7 BAB II INSTALASI LISTRIK Gedung Dinas Pendidikan Kabupaten Wonogiri merupakan gedung pemerintahan milik kabupaten kota wonogiri yang difungsikan sebagai sarana pelayanan publik dan meningkatkan kualitas pendidikan dikabupaten wonogiri tersebut. Sebagai gedung pelayanan publik maka perancangan instalasi listrik harus sesuai dengan standard dan syarat-syarat tentang ketenaga listrikan, karena instalasi yang terpasang harus aman, memenuhi syarat dan memiliki tingkat keandalan yang baik. Instalasi listrik bangunan gedung harus memenuhi syarat – syarat sebagai berikut : a) Kontinyunitas suplai daya Kontinyunitas suplai daya dapat terpenuhi apabila aliran listrik yang menuju beban selalu terpenuhi. Agar kontinyunitas suplai daya selalu terpenuhi, maka harus disediakan suplai listrik cadangan ketika suplai daya utama terganggu. Suplai daya cadangan berupa generator set. b) Keamanan instalasi listrik Pengaman terhadap gangguan listrik sangat diperlukan karena menyangkut keselamatan orang banyak di dalam rumah sakit. c) Besaran – besaran listrik sesuai dengan standar Besaran – besaran listrik yaitu tegangan, arus, frekuensi, sistem pengaman, dan sistem pentanahan harus diperhatikan karena menentukan baik tidaknya sistem instalasi listrik.
61
Embed
Instalasi listrik bangunan gedung harus memenuhi syarat ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
7
BAB II
INSTALASI LISTRIK
Gedung Dinas Pendidikan Kabupaten Wonogiri merupakan gedung
pemerintahan milik kabupaten kota wonogiri yang difungsikan sebagai sarana
pelayanan publik dan meningkatkan kualitas pendidikan dikabupaten wonogiri
tersebut. Sebagai gedung pelayanan publik maka perancangan instalasi listrik
harus sesuai dengan standard dan syarat-syarat tentang ketenaga listrikan, karena
instalasi yang terpasang harus aman, memenuhi syarat dan memiliki tingkat
keandalan yang baik.
Instalasi listrik bangunan gedung harus memenuhi syarat – syarat sebagai berikut :
a) Kontinyunitas suplai daya
Kontinyunitas suplai daya dapat terpenuhi apabila aliran listrik yang menuju
beban selalu terpenuhi. Agar kontinyunitas suplai daya selalu terpenuhi, maka
harus disediakan suplai listrik cadangan ketika suplai daya utama terganggu.
Suplai daya cadangan berupa generator set.
b) Keamanan instalasi listrik
Pengaman terhadap gangguan listrik sangat diperlukan karena menyangkut
keselamatan orang banyak di dalam rumah sakit.
c) Besaran – besaran listrik sesuai dengan standar
Besaran – besaran listrik yaitu tegangan, arus, frekuensi, sistem pengaman, dan
sistem pentanahan harus diperhatikan karena menentukan baik tidaknya sistem
instalasi listrik.
8
2.1. Pengertian Instalasi Listrik [3]
Instalasi listrik adalah saluran listrik beserta gawai maupun peralatan yang
terpasang baik di dalam maupun di luar bangunan untuk menyalurkan arus listrik.
Rancangan instalasi listrik harus memenuhi ketentuan PUIL (Persyaratan Umum
Instalasi Listrik) dan peraturan yang terkait dalam dokumen seperti UU No 18
Tahun 1999 tentang jasa konstruksi, Peraturan Pemerintah No 51 Tahun 1995
tentang Usaha Penunjang Tenaga Listrik dan peraturan lainnya.
Sistem instalasi listrik dapat diartikan sebagai cara pemasangan penyaluran
tenaga listrik atau peralatan listrik untuk semua barang yang memerlukan tenaga
listrik, dimana pemasangannya harus sesuai dengan peraturan yang telah
ditetapkan didalam Persyaratan Umum Instalasi Listrik ( PUIL ).
Sistem instalasi listrik dibagi menjadi instalasi penerangan dan instalasi
daya listrik. Instalasi penerangan adalah seluruh instalasi listrik yang digunakan
untuk memberikan daya listrik pada lampu atau peralatan listrik lainnya. Instalasi
penerangan dibagi menjadi instalasi dalam gedung dan instalasi luar gedung.
Sedangkan instalasi daya listrik adalah suatu jaringan atau rangkaian untuk
menyuplai dan menyalurkan daya listrik dari sumber menuju beban.
Instalasi daya listrik terdiri dari beberapa bagian yaitu :
- Penyedia tenaga listrik
- Sistem pembagian daya listrik ( grouping )
- Saluran daya listrik
- Pengaman atau proteksi
- Pentanahan ( grounding )
9
2.2. Ketentuan Umum Instalasi Listrik [2]
Rancangan suatu sistem instalasi listrik harus memenuhi ketentuan
Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL) dan peraturan lain seperti :
a) Undang - undang Nomor 1 tahun 1970 tentang keselamatan kerja beserta
peraturan pelaksanaannya.
b) Undang - undang Nomor 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan
Hidup.
c) Undang - undang Nomor 30 tahun 2009 tentang Ketenagalistrikan.
Perancangan sistem instalasi listrik harus diperhatikan tentang keselamatan
manusia, makhluk hidup lain dan keamanan harta benda dari bahaya dan
kerusakan yang bisa ditimbulkan oleh penggunaan instalasi listrik. Selain
itu, berfungsinya instalasi listrik harus dalam keadaan baik dan sesuai
dengan maksud penggunaannya.
