Jenis Bahan Konduktor

Transkripsi

1

2 Jenis Bahan Konduktor Bahan bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan persyaratan sebagai berikut: 1. Konduktifitasnya cukup baik. 2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi. 3. Koefisien muai panjangnya kecil. 4. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar. Bahan bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain: 1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya. 2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang ggunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya. 3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

3 Definisi penghantar Penghantar ialah suatu benda yang berbentuk logam ataupun non logam yang bersifat konduktor atau dapat mengalirkan arus listrik dari satu titik ke titik yang lain. Penghantar dapat berupa kabel ataupun berupa kawat penghantar. Kabel ialah penghantar yang dilindungi dengan isolasi dan keseluruhan inti dilengkapi dengan selubung pelindung bersama contohnya ialah kabel NYM, NYA dan sebagainya.. Sedangkan kawat penghantar ialah penghantar yang tidak diberi isolasai i contohnya ialah lh BC (Bare Conductor), penghantar berlubang (Hollow Conductor), ACSR (Allumunium Conductor Steel Reinforced). dsb.

4 lanjutan Menurut PUIL 2000 tata nama untuk kawat berisolasi atau kabel yang berlaku di Indonesia ialah lh sebagai berikut : Penghantar : N Terbuat dari tembaga NA Terbuat dari allumunium Isolasi : Y Isolasi dari PVC (Poli Vinil Chlorid) 2Y Isolasi dari XLPE (Cross Linkage polyethiline) Selubung Dalam : G Selubung dari karet 2G Selubung dari karet butyl K Selubung dari timah hitam KL Selubung allumunium dengan permukaan licin KWK Selubung dari XLPE (Cross Linkage polyethiline)

5 lanjutan Y Selubung dari PVC 2Y Selubung dari polytelin Z Selubung Slb dari pita seng Perisai : B Perisai dari pita baja F Perisai dari baja pipih L Perisai dari jalinan kawat baja Q Perisai dari kawat baja berlapis seng R Perisai kawat baja bulat 1 lapis (RR 2 lapis) Z Perisai dari kawat baja yang mempunyai bentuk huruf Z. Sepiral : D Sepiral anti tekan Gb Sepiral dari pita baja Selubung Luar : A Selubung dari Yute Y Slb Selubung dari PVC Bentuk penghantar kabel : se Sektor Pejal sm Sektor Serabut re Bulat Pejal rm Bulat Serabut

6 Penghantar berisolasi Penghantar berisolasi dapat berupa kawat berisolasi atau kabel. Batasan kawat berisolasi adalah rakitan penghantar tunggal, baik serabut maupun pejal yang diisolasi, contoh kawat berisolasi : NYA NYAF Contoh kabel : NYM O 4 X 2 mm2, 300/500 V artinya kabel 4 inti tanpa penghantar (hijau kuning) berpenghantar tembaga masing masing luas penampangnya 2 mm2 berbentuk bulat, pelindung dalam dan selubung luar PVC, tegangan nominal penghantar fasa netral 300 V, dan tegangan fasa fasa 500 V. NYY I 4 X 6 mm2, 0,6/1 KV artinya kabel 4 inti berpenghantar tembaga masing masing luas penghantarnya 6 mm2 berbentuk bulat pejal. Selubung dalam dan selubung luar PVC, tegangan nominal penghantar fasa netral (bumi) 0,6 KV dan tegangan antar penghantar fasa 1 KV. NYFGbY 3 X 120, sm, 18/30 KV artinya kabel tiga inti berpenampang allumunium masing masing luas penampangnya 120 mm2 berbentuk sector serabut, pelindung dalam terbuat dari timah armaour terbuat dari baja, pelindung dalam terbuat dari yute, tegangan nominal penghantar fasa dengan netral (bumi) 18 KV dan tegangan antar penghantar fasa 30 KV. Keterangan : Kabel yang penandaan menggunakan simbol I atau G pada guna terakhir menendakan mempunyai hantaran PE (hijau kuning). Kabel yang penandaaan menggunakan symbol O atau X pada guna terakhir menandakan kebel tanpa penghantar PE.

