BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Dasar teori yang dijadikan landasan dalam pemasangan dan perencanaan intalasi listrik adalah standarisasi dan peraturan dasar teknik instalasi listrik, teknik dan sistem penerangan listrik, jumlah dan sifat beban listrik terpasang. 2.1 Standarisasi Standardisasi dalam mengerjakan suatu pekerjaan di bidang listrik sangat penting. Tujuan standarisasi ialah untuk mencapai keseragaman mengenai : 1. Ukuran bentuk dan mutu barang 2. Cara menggambar dan cara kerja Kita terikat dengan beberapa peraturan dalam mengerjakan instalasi listrik. Peraturan-peraturan ini dibuat dengan tujuan : 1. Pengamanan manusia dan barang 2. Pengadaan tenaga listrik yang aman dan efisien Persyaratan/peraturan-peraturan dalam hal pekerjaan di bidang listrik itu banyak diatur dalam PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik). Pada gambar instalasi listrik banyak kita temukan lambang-lambang instalasi. Seorang ahli listrik harus dapat memahami gambar-gambar instalasi dengan berbagai lambang-lambang yang ada pada gambar tersebut. Gambar 2.1 menjelaskan beberapa lambang-lambang yang sering terdapat pada gambar instalasi listrik. PUIL 2000 menyatakan rancangan instalasi listrik ialah berkas gambar rancangan dan uraian teknik yang digunakan sebagai pedoman untuk melaksanakan pemasangan suatu instalasi listrik. Ada beberapa hal yang diperlukan dalam perancangan dan perencanaan instalasi listrik, yaitu : a. Gambar situasi, yaitu menunjukkan dengan jelas letak gedung atau bangunan tempat instalasi tersebut akan dipasang dan rancangan penyambungannya dengan sumber tenaga listrik. b. Gambar instalasi yang meliputi : 1. Rancangan tata letak yang menunjukkan dengan jelas letak perlengkapan 5

2 6 listrik beserta sarana kendalinya seperti, titik lampu kotak-kontak, sakelar, motor listrik, PHB dan lain-lain. 2. Rancangan hubungan perlengkapan listrik dengan gawai pengendalinya seperti lampu dengan sakelarnya, yang merupakan bagian dari sirkit akhir atau cabang sirkit akhir. 3. Gambar hubungan antara bagian sirkit akhir tersebut dan PHB yang bersangkutan. 4. Tanda ataupun keterangan yang jelas mengenai setiap perlengkapan. c. Diagram instalasi yang meliputi : 1. Diagram PHB lengkap dengan keterangan mengenai ukuran dan besaran pengenal komponennya. 2. Keterangan mengenai jenis dan besar beban yang terpasang dan pembagiannya. 3. Sistem pembumian. 4. Ukuran dan jenis penghantar yang dipakai. d. Gambar perincian, yang meliputi : 1. Perkiraan ukuran fisik PHB. 2. Cara pemasangan perlengkapan listrik. 3. Cara pemasangan kabel. 4. Cara kerja instalasi kendali. e. Perhitungan teknis bila dianggap perlu, 1. Susut tegangan. 2. Perbaikan faktor daya. 3. Beban terpasang dan kebutuhan maksimum. 4. Arus hubung pendek dan daya hubung pendek. 5. tingkat penerangan. f. Tabel bahan instalasi, g. Uraian teknis, h. Perkiraan biaya

3 7 = Sakelar kutub satu = titik lampu pijar = Sakelar kutub dua = Sakelar seri = titik lampu TL = Kota-kontak 1phasa = Saluran hantaran = Saluran terdiri dari 3 hantaran = Kota-kontak 3phasa = Saluran hantaran dengan percabangn kwh = Kwh meter = MCB 3 phasa = Papan Hubung bagi = MCB 1 phasa Gambar 2.1 Lambang-lambang instalasi listrik (PUIL 2000) 2.2 Instalasi Listrik Muhaimin menyebutkan beberapa prinsip instalasi harus menjadi pertimbangan pada pemasangan suatu instalasi listrik. Tujuanya adalah agar instalasi yang dipasang dapat digunakan secara optimum. Adapun prinsip dasar yang dikemukakan adalah sebagai berikut : 1. Keandalan. Yang dimaksud keandalan dalam hal ini adalah handal secara mekanik maupun secara elektrik (instalasi bekerja pada nilai nominal tanpa timbul kerusakan). Kehandalan juga menyangkut ketepatan pengaman untuk menanggapi jika terjadi gangguan, misalnya : untuk memasang instalasi penerangan pada ruang yang suhunya diatas suhu normal adalah lebih handal jika digunakan kabel berisolasi karet silikon dibanding PVC (poly vinyl chlorhyda).

