Bab 3.docx

LANDASAN TEORI 1. Pengertian Intalasi Listrik Instalasi listrik adalah saluran listrik beserta gawai maupun peralatan yang terpasang baik di dalam maupun di luar bangunan untuk menyalurkan arus listrik. Rancangan intalasi listrik harus memenuhi ketentuan PUIL 2000 dan peraturan yang terkait dalam dokumen seperti UU No 18 tahun 1999 tentang usaha penunjang tenaga listrik dan peraturan lainnya.

2. Ketentuan umum perancangan instalasi listrik Rancangan suatu sistem instalasi listrik harus memenuhi ketentuan peraturan umum instalasi listrik (PUIL) dan peraturan seperti: a. Undang Undang Nomor 1 tahun 1970 tentang keselamatan kerja, beserta peraturan pelakasanaannya. b. Undang-Undang Nomor 23 tahun 1997 tentang pengelolaan lingkungan hidup. c. Undang- undang Nomor 15 tahun 2002 tentang ketenagalistrikan. Dala perancangan sistem instalasi listrik harus di perhatikan tentang keselamatan manusia, mahkluk hidup lain dan keamaanan harta benda dari bahaya dan kerusakan yang bisa ditimbulkan oleh pengunaan instalasi listrik. Selain itu, berfungsinya instalasi listrik harus dalam keadaan baik dan sesuai dengan maksud penggunaannya. 3. Prinsip-prinsip dasar instalasi listrik Beberapa prinsip instalasi listrik yang harus menjadi pertimbangan pada pemasangan suatu instalasi listrik dimaksudkan agar instalasi yang dipasang dapat digunakan secara optimum, efektif dan efisien. Adapun prinsip dasar tersebut ialah sebagai berikut : a) Keamanan (safety) Instalasi listrik harus menjamin keamanaan dan keselamatan dan bagi makhluk hidup, harta benda dan serta instalasi listrik itu sendiri. Oleh karena itu, instalasi listrik harus dipasang sesuai standar dan peraturan yang ditetapkan oleh PUIL 2000. Untuk mencapai tingkat kemanan yang tinggi

diperlukan proteksi yang mampu merepons dan mengatasi gangguan yang timbul. b) Keandalan (Reliability) Instalasi listrik harus mempunyai keandalan. Keandalan instalasi listrik diantaranya yaitu instalasi listrik mempunyai unjuk kerja yang baik, sistem kelistrikan beroperasi selama mungkin dan apabila terjadi gangguan segera dapat diatasi,serta mempunyai peralatan yang sesuai standar. c) Kemudahan (accessibility) Kemudahan instalasi listrik dirasakan apabila pengoperasian suatu sistem dapat dilayani dengan mudah, pemasangan peralatan sistem dan instalasi dapat dilakukan dengan cepat dan tepat mudah dalam pengembangan dan perluasan sistem. d) Pengaruh lingkungan (impact of environment) Lingkungan

4. INSTALASI DISTRIBUSI DAYA LISTRIK Instalasi listrik distibusi listrik adalah suatu sistem yang digunakan untuk penyaluran daya listrik guna memenuhi kebutuhan manusia. Instalasi secara garis besar terbagi atas instalasi penerangan listrik dan instalasi daya listrik. Intalasi penerangan adalah semua intalasi yang diberikan daya listrik pada lampu atau penerangan yang lainnya. Sementara itu, instalasi daya listrik adalah suatu jaringan atau rangkaian untuk penyuplai atau penyaluran daya listrik ke beban seperti air conditioning, motor listrik, dan peralatan elektronik yang lainnya. Instalasi listrik terdiri atas beberapa bagian, antara lain penyediaan tenaga listrik, sistem distribusi, saluran daya, pengamanan, dan pertanahan (grounding). Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi berguna untuk penyaluran tenaga listrik dari sumber daya listrik besar sampai kepada konsumen / beban. Sistem distribusi daya listrik memiliki beberapa bentuk sebagai berikut :

