, kabel alumunium akan
memerlukan juga kira kira 28% lebih banyak bahan isolasi.Untuk
penyambungan kabel alumunium diperlukan teknik khusus. Alumunium
tidak mudah disolder atau dilas seperti tembaga.Luas penampang
penghantar alumunium yang dibakukan juga tercantum dalam tabel
II.2.1 diatas. Kabel kabel berisolasi dengan penghantar alumunium
belum banyak digunakan di Indonesia..
b. Kabel instalasi berselubungPenggunaan kabel instalasi
berselubung jika dibandingkan dengan dalam pipa
diantaranya: Lebih mudah dibengkokkan Lebih tahan terhadap
pengaruh asam dan uap atau gas tajam Sambungan dengan alat pemakai
dapat ditutup lebih rapat.Beberapa pengertian huruf yang digunakan
pada kode kabel adalah:N : kabel standar dengan penghantar
tembagaNA : kabel standar dengan penghantar alumuniumY : Isolasi
atau selubung PVCF : Perisai kawat baja pipihR : Perisai kawat baja
bulatGb : Spiral pita bajare : Penghantar padat builatrm :
Penghantar bulat kawat banyakse : penghantar padat bentuk sektorsm
: penghantar kawat banyak bentuk sektor
contoh: NAYFGbY 4 x 120 sm 0,6 / 1kVartinya: kabel jenis standar
dengan penghantar alumunium kawat banyak bentuk sektor, berisolasi
dan berselubung PVC, dengan perisai kawat baja pipih dan spiral
pita baja.
55
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Jumlah
uratnya empat, luas penampang nominal masing masing penghantarnya
120 mm 2dan tegangan kerja nominalnya 0.6 / 1 kV.
Salah satu jenis kabel instalasi berselubung adalah kabel jenis
NYM, dimana kabel ini memiliki penghantar tembaga polos berisolasi
PVC dengan luas penampang 1,5 mm 2 - 10 mm 2 dan penghantarnya
kawat tunggal. Untuk penampang 16 mm 2 keatas penghantarnya terdiri
atas sejumlah kawat yang dipilin menjadi satu.Kemampuan menghantar
arusnya dari kabel NYM ini dapat dijelaskan pada tabel....Tabel ini
berlaku untuk semua kabel instalasi yang berisolasi dan berselubung
PVC termasuk kabel fleksibel dengan penghantar tembaga suhu
maksimum 70 0 C pada suhu keliling 30 0 C.
Tabel III.2.2 Kemampuan hantar arus kabel instalasi berisolasi
dan berselubung PVC dengan penghantar tembaga (NYM dan sebagainya)
dan kabel fleksibel serta
pengamannyaLuas penampang nominal
kabelKemampuan Hantar Arus
maksimum kabelKemampuan Hantar arus
nominal maksimum pengaman
mm 2 A A1,5 19 202,5 25 254 34 356 44 5010 61 6316 82 8025 108
10035 134 12550 167 16070 207 22495 249 250120 291 300150 334
355185 380 355240 450 425300 520 500
: III.2.3 Kontak Tusuk ( kotak kontak dan tusuk kontak)
Susunan gawai pemberi dan penerima arus yang dapat dipindah
pindahkan, untuk menghubungkan dan memutuskan saluran ke dan dari
bagian instalasi. Kontak tusuk meliputi:a. Kotak-kontak
Bagian kontak tusuk yang merupakan gawai pemberi arus./
merupakan tempat untuk mendapatkan sumber tegangan listrik yang
diperlukan untuk pesawat atau alat listrik. Tegangan sumber listrik
ini diperoleh dari hantaran fasa dan netral yang berasal dari PLN.
Simbol dan jenis kotak kontak dapat dilihat pada gambar..3.2.1
56
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.2.1 kotak kontak
b. Tusuk -kontakBagian kontak tusuk yang merupakan gawai
penerima arus; digunakan untuk
menghubungkan pesawat atau alat listrik yang dipasang tetap
ataupun dapat dipindah pindahkan. Jenis tusuk kontak dapat dilihat
pada gambar 3.2.2
Gb 3.2.2 Kontak tusuk
57
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Beberapa
ketentuan penggunaan dan pemasangan kontak tusuk: Kotak- kontak
fasa tunggal, baik yang berkutub dua maupun tiga harus dipasang
sehingga kutub netralnya ada disebelah kanan atau disebelah
bawah kutub tegangan ( pasal 2.5.2.6)
Tusuk kontak harus terbuat dari bahan yang tidak mudah terbakar,
tahan lembab dan secara mekanik cukup kuat ( pasal 5.4.1.2.1)
Tusuk kontak yang tidak terlindung tidak boleh dibuat dari bahan
yang mudah pecah (pasal 5.4.1.2.2)
Sebagai pengecualian dari 5.4.1.2.1 di atas, tusuk kontak untuk
kuat arus 16 A kebawah pada tegangan rumah, boleh terbuat dari
bahan isolasi yang tahan terhadap arus rambat
Kotak kontak dinding yang dipasang kurang dari 1,25 m di atas
lantai, harus diperlengkapi dengan tutup.