4 8 2. Ketercapaian. Yang dimaksud dengan ketercapaian dalam hal ini adalah pemasangan peralatan instalasi, yang mudah dijangkau oleh pengguna. Contoh keadaan yang tidak memenuhi syarat ketercapaian yaitu : menurut PUIL 2000 tinggi letak saklar adalah 1,2 meter. Tidak dibenarkan dipasang 3 meter diatas lantai, karena untuk menjangkaunya memerlukan tangga. Begitu pula penempatan saklar yang penempatnya tertutup almari, karena untuk menjangkaunya harus menggeser almari terlebih dahulu. 3. Ketersedian. Yang dimaksud ketersediaan dalam hal ini adalah kesiapan suatu instalasi melayani kebutuhan, baik daya, gawai/peralatan, maupun perluasan instalasi. Contoh ketersediaan yaitu : suatu panel memiliki sekring atau MCB (miniature circuit breaker) cadangan yang tidak disambungkan ke beban dengan maksud untuk perluasan instalasi. 4. Keindahan. Yang dimaksud keindahan dalam hal ini adalah kerapian pemasangan peralatan sesuai dengan peraturan yang berlaku. Contoh : pemasangan beberapa pipa pada permukaan tembok tampak lebih indah jika dipasang sejajar dan diberi sengkang oleh tenaga yang terampil, dibandingkan jika dipasang tidak sejajar oleh tenaga yang tidak terampil. 5. Keamanan. Keamanan yang dimaksud adalah secara elektrik untuk manusia, ternak, dan barang lainnya. Contoh : kotak kontak - tertutup untuk gedung taman kanakkanak adalah lebih aman jika dibandingkan dengan kotak kontak yang terbuka. 6. Ekonomis. Ekonomis yang dimaksud adalah biaya yang dikeluarkan untuk instalasi harus sehemat mungkin. Karena besarnya biaya tidak menjamin mutu suatu instalasi. Contoh : untuk arus 15 Ampere cukup digunakan penghantar dengan luas penampang 2,5 mm 2, tidaklah ekonomis jika menggunakan penghantar 6 mm 2.

5 9 Menurut Van. Harten (2001: 67), sistem instalasi listrik dapat di bagi 2, yaitu instalasi penerangan dan instalasi daya (tenaga). Instalasi tenaga listrik merupakan saluran listrik beserta perlengkapan yang terpasang di dalam maupun di luar bangunan untuk menyalurkan arus listrik Instalasi Penerangan Instalasi penerangan merupakan salah satu bagian instalasi yang tidak pernah lepas dari suatu rancangan instalasi listrik. Penerangan yang dimaksud adalah penerangan yang menggunakan energi listrik dimana energi listrik diubah menjadi energi cahaya sehingga dapat dimanfaatkan untuk penerangan suatu ruangan atau bagian lain dari suatu bangunan. Harten (2001) menyebutkan bahwa penerangan berkaitan dengan cahaya. Cahaya adalah suatu gejala fisis. Sumber cahaya memancarkan energi dan sebagian energi ini diubah menjadi bentuk cahaya tampak yang merambat dalam ruang bebas oleh gelombang-gelombang elektromagnetik sehingga cahaya adalah suatu gejala getaran. Harten (2001) menyebutkan dalam teknik penerangan akan dijumpai beberapa istilah penting yakni satuan-satuan seperti : - Intensitas cahaya dengan satuan Kandela (cd) - Flux cahaya dengan satuan lumen (lm) - Intensitas penerangan dengan satuan lux (lx) - Sudut ruang dengan satuan stradian (sr) Adapun hubungan antara satuan-satuan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : Misalkan suatu cahaya berbentuk titik memancarkan cahaya dengan intesitas satu kandela ke seluruh jurusan. Jika sumber cahaya berada di tengahtengah sebuah bola dengan jari-jari satu meter, maka fluk cahaya dalam satu steradian akan sama dengan satu lumen. Intensitas penerangan di permukaan bola yang dibatasi oleh sudut ruang satu steradian itu akan sama dengan satu lux. Intensitas cahaya adalah jumlah energi yang dipancarkan sebagai cahaya ke suatu jurusan tertentu dalam satuan kandela (cd). Intensitas cahaya adalah flux cahaya persatuan sudut ruang yang dipancarkan ke suatu arah tertentu dalam