7 PENGHATAR TANPA ISOLASI Penghantar Tanpa Isolasi Hantaran tak berisolasi merupakan penghantar yang tidak dilapisi oleh isolator, Contoh penghantar tidak berisolasi : BC (Bare Conductor) Penghantar Berlubang (Hollow Conductor) ACSR (Allumunium Conductor Steel Reinforced) ACAR (Alumunium Conductor Alloy Reinforced) Jenis jenis Isolasi Jenis jenis isolasi yang dipakai pada penghantar listrik meliputi : Isolasi dari PVC (Poly Vinil Chlorid) Isoalsi dari XLPE (Cross Linkage Poly Ethiline) Isolasi dari karet Isolasi dari Poly Ethiline Isolasi dari Yute Isoalsi kertas

8 JENIS KABEL Dilihat dari jenisnya, penghantar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu : 1. Kabel Instalasi, Kabel instalasi biasa digunakan pada instalasi penerangan, jenis kabel yang banyak digunakan dalam instalasi rumah tinggal untuk pemasangan tetap ialah NYA dan NYM. Pada penggunaannya kabel NYA menggunakan pipa untuk melindungi i secara mekanis ataupun melindungi i dari air dan kelembaban yang dapat merusak kabel tersebut Gambar Konstruksi kabel NYA

9 LANJUTAN Kabel NYA hanya memiliki satu penghantar berbentuk pejal, kabel ini pada umumnya digunakan pada instalasi rumah tinggal, sedangkan kabel NYM adalah kabel yang memiliki beberapa penghantar dan memiliki isolasi luar sebagai pelindung. Konstruksi dari kabel NYM terlihat pada gambar Penghantar Tembaga Isolasi PVC Lapisan pembungkus inti Selubung PVC Gambar Konstruksi kabel NYM

10 2. Kabel Tanah Kabel tanah terbagi menjadi dua yaitu : Kabel tanah thermoplastik tanpa perisai Kabel tanah thermoplastik tanpa perisai seperti NYY, biasanya digunakan untuk kabel tenaga pada industri. Kabel ini juga dapat ditanam dalam tanah, dengan syarat diberikan perlindungan terhadap kemungkinan kerusakan mekanis. Pada prinsipnya i susunan NYY ini i sama dengan susunan NYM. Hanya tebal bl isolasi i dan selubung luarnya serta jenis PVC yang digunakan berbeda. Warna selubung luarnya hitam. Untuk kabel tegangan rendah tegangan nominalnya 0,6/1 kv dimana maksudnya yaitu 0,6 kv = Tegangan nominal terhadap tanah. 1,0 kv = Tegangan nominal antar penghantar. Penggunaan utama NYY sebagai kabel tenaga adalah untuk instalasi industri di dalam gedung maupun di alam terbuka, di saluran kabel dan dalam lemari hubung bagi, apabila diperkirakan tidak akan ada gangguan mekanis. NYY dapat juga ditanam di dalam tanah asalkan diberi perlindungan secukupnya terhadap kemungkinan ki terjadinya kerusakan k mekanis. Penghantar Tembaga Isolasi PVC Lapisan pembungkus inti Konstruksi kabel NYY Selubung PVC

11 Kabel tanah thermoplastik berperisai Kabel tanah thermoplastik berperisai seperti NYFGbY, biasanya digunakan apabila ada kemungkinan terjadi gangguan kabel secara mekanis, kabel NYFGbY intinya tersiri dari penghantar tembaga, dengan isolasi PVC, penggabungan dua atau lebih inti dilengkapi selubung atau pelindung yang terdiri dari karet dan perisai kawat baja bulat. Perisai dan pembungkus diikat dengan spiral pita baja, untuk menghindari korosi pada pita baja, maka kabel di selubungi pelindung PVC warna hitam. Konstruksi kabel NYFGbY

12 Kabel XLPE Kabel blxlpe banyak kdigunakan pada instalasi indoor, outdoor, saluran pipa kabel ( bus duct ), dan sistem bawah tanah ( underground ). Kabel XLPE juga dapat atau biasa digunakan pada tegangan tinggi seperti pada pembangkit listrik, proses industri, dan lainnya. Selain itu kabel XLPE juga dapat digunakan pada berbagai kondisi seperti pada saat suhu tinggi. Gambar. Kabel XLPE 1. copper conductor,stranded 2. XLPE core insulation 3. extruded or lapped PVC bedding 4. galvanized steel wire armour 5. outer PVC sheath, black

13 PEMILIHAN PENGHANTAR Dalam pemilihan jenis penghantar yang akan digunakan dalam suatu instalasi dan luas penghantar yang akan di pakai dalam instalasi tersebut ditentukan berdasarkan pertimbangan : Kemampuan hantar arus. Kondisi i suhu. Jatuh tegangan. Kondisi i lingkungan. Kekuatan mekanis Kemungkinan perluasan