2.3. Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL) [2]
Peraturan instalasi listrik yang pertama kali digunakan sebagai pedoman
beberapa instansi yang berkaitan dengan instalasi listrik adalah AVE (Algemene
Voorschriften voor Electrische Sterkstroom Instalaties) yang diterbitkan sebagai
Norma N 2004 oleh Dewan Normalisasi Pemerintah Hindia Belanda. AVE N
2004 ini diterjemahkan kedalam bahasa Indonesia dan diterbitkan pada tahun
1964 sebagai Norma Indonesia NI6 yang kemudian dikenal sebagai Peraturan
Umum Instalasi Listrik disingkat PUIL 1964. PUIL 1964 merupakan penerbitan
HAEI, Perguruan Tinggi ITB, ITI, ISTN, UNTAG, STTY-PLN, PT Schneider
Indonesia dan pihak - pihak lain yang terkait.
11
Bagian 1 dan bagian 2 tentang Pendahuluan dan Persyaratan dasar
merupakan padanan dari IEC 364-1 Part 1 dan Part 2 tentang Scope, Object
Fundamental Principles and Definitions.
Bagian 3 tentang Proteksi untuk keselamatan banyak mengacu pada IEC
60364 Part 4 tentang Protection for safety. Istilah yang berkaitan dengan tindakan
proteksi seperti Safety Extra Low Voltage (SELV) yang dalam bahasa Indonesia
adalah tegangan extra rendah pengaman digunakan sebagai istilah baku, demikian
juga istilah Protective Extra Low Voltage (PELV) dan Functional Extra Low
Voltage (FELV). PELV adalah istilah SELV yang dibumikan sedangkan FELV
adalah sama dengan tegangan extra rendah fungsional. Sistem kode untuk
menunjukan tingkat proteksi yang diberikan oleh selungkup dari sentuh langsung
ke bagian yang berbahaya, seluruhnya diambil dari IEC dengan kode IP
(International Protection). Kode TN mengganti kode PNP dalam PUIL 1987,
demikian juga kode TT untuk kode PP dan kode IT untuk kode HP.
Bagian 4 tentang Perancangan Instalasi Listrik, dalam IEC 60364 Part 3
yaitu Assessment of General Characteristics, isi mengutip dari SAA Wiring Rules
dalam Section General Arrangement tentang perhitungan kebutuhan maksimum
dan penentuan jumlah titik sambung pada sirkit akhir.
Bagian 5 tentang Perlengkapan Listrik mengacu pada IEC 60364 Part 5:
Selection and erection of electrical equipment dan standar National Electric Code
(NEC).
Bagian 6 tentang Perlengkapan Hubung Bagi dan Kendali (PHB) serta
komponennya merupakan pengembangan Bab 6 PUIL 1987 dengan ditambah
unsur - unsur dari NEC.
12
Bagian 7 tentang Penghantar dan Pemasangannya tidak banyak berubah dari
Bab 7 PUIL 1987. Perubahan yang ada mengacu pada IEC misalnya cara
penulisan kelas tegangan dari penghantar. Ketentuan pada Bagian 7 mengutip dari
standar VDE. Hal - hal yang berkaitan dengan tegangan tinggi dihapus.
Bagian 8 tentang ketentuan untuk berbagai ruang dan instalasi khusus
merupakan pengembangan dari Bab 8 PUIL 1987. PUIL 2000 memasukkan
klarifikasi zona yang diambil dari IEC, yang berpengaruh pada pemilihan dari
perlengkapan listrik dan cara pemasangannya di berbagai ruang khusus.
Ketentuan dalam Bagian 8 merupakan bagian dari IEC 60364 Part 7,
Requirements for special installations or locations.
Bagian 9 meliputi Pengusahaan instalasi listrik. Pengusahaan dimaksudkan
sebagai perancangan, pembangunan, pemasangan, pelayanan, pemeliharaan,
pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik serta proteksinya. IEC 60364,
pemeriksaan dan pengujian awal instalasi listrik dibahas dalam Part 6:
Verification. PUIL 2000 berlaku untuk instalasi listrik dalam bangunan dan
sekitarnya untuk tegangan rendah sampai 1000 V a.b dan 1500 V a.s, dan gardu
transformator distribusi tegangan menengah sampai dengan 35 kV. Ketentuan
tentang transformator distribusi tegangan menengah mengacu dari NEC 1999.
Pembagian tersebut pada dasarnya sama dengan bagian yang sama pada
PUIL 1987. PUIL 2000 tidak menyebut pembagiannya dalam pasal, sub pasal,
ayat atau sub ayat. Perbedaan tingkatnya dapat dilihat dari sistem penomoran
dengan digit. Contoh pada Bagian 4, dibagi dalam 4.1; 4.2; dan seterusnya,
sedangkan 4.2 dibagi dalam 4.2.1 sampai dengan 4.2.9 dibagi lagi dalam 4.2.9.1
sampai dengan 4.2.9.4. Jadi untuk menunjuk kepada suatu ketentuan, cukup
13
dengan menuliskan nomor dengan jumlah digitnya. PUIL 2000 dilengkapi dengan
indeks dan lampiran - lampiran pada akhir buku. Lampiran mengenai pertolongan
pertama pada korban kejut listrik yang dilakukan dengan pemberian pernapasan
bantuan, diambilkan dari standar SAA. [24]
Perkembangan dibidang instalasi listrik misalnya karena adanya ketentuan
baru dalam IEC yang dipandang penting untuk dimasukkan dalam PUIL, atau
karena adanya saran, tanggapan dari masyarakat pengguna PUIL, maka dapat
diterbitkan amandemen pada PUIL 2011. Menangani hal hal tersebut telah
dibentuk Panitia Tetap PUIL. Panitia Tetap PUIL dapat diminta pendapatnya jika
terdapat ketidakjelasan dalam memahami dan menerapkan ketentuan PUIL 2011.
Permintaan penjelasan dapat ditujukan kepada Panitia Tetap PUIL.
2.4. Prinsip Dasar Instalasi Listrik [3]
Prinsip dasar instalasi listrik harus mempertimbangkan pemasangan suatu
instalasi listrik agar instalasi yang dipasang dapat digunakan secara optimal,
efektif dan efisien.