6 10 satuan lumen (lm). Intensitas penerangan adalah flux cahaya yang jatuh pada 1 m 3 pada bidang itu dalam satuan lux dimana 1 lux sama dengan 1 lumen per meter persegi. Intensitas penerangan dapat diukur dengan alat luxmeter. Luminansi adalah suatu ukuran terang suatu benda. Luminansi yang terlalu besar akan membuat mata menjadi silau Perancangan dan cara menghitung penerangan dalam ruangan Dalam perancangan penerangan dalam ruangan hendaknya perlu memperhatikan beberapa aspek antara lain: a. Ekonomi, jika yang menjadi pertimbangan ekonomi adalah daya (W) maka efikesi (lm/w) lampu yang akan digunakan harus menjadi pertimbangan. b. Umur lampu (life time). Umur lampu dapat dijadikan pertimbangan pergantian lampu hanya bila ada lampu yang mati dan seberapa ekonomis pergantian secara kelompok. c. Bagaimana mempertahankan arus cahaya. Perlu memperhitungkan arus cahaya minimum yang akan terjadi selama pemakaian. d. Warna cahaya lampu. Perpaduan warna cahaya beberapa lampu dapat diatur. e. Alat bantu yang diperlukan, misalnya: armatur, pengontrol. f. Efek yang mungkin ditimbulkan, antara lain: bayangan, stroboskopis, dan silau. Untuk mendapat kualitas penerangan pada suatu yang memadai maka baik sumber penerangan maupun faktor lingkungan harus diperhitungkan. Karena itu perencanaan penerangan harus memiliki data-data yang diperlukan. Data-data yang diperlukan untuk perencanaan suatu instalasi penerangan adalah: a. Gambar ruangan, dimensi ruangan, dan rencana tata letak lampu b. Detail konstruksi langit-langit c. Warna dan pemantulan dari: langit-langit, dinding, lantai dan perabotan lainnya yang ada di dalam ruangan. d. Peruntukan ruangan (pekerjaan visual yang akan dilakukan di dalam ruangan) e. Perlengkapan mesin atau perlengkapan lain di dalam ruangan

7 11 f. Kondisi ruangan seperti: temperatur, kelembaban dan debu. Harten (2001) menyatakan bahwa untuk menentukan jumlah lampu yang akan digunakan dalam suatu ruangan maka harus terlebih dahulu diketahui faktor-faktor yang terlibat didalamnya. Faktor-faktor tersebut yaitu : a. Intensitas penerangan Intensitas penerangan merupakan aspek yang harus ditentukan dalam setiap ruangan ataupun tempat tertentu. Jenis pekerjaan yang akan dilakukan pada ruangan tersebut akan mempengaruhi besarnya intensitas penerangan yang diberikan. Misalnya ruangan kelas akan digunakan untuk kegiatan membaca dan menulis dan laboratorium akan digunakan untuk praktikum. Kegiatan tersebut memerlukan besar intensitas yang mesti memadai sehingga kegiatan tersebut berjalan dengan nyaman dan terhindar dari hal-hal yang tidak diinginkan yang akibat dari kurangnya intensitas penerangan. Intensitas penerangan E dinyatakan dengan satuan lux yang sama dengan lm/m 2. flux cahaya yang diperlukan untuk suatu bidang kerja dengan luas A m 2 adalah : = E x A (lm)..(2-1) dimana : = Flux cahaya dengan satuan Lumen (lm) E = Intensitas penerangan dengan satuan lux A = Luas bidang kerja dengan satuan meter persegi (m 2 ) b. Efisiensi penerangan Flux cahaya yang dipancarkan tidak sepenuhnya mencapai bidang kerja.sebagian dari flux cahaya tersebut dipancarkan ke dinding dan langit-langit sehingga intensitas penerangan akan dipengaruhi oleh efisiensi (rendemen) yaitu : = g (lm)... (2-2) 0