Kotak kontak yang dipasang di lantai , harus ditempatkan
tertutup di dalam kotak lantai yang khusus di izinkan untuk
penggunaan itu.
Kotak kontak dinding dengan kontak pengaman harus dipasang
dengan hantaran pengaman.
Didalam ruangan yang diperlengkapi dengan kotak kontak dengan
kotak pengaman, tidak boleh dipasang kotak kontak tanpa pengaman,
kecuali kotak kontak untuk tegangan rendah pengaman dan untuk
pemisahan pengaman.
Pada satu tusuk kontak hanya boleh dihubungkan satu kabel yang
dapat dipindah pindahkan.
Kemampuan kotak kontak harus sekurang kurangnya sesuai dengan
daya alat yang dihubungkan padanya, tetapi tidak boleh kurang dari
5 A.
III.2.4 Perlengkapan Hubung BagiBahan yang digunakan harus dari
jenis yang sesuai dengan cuaca dan lingkungan
setempat (pasal 6.2.11)...Menurut pasal 6.2.4.1 , pada saluran
masuk suatu PHB yang berdiri sendiri, harus ada sekurang kurangnya
satu saklar. Kemampuan hantar arus saklar masuk ini harus sekurang
kurangnya sama dengan arus nominal pengamannya, tetapi tidak boleh
kurang dari 10 A ( pasal 6.2.4.2). Saklar masuk tersenut boleh
ditiadakan kalau PHB nya mendapat suplai dari saluran keluar suatu
PHB lain, dan pada saluran keluar ini sudah ada saklar yang mudah
dicapai. Dalam hal ini kedua PHB tersebut harus berada dalam satu
ruangan yang sama dengan jarak antara tidak lebih dari 5 meter (
pasal 6.2.4.3) Pada setiap hantaran fasa keluar suatu PHB harus
dipasang pengaman arus. Pada hantaran netral tidak boleh dipasang
pengaman arus (pasal 4.9.3.1.), kecuali bila potensial hantaran
netralnya tidak selalu mendekati potensial tanah.Lampu, peranti
listrik atau KK tegangan rendah dengan nilai pengenal lebih dari 20
A atau lebih dari 20A per fase, masing masing harus disuplai dari
sirkit akhir yang jelas terpisah.( pasal 4.3.6.1).Gambar 3.2.3a
memperlihatkan diagram rangkaian akhir sederhana untuk satu fasa,
dan gambar 3.2.3b menunjukkan bentuknya.
58
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
b) a)Gb 3.2.3 PHB fasa satu
Instalasi instalasi yang cukup besar diperlengkapi dengan
baterai kotak yang terdiri dari beberapa unsur. Unsur unsurnya yang
terpenting ialah::a) Kotak relb) Kotak pengamanc) Kotak sakelar
III.2.5 SaklarSetiap sakelar atau pemutus sirkit harus mampu
menyambung dan memutus arus
yang dapat mengalir dalam keadaan penggunaan alat tersebut dan
harus berfungsi sedemikian hingga tidak membahayakan operator.