a. Sistem distribusi radial

Sistem distribusi radial merupakan salah satu sistem distribusi yang sederhana, sistem ini pada umunya digunakan untuk menyalurkan daya listrik dengan konstrasi daya relatif kecil sistem distribusi radial memiliki satu sumber energi listrik yang berfungsi menyalurkan listrik ke seluruh beban yang ada, yang ada, tanpa didukung oleh pembangkit yang lain. Pada gambar di bawah ini terlihat penyaluran diagaram bertumpu pada satu pembangkit.

Sumber : Buku distribusi daya listrik Gambar 1 : Sistem distribusi radial b. Sistem distribusi Ring Sistem distribusi ring memiliki keandalan sistem yang cukup menjamin, sistem ini digunakan dengan konsentrasi beban yang relatif besar. Dengan menggunakan sistem ini, kontuinitas energi listrik ke beban cukup baik. Sistem distribusi ring sering digunakan untuk dua atau lebih pembangkit energi yang menyuplai beban listrik, energi listrik yang digunakan tidak hanya disuplai dari satu pembangkit, tetapi dapat bergantian fungsi oleh pembangkit lainnya .

Sumber : buku Gambar 2 : Sistem distribusi Ring

c. Sistem distribusi Mesh / Network

Sistem distribusi mesh / network adalah suatu sistem distribusi yang memiliki keandalan sempurna dalam penyaluran energi listrik selama 24 jam penuh. Jadi distribusi tenaga listrik berfungsi untuk membagi atau menyalurkan tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan). Fungsi lainya sebagai subsistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan. Hal ini karena permintaan terhadap daya dari pusat – pusat pelanggan dilayani secara langsung melalui jaringan distribusi.

Sumber : Gambar :sistem distribusi mesh/ network 5. Panel Hubung Bagi Panel hubung bagi menurut PUIL 2000 adalah perlengkapan hubung bagi yang tempat pelayanannya berbentuk panel atau kombinasi panel panel. Panel hubung bagi terbuat dari bahan konduktif atau tidak konduktif terpasang dalam rangka yang dilengkapi dengan peralatan listrik seperti sakelar, kabel, dan rel. Perlengkapan hubung bagi yang dibatasi dan dibagi menjadi petak petak serta tersusun mendatar dan tegak dianggap sebagai satu panel hubung bagi. Perlengkapan hubung bagi dengan atau tanpa kendali adalah suatu perlengkapan untuk membagi tenaga listrik atau mengendalikan dan melindungi sirkit dan pemanfaatan listrik, mencakup sakelar pemutus sirkit, papan hubung bagi tegangan rendah dan sejenisnya. Bentuk perlengkapan hubung bagi dapat berupa boks, panel dan lemari. Perangkat hubung bagi merupakan perangkat dari suatu sistem. Sistem suplai pada umumnya terdiri atas pembangkit (generator), transmisi (penghantar), dan pemindahan daya (transformator daya). Sebelum tenaga listrik sampai keperalatan konsumen seperti motor – motor, katub selenoid, pemanas, lampu – lampu penerangan , air conditioner dan peralatan lainnya, melalui PHB terlebih dahulu.

a. Pemilihan PHB Untuk pemilihan PHB yang akan digunakan dalam sistem distribusi, ada beberapa pedoman sebagai berikut : 1. Kemampuan menahan arus hubung singkat Arus hubung singkat prospektif pada instalasi antara saluran masuk menuju PHB induk atau PHB distribusi dan kabel menuju beban. Arus hubung singkat ini boleh melibihi kemampuan arus hubung singkat dari peralatan yang terpasang diPHB. 2. Derajat pengamanan Derajat pengamanan tergantung pada kondisi lokasi pemasangan dan kondisi sekelilingnya. PHB harus dilengkapi dengan pengaman yang dapat mencegah terjadi tegangan sentuh, benturan benda asing dan percikan air. Pemasangan PHB diruangan yang mudah dijangkau orang harus didesain dengan pengamanan tertentu untuk mencegah terjadi tegangan sentuh, baik karena kecelakaan maupun pengoperasian. 3. Selangkup penyekat Selungkup yang digunakan PHB harus tahan terhadap korosi dan tegangan sentuh. Pada umunya penyekat terbuat dari bahan khusus seperti Polyester yang dicampur dengan fiberglass atau bahan penyekat lainnya. 4. Selangkup dari logam Semua jenis konstruksi PHB, baik selungkup maupun struktur untuk pemasangan komponen yang terbuat dari logam harus terlindungi dengan cara melakukan finishing epoxy powder sehingga mempunyai sifat mekanik cukup baik 5. Pemasangan Sebelum menentukan jenis PHB yang akan dipakai perlu pula dipertimbangkan cara pemasangannya. Ada beberapa ketentuan dalam pemasangan PHB, yaitu: -

Mudah diletakan.

-

Diletakkan di lantai dan bediri bebas di ruangan.

-

Menempel tetap di dinding

-

Harus dipasang yang sesuai, kering dan berventilasi cukup

-

Harus diamankan dari ruangan lembab.

-

Setinggi tingginya 1,5 meter dari lantai rumah

-

Setinggi tingginya 1,2 meter dari lantai tempat umum.

-

Panel distribusi dilarang dipasang di kamar mandi, kamar kecil atau di atas kompor.

6. Pedoman pemilihan peralatan Membuat PHB Induk : -

Rating arus peralatan harus sampai dengan 4000A

-

Bahan selungkup dari plat baja

-

Tinggi 2200mm

-

Metode pemasangan peralatan PHB dengan sistem pemasangan tetap atau tidak tetap (withdrawable)

-

Kemampuan menahan arus hubungan singkat sampai dengan 176 kA

-

Tingkat pengamanan untuk selungkup IP 40 atau IP 54.

Membuat PHB distribusi -

Rating arus peralatan sampai dengan 2000A

-

Bahan selungkup berupa bahan isolasi, plat logam dan baja tuang

-

Penggunaan PHB box tinggi < 1000mm

-

Pemasangan peralatan dalam panel dipasang secara tetap

-

Kemampuan menahan arus hubung singkat sampai dengan 80 kA

-

Tingkat pengaman sampai dengan IP 65.

b. Jenis instalasi panel distribusi Instalasi panel distribusi dapat dibedakan menjadi beberapa panel berikut ini : 1) Panel utama / Main Distribution Panel (MDP) Panel ini digunakan untuk keperluan sebagai berikut. 

Pengaman pemutus .



Penyambungan busbar.



Pengaman busbar.

2) Panel cabang / Sub – Distribution Panel (SDP) Panel cabang digunakan untuk keperluan berikut



Pengaman pemutusan.



Switching beban elektrik.



Pengaman kabel, saluran listrik, dan beban.



Pengaman tegangan lebih (overvoltage)



Kontrol, metering dan keperluan pengukuran

3) Panel beban / sub-sub distribution (SSDP) Panel beban digunakan untuk keperluan berikut. 

Perlindung manusia dan property.



Perlindung beban lebih.



Perlindungan kabel dan saluran listrik.



Pengaman tegangan lebih.



Pengaman pemutus.



Monitoring dan signaling.



Kontrol loop terbuka dan loop tertutup.



Pengukuran, metering, dan tampilan.

c. Bentuk konstruksi PHB PHB jika ditinjau dari segi bentuk konstruksinya, dapat dibedakan sebagai berikut: 1. Konstruksi Terbuka Pada jenis PHB dengan konstruksi terbuka ini pada bagian-bagian yang aktif atau bertegangan seperti rel beberapa peralatan, terminal dan pengantar dapat terlihat dan terjangkau dari segala sisi. Pemasangan PHB sistem terbuka ini hanya diijinkan pada ruangan yang tertutup dan hanya operator atau orang yang professional yang boleh masuk dalam ruangan tersebut.

2. Konstruksi Semi-Tertutup PHB jenis ini berupa panel yang dilengkapi dengan pengaman yang dapat mencegah terjadi kontak dengan bagian-bagian yang bertegangan pada PHB. Pengaman ini pada umumnya dipasang pada bagian sakelar atau tombol operasi muka, sehingga operator tidak mempunyai akses menyentuh bagian-bagian yang bertegangan pada PHB dari arah muka. Namun demikian pada panel jenis ini tidak semua sisi tertutup seperti contohnya pada bagian belakang dan sampingnya.

Untuk itu PHB jenis ini pula hanya diijinkan dipasang pada ruangan tertutup dan hanya operator atau orang yang profesional yang boleh masuk ruangan tersebut.

3. Konstruksi Lemari PHB jenis konstruksi cubicle ini adalah tertutup pada semua sisinya, sehingga tidak ada akses untuk kontak dengan bagian yang bertegangan selama pengoperasian, karena konstruksi tertutup pada setiap sisinya, maka pemasangan PHB jenis ini tidak harus ditempat yang tertutup dan terkunci, atau dengan kata lain dapat dipasang pada tempat-tempat umum pengoperasian listrik. PHB jenis ini ada yang dibuat dengan sistem laci, yaitu komponen atau perlengkapan PHB ini dapat ditarik atau dilepas untuk keperluan perbaikan atau pemeliharaan. Untuk memasang kembali dalam sistem, kita cukup mendorong ke dalam seperti kita mendorong laci. Pada PHB sistem laci ini, bagian atau komponen yang bisa dilepas dan dipasang kembali, biasanya berupa sakelar pemisah atau pemutus tenaga untuk saluran masuk, saluran keluar dan sakelar penggandeng. 4. Konstruksi Kotak (Box) PHB jenis kotak (box) ini ada yang terbuat dari bahan isolasi, plat logam, baja tuang, dan sebagainya. Di dalam kotak tesebut sudah dilengkapi dengan tempat untuk pengikat pemasangan rel, sekering, sakelar kontaktor, dan lain-lain.

d. Pemasangan komponen PHB Terdapat beberapa macam pemasangan dalam pemasangan komponen PHB, yaitu : 1. Pemasangan tetap (non-withdrawable). 2. Pemasangan yang dapat dipindah-pindah (removable). 3. Pemasangan sistem laci (withdrawable).

6. Penghantar (kabel) Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator dan konduktor. Isolator di sini adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari bahan thermoplastik ,thermosetting, sedangkan konduktornya terbuat dari bahan tembaga ataupun aluminium. Untuk

menentukan suatu penghantar listrik diperlukan beberapa faktor petimbangan seperti ukuran penampang kabel, rugi - rugi tegangan ,karakteristik beban (khusus kabel feeder) dan panjang saluran. Berikut penjelasan petimbangan tersebut: a. Ukuran penampang penghantar Pengantar sirkit akhir yang digunakan untuk melayani beban satu motor atau mesin perkakas menggunakan penghantar yang mampu mengalirkan arus maksimum (KHA) 125% x arus beban penuh motor / arus nominal motor.

b. Luas penampang minimal untuk penghantar fasa dan netral Berdasarkan PUIL 2000 untuk penampang sirkit akhir beban motor listrik tidak kurang dari 2,5mm2 dan sirkit cabang harus mempunyai penampang tidak kurang 4mm2 untuk penghantar berisolasi dan berpenyangga. Pada sirkit dengan penampang kurang dari 2,5mm2 tidak boleh disambungkan KKB dan KK fasa satu 15 A atau 20 A.

c. Karakteristik beban Karakteristik beban adalah ciri khas suatu perlatan listrik dalam menggunakan daya aktif listrik dalam waktu tertentu. Karakteristik beban listrik terdapat beberapa jenis diantaranya sebagai berikut:  Deman faktor Deman faktor adalah rasio permintaan beban listrik maksimum pada sistem terhadap total faktor beban yang terhubung dari sistem. Faktor permintaan dinyatakan sebagai persentase (%) atau dalam rasio (kurang dari 1). Deman faktor ini selalu lebih kecil dari 1 dan selalu berubah dari waktu ke waktu. Semakin rendah deman faktor, semakin sedikit kapasitas daya listrik sistem yang dibutuhkan untuk melayani beban terhubung. Perhitungan deman faktor sebagai berikut : 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 =

𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 (𝑤𝑎𝑡𝑡) 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑔 𝑡𝑒𝑟ℎ𝑢𝑏𝑢𝑛𝑔 (𝑤𝑎𝑡𝑡)

deman faktor pada instalasi digunakan untuk mementukan kabel feeder, dikarenaka kabel feeder harus memiliki kapasitas ampere yang cukup untuk

membawa beban. kapasitas ampere tidak selalu sama dengan total semua beban pada sirkuit cabang yang terhubung.  Diversity Faktor Diversity faktor adalah rasio jumlah permintaan maksimum individu dari berbagai rangkaian sub sistem terhadap permintaan maksimum keseluruhan sistem. Diversity faktor terjadi pada sistem operasi karena semua beban yang terhubung ke sistem yang tidak beroperasi secara bersamaan. Diversity faktor selalu lebih dari 1 karena jumlah maksimal permintaan individu lebih dari maksimal permintaaan. Adapun perhitungan diversity faktor sebagai berikut: 𝐷𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑡𝑦 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 =

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑡𝑎𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑡𝑎𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚

Diversity faktor diterapkan pada setiap sistem kelompok beban.

d. Rugi rugi tegangan atau susut tegangan Rugi tegangan atau susut tegangan adalah hilangnya atau berkurangnya tegangan dalam suatu arus yang mengalir. Rugi tegangan atau susut tegangan dalam saluran instalasi listrik tenaga berbanding lurus dengan panjang dan besarnya beban berbanding terbalik dengan luas penampang saluran. Semakin panjang saluran dan besar daya beban, rugi tegangan semakin besar. Semakin besar luas saluran penampang penghantar, semakin kecil rugi tegangan. Kerugian maksimal pada instalasi bangunan adalah 2% untuk instalasi penerangan (misal untuk beban lampu pijar) dan maksimal 5% untuk instalasi tenaga (misal motor listrik). Menentukan penampang penghantar dapat dilakukan dengan mengitung panjang saluran maksimal dan disesuaikan dengan tabel atau dapat menghitung penampang penghantar dengan rumus seperti berikut : -

Daya untuk arus bolak balik 1 fasa. 𝑃 = 𝑉 𝑥 𝐼 𝑥 𝑐𝑜𝑠𝜙

-

Arus nominal untuk arus bolak balik 1 fasa. 𝐼𝑛 =

Keterangan :

𝑃 𝑉 𝑥 𝑐𝑜𝑠𝜙

In

= Arus nominal (A)

P

= Daya (watt)

V

= Tegangan (Volt)

cos𝜙 = Faktor daya

-

Menentukan rugi tegangan 1 fasa ∆𝑉 =

2 𝑥 𝜌 𝑥 𝐿 𝑥 𝐼 𝑐𝑜𝑠𝜙 𝐴

Keterangan ∆𝑉 = Voltage drop (Volt) 𝜌

= tahana jenis penghantar (Ωmm2/m)

L

= panjang penghantar (m)

I

= Arus beban (ampere)

cos𝜙 = Faktor daya

-

Menentukan besar penampang kabel

Pengaaman