14 KEMAMPUAN HANTAR ARUS Kemampuan hantar arus yang dipakai dalam pemilihan penghantar adalah 1,25 kali dari arus nominal yang melewati penghatar tersebut. (PUIL ), sedangkan untuk penghantar sirkit akhir yang mensuplai dua motor atau lebih tidak boleh mempunyai KHA kurang dari jumlah arus beban penuh semua motor itu ditambah 25 % dari arus beban penuh motor yang terbesar dalam kelompok tersebut ( PUIL ), apabila kemampuan hantar arus sudah diketahui maka tinggal menyesuaikan dengan tabel untuk mencari luas penampang yang diperlukan. Berikut adalah salah satu tabel antara luas penampang dengan kemampuan hantar arus penghantar

15 KHA terus menerus Jenis Kabel Luas Penampang Berinti Tunggal Berinti Dua Berinti Tiga dan Empat mm² Di tanah A Di udara A Di tanah A Di udara A Di tanah A Di udara A NYY NYBY NYFGbY NYCY NYCWY NYSY NYCEY NYSEY NYHSY NYKY NYKBY NYKFGbY NYKRGY , ,5 2,

16 Klasifikasi Konduktor Klasifikasi konduktor menurut bahannya: 1. kawat logam biasa, contoh: a. BBC (Bare Copper Conductor). b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor). 2. kawat logam campuran (Alloy), contoh: a. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor) b. kawat logam paduan (composite), seperti: kawat baja berlapis tembaga (Copper Clad Steel) dan kawat baja berlapis aluminium (Aluminum Clad Steel). 3. kawat lilit campuran, yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih, contoh: ASCR (Aluminum Cable Steel Reinforced).

17 Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya: 1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat. 2. kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris. 3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar.

18 Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya: 1. konduktor telanjang. 2. konduktor berisolasi, yang merupakan konduktor telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai dengan peruntukan tegangan g kerja, j, contoh: a. Kabel twisted. b. Kabel NYY c. Kbl Kabel NYCY d. Kabel NYFGBY

19 Karakteristik Konduktor Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor, yaitu: 1. karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41 8:1981, untuk konduktor 70 mm berselubung AAAC S pada suhu sekitar 30 C, maka kemampuan maksimal dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A). 2. karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN : 1991, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

20 Konduktivitas listrik Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung ujung sebuah konduktor,muatanmuatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik didefinsikan sebagai ratio dari rapat arus terhadap kuat medan listrik ik :

21 Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik dan mempunyai rentang harga yang sangat luas. Logam atau material il yang merupakan penghantar listrik ik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan orde 107 (ohm.meter) 1 dan sebaliknya material isolator memiliki konduktivitas yang sangat rendah, yaitu antara sampai dengan (ohm.m) 1. m) Diantara kedua sifat ekstrim tersebut, ada material semi konduktor yang konduktivitasnya berkisar antara 10 6 sampai dengan 10 4 (ohm.m) m) 1 1. Berbeda pada kabel tegangan rendah, pada kabel tegangan menengah untuk pemenuhan fungsi penghantar dan pengaman terhadap penggunaan, ketiga jenis atau sifat konduktivitas tersebut diatas digunakan semuanya.

22 Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar. Logam Konduktivitas listrik ohm meter Perak ( Ag ). 6,8 x 107 Tembaga ( Cu ).. 6,0 x 107 Emas ( Au ).... 4,3 x 107 Alumunium ( Ac )... 3,8 x 107 Kuningan ( 70% Cu 30% Zn ) 1,6 x 107 Besi ( Fe ) 1,0 x 107 Baja karbon ( Ffe C ). 0,6 x 107 Baja tahan karat ( Ffe Cr ) 0,2 x 107

23 Kriteria mutu penghantar Konduktivitas logam penghantar sangat dipengaruhi oleh unsur unsur pemadu, impurity atau ketidaksempurnaan dalam ki kristal logam, yang ketiganya banyak berperan dalam proses pembuatan pembuatan penghantar itu sendiri. Unsur unsur pemandu selain mempengaruhi konduktivitas listrik, akan mempengaruhi sifat sifat mekanika dan fisika lainnya. Logam murni memiliki konduktivitas listrik yang lebih baik dari pada yang lebih rendah kemurniannya. Akan tetapi kekuatan mekanis logam murni adalah rendah. Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri.

24 Disamping persyaratan sifat listrik seperti konduktivitas listrik diatas, kriteria mutu lainnya yang juga harus dipenuhi meliputi seluruh atau sebagian dari sifat sifat atau kondisi berikut ini, yaitu: a. komposisi kimia. b. sifat tarik seperti kekuatan tarik (tensile strength) dan regangan tarik (elongation). c. sifat bending. d. diameter dan variasi i yang diijinkan. e. kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat, dan lain lain.