(4.12.1.1)Sakelar dan pemisah harus memenuhi bebrapa persyaratan
antara lain:a) Harus dapat dilayani secara aman tanpa memerlukan
alat bantub) Jumlahnya harus sedemikian hingga semua pekerjaan
pelayanan, pemeliharaaan dan
perbaikan pada instalasi dapat dilakukan dengan aman.c) Dalam
keadaan terbuka, bagian bagian sakelar atau pemisah yang bergerak
harus
tidak bertegangan ( 6.6.2.6)d) Harus tidak dapat menghubungkan
dengan sendirinya karena pengaruh gaya berat
(6.6.2.6)e) Kemampuan sakelar sekurang-kurangnya harus sesuai
dengan daya alat yang
dihubungkannya, tetapi tidak boleh kurang dari 5A ( pasal
6.2.7.3)
Sakelar sakelar dapat dikelompokan sebagai berikut: Sakelar
kotak Sakelar tumpuk atau sakelar paket Sakelar sandung Sakelar
tuas Sakelar giling
59
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Sakelar
kotak
Sakelar ini pada umumnya untuk menyalakan dan mematikan lampu,
dimana sakelar ini sering disebut sakelar kotak karena sering
dipasang diatas sebuah kotak yaitu kotak normal. Contoh sakelar ini
dapat dilihat pada gambar 3.2.4 yang memperlihatkan beberapa
sakelar jungkit yang ditanam dalam dinding. Selain itu juga ada
sakelar tarik yang digerakkan dengan seutas tali. Sakelar ini
digunakan diatas tempa tidur dan kamar mandi. Juga masih ada
sakelar sakelar kotak lain yang dibuat khusus untuk digunakan dalam
ruangan ruangan khusus, misalnya sakelar kedap air ( gambar
3.2.5)
Gb 3.2.4 Sakelar kotak tipe jungkit
Gb 3.2.5 Sakelar kotak kedap air
Sakelar tumpukSakelar jenis ini mempunyai empat kedudukan yang
dapat diputar kekanan atau
ke kiri dengan sudut masing masing 90 0 , setiap hubungan
mempunyai hubungan yang bertingkat. Konstruksi sakelar tumpuk
diperlihatkan pada gambar 3.2.6
60
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.2.6 Sakelar tumpuk
Sakelar sandungSakelar jenis ini mempunyai hubungan tiga keadaan
yaitu pada posisi nol (O)
saklar dalam keadaan terbuka, pada posisi satu (1) dan dua (2)
keadaan terhubung secara bergantian. Bentuk dan konstruksi sakelar
sandung dapat dilihat pada gambar 3.2.7
Gb 3.2.7 Sakelar sandung
Pada sakelar sandung, bagian yang berputar adalah porosnya,
sedang kan kotak kontaknya tidak ikut berputar, sehingga usia
sakelar ini adalah sangat panjang.
61
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Sakelar
tuas
Sakelar tuas dilengkapi dengan pisau pisau sebgai penghubung dan
pemutus yang digerakkan secara mekanis satu arah. Konstruksi
sakelar ini dapat dilihat pada gambar 3.2.8
Gb 3.2.8 Sakelar tuasSakelar giling
Sakelar ini mempunyai titik putar yang bergerak bagian
tengahnya, dimana gerakannya bisa memutuskan atau menghubungkan
kutub-kutub kontak. Contoh pemakaian pada pengontrolan pengisian
bak air oleh pompa. Bila air berkurang mencapai titik tertentu,
maka pompa akan hidup. Sebaliknya bila air mencapai titik permukaan
tertentu, maka pompa akan berhenti. Konstruksi sakelar giling dapat
dilihat pada gambar 3.2.9
Gb 3.2.9 Sakelar giling
III. 2.6. PENGAMANPengaman adalah suatu alat yang digunakan
untuk melindungi sistem instalasi
dari beban arus yang melebihi kemampuannya. Biasanya arus yang
mengalir pada suatu penghantar akan menimbulkan panas, baik pada
saluran penghantar maupun pada alat
62
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________listriknya
sendiri. Untuk mencegahnya digunakan pengaman lebur dan pengaman
otomat. Alat ini digunakan untuk: Mengamankan sistem instalasi
listrik ( hantaran, perlengkapan listrik dan alat pesawat
yang menggunakan listrik) Melindungi / membatasi arus lebih yang
disebabkan oleh pemakaian beban yang
berlebihan dan akibat hubung singkat . Melindungi hubung singkat
dengan badan mesin atau perlengkapan lainnya
Pengaman lebur harus memutuskan rangkaian yang diamankan kalau
arusnya menjadi terlalu besar. Bagian pengaman yang memutuskan
rangkaian disebut patron lebur. Untuk arus nominal sampai dengan
25A, menurut ayat 630 B15 (PUIL 1977) harus digunakan patron lebur
jenis d, yaitu berupa patron ulir dan biasanya digunakan maksimum
63 A.
a. Pengaman UlirPengaman ulir ini terdiri dari rumah sekering,
pengepas patron, dan patron
lebur. Gambaran mengenai rumah sekering, tudung sekering dan
pengepas patron dapat dilihat pada gambar 3.2.10
Gb 3.2.10 pengaman Ulir
Pengaman jenis ini bekerja dengan cara memutuskan kawat leburnya
apabila pada sistem terjadi kenaikan arus diluar batas nominalnya.
Kenaikkan arus ini disebabkan oleh beban lebih atau hubung singkat.
Berkaitan dengan patron lebur memiliki kawat lebur dari jenis bahan
perakdengan campuran beberapa jenis logam lainnya seperti timbal,
seng dan tembaga. Untuk kawat lebur digunakan perak, karena logam
ini hampir tidak berkarat dan daya hantar listriknya tinggi. Jadi
diameter kawat leburnya bisa sekecil mungkin untuk menghindari
timbulnya uap bila kawatnya melebur.