Prinsip dasar instalasi listrik yaitu sebagai berikut :
a) Keandalan
Seluruh peralatan yang dipakai pada instalasi harus handal dan baik secara
mekanik maupun secara kelistrikan. Keandalan berkaitan dengan kesesuaian
pemakaian pengaman jika terjadi gangguan, contoh apabila terjadi suatu
kerusakan atau gangguan harus mudah dan cepat diatasi.
14
b) Ketercapaian
Pemasangan peralatan instalasi listrik yang relatif mudah dijangkau oleh
pengguna pada saat mengoperasikannya dan tata letak komponen listrik
mudah untuk dioperasikan, sebagai contoh pemasangan sakelar tidak terlalu
tinggi atau terlalu rendah.
c) Ketersediaan
Ketersediaan instalasi listrik dalam melayani kebutuhan baik berupa daya,
peralatan maupun kemungkinan perluasan instalasi. Apabila ada perluasan
instalasi tidak mengganggu sistem instalasi yang sudah ada, tetapi hanya
menghubungkan pada sumber cadangan (spare) yang telah diberi
pengaman.
d) Keindahan
Pemasangan peralatan instalasi listrik harus dipasang sedemikian rupa,
sehingga terlihat rapi dan indah serta tidak menyalahi peraturan yang
berlaku.
e) Keamanan
Faktor keamanan dari suatu instalasi listrik, baik keamanan terhadap
manusia, bangunan atau harta benda, makhluk hidup lain dan peralatan itu
sendiri.
f) Ekonomis
Biaya yang dikeluarkan dalam pemasangan instalasi listrik harus
diperhitungkan dengan teliti dengan biaya sehemat mungkin.
15
2.5. Distribusi Daya Listrik [5]
Distribusi daya listrik adalah penyaluran daya listrik dari sumber listrik
menuju ke pusat beban. Sumber tenaga listrik memiliki kondisi dan persyaratan -
persyaratan kelayakan beroperasi untuk mensuplai beban pelanggan yaitu :
a) Letak titik sumber (pembangkit) dengan titik beban tidak selalu berdekatan
b) Setiap peralatan listrik khususnya yang berfungsi sebagai beban dirancang
memiliki rating tegangan , frekuensi, dan daya nominal
c) Pengoperasian peralatan listrik perlu dijamin keamanan bagi peralatan itu
sendiri, bagi manusia penggunanya, dan bagi lingkungan.
Dalam upaya memenuhi ketiga hal tersebut, maka untuk sistem distribusi
daya listrik diperlukan beberapa kriteria, yaitu :
a) Sistem distribusi daya listrik mempunyai saluran daya yang efektif,
ekonomis, stabil, efisien dan kualitas yang baik.
b) Sistem distribusi daya listrik mempunyai ketersediaan kapasitas daya cukup,
tegangan dan frekuensi stabil pada nilai nominal tertentu.
c) Sistem distribusi daya listrik mempunyai pengaman yang baik.
Sistem distribusi menurut susunan rangkaian dibagi menjadi dua, yaitu
jaringan sistem distribusi primer dan jaringan sistem distribusi sekunder.
2.5.1.Sistem Distribusi Primer [5]
Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari
gardu induk distribusi menuju pusat - pusat beban. Sistem distribusi primer
menggunakan saluran udara, kabel udara, dan kabel tanah sesuai dengan tingkat
keandalan yang diinginkan dan situasi lingkungannya. Saluran distribusi primer
16
direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat
beban. Bentuk rangkaian jaringan distribusi primer yaitu :
a) Jaringan Distribusi Radial
Bentuk jaringan distribusi radial merupakan bentuk dasar, paling
sederhana dan paling banyak digunakan. Dinamakan radial karena saluran
ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber dari
jaringan tersebut kemudian dicabang – cabangkan ketitik beban yang
dilayani.
Catu daya berasal dari satu titik sumber dan adanya pencabangan -
pencabangan tersebut maka arus beban yang mengalir sepanjang saluran
menjadi tidak sama besar. Kerapatan arus ( beban ) pada setiap titik
sepanjang saluran tidak sama besar sehingga luas penampang konduktor
pada jaringan bentuk radial ini ukurannya tidak harus sama. Saluran utama
yang menanggung arus beban besar ukuran penampangnya relatif besar
dan saluran cabang - cabangnya makin ke ujung ukuran penampangnya
makin kecil.
Spesifikasi dari jaringan bentuk radial ini adalah :
- Kelebihan:
1) Bentuk sederhana.
2) Biaya investasi kecil
- Kelemahan
1) Kualitas pelayanan daya kurang bagus karena rugi tegangan dan
rugi daya yang terjadi pada saluran besar.
17
2) Kontinyunitas pelayanan daya tidak terjamin, sebab antara titik
sumber dan titik beban hanya ada satu alternatif saluran sehingga
jika saluran tersebut mengalami gangguan maka seluruh rangkaian
sesudah titik gangguan akan mengalami black out secara total.
Cara mengisolasi gangguan pada bentuk radial ini diperlengkapi
dengan peralatan pengaman berupa fuse, sectionaliser, recloser dan
alat pemutus beban lainnya. Fungsi dari alat pemutus beban ini
hanya membatasi daerah yang mengalami pemadaman total yaitu
daerah saluran sesudah titik gangguan.
Gambar 2.1 Jaringan Distribusi Tipe Radial [7]
b) Jaringan Distribusi Ring (Loop)
Jaringan distribusi ring (loop) merupakan bentuk tertutup atau disebut juga
bentuk jaringan loop. Ciri - ciri dari jaringan ini yaitu pada titik beban
terdapat dua alternatif saluran berasal lebih dari satu sumber. Susunan
rangkaian penyulang membentuk ring yang memungkinkan titik beban
dilayani dari dua arah penyulang sehingga kontinyuitas pelayanan lebih
18
terjamin serta kualitas dayanya menjadi lebih baik karena rugi tegangan
dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil.