8 12 dimana : η g = efisiensi (rendemen), = flux cahaya berguna yang mencapai bidang kerja, langsung tak langsung setalah dipantulkan oleh dinding dan langit-langit, 0 = flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya yang ada dalam ruangan. maka persamaan (2-1) menjadi: g = E x A (lm)...(2-3) sehingga didapatkan persamaan : 0 = E x A ( lm)...(2-4) dimana : E = Intensitas penerangan dengan satuan lux A = Luas bidang kerja dengan satuan meter persegi (m 2 ) Efisiensi penerangan harus memperhitungkan pula hal-hal berikut yakni : 1. efisiensi armatur 2. faktor refleksi dindingnya (rw), faktor refleksi langit-langit (rp) dan faktor refleksi bidang pengukurannya (rm), 3. indeks ruangan c. Efisiensi armatur Efisiensi armatur ditentukan oleh konstruksinya dan bahan yang digunakan. Besar efisiensi armatur (v) ialah : v = flux cahaya yang dipancarkan oleh armatur...(2-5) flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya

9 13 d. Faktor-faktor refleksi Langit-langit dan dinding berwarna terang memantulkan % dan warna gelap %. Adapun nilai jenis warna dalam faktor refleksi adalah : - warna putih dan sangat muda : 0,7 - warna muda : 0,5 - warna sedang : 0,3 - warna gelap : 0,1 Refleksi semu bidang pengukuran atau bidang kerja (rm) ditentukan oleh refleksi lantai dan dinding antara bidang kerja dan lantai. Nilai umumnya diambil 0,1. Harten (2001) menyebutkan bahwa silau karena cahaya yang dipantulkan dapat dihindari dengan cara-cara berikut : 1. meggunakan bahan yang tidak mengkilat untuk bidang kerja 2. menggunakan sumber cahaya yang permukaannya luas dan lumninansi yang rendah 3. penempatan sumber cahaya yang tepat. e. Indeks ruangan atau bentuk Indeks ruangan k menyatakan perbandingan anatar ukuran-ukuran utama suatu ruangan berbentuk bujur sangkar yakni dengan : k p.l h (p l)......(2-6) Diamana : p = panjang ruangan (meter) l = lebar ruangan (meter) h = tinggi sumber cahaya dengan bidang kerja (meter) f. Faktor penyusutan atau faktor defrisiasi Adapun persamaan faktor defriasi adalah :

10 14 d E dalam keadaan dipakai E dalam keadaan baru......(2-7) Faktor defrisiasi ini dibagi menjadi 3, yakni : 1. pengotoran ringan, terjadi di toko, kantor-kantor, gedung sekolah pada daerah yang tidak berdebu. 2. pengotoran biasa 3. pengotoran berat terutama pada daerah berdebu. Jumlah lampu yang dipakai pada sebuah ruangan ditentukan dengan persamaan berikut (Harten 2001 /49) : n 0 lampu = E x A...(2-8) lampu x x d Dimana : E = intensitas penerangan (lux) A = luas ruangan (meter 2 ) = flux cahaya, sesuai kapasitas daya lampu yang dipakai (lumen) 0 = flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya yang ada dalam ruangan (lumen) = efisiensi d = faktor penyusutan/deprisiasi Intensitas penerangan menurut jenis pemakaian ruangan Harten (2001) menyatakan bahwa intensitas penerangan harus ditentukan sesuai dengan jenis pekerjaan yang dilakukan di tempat tersebut. Misalnya suatu bagian mekanik halus memerlukan intensitas penerangan jauh lebih besar dari pada yang diperlukan galangan kapal. Tabel 1 pada lampiran halaman 1 disajikan intensitas penerangan yang dibutuhkan untuk untuk ruangan menurut jenis pemakaian ruangan.

11 Instalasi Tenaga Menurut PUIL (2000: 107), dalam instalasi tenaga listrik harus memiliki perhitungan umum yang baik bagi perlengkapan dan pengaman, sehingga instalasi beroperasi dengan memuaskan Cara Perhitungan Kebutuhan Maksimum di Sirkit Utama Konsumen dan Sirkit Cabang. a. Cara menentukan kebutuhan maksimum. Kebutuhan maksimum dapat ditentukan dengan salah satu cara seperti yang diuraikan di bawah ini. Instansi yang berwenang dapat menentukan cara mana yang harus digunakan. - Dengan perhitungan, mengenai perhitungan kebutuhan maksimum pada rangkaian suplai dan cabang. - Dengan penafsiran mengenai kebutuhan maksimum - Dengan pengukuran atau pembahasan/perhitungan sesuai aturan yang ada, mengenai pengukuran atau pembatasan kebutuhan maksimum dari sirkit suplai dan cabang. Selain ketentuan di atas harus dipenuhi pula hal berikut: - Bila nilai kebutuhan maksimum, yang diperoleh dari pengukuran melampaui nilai yang diperoleh dari perhitungan atau penafsiran, maka nilai hasil pengukuran inilah yang diambil sebagai kebutuhan maksimum. - Bagi sirkit yang melayani sirkit akhir, yang diamankan dengan pemutus arus lebih yang di setel pada nilai tertentu, kebutuhan maksimumnya tidak boleh di ambil lebih besar dari nilai penyetelan arus pemutus daya yang mengamankan sirkit akhir itu. b. Perhitungan kebutuhan maksimum di sirkit utama konsumen dan sirkit cabang. Penentuan kebutuhan maksimum suatu instalasi dengan perhitungan, pada dasarnya dilakukan dengan cara memperhatikan cara kerja beban dalam instalasi tersebut. Bila cara kerja beban dalam suatu instalasi tidak diketahui

12 16 secara pasti maka kebutuhan maksimum dihitung menurut ketentuan seperti jenis perlengkapan dan instalasi yang melayani: - Beban yang dihubungkan pada setiap penghantar aktif harus diperhitungkan secara terpisah. - Beban armatur lampu dan kotak-kontak harus diperhitungkan. Disadari bahwa boleh jadi terdapat perbedaan yang besar dalam pembebanan dari satu instalasi dengan instalasi yang lain, termasuk yang dicakup dalam tabel 2 yang disajikan pada lampiran halaman 3 dan lainnya seperti tempat ibadah, gedung umum, sekolah, tempat rekreasi, dan komplek peristirahatan. Jika beberapa aspek dari perhitungan kebutuhan maksimum di sirkit utama konsumen dan sirkit cabang dan tabel 2 pada lampiran halaman 3 dapat digunakan sebagai pedoman dengan memperhatikan semua informasi relevan yang tersedia, suatu cara perhitungan kebutuhan maksimum alternative untuk suatu instalasi dapat izinkan. - Bagian rumah dan bukan rumah Bila suatu instalasi terdiri atas beban rumah dan bukan rumah, kebutuhan maksimum harus diperoleh dengan menggabungkan nilai relevan yang di hitung dari tabel 2 pada lampiran halaman 3. - Instalasi bukan rumah Untuk instalasi rumah tinggal dan instalasi bukan rumah tinggal perhitungan kebutuhan maksimum untuk tiap fase dari instalasi harus ditentukan dari tabel 2 pada lampiran halaman 3. Penjelasan untuk Tabel 2 pada lampiran halaman 3 Dalam perhitungan beban tersambung, nilai pengenal di bawah ditetapkan untuk lampu: 1. Lampu pijar: 60 watt atau watt sebenarnya dari lampu yang dipasang, tergantung yang mana lebih besar, kecuali bila luminer penerangan yang berkaitan dengan fitting hanya dapat dipasang dengan lampu tidak lebih dari 60 watt untuk setiap fitting lampu, maka beban lampu untuk fitting adalah watt dari fitting lampu terbesar yang dapat dipasang padanya

13 17 2. Lampu TL: beban tersambung penuh, yaitu arus yang diserap oleh susunan penerangan dengan memperhitungkan alat pembantu seperti ballast dan kapasitor 3. Kelompok beban B2 berlaku untuk gedung atau bagian dari gedung yang memiliki perlengkapan pemanas dan atau pendingin ruangan. Penggunaan pemanas atau pendingin atau keduanya untuk menghindari penggunaan piranti pemanas atau pendingin rendah, tergantung pada lokasi dan iklim yang bersangkutan. 4. Beban terkendali mencangkup hanya beban yang suplainya tersedia untuk waktu terbatas. 5. Suatu kotak-kontak yang terpasang pada ketinggian lebih dari 2,3 meter di atas lantai untuk penyambungan daya tidak lebih dari 100 Watt atau luminer penerangan dapat dimasukan sebagai titik lampu dalam kelompok beban A. Suatu piranti dengan daya tidak lebih dari 100 Watt yang dipasang secara magun atau dipasang pada KK yang dipasang lebih dari 2,3 meter di atas lantai boleh dianggap sebagai titik penerangan. c. Penentuan kebutuhan maksimum sirkit utama konsumen dan sirkit cabang dengan penafsiran Penafsiran dapat dipertimbangkan terutama jika : 1. Perlengkapan pada instalasi bekerja pada kondisi beban yang naik-turun atau intermiten dan daur tugas tertentu dapat ditetapkan. 2. Instalasinya besar dan rumit Kebutuhan maksimum sirkit akhir Pada umumnya kebutuhan maksimum sirkit akhir dianggap sama dengan beban penuh tersambung. Penentuan kebutuhan maksimum sirkit akhir dapat ditentukan dengan metode: a. Penafsiran Kebutuhan maksimum dapat ditaksir oleh instansi pemeriksa yang berwenang jika sirkit akhir dapat mengalami pembebanan yang lebih lama,

14 18 perlengkapan pada instalasi bekerja pada kondisi beban yang naik-turun atau intermiten. b. Pembatasan kebutuhan maksimum dengan pemutus sirkit. Kebutuhan sirkit akhir yang diamankan dengan pemutus sirkit seperti pemutus sirkit yang memenuhi pemutus sirkit mini (MCB) yang memenuhi standar, pemutus sirkit dalam kotak tercetak yang memenuhi standar dan pemutus sirkit yang memenuhi standar dapat dianggap sebagai: 1. Nilai pengenal pemutus sirkit setelan tetap. 2. Setelah arus dari pemutus sirkit yang dapat disetel, asal metode kalibrasi, penyetelan, dan penyegelan pemutus tersebut dizinkan oleh instansi yang berwenang. Ketentuan ini tidak berlaku bagi sirkit akhir dalam keadaan berikut. - Dalam instalasi rumah yang tersambung suatu peranti tunggal. - Bila sesuai dengan perlengkapan yang dibebani arus beban lebih dalam waktu singkat (PUIL 2000:115) suatu pemutus sirkit yang nilai pengenalnya lebih besar dari kemampuan hantar arus (KHA) penghantar yang diamankannya, kebutuhan maksimum harus ditentukan oleh kebutuhan maksimum perlengkapan tersebut Jumlah titik beban maksimum dalam tiap sirkit akhir Jumlah maksimum titik beban maksimum yang dapat dihubungkan paralel pada suatu sirkit akhir harus sesuai dengan: a. Sirkit akhir untuk penggunaan tunggal Sirkit untuk penggunaan tunggal adalah sirkit akhir yang hanya menyuplai: - Titik pnerangan. - KKB - KK 10A - KK 15A - KK 20 A b. Sirkit dari hanya satu titik beban dan sirkit campuran Bila sirkit akhir menyuplai :

15 19 - Peranti tunggal yang tersambung magun. - KK tunggal untuk penyambungan peranti tunggal terpasang magun - Gabungan dari peranti yang tersambung magun, titik penerangan atau KK. c. Untuk sirkit akhir yang mempunyai gawai proteksi sirkit dengan nilai pengenal lebih besar dari pada nilai yang tersedia pada tabel 2 pada lampiran halaman 3 jumlah titik yang akan di sambung tidak dibatasi jumlahnya dengan ketentuan, bahwa tidak boleh ada KKB yang disambungkan pada sirkit akhir yang disuplai melalui : - Pemutus sirkit atau pengaman lebur kemampuan tinggi yang nilai pengenalnya melebihi 32 A. - Pengaman lebur semi tertutup yang dapat dikawati kembali yang mempunyai nilai pengenal melebihi 25A. d. Perlengkapan yang saling mengunci e. Melarang menyambung KKB pada sirkit yang diamankan oleh pemutus sirkit atau pengaman lebur kemampuan tinggi yang mempunyai nilai pengenal melebihi 32A atau pada suatu sirkit yang diamankan oleh pengaman lebur semi tertutup yang dapat dikawati kembali yang mempunyai nilai pengenal melebihi 25A. Ketentuan ini tidak berlaku dalam keadaan berikut: 1. Sirkit akhir yang menyuplai perlengkapan yang mempunyai nilai pengenal lebih dari 20A per fase 2. Sirkit akhir yang digunakan untuk penerapan khusus. Jumlah titik beban yang dapat dihubungkan pada suatu sirkit akhir tergantung pada nilai pengenal gawai proteksi yang nilai maksimumnya tidak boleh melebihi KHA penghantar sirkit. 2.3 Mengenal Peralatan Instalasi Listrik Dalam instalasi listrik kita banyak menjumpai peralatan listrik yang sering digunakan, diantaranya : Sakelar Sakelar adalah peralatan yang digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik.

16 20 Gambar 2.2 Sakelar Secara umum sakelar harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : - Harus dapat dilayani secara aman tanpa memerlukan alat bantu. - Dalam keadaan terbuka, bagian - bagian sakelar yang bergerak harus tidak bertegangan. - Harus tidak dapat menghubungkan dengan sendirinya karena pengaruh berat. - Kemampuan sakelar sekurang - kurangnya