Diameter luar ujung patron lebur berbeda-beda tergantung pada
arus nominalnya, yaitu makin tinggi arus nominal, makin besar
diameter ujung patronnya. Warna patron yang digunakan untuk
menandai patron lebur dan pengepas patron, berasal dari warna-warna
perangko Jerman, anatara lain: 2 A : merah muda
4 A : cokelat6 A : hijau10 A : merah16 A : kelabu20 A : biru25 A
: kuning
63
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
35 A : hitam60 a : putih65 a : warna tembaga.
b. Patron Pisau. Untuk mengamankan sistem diatas 65 A dapat
menggunakan pengaman lebur jenis patron pisau. Konstruksi patron
pisau dapat dilihat pada gambar 3.2.11
Gb 3.2.11 Konstruksi patron pisau
Gambar 3.2.12 memperlihatkan sebuah kotak pengaman untuk enam
patron pisau. Supaya patronnya bisa masuk tepat pada tempatnya,
diantara tempat patronnya dipasang sekat-sekat dari bahan isolasi.
Arus patron pisau ini mulai dari 15A hingga 100 A.Patron pisau
jenis tahan hubung singkat, dapat memutuskan arus hubung singkat
yang sangat besar tanpa meledak. Karena konstruksinya yang
tertutup, maka uap perak yang terjadi kalau elemen leburnya putus
tidak bisa keluar. Jadi didalam patron akan timbul tekanan yang
sangat tinggi, sehingga konstruksi patron untuk arus nominal yang
besar harus kuatKadang kadang nilai sesaat arus hubung singkat
dapat mencapai 100 kA, sehingga dapat merusak instalasinya. Oleh
karena itu arus hubung singkat ini harus diputuskan sebelum
mencapai nilai maksimumnya dan sebelum membahayakan
instalasi..Nilai sesaat ini sangat tergantung kepada:
Nilai sesaat dari tegangan bolak-balik nya Impedansi seluruh
rangkaian yang di hubungkan singkat pada saat terjadinya
hubung singkat.
64
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.2.12 Kotak pengaman dengan 6 patron pisau
Nilai maksimum atau amplitudo arus hubung singkat sama dengan:I
maksk . = I efk . 2
Dimana I efk . : nilai efektif arus hubung singkatAkan tetapi
dalam prakteknya arus hubung singkat masih lebih besar lagi,
Arus hubung singkat kejut ( I S ) sama dengan :I S = k. I efk .
2
Faktor k disebut faktor kejut yang nilainya tidak pernah
melebihi 1,8. Gambar 3.2.13 memperlihatkan arus hubung singkat
kejut I S sebagai fungsi dari I efk . untuk k = 1,5 digambarkan
dengan pembagian skala logaritmis. Grafik ini disebut Grafik
Pembatasan Arus.
65
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________
Gb 3.2.13 Grafik Pembatasan arus
I efk . ialah nilai effeltif arus hubung singkat statsioner yang
menurut perhitungan akan terjadi. Kalau misalnya arus hubung
singkat stasioner sama dengan 10 kA, maka:
I maksk . = I efk . 2 = 10 2 = 14,142 kADengan k = 1,5, maka
arus hubung singkat kejutnya sama dengan:
I S = k. I efk . 2 = 1,5 x 10 2 = 21,2 kA
66
-
Instalasi
Cahaya________________________________________________________________________Arus
hubung singkat kejut ini akan timbul kalau rangkaiannya tidak
diberi pengaman. Tetapi kalau digunakan pengaman lebur, pengamannya
sudah akan putus sebelum arusnya dapat mencapai nilai tersebut.
Dalam diagram gb 3.2.13 arus hubung singkatnya akan dipotong di
titik P, atau pada saat mencapai nilai 5 kA.
c. Pengaman Otomatis Pengaman otomatis adalah pengaman yang
digunakan untuk memutuskan
hubungan rangkaian listrik secara otomatis apabila arus melebihi
nilai tertentu, dan merupakan sebagai pengganti pengaman lebur.
Cara kerjanya ada dua macam, yaitu secara thermis dan secara
elektromagnetik. Keuntunga pengaman otomatis adalah dapat digunakan
kembali dengan segera setelah terjadi pemuitusan.
Secara thermis pemutus menggunakan dwilogam. Bila arus yang
melewati batas kemampuan pengaman, dwi logam akan mengalami panas
kemudian merenggang dan akhirnya memutuskan rangkaian. Pemutus
bekerja secara magnetik, apabila arus yang melewati pengaman
melebihi kapasitasnya, maka kelebihan arus tersebut akan mengalir
pada kumparan dan kumparan membentuk magnet dan menarik tuas
penghubung, kemudian memutuskan rangkaian. Contoh bentuk sebuah
otomat ulir yang dapat digunakan untuk rumah sekering jenis E 27
dapat dilihat pada gambar 3.2.14
Gb 3.2.14 Otomat Ulir
Berdasarkan waktu pemutusannya, pengaman otomatis dibagi menjadi
: otomal L, otomat