Gambar 2.2 Jaringan Distribusi Tipe Loop [7]
c) Jaringan Distribusi Mesh atau Network
Sistem distribusi Mesh atau Network adalah sistem distribusi yang
memiliki kehandalan sempurna dalam menyalurkan energy listrik. Sistem
untuk suatu jaringan instalasi yang tidak boleh padam. Jenis distribusi tipe
mesh digunakan pada areal bangunan pemerintahan yang sangat vital
sehingga dipelukan kontiunitas aliran energi listrik 24 jam penuh.
Sistem jaringan distribusi mesh digunakan banyak pembangkit cadangan
selain pembangkit utama dan dapat menyuplai seluruh beban yang ada.
Tiap pembangkit dapat di interkoneksi satu sama lain sehingga dua
pembangkit atau lebih tidak akan meyuplai sebuah beban secara
bersamaan.
19
Gambar 2.3 Jaringan Distribusi Tipe Mesh atau Network [7]
d) Jaringan Distribusi Spindle
Bentuk jaringan distribusi spindle maksimal mempunyai 6 penyulang
dalam keadaan dibebani dan satu penyulang dalam keadaan kerja tanpa
beban. Saluran 6 penyulang yang beroperasi dalam keadaan berbeban
dinamakan working feeder atau saluran kerja, dan satu saluran yang
dioperasikan tanpa beban dinamakan express feeder. Fungsi express feeder
dalam hal ini selain sebagai cadangan pada saat terjadi gangguan pada
salah satu working feeder juga berfungsi untuk memperkecil terjadinya
drop tegangan pada sistem distribusi bersangkutan penurupada keadaan
operasi normal.
20
Gambar 2.4 Jaringan Distribusi Spindle [7]
e) Saluran Radial Interkoneksi
Saluran radial interkoneksi yaitu terdiri lebih dari satu saluran
radial tunggal yang dilengkapi dengan Load Break Switch (LBS)
atau Automatic Vacuum Switch (AVS) sebagai saklar interkoneksi.
Pada dasarnya semua beban yang memerlukan tenaga listrik
menuntut kondisi pelayanan yang terbaik misalnya dalam hal
stabilitas tegangannya. Sebab jika tegangan tidak normal dan tidak
stabil maka alat listrik yang digunakan tidak dapat bekerja normal.
2.5.2.Sistem Distribusi Sekunder [5]
Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari
gardu distribusi menuju beban - beban yang ada di konsumen. Bentuk saluran
sistem distribusi sekunder yang paling banyak digunakan yaitu sistem radial.
Sistem radial dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa
isolasi.
21
Sistem radial bisa disebut sistem tegangan rendah yang langsung
dihubungkan kepada konsumen melalui peralatan - peralatan sebagai berikut :
- Papan pembagi pada trafo distribusi
- Hantaran tegangan rendah ( saluran distribusi sekunder )
- Saluran Layanan Pelanggan ( SLP ) ke konsumen
- Alat pembatas dan pengukur daya ( KWH meter ) serta fuse atau pengaman
pada pelanggan.
Gambar 2.5 Komponen Sistem Distribusi [8]
2.5.3.Sistem Pentanahan (Grounding) [2]
Sistem pentanahan perlu diperhatikan dalam suatu bangunan karena
pentanahan yang salah dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan – peralatan
listrik.
Tujuan pentanahan yaitu :
a) Mengurangi beda tegangan
b) Mengalirkan langsung arus yang timbul sehingga diharapkan pengaman
yang digunakan dapat langsung putus dalam waktu yang singkat
22
Jenis – jenis elektroda tanah yaitu : [ PUIL 2011, hal 95 ]
1. Elektroda pita
Elektroda pita dibuat dari penghantar berbentuk pita atau berpenampang
bulat, atau penghantar pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal.
Elektroda ini dapat ditanam sebagai pita lurus, radial, melingkar, jala- jala
atau kombinasi dari bentuk tersebut.
Gambar 2.6 Cara pemasangan elektroda pita [10]
2. Elektroda batang
Elektroda batang terbuat dari pipa besi, baja profil, atau batang logam
lainnya yang dirancangkan ke dalam tanah.
Gambar 2.7 Cara pemasangan elektroda batang [10]
23
3. Elektroda plat
Elektroda pita terbuat dari bahan logam utuh atau berlubang. Elektroda plat
dipasang secara dalam pada tanah.
Gambar 2.8 Cara pemasangan elektroda plat [10]
4. Elektroda lainnya
Elektroda lainnya adalah jaringan pipa air minum dari logam dan selubung
logam kabel yang tidak diisolasi yang langsung ditanam dalam tanah, besi
tulang beton atau konstruksi baja bawah tanah lainnya.
2.5.3.1. Jenis Pentanahan [2]
Jenis – jenis sistem pentanahan yaitu : [PUIL 2011, hal 97]
a) Sistem TN (Sistem sumber tunggal) [PUIL 2011, hal 98]
Sistem tenaga listrik TN mempunyai satu titik yang dibumikan langsung,
Bagian konduktif terbuka pada instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh
penghantar proteksi. Ada tiga jenis sistem TN sesuai dengan susunan
penghantar netral dan penghantar proteksi yaitu sebagai berikut :
24
1) Sistem pentanahan TN-S [PUIL 2011, hal 98]
Pentanahan dengan sistem TN-S menggunakan penghantar proteksi
terpisah di seluruh sistem
Gambar 2.9 Sistem pentanahan TN-S
2) Sistem pentanahan TN-C-S [PUIL 2011, hal 100]
Pentanahan dengan sistem TN-C-S menggunakan fungsi netral dan
fungsi proteksi digabungkan dalam konduktor tunggal pada sebagian
sistem.
Gambar 2.10 Sistem pentanahan TN-C-S
3) Sistem pentanahan TN-C [PUIL 2011, hal 102]
Pentanahan dengan sistem TN-C menggunakan fungsi netral dan fungsi
proteksi tergabung dalam penghantar tunggal pada seluruh sistem.
25
Gambar 2.11 Sistem pentanahan TN-C
Gambar 2.12 Penjelasan lambang sistem pentanahan menurut
IEC 60617-11 [PUIL 2011, hal 98]
b) Sistem pentanahan IT [PUIL 2011, hal 106]
Sistem tenaga listrik IT mempunyai semua bagian aktif yang diisolasi dari
bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedansi. Bagian
tonduktif terbuka pada instalasi listrik dibumikan secara kolektif.
Gambar 2.13 Sistem pentanahan IT [PUIL 2011, hal 106]
26
2.6. Pengaman Instalasi Listrik [4]
Salah satu faktor teknis yang perlu diperhatikan dalam penyediaan dan
penyaluran daya listrik adalah kualitas daya. Faktor ini meliputi stabilitas
tegangan, kontinyunitas pelayanan, keandalan pengamanan dan kapasitas daya
yang sesuai kebutuhan. Pengaman adalah suatu peralatan listrik yang digunakan
untuk melidungi komponen listrik dari kerusakan yang diakibatkan oleh gangguan
seperti arus beban lebih ataupun arus hubung singkat.
Pengaman yang baik adalah pengaman yang langsung merespon atau trip
ketika terjadi gangguan. Jenis gangguan yang paling sering terjadi dalam keadaan
sistem berjalan normal adalah gangguan arus lebih atau biasa disebut beban lebih.
Jenis gangguan lain yang juga sering terjadi adalah gangguan arus hubung singkat
atau short circuit.
Fungsi pengaman dalam distribusi tenaga listrik yaitu :
a) Isolasi, untuk memisahkan instalasi atau bagiannya dari catu daya listrik
untuk alasan keamanan.
b) Kontrol, untuk membuka atau menutup sirkit instalasi selama kondisi
operasi normal untuk tujuan operasi dan perawatan.
c) Proteksi, untuk pengamanan kabel, peralatan listrik dan manusianya
terhadap kondisi tidak normal seperti beban lebih, hubung singkat dengan
memutuskan arus gangguan dan mengisolasi gangguan yang terjadi.
2.6.1.Sekering (Fuse)
Fuse berfungsi untuk mengamankan sistem instalasi dari kemungkinan
terjadinya hubung singkat atau beban lebih. Bekerja berdasarkan besar arus yang
melewatinya, ketika besarnya arus yang lewat melebihi nilai yang tertera pada
27
badan fuse, maka bagian dalam fuse yang menghubungkan kedua terminal
langsung lebur atau meleleh.[10]
Gambar 2.14 Sekering / Fuse [10]
Ciri spesifik sekering yaitu sebagai berikut :
1) Bekerja langsung apabila batasan arus dalam rangkaian terlewati.
2) Tidak mampu menghubungkan kembali rangkaian secara otomatis setelah
terjadi gangguan
3) Bekerja pada fasa tunggal, tidak bisa untuk 3 fasa.
2.6.2.Miniature Circuit Breaker (MCB)
Minature Circuit Breaker (MCB) adalah pengaman yang digunakan sebagai
pemutus arus rangakaian, baik arus nominal maupun arus gangguan. MCB
merupakan kombinasi fungsi fuse dan fungsi pemutus arus. MCB dapat digunakan
sebagai pengganti fuse dan juga untuk mendeteksi arus lebih.[10]
28
Gambar 2.15 Miniature Circuit Breaker [10]
2.6.3.Moulded Case Circuit Breaker (MCCB)
Moulded Case Circuit Breaker (MCCB) adalah pengaman yang digunakan
sebagai pemutus arus rangkaian, baik arus nominal maupun arus gangguan.
MCCB mempunyai unit trip yang dapat diset Ir ( merupakan pengaman terhadap
arus lebih ) dan Im ( merupakan pengaman terhadap arus short circuit ). MCCB
memiliki arus nominal hingga 3200 A dan kapasitas pemutusan short circuit
hingga 150 kA pada jaringan tegangan rendah. [10]
Gambar 2.16 Moulded Case Circuit Breaker [10]
29
2.6.4.Air Circuit Breaker (ACB)
Air Circuit Breaker (ACB) adalah pengaman yang digunakan sebagai
pemutus arus rangakaian, baik arus nominal maupun arus gangguan. ACB sama
dengan MCCB tetapi medianya menggunakan udara. Rating pengaman yang
dipakai dapat diketahui dari arus nominal yang melalui saluran tersebut kemudian
disesuaikan dengan rating dari katalog.
ACB memiliki ketahanan thermal yang tinggi, sehingga memungkinkan
cara kerja yang disebut dengan diskriminasi. Diskriminasi yaitu jika gangguan
terjadi pada suatu titik, maka yang bekerja hanya pemutus daya pada daerah itu
saja. Hal ini dapat menjamin kontinuitas pelayanan sumber daya listrik karena
ketika terjadi gangguan, ACB menunda pemutusan, sebelum pemutus daya di sisi
bawahnya trip. [10]
Gambar 2.17 Air Circuit Breaker [10]
2.6.5.Arus Nominal Pengaman
Cara menentukan arus nominal kapasitas pengamanan MCB, MCCB, dan
ACB, digunakan menggunakan persamaan 2.1 := / (√3 × × cos )……….................................………….(2.1)
30
Sesuai PUIL 2011 pasal 2.2 ayat 2.2.8.3 besar nilai KHA perlengkapan yang
dibebani arus beban lebih adalah 125% dari arus pengenal beban, sehingga untuk
menentukan nilai KHA menggunakan persamaan 2.2 := 1,25………….................….................................…….(2.2)
Keterangan :
= Arus Nominal (A)
= Arus KHA (A)
= Daya beban (W)
= Tegangan kerja (V)
= Faktor daya system
2.6.6.Arus Hubung Singkat (Short Circuit Current)
Hubung singkat merupakan bahaya terbesar terhadap kontinyunitas
pelayanan. Peralatan proteksi harus mampu mengatasi pengaruh hubung singkat.
Arus hubung singkat atau short circuit current mempunyai nilai lebih besar dari
arus rata-rata atau arus normalnya. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada
peralatan dan membahayakan manusia.