25 Jatuh Tegangan Dalam penyaluran tenaga listrik dari suatu sumber ke beban pada suatu instalasi, akan terjadi suatu perbedaan tegangan antara tegangan di sisi sumber dan tegangan di sisi beban. Dimana tegangan pada sisi sumber lebih besar dari pada tegangan di sisi beban. hal ini disebabkan oleh adanya drop tegangan di dalam sistem instalasinya. Susut tegangan antara terminal konsumen dan sembarang titik dari instalasi tidak boleh melebihi 5 % dari tegangan pengenal pada terminal konsumen (PUIL ).

26 Jatuh Tegangan Penyebab Jatuh Tegangan???? g Jarak antara sumber dengan beban. Sambungan pada kabel penghantar Ukuran kabel penghantar

27 Jatuh Tegangan Akibat Dari jatuh Tegangan??? Mesin atau motor tidak akan beroperasi secara maksimal ki akibat tidak sesuai tegangan nominal motor. Mengakibatkan kerusakan pada peralatan elektronika.

28 Contoh pada Industri Berdasarkan hasil dari pengukuran berbagai beban yang telah dilakukan.berikut gambaran sistem tegangan listrik pada distribusi pembebanan listrik. INCOMING PLN LV-MDB SDP BEBAN 384 V V 359 V Dari gambar diatas terlihat bahwa tegangan keluaran trafo sebesar 384 Volt dan sampai ke mesin tegangannya turun hingga 359 Volt, Persentase jatuh tegangan yang terjadi berdasarkan perhitungan jatuh tegangan didapat sebesar 6,5%. Hasil tersebut kurang baik karena batas toleransi Vdrop tegangan jatuh adalah 5%.

29 Solusi??? Tegangan output pada trafonya sudah rendah antara volt, sehingga tegangan kerja hingga ke mesin mesin mencapai volt. Tegangan g kerja yang dibutuhkan mesin mesin yang di suplai trafo, tidak sesuai dengan kebutuhan mesin tersebut sebesar 380 volt seperti motormotor untuk menjalankan mesin. Maka untuk trafo tersebut perlu dilakukan perubahan tap trafo agar tegangan keluaran trafo mencapai 400 volt dan tegangan sampai ke beban mesin produksi menjadi volt

30 CONTOH KASUS 2 Penentuan Ukuran Penghantar. Untuk menghindari terjadinya kerusakan yang disebabkan oleh ketidakmapuan penghantar mengalirkan arus listrik maka menurut PUIL semua penghantar yang digunakan harus dirbuat dari bahan yang memenuhi syarat, sesuai dengan tujuan penggunaanya serta telah diperiksa dan diuji menurut standar penghantar yang dikeluarkan atau diakui oleh instansi yang berwenang. Selain itu untuk menghindari terjadinya kerusakan pada sebuah penghantar, maka luas penampang penghantar harus diperhitungkan dengan teliti, karena kerusakan pada sebuah penghantar dapat diakibatkan oleh arus yang melalui l penghantar tersebut t melebihi kapasitas KHAnya. Dimana kapasitas KHA penghantar adalah 125% dari arus nominal.

31 Contoh Perhitungan Beban yang dipakai adalah beban dengan daya 250 Watt, maka perhitungannya sbb : Arus nominal yang didapat adalah1,207 A, dari arus nominal ini maka KHA dapat dihitung sebagai berikut : KHA = 125% x In KHA = 125% x 1,207 A KHA = 1,508 A Sesuai dengan tabel KHA penghantar yang ada ukuran penghantar yang digunakan adalah 3 x 1.5 mm2. Sedangkan ukuran penghantar yang dipakai adalah 3 x 2,5 mm2. Hal ini berdasarkan pertimbangan, untuk spare jika ada penambahan daya di masa yang akan datang dan supaya drop tegangan pada penghantar tersebut kecil.

32 Biasanya dilapangan, besarnya arus pada penghantar dapat diukur dengan menggunakan alat tang ampere. Pada tang amper selain dapat mengukur arus dapat juga untuk mengukur besarnya tegangan, daya, dan cos phi.

33 Penyebab Kerusakan Ukuran penghantar yang tidak sesuai dengan besarnya beban. (arus yang melalui penghantar tersebut melebihi kapasitas KHAnya) Bahan dari penghantar Sambungan yang tidak bagus