bab ii bandara
Post on 06-Jul-2016
30 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Pengertian Dasar Distribusi dan Instalasi
Secara sederhana Sistem Distribusi Tenaga Listrik dapat diartikan sebagai
sistem sarana penyampaian tenaga listrik dari sumber ke pusat beban. Sementara
untuk Sistem Instalasi adalah cara pemasangan penyalur tenaga listrik atau
peralatan listrik untuk semua barang yang memerlukan tenaga listrik, dimana
pemasangannya harus sesuai dengan peraturan yang telah ditetapkan di dalam
Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL).
Oleh karena sumber tenaga listrik untuk beban memiliki kondisi dan
persyaratan-persyaratan tertentu, maka sarana penyampaiannya pun dikehendaki
memenuhi persyaratanb tertentu pula. Kondisi dan persyaratan yang dimaksudkan
tersebut antara lain :
1. Setiap peralatan listrik dirancang memiliki rating tegangan, frekuensi,
dan daya nominal tertentu.
2. Letak titik sumber (pembangkit) dengan titik beban tidak selalu
berdekatan.
3. Pada pengoperasian peralatan listrik perlu dijamin keamanan bagi
peralatan itu sendiri, bagi manusia pengguna, dan bagi lingkungannya.
Dalam upaya antisipasi ketiga hal tersebut, maka untuk sistem penyampaian
tenaga listrik dituntut beberapa kriteria :
1. Diperlukan saluran daya (tenaga) yang efektif, ekonomis dan efisien.
2. Diperlukan tersedianya daya (tenaga) listrik dengan kapasitas yang cukup
(memenuhi), tegangan dan frekuensi yang stabil pada harga nominal tertentu,
sesuai dengan desain peralatan. Singkatnya diperlukan penyediaan daya
dengan kualitas yang baik.
3. Diperlukan sarana sistem pengaman yang baik, sesuai dengan persyaratan
pengaman (cepat kerja, peka, efektif, andal, dan ekonomis).
Untuk saluran daya digunakan bahan yang memiliki sifat konduktif
terhadap arus listrik, yaitu bahan yang resistansinyarendah, dan sifat ini dimiliki
bahan-bahan logam pada umumnya.Dalam praktek, meskipun resistansi suatu
bahan (logam) dipilih rendah, bagaimanapun tetap resistip dan tetap menimbulkan
rugi-rugi pada saluran itu.Besarnya rugi-rugi yang terjadi selain tergantung pada
besarnya resistansi bahan saluran, juga ditentukan oleh besarnya arus yang lewat
melalui saluran. Sedangkan resistansi total saluran itu sendiri selain tergantung
pada jenis bahan saluran, tergantung juga pada jarak saluran dan ukuran (luas
penampang) saluran. Keterkaitan antara besarnya rugi-rugi pada saluran dengan
saluran itu sendiri dinyatakan dalam persamaan dasar berikut ini :
Resistansi saluran (ohm) (2.1)
Di mana : = panjang saluran
= tahanan jenis bahan saluran
A = luas penampang saluran
Karena adanya sifat resistip ini maka bila saluran dilalui arus akan terjadi rugi-
rugi yaitu:
Rugi-rugi tegangan : V loss = I.R (2.2)
= I. (
) (volt)2
Rugi-rugi daya : P loss = I2.R (2.3)
= I2. . (
) (volt)3
Akibat adanya rugi-rugi ini maka terjadi selisih antara tegangan di titik sumber
dengan di titik beban :
Vk – Vt = I . (
) (volt)4 (2.4)
Dan selisih daya yang dikirimkan dari sumber dengan daya yang diterima oleh
beban sebesar :
Pk – Pt = I2. . (
) (watt)5 (2.5)
Dimana :
Vk : tegangan disisi kirim (sumber)
Vt : tegangan disisi terima (beban)
Pk : daya dari sisi kirim (sumber)
Pt : daya dari sisi terima (beban).
Rugi daya (power loses) pada saluran ini akan didisipasikan dalam bentuk
panas yang terbuang sia-sia di sepanjang saluran, sedangkan rugi tegangan
(voltage drop) akan menyebabkan harga tegangan di titik beban menjadi tidak
nominal. Dengan memperhitungkan besarnya rugi-rugi pada saluran, maka salah
satu cara untuk mempertahankan agar harga tegangan sisi terima tetap
(mendekati) nominal adalah dengan menaikan harga tegangan di sisi kirim. Cara
demikian tidak selalu dapat diterapkan, sebab tidak selalu satu tiitik sumber hanya
melayani satu titik beban, dan tidak selalu semua titik beban mengalami drop
tegangan yang sama besarnya, apalagi bila saluran distribusi terdiri atas banyak
cabang-cabangnya.
Dari persamaan tentang rugi-rugi telah diketahui bahwa faktor penentunya
adalah besarnya arus yang lewat dan besarnya resistansi saluran, yang bila
diuraikan lebih lanjut juga berarti tergantung pada jarak saluran, jenis bahan
konduktor saluran, dan ukuran penampang konduktor.
Dalam praktek, parameter-parameter konduktor adalah merupakan faktor
design dengan harga konstan (artinya harga R juga konstan).Dengan demikian,
dalam perencanaan suatu jaringan distribusi harus sudah ditentukan terlebih
dahulu jenis bahan dan ukuran konduktor serta panjang salurannya.Yang variable
mengikuti situasi beban berupa besar arus beban.
2.2 Pengertian Distribusi Tenaga Listrik
Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem
distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik
besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga
listrik adalah; 1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat
(pelanggan), dan 2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung
berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban
(pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan
tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikkan tegangannya oleh gardu induk
dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV
kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah
untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal
ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I2.R).
Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang
mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran
transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun
tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut
penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran
distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk
diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah,
yaitu 220/380Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke
konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian
yang penting dalam system tenaga listrik secara keseluruhan.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan
setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang
sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain:
berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya,
selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi
beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini
diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila
ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban,
terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
2.3 Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta
pembatasan-pembatasan sebagai berikut:
Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation)
Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi
(HV,UHV,EHV)
Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau
20kV).
Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi,
bertegangan rendah
Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa
porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat
dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa kelasifikasi itu
dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah:
1. SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah), terdiri dari : Tiang dan
peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan per-lengkapannya,
serta peralatan pengaman dan pemutus.
2. SKTM (Saluran Kabel Tegangan Menengah),, terdiri dari : Kabel tanah,
indoor dan outdoor termination, batu bata, pasir dan lain-lain.
3. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka
tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel,
transformer band, peralatan grounding, dan lain-lain.
4. SUTR (Saluran Udara Tegangan Rendah) dan SKTR (Saluran Kabel
Tegangan Rendah), terdiri dari: sama dengan perlengkapan/ material
pada SUTM dan SKTM yang membedakan hanya dimensinya.
Pembagian/Pengelompokan Tegangan Sistem Tenaga Listrik
2.4 Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat
diklasifikasikan sebagai berikut:
2.4.1 Menurut Nilai Tegangannya:
Klasifikasi saluran distribusi tenaga listrik menurut nilai tegangannya
dibedakan menjadi dua yaitu saluran distribusi primer dan saluran distribusi
sekunder
1. Saluran Distribusi Primer.
Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo
substation (G.I.) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini
bertegangan menengah 20kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika
langsung melayani pelanggan bisa disebut jaringan distribusi.
2. Saluran Distribusi Sekunder.
Terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder
dengan titik cabang menuju beban.
2.4.2 Menurut Bentuk Tegangannya:
Berikut ini adalah beberapa bentuk tegangan saluran distribusi tenaga
listrik:
1. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan
searah.
2. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan system
tegangan bolak-balik.
2.4.3 Menurut Jenis/Tipe Konduktornya:
Berikut ini adalah beberapa jenis/tipe konduktor saluran distribusi tenaga
listrik:
1. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan support
(tiang) dan perlengkapannya, dibedakan atas:
i. Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa
isolasi pembungkus.
ii. Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi.
2. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan
menggunakan kabel tanah (ground cable).
3. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan
kabel laut (submarine cable)
2.4.4 Menurut Susunan (Konfigurasi) Salurannya:
Berikut ini adalah beberapa contoh susunan (konfigurasi) saluran distribusi tenaga
listrik:
1. Saluran Konfigurasi horisontal:
Bila saluran fasa terhadap fasa yang lain/terhadap netral, atau saluran
positif terhadap negatif (pada sistem DC) membentuk garis horisontal.
2. Saluran Konfigurasi Vertikal:
Bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal
3. Saluran Konfigurasi Delta:
Bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta).
Gambar 2.2 Konfigurasi Delta
2.4.5 Menurut Susunan Rangkaiannya
Dari uraian di atas telah disinggung bahwa sistem distribusi dibedakan
menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder.
1. Jaringan Sistem Distribusi Primer.
Sistem distribusi primer diguna kan untuk menyalurkan tenaga listrik dari
gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat mengguna kan
saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan
yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini
direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat
beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer.
a). Jaringan Distribusi Radial.
Bila antara titik sumber dan titik bebannya hanya terdapat satu saluran
(line), tidak ada alternatif saluran lainnya. Bentuk Jaringan ini 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 itu,dan dicabang-cabang ke titik-titik beban yang dilayani.
Catu daya berasal dari satu titik sumber dan karena adanya pencabangan-
pencabangan tersebut, maka arus beban yang mengalir sepanjang saluran menjadi
tidak sama besar. Oleh karena kerapatan arus (beban) pada setiap titik sepanjang
saluran tidak sama besar, maka luas penampang konduktor pada jaringan bentuk
radial ini ukurannya tidak harus sama. Maksudnya, saluran utama (dekat sumber)
yang menanggung arus beban besar, ukuran penampangnya relatip besar, dan
saluran cabang-cabangnya makin ke ujung dengan arus beban yang lebih kecil,
ukurannya lebih kecil pula. Spesifikasi dari jaringan bentuk radial ini adalah:
o Kelebihan:
Bentuknya sederhana.
Biaya investasinya relatip murah
o Kelemahan
Kualitas pelayanan dayanya relatip jelek, karena rugi tegangan dan
rugi daya yang terjadi pada saluran relatip besar
Kontinyuitas pelayanan daya tidak terjamin, sebab antara titik sumber
dan titik beban hanya ada satu alternatif saluran sehingga bila saluran
tersebut mengalami gangguan, maka seluruh rangkaian sesudah titik
gangguan akan mengalami "black out" secara total.
Untuk melokalisir gangguan, pada bentuk radial ini biasanya diperlengkapi
dengan peralatan pengaman berupa fuse, sectionaliser, recloser, atau alat pemutus
beban lainnya, tetapi fungsinya hanya membatasi daerah yang mengalami
pemadaman total, yaitu daerah saluran sesudah/dibelakang titik gangguan, selama
gangguan belum teratasi. Jadi, misalkan gangguan terjadi di titik F, maka daerah
beban K, L dan M akan mengalami pemadaman total. Jaringan distribusi radial ini
memiliki beberapa bentuk modifikasi, antara lain:
(1). Radial tipe pohon.
(2). Radial dengan tie dan switch pemisah.
(3). Radial dengan pusat beban.
(4). Radial dengan pembagian phase area.
(1) Jaringan Radial Tipe Pohon
Bentuk ini merupakan bentuk yang paling dasar. Satu saluran utama
dibentang menurut kebutuhannya, selanjutnya dicabangkan dengan saluran
cabang (lateral penyulang) dan lateral penyulang ini dicabang-cabang lagi dengan
sublateral penyulang (anak cabang).
Gambar 2.3 Jaringan Radial Tipe Pohon
Sesuai dengan kerapatan arus yang ditanggung masing-masing saluran,
ukuran penyulang utama adalah yang terbesar, ukuran lateral adalah lebih kecil
dari penyulang utama, dan ukuran sub lateral adalah yang terkecil.
Gambar 2.4 Komponen Jaringan Radial
(2) Jaringan Radial Dengan Tie dan Switch Pemisah.
Bentuk ini merupakan modifikasi bentuk dasar dengan menambahkan tie
dan switch pemisah, yang diperlukan untuk mempercepat pemulihan pelayanan
bagi konsumen, dengan cara menghubungkan areaarea yang tidak terganggu pada
penyulang yang bersangkutan, dengan penyulang di sekitarnya. Dengan demikian
bagian penyulang yang terganggu dilokalisir, dan bagian penyulang lainnya yang
"sehat" segera dapat dioperasikan kembali, dengan cara melepas switch yang
terhubung ke titik gangguan, dan menghubungkan bagian penyulang yang sehat
ke penyulang di sekitarnya.
(3). Jaringan Radial Tipe Pusat Beban.
Bentuk ini mencatu daya dengan menggunakan penyulang utama (main
feeder) yang disebut "express feeder" langsung ke pusat beban, dan dari titik pusat
beban ini disebar dengan menggunakan "back feeder" secara radial.
Jaringan Radial Tipe Pusat Beban
(4) Jaringan Radial Dengan Phase Area
Pada bentuk ini masing-masing fasa dari jaringan bertugas melayani
daerah beban yang berlainan. Bentuk ini akan dapat menimbulkan akibat kondisi
system 3 fasa yang tidak seimbang (simetris), bila digunakan pada daerah beban
yang baru dan belum mantap pembagian bebannya. Karenanya hanya cocok untuk
daerah beban yang stabil dan penambahan maupun pembagian bebannya dapat
diatur merata dan simetris pada setiap fasanya
Jaringan Radial Tipe Phase Area (Kelompok Fasa)
Jaringan Distribusi Ring (Loop).
Bila pada titik beban terdapat dua alternatip saluran berasal lebih dari satu
sumber. Jaringan ini merupakan bentuk tertutup, disebut juga bentuk jaringan
"loop". Susunan rangkaian penyulang membentuk ring, yang memungkinkan titik
beban dilayani dari dua arah penyulang, sehingga kontinyuitas pelayanan lebih
terjamin, serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena rugi tegangan dan rugi
daya pada saluran menjadi lebih kecil.
Jaringan Distribusi Tipe Ring (loop)
Bentuk loop ini ada 2 macam, yaitu:
(a) Bentuk Open Loop
Bila diperlengkapi dengan normally-open switch, dalam keadaan normal
rangkaian selalu terbuka.
(b) Bentuk Close Loop
Bila diperlengkapi dengan normally-close switch, yang dalam keadaan
normal rangkaian selalu tertutup
Pada tipe ini, kualitas dan kontinyuitas pelayanan daya memang lebih baik,
tetapi biaya investasinya lebih mahal, karena memerlukan pemutus beban yang
lebih banyak. Bila digunakan dengan pemutus beban yang otomatis (dilengkapi
dengan recloser atau AVS), maka pengamanan dapat berlangsung cepat dan
praktis, dengan cepat pula daerah gangguan segera beroperasi kembali bila
gangguan telah teratasi. Dengan cara ini berarti dapat mengurangi tenaga operator.
Bentuk ini cocok untuk digunakan pada daerah beban yang padat dan memerlukan
keandalan tinggi.
Gambar Rangkaian Gardu Induk Tipe Ring
c) Jaringan Distribusi Spindle.
Selain bentuk-bentuk dasar dari jaringan distribusi yang telah ada, maka
dikembangkan pula bentuk-bentuk modifikasi, yang bertujuan meningkatkan
keandalan dan kualitas sistem. Salah satu bentuk modifikasi yang populer adalah
bentuk spindle, yang biasanya terdiri atas maksimum 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 pada
keadaan operasi normal. Dalam keadaan normal memang "express feeder" ini
sengaja dioperasikan tanpa beban. Perlu diingat di sini, bahwa bentuk-bentuk
jaringan beserta modifikasinya seperti yang telah diuraikan di muka, terutama
dikembangkan pada sistem jaringan arus bolak-balik (AC).
Gambar Jaringan Distribusi Spindle
2.5 Komponen Instalasi listrik.
2.5.1 Pemutus Daya
Salah satu faktor teknis yand peerlu diperhatikan dalam penyediaan dan
penyaluran daya listrik adalah kuslitas dari daya itu sendiri.Faktror kualitas daya
ini meliputi stabilitas tegangan, kontinyutas pelayanan, keandalan pengaman, dan
kapasitas daya yang memenuhi (sesuai) kebutuhan dan sebagainya.
Dalam hal keandalan pengaman tidak berarti bahwa penyediaan daya yang
baik adalah penyediaan daya yang tidak pernah mengalami gangguan. Sebaliknya
pengaman yang baik adalah bila setiap terjadi gangguan akan merespon alat-alat
pengaman untuk segera memutuskan hubungan (trip) sehingga bahaya terbakar
atau bahaya yang lain dapat dihindarkan.
Jenis gangguan yang seringkali terjadi pad suatu sistem yang berkerja
normal adalah gangguan beban lebih, dimana arus yang lewat pada peralatan
pembatas arysnya melebhi harga batas (Rating). Sedangkan jenis gangguan lain
yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat. Secara umum arus gangguan
yang terjadi pada gangguan ini jauh lebih besar dari rating nominalnya.
Fungsi dari pemutus daya yaitu:
Isolasi, memisahkan isolasi dari catu daya listrik untuk pengaman
Proteksi, pengaman terhadap kabel, peralatan listrik, manusia dari
gangguan yang terjadi.
Control, membuka dan menutup rangkaian untuk mengontrol dan
perawatan.
Gambar 2.5.1 Pemutus Daya
2.5.2. Circuit Breaker (CB)
Fungsi dari komponen ini adalah untuk memutuskan atau menghubungkan
rangkaian pada saat berbeban atau tidak berbeban serta akan membuka dalam
keadaan terjadi gangguan arus lebih atau arus hubung singkat. Dengan demikian
berbeda dengan saklar biasa, circuit breaker dapat berfungsi sebagai saklar dalam
kondisi normal maupun tidak, serta dapat memutus arus lebih dan arus hubung
singkat.
Cicuit Breaker dapat dipasang untuk dua tujuan dasar, yaitu:
Berfungsi selama kondisi pengoperasian normal, untuk
menghubungkan maupun memutus rangkaian dalam keadaan
berbeban dengan tujuan untuk pengoperasian dan perawatan dari
rangkaian maupun bebannya
Berkerja selama kondisi operasional yang tidak normal, misalnya
jika terjadi hubung singkat ataupun arus lebih.
Arus lebih maupun arus hubung singkat dapat merusak peralatan dan
instalasi suplay daya jika dibiarkan mengalir di dalam rangkaian dalam kondisi
yang cukup lama.
Komponen lain yang hamper sama dengan circuit breaker (CB) adalah
Disconnecting switch (DS) yang dipasang untuk mewujudkan suatu pemisahan
dari tegangan hidup. Sesungguhnya kegunaan Disconnecting switch (DS) muncul
saat dilakukan maintenance pada CB. Jadi DS tidak untuk memutus arus nominal
dan arus short circuit.
Jenis Circuit Breaker yang banyak digunakan untuk perlengkapan instalasi
listrik yaitu:
a) Miniature Circuit Breaker (MCB)
Miniature Circuit Breaker (MCB)adalah pengaman yang digunakan
sebagai pemutus arus rangkaian, baik arus nominal maupun arus
gangguan.MCB merupakan kombinasi fungsi pemutus arus. MCB
dapat digunakan sebagai pengganti fuse yang dapat juga untuk
mendeteksi arus lebih.
Gambar 2.5.2. Miniature Circuit Breaker
b) Moulded case circuit breaker (MCCB)
Moulded case circuit breaker (MCCB) adalah pengaman yang
digunakan sebagai pemutus arus rangkaian, baik nominal maupun arus
gangguan.MCCB mempunyai unit trip dimana dengan adanya unit trip
tersebut kita dapat mengeset Ir (merupakan pengaman terhadap arus
lebih) dan Im (merupakan pengaman terhadap arus short circuit).
Gambarv 2.5.7 Moulded Case Circuit Breaker
c) Air circuit breaker (ACB)
Air circuit breaker (ACB) adalah pengaman yang digunakan sebagai
pemutus arus rangkaian, baik nominal maupun arus gangguan, hamper
sama dengan MCCB tetapi medianya menggunakan udara.
Gambar 2.5.8 Air Circuit Breaker
Untuk mengetahui ranting dan pengaman yang dipakai dapat diketahui
dari arus nominal yang melalui saluran tersebut kemudian disesuaikan dengan
ranting dari katalog. Dan perlu juga diketahui pula arus short circuitnya.
Isc = (2.6)
Isc = Arus hubung singkat prospektif pada titik instalasi (kA)
IL = Arus beban
%Z = er unit transformer impendansi
2.5.3. Saklar
Saklar digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian
listrik. Cara kerja saklar yaitu pada saat saklar akan membuka untuk memuuskan
rangkaian, sebuah pegas akan direnggangkan. Pegas ini yang akan menggerakan
saklar sehingga dapat memutuskan rangkaian dalam waktu singkat. Jadi kecepatan
pemutusan ditentukan oleh pegas dan tidak tergantung pada pelayanan. Karena
cepatnya waktu pemutusan, maka kemungkinan timbulnya busur api antara
kontak-kontak pemutusan sangat kecil. Berbeda dengan pemisah, saklar (beban)
dapat digunakan untuk memutuskan rangkaian dalam keadaan berbeban.
Pemasangan saklar ini biasanya 1,5 m diatas lantai untuk menghindari jangkauan
anak-anak.
Pemisah digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian
listrik dalam keadaan tidak berbeban atau hampir tidak berbeban.Pemisah tidak
memiliki pemutus sesaat, karena itu kecepatan pemutusan tergantung pada
pelayanannya.
Saklar dan pemisah harus memenuhi beberapa persyaratan , antara lain:
Harus dapat dilayani secara aman tanpa memerlukan alat bantu
Jumlahnya harus sedemikian hingga semua pekerjaan pelayanan,
pemeliharaan dan perbaiakan pada instalasi dapat dilakukan
dengan aman.
Dalam keadaan terbuka, bagian-bagian saklar atau pemisah yang
bergerak harus tidak bertegangan.
Harus tidak dapat menghubungkan dengan sendirinya karena
pengaruh gaya berat
Kemampuan saklar sekurang-kurangnya harus sesuai dengan daya
alat yang dihubungkan , tetapi tidak boleh kurang dari 5 A.
2.6 Pentanahan
Sistem pentanahan pada peralatan di suatu gedung sangat penting, karena
jika sistem pentanahannya salh, maka dapat berakibat fatal, baik pada peralatan
tersebut, maupun pada apa dan siapa saja yang adalah:
Mengurangi beda tegangan antara logam yang dekat dalam suatu
area dari resiko kejutan listrik pada manusia yang berada dalam
satu area.
Agar arus yang timbul jika hubungan tanah terjadi dapat langsung
mengalir, sehingga diharapkan pengaman yang digunakan dapat
langsung putus dalam waktu yang singkat.
a. Grounding sistem
Dipakai untuk sistem grounding artinya pentanahan untuk seluruh
instalasi
b. Grounding peralatan
Dipakai untuk sistem grounding equipment, artinya pentanahan
untuk semua bagian logan dari instalasi tegangan rendah disemua
tempat yang pada keadaan normal tidak boleh bertegangan, harus
dihubungkan dengan tanah.
Tahanan pentanahan harus ≤ 5 Ω4
Maka tahanan pentanahan ditentukan:
Ra ≤ (50/Ia) Ω (2.7)
Ia = K . In (2.8)
Dimana :
Ra : Tahanan Pentanahan (Ω)
Ia : Arus pemutus dari pengaman arus lebih yang digunakan (A).
In : Kemampuan hantar arus nominal (A)
K : untuk pengaman lebur = 2,5 dan 5
Untuk pengaman lainnya = 1,25 dan 3,5
c. Elektroda tanah.
- Macam elektroda pita
Terbuat dari pita yang ditanam secara dangkal dalam bentuk radial.
- Elektroda batang
Terbuat dari besi atau baja profil yang ditanam sedalam 3 sampai 6
meter
- Elektroda plat
Terbuat dari plat tembaga dengan luas ± 1 m2
2.6.1. Pemilihan Kawat Pentanahan
Untuk pemilihan luas penampang dari kawat pentanahan atau grounding
dapat kita gunakan standar dari PUIL 2000 pada halaman 77 tabel 3.6-1 “ luas
penampang penghantar proteksi tidak boleh kurang dari nilai yang tercantum, jika
penerapan tabel 3.16-1 menghasilkan ukuran yang tidak standar, maka
dipergunakan penghantar yang mempunyai luas penampang standar terdekat”
Sumber : Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000. Page 77 tabel 3.16-1
Luas penampang penghantar
fasa instalasi S (mm2)
Luas penampang minimum
penghantar proteksi yang
berkaitan SP (mm2)
S ≤ 16 S
16 < S ≤ 32 16
S > 32 S/2
2.7 Kabel
Kabel berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke beban-beban yang
terpasang, oleh karena itu kabel juga merupakan salah satu sarana yang
mempunyai peranan penting dalam suatu sistem distribusi dan instalasi listrik
karena kabel menghantarkan arus ke beban yang terpasang. Perlu diketahui
secara pasti berapa besar beban yang terpasang agar kapasitas kabel memadai atau
sesuai. Pemikiran kabel mempertimbangkan beberapa hal :
a. Electrical, meliputi ukuran konduktor, type dan tebal isolasi. Bahan yang
tepat untuk desain tegangan menengah dan rendah, mempertimbangkan
kekuatan listrik, bahan isolasi, konstanta dielektrik dan faktor daya.
b. Suhu, menyesuaikan dengan suhu lingkungan dan kondisi kelebihan
beban, pengembangan dan tahanan thermal.
c. Mechanical, meliputi kekerasan dan fleksibilitas serta mempertimbangan
terhadap kehancuran, abrasi dan kelembaban.
d. Kimiawi, stabilitas dari bahan terhadap bahan kimia, cahaya matahari.
Untuk pemilihan kabel didasarkan pada arus yang mengalir pada
penghantar tersebut. Ada dua macam arus yaitu :
a. Arus bolak-balik 3 fasa :
(2.9)
Dimana :
I : arus (ampere)
P : daya/beban (watt)
E : tegangan antar fasa (volt)
Cosθ : faktor daya
b. Arus bolak-balik 1 fasa :
(2.10)
Dari persamaan di atas didapat arus nominal yang tinggal dikalikan
dengan safety factor dan hasilnya disesuaikan dengan table dari jenis yang
digunakan maka akan diketahui luas penampang dari kabel yang dipakai.
Pemilihan kabel juga harus disesuaikan dengan pemilihan rating pengaman.
2.7.1 Macam- Macam Kabel :
a) Kabel NYA
Kabel jenis ini dirancang dan direkomendasikan untuk digunakan pada
instalasi tetap dalam kotak distribusi atau rangkaian pada panel. Pemasangan
kabel ini hanya diperbolehkan untuk tempat yang kering dan tidak
direkomendasikan bila dipasang pada tempat yang basah atau langsung terkena
cuaca.
Gambar Kabel NYA
b) Kabel NYM
Kabel ini hanya direkomendasikan khusus untuk instalasi tetap di dalam
bangunan yang penempatannya bisa di dalam atau diluar plester tembok ataupun
dalam pipa pada ruangan kering atau lembab. Kabel ini tidak diiznkan untuk
dipasang di luar rumah yang langsung terkena panas dan hujan ataupun ditanam
langsung dalam tanah. Penggunaan kabel instalasi berselubung ini diatur dalam
PUIL 2000 pasal 7.12.2.
Gambar Kabel NYM
c) Kabel NYY
Kabel ini dirancang untuk instalasi tetap dalam tanah yang haruss diberikan
pelindung khusus (misalnya : ducy, pipa baja, PVC atau besi baja). Instalasi ini
bosa ditempatkan di luar atau di dalam bangunan baik pada kondisi basah ataupun
kering. Kabel jenis ini mempunyai selubung PVC warna hitam, terdiri dari 1-4
urat dengan penampang luar mencapai 56 mm. penggunaan kabel tanah NYY
diatur dalam PUIL 2000 pasal 7.15.
Gambar kabel NYY
d) Kabel NYFGBY
Kabel jenis ini biasanya digunakan untuk sirkuit power distribusi, baik
pada lokasi kering ataupun basah/lembab. Dengan adanya pelindung kawat dan
pita baja yang digalvanisasi, kabel ini memungkinkan ditanam langsung dalam
tanah tanpa pelindung tambahan. Isolasi dibuat tanpa warna dan tiga urat
dibedakan dengan non strip, strip 1 dan strip 2. Kabel ini mempunyai selubung
PVC warnah merah dengan penampang luar mencapai 57 mm
e) Kabel NYAF
Kabel jenis ini fleksibel dan dirancang untuk instalasi didalam pipa, duct
atau dalam kotak distribusi. Karena sifatnya yang fleksibel, kabel ini sangat cocok
untuk tempat yang mempunyai belokan yang tajam. Kabel dengan ukuran kurang
dari 1,5 mm2 hanya diperbolekan digunakan didalam peralatan ataupun papan
pengontrol dan tidak diperbolehkan dipasang untuk instalasi tetap
Gambar kabel NYAF
f) Twisted Cable Saluran Rumah (Service Enterance)
Kabel jenis ini khusus digunakan untuk saluran dari jaringan distribusi ke
konsumen. Dengan adanya bahan penghantar dari tembaga jenis setengah keras
atau keras, maka kabel ini memungkinkan dapat digantung antar tiang tanpa
penunjang khusus. Zat karbon hitam yang terdapat pada isolasi sangat
memungkinkan ketahananya terhadap cuaca tropis.
g) Twisted Cable Jaringan DistribusiTtegangan Rendah (ITR)
Kabel jenis ini khusus digunakan untuk jaringan distribusi tegangan
rendah yang jauh lebih praktiis dari pada hantaran telanjang. Dengan adanya
penunjang yang sekaligus sebagai netral, kabel ini memungkinkan untuk
ditegangkan. Sesuai kebutuhan kabel ini bias dilengkapi dengan saluran
penerangan jalan yang biasanya terdiri dari dua urat 16 mm2 almunium.
2.8 Pipa Instalasi
Pipa instalasi berfungsi untuk melindungi kabel terhadap gangguan dari
luar, seperti kabel yang diletakan di atas langit-langit dimasukan didalam pipa
agar tidak dimakan tikus, beberapa pipa instalasi yang biasa digunakan, yaitu :
Pipa PVC
Pipa baja dicat meni
Pipa fleksibel
Pipa instalasi harus cukup tahan terhadap panas, lembab, harus tahan
terhadap tekanan mekanis pemakaian dan tidak boleh mempunyai sifat
menjalarkan nyala api. Permukaan luar maupun dalam pipa instalasi harus licin
dan rata dan dilindungi dengan baik terhadap karat. Jadi bagian luar maupaun
dalam pipa harus dicat meni. Pipa PVC tidak dapat digunakan untuk suhu kerja
normal diatas 600C. ditempat-tempat tertentu yang diperlukan, pipa PVC harus
dilindungi terhadap kerusakan mekanis dan pipa baja yang berada dalam
jangkauan tangan dan dipasang terbuka, harus ditanahkan secara sempurnah,
kecuali bila pipa baja tersebut digunakan untuk kabel berisolasi ganda atau hanya
untuk menyelubungi kabel pentanahan.
Pipa instalasi PVC memiliki sifat-sifat, antar lain :
Daya isolasinya baik, sehingga mengurangi kemungkinan
terjadinya gangguan tanah. Gangguan tanah dapat menimbulkan
kebakaran.
Tidak menjalarkan api.
Mudah digunakan
Tahan terhadap hampir semua bahan kimia, jadi tidak perlu dicat
2.9 Jatuh Tegangan
Jatuh tegangan didefinisikan sebagai perbedaan antara tegangan ujung
kirim dan tegangan ujung terima dari penyulang. Jatuh tegangan merupakan
perbedaan nilai mutlak dari tegangan ujung kirim dan tegangan ujung terima.
Jatuh tegangan ini terjadi akibat adanya impendansi dari sistem tersebut.
Secara pendekatan jattuh tegangan atau ∆V adalah :
(2.11)
(untuk sistem satu fasa) (2.12)
(untuk sistem tiga fasa) (2.13)
(2.14)
Dimana :
A : luas penampang penghantar nominal, dalam m2
I : kuat arus dalam penghantar, dalam ampere
∆V : rugi tegangan dalam penghantar, dalam volt
I : jarak dari permulaan penghantar hingga ujung, dalam m
: daya hantar jenis dari penghantar yang digunakan dalam ohm
mm/m
10 ohm mm/m
X : reaktansi penghantar, dalam ohm
R : tahanan penghantar, dalam ohm
top related