Tujuan analisa hubung singkat antara lain adalah :
a) Menentukan arus dan tegangan maksimum dan minimum pada bagian -
bagian atau titik - titik tertentu dari suatu sistem tenaga listrik.
b) Menentukan setingan relay dan koordinasi pengaman untuk mengamankan
sistem dari keadaan abnormal dalam waktu yang seminimal mungkin.
31
2.6.7.Jatuh Tegangan [17]
Jatuh tegangan atau rugi tegangan adalah tegangan yang hilang pada
penghantar pada saat arus mengalir atau selisih antara tegangan ujung pengirim
dan tegangan ujung penerima.
Makin besar arus dan tahanan pada penghantar, makin besar pula tegangan
yang terjadi. Menurut PUIL 2011 bagian 2 pasal 2.2.3 hal 48 susut tegangan
antara terminal pelanggan dengan titik instalasi tidak boleh melebihi 4% dari
tegangan pengenal pada terminal pelanggan bila semua konduktor dialiri arus.
Jatuh tegangan penghantar dapat dihitung dengan persamaan 2.3 dan 2.4 := ......................................................................................... (2.3)
Vdrop =I . √3 . ( R . cos φ + X . sin φ ) L ........................................ (2.4)
Dimana :
Vdrop = Penurunan tegangan (Volt)
I = Arus ( Ampere )
L = Panjang Kabel ( Km )
R = Resistansi Kabel ( Ohm/Km ), sesuai tabel 2.1
X = Reaktansi Kabel ( Ohm/Km ), sesuai tabel 2.1
Cos φ, Sin φ = Faktor Daya
Tabel 2.1 dan tabel 2.2 merupakan karakteristik penurunan tegangan yang terjadi
pada kabel tembaga dan kabel alumunium.
32
Tabel 2.1 Tabel penurunan tegangan pada kabel bahan tembaga [11]
TABEL TEGANGAN JATUH KABEL TEMBAGA
Ukuran kabel tembagaRDC20 C
RAC90 C
XAC50 Hz
Tegangan jatuhsusunan kabeltrefoil di udara
RatingAmp
Teganganjatuh
L=100mtr,I=80%
rating kabeltrefoil di
udara
Teganganjatuh
mm2 AWG wire Ohm/km Ohm/km Ohm/km mV/Amp/mtr Amp Volt Volt
1.5 #14 1/1.38 11.9 15.232 0.012 27.0 18 39 30
2.5 #12 1/1.78 7.14 9.139 0.099 16.0 25 32 25.5
4 #10 1/2.25 4.47 5.722 0.093 10.0 34 27 21.8
6 #8 1/2.76 2.97 3.802 0.088 6.80 44 24 18.9
10 #6 1/3.57 1.77 2.266 0.084 4.00 60 19 15.5
16 #4 7/1.70 1.13 1.446 0.081 2.50 80 16 13.4
25 #2 7/2.14 0.712 0.911 0.081 1.60 105 13 11.3
35 #1 7/2.52 0.514 0.658 0.078 1.15 130 12 10.3
50 2/0 19/1.78 0.379 0.485 0.094 0.87 215 15 13.2
70 3/0 19/2.14 0.262 0.335 0.090 0.61 270 13 12.1
95 4/0 19/2.52 0.189 0.242 0.087 0.45 335 12 11.4
120250
MCM37/2.03 0.150 0.192 0.084 0.37 390 11.5 11
150300
MCM37/2.25 0.122 0.157 0.084 0.31 445 11 10.9
185400
MCM37/2.50 0.0972 0.126 0.084 0.26 510 10.6 10.7
240500
MCM61/2.25 0.074 0.097 0.081 0.22 606 10.7 10.6
300600
MCM61/2.52 0.059 0.078 0.080 0.195 701 10.9 10.7
400750
MCM61/2.85 0.0461 0.063 0.079 0.175 820 11.5 11.1
5001000MCM
61/3.20 0.0366 0.051 0.078 0.160 936 12 11.3
33
Tabel 2.2 Tabel penurunan tegangan pada kabel bahan alumunium [11]
TABEL TEGANGAN JATUH KABEL ALUMINIUM
Ukuran kabelaluminium
RDC20 C
RAC50 C
XAC50 Hz
Tegangan jatuhsusunan kabeltrefoil di udara
RatingAmpmakspd 30
Ckabeltrefoil
diudara
Teganganjatuh
L=100mtr,I=80%
rating kabeltrefoil di
udara
Teganganjatuh
mm2 AWG wire Ohm/km Ohm/km Ohm/km mV/Amp/mtr Amp Volt Volt
50 2/0 19/1.78 0.641 0.718 0.106 166 14.7
70 3/0 19/2.14 0.443 0.497 0.103 210 9.4
95 4/0 19/2.52 0.320 0.359 0.098 258 8.8
120250
MCM37/2.03 0.253 0.284 0.097 300 8.5
150300
MCM37/2.25 0.206 0.232 0.097 344 8.4
185400
MCM37/2.50 0.164 0.185 0.096 398 8.3
240500
MCM61/2.25 0.125 0.142 0.092 476 8.3
300600
MCM61/2.52 0.100 0.114 0.090 551 8.4
400750
MCM61/2.85 0.0778 0.090 0.090 645 8.7
5001000MCM
61/3.20 0.0605 0.071 0.089 752 9.1
34
2.7. Kabel Penghantar [3]
Kabel penghantar merupakan komponen yang selalu ada pada sebuah panel
yang berfungsi untuk menyambungkan antara satu komponen dengan komponen
lainnya. Kabel penghantar merupakan komponen yang sangat penting karena
merupakan konduktor yang menghantarkan arus listrik.
Kriteria – kriteria dalam pemilihan kabel untuk instalasi listrik, yaitu :
a) Elektrikal
Meliputi ukuran konduktor, kekuatan listrik, tahanan isolasi, konstanta
dielektrik dan factor daya
b) Suhu
Penyesuaian terhadap suhu lingkungan dan kondisi saat kelebihan beban,
pengembangan dan tahanan termal
c) Mekanik
Meliputi kekerasan dan fleksibilitas, mempertimbangkan ketahanan
terhadap kehancuran dan kelembaban
d) Kimiawi
Meliputi stabilitas dari bahan api, ozon, oli, cahaya matahari dan bahan
kimia.
Jenis – jenis bahan isolasi yang digunakan pada kabel penghantar yaitu :
a) Polyvinyl Chloride (PVC)
Ciri – ciri bahan isolasi PVC yaitu :
- Keras dan rapuh (perlu dicampur dengan bahan pelunak kira-kira 20 %
hingga 40 %)
35
- Dapat terbakar tetapi apinya akan padam sendiri setelah sumber api
disingkirkan
- Lebih mudah menyerap air
b) Polyethyline (PE)
Ciri – ciri bahan isolasi PE yaitu :
- Mudah terbakar dimana nyala api tetap menjalar
- Tidak mudah menyerap air
- Umumnya digunakan untuk telekomunikasi karena baik untuk frekuensi
tinggi.
Kabel merupakan salah satu sarana penting dalam instalasi listrik karena
kabel berfungsi menghantarkan arus ke beban yang terpasang. Pemilihan kabel
mempertimbangkan besarnya beban yang terpasang. Kabel - kabel dalam instalasi
listrik memiliki banyak ragam, oleh karena itu jenis - jenis kabel dinyatakan
dalam singkatan huruf juga angka. Kabel yang umumnya dipakai dalam instalasi
listrik antara lain.
2.7.1.Kabel NYM [12]
Kabel NYM direkomendasikan khusus untuk instalasi tetap di dalam
bangunan yang penempatannya di dalam atau di luar plester tembok ataupun
dalam pipa pada ruangan kering atau lembab. Kabel NYM tidak diijinkan untuk
dipasang di luar rumah yang langsung terkena panas dan hujan ataupun ditanam
langsung dalam tanah.
Perencanaan pada instalasi listrik jenis kabel instalasi terselubung yang
digunakan adalah kabel NYM. Kabel NYM memiliki penghantar tembaga polos
berisolasi PVC.
36
Ketentuan – ketentuan dalam pemakaian kabel NYM yaitu : [PUIL 2000, hal
278]
- NYM boleh dipasang langsung menempel pada plesteran atau kayu atau
ditanam langsung dalam plesteran, juga diruang lembab atau basah, ditempat
kerja atau gedung dengan bahaya kebakaran atau ledakan.
- NYM juga boleh dipasang langsung pada bagia-bagian lain dari bagunan,
konstruksi, rangka dan sebagainya, asalkan cara pemasangannya tidak
merusak selubung luar kabelnya.
- NYM tidak boleh dipasang di dalam tanah
Gambar 2.18 Kabel NYM [12]
2.7.2.Kabel NYY [12]
Kabel NYY dirancang untuk instalasi tetap dalam tanah yang harus
diberikan pelindung khusus (misalnya : duct, pipa baja PVC atau besi baja).
Instalasi kabel NYY bisa ditempatkan di luar atau di dalam bangunan baik pada
kondisi basah ataupun kering. Kabel NYY mempunyai selubung PVC warna
hitam, terdiri dari 1 - 4 urat dengan penampang luar mencapai 240 mm. Susunan
kabel NYY sama dengan susunan kabel NYM, hanya berbeda pada tebal isolasi
dan selubung luarnya serta jenis kompon PVC yang digunakan. Selubung luar
kabel NYY berwarna hitam.
37
Gambar 2.19 Kabel NYY [12]
2.7.3.Kabel NYFGbY [12]
Kabel NYFGbY digunakan untuk sirkuit power distribusi, baik pada lokasi
kering ataupun basah / lembab. Kabel NYFGbY berpelindung kawat dan pita baja
yang digalvanisasi. Kabel NYFGbY dapat ditanam langsung dalam tanah tanpa
pelindung tambahan. Isolasi dibuat tanpa wama dan tiga urat dibedakan dengan
non strip, 1 strip dan 2 strip. Kabel ini mempunyai selubung PVC warna merah
dengan penampang luar mencapai 57 mm.
Gambar 2.20 Kabel NYFGbY [12]
2.7.4.Kabel NYA [12]
Kabel NYA dirancang dan direkomendasikan untuk digunakan pada
instalasi tetap dalam kotak distribusi atau rangkaian pada panel. Pemasangan
kabel NYA hanya diperbolehkan untuk tempat yang kering dan tidak
direkomendasikan bila dipasang di tempat yang basah atau langsung terkena
cuaca.
38
Gambar 2.21 Kabel NYA [12]
2.7.5.Kabel tembaga telanjang (BC) [12]
Kabel BC digunakan untuk saluran distribusi udara yang direntangkan di
antara tiang-tiang dan isolator-isolator. Kabel BC dapat juga digunakan untuk
hantaran pentanahan (grounding).
Gambar 2.22 Kabel tembaga telanjang [12]
2.7.6.Twisted cable saluran rumah ( service enterance )
Kabel jenis ini khusus digunakan untuk saluran dari jaringan distribusi ke
konsumen. Bahan penghantar dari tembaga jenis setengah keras atau keras
memungkinkan dapat digantung antar tiang tanpa penunjang khusus. Zat karbon
hitam yang terdapat pada isolasi sangat memungkinkan ketahanannya terhadap
cuaca tropis.
2.7.7.Twisted cable jaringan distribusi tegangan rendah ( JTR )
Kabel jenis ini khusus digunakan untuk jaringan distribusi tegangan rendah
yang jauh lebih praktis dari pada hantaran telanjang. Dengan adanya penunjang
yang sekaligus sebagai netral, kabel ini memungkinkan untuk ditegangkan. Sesuai
39
kebutuhan kabel ini bisa dilengkapi dengan saluran penerangan jalan yang
biasanya terdiri dari dua urat 16 mm2.
2.7.8.Kode huruf dalam penamaan kabel [3]
Berikut adalah arti kode huruf-huruf yang digunakan untuk mengenali kabel
listrik :
N : Kabel jenis standar dengan penghantar tembaga.
Na : Kabel jenis standar dengan penghantar almunium.
Y : Isolasi atau selubung PVC.
F : Perisai kawat baja pipih.
R : Perisai kawat baja bulat
Gb : Spiral pita baja.
Re : Penghantar padat bulat.
Rm : Penghantar bulat kawat banyak.
Sc : Penghantar padat bentuk sektor.
Sm : Penghantar kawat banyak bentuk sector
2.7.9. Pemilihan Kebutuhan Ukuran Kabel Listrik [3]
Tegangan pengenal pada kabel tegangan rendah yaitu sebagai berikut :
Tabel 2.7 Urutan sambungan daya listrik dari PLN [25]
No.Daya Terpasang(Volt Ampere)
Pembatas MCB/MCCB(Ampere)
1 250 1 X 1,22 450 1 X 23 900 1 X 44 1,3 1 X 65 2,2 1 X 106 3,5 1 X 167 4,4 1 X 208 5,5 1 X 259 7,7 1 X 3510 11 1 X 5011 13,9 1 X 6312 17 1 X 8013 22 1 X 10014 3,9 3 X 615 6,6 3 X 1016 10,6 3 X 1617 13,2 3 X 2018 16,5 3 X 2519 23 3 X 3520 33 3 X 5021 41,5 3 X 6322 53 3 X 8023 66 3 X 10024 82,5 3 X 125
64
No.Daya Terpasang(Volt Ampere)
Pembatas MCB/MCCB(Ampere)
25 105 3 X 160
26 131 3 X 200
27 147 3 X 225
28 164 3 X 250
29 197 3 X 300
30 233 3 X 335
31 279 3 X 425
32 329 3 X 500
33 414 3 X 630
34 526 3 X 800
35 630 3 X 1000
2.17. Ecodial Advance Calculation INT 4.8 [6]
Ecodial Advance Calculation INT 4.8 adalah software program perhitungan
yang dimiliki oleh Schneider Electric yang berguna untuk mendesain instalasi
listrik tegangan rendah pada suatu jaringan instalasi listrik di sektor bangunan
gedung. Software ini merupakan jenis electrical design software yaitu software
desain listrik yang digunakan untuk menghitung dan mengukur suatu jaringan
instalasi listrik pada suatu gedung. Ecodial Advance Calculation NT 4.8 tidak
dapat digunakan untuk mendesain dan menghitung jaringan listrik tegangan
menengah karena program ini ditujukan untuk instalasi jaringan listrik tegangan
rendah.
Program Ecodial Advance Calculation INT 4.8 menggunakan standar
internasional yaitu IEC60364. Selain versi internasional , juga terdapat versi
disesuaikan dengan standar negara lain yaitu : Belgia (RGIE/Arei), Brasil
65
(NBR5410), Cheko dan Slovakia (IEC60364), Denmark (IEC60364), Perancis
(NF C 15-100), Hungaria (IEC60364), India (IEC60364), Belanda (NEN1010),
Polandia (IEC60364), Portugal (RTIEBT), Afrika Selatan (IEC60364), Spanyol
(UNE 20460-5-523), Swedia (IEC60364).
IEC60364 adalah standar instalasi listrik untuk bangunan. Standar ini
merupakan upaya untuk menyelaraskan standar kabel versi IEC. Versi terbaru dari
berbagai peraturan kabel Eropa (misalnya, BS 7671 di Inggris) mengikuti struktur
bagian versi IEC 60364, tapi mengandung tambahan untuk menyederhanakan
penggunaan di lapangan. Standar ini sebagai panduan dan memberikan aturan
dalam bentuk yang memungkinkan untuk bimbingan orang menginstal dan
memeriksa sistem listrik.
Keuntungan menggunakan program Ecodial Advance Calculation INT 4.8 yaitu :
a) Alat referensi untuk instalasi listrik yang handal.
Program Ecodial Advance Calculation INT 4.8 merupakan program untuk
mendesain instalasi listrik yang handal.
b) Menghemat waktu perhitungan
Mendesain instalasi listrik dengan program Ecodial Advance Calculation INT
4.8 dapat menghemat waktu untuk menghitung suatu jaringan instalasi listrik.
- Memberikan solusi jaringan instalasi listrik yang akan digunakan
- Melaporkan kesalahan pada instalasi listrik yang akan digunakan
- Memberikan laporan hasil perhitungan secara langsung
c) Instalasi listrik sesuai standar yang berlaku
Program Ecodial Advance Calculation INT 4.8 mengacu pada standar
perhitungan yang berlaku.
66
- Hasil perhitungan sesuai dengan standar perhitunagan instalasi listrik
yang berlaku
- Keamanan peralatan terjamin
Program Ecodial Advance Calculation INT 4.8 dapat menghitung :
a) Kabel penghantar
Perhitungsan kabel penghantar berdasarkan :
- Pengaturan proteksi jaringan sisi atas
- Maksimum penurunan tegangan
- Proteksi melawan sentuh tak langsung
b) Arus hubung singkat
Perhitungan arus hubung singkat berdasarkan :
- Tipe dari hubung singkat
c) Peralatan proteksi
Perhitungan peralatan proteksi berdasarkan :
- Arus hubung singkat
- Beban yang direncanakan
Spesifikasi komputer yang digunakan untuk program Ecodial Advance
Calculation INT 4.8 yaitu :
a) Konfigurasi yang direkomendasikan adalah
- Prosesor Dual Core 1,4 GHz, 64 bit.
- 2 Gb RAM
- Graphics adapter sesuai dengan DirectX 10
- Layar 1600 x 1200
67
b) Konfigurasi minimum
- Prosesor Intel® Pentium® 4, 2.2 MHz
- 1 Gb RAMkj
- Adapter grafis yang kompatibel dengan DirectX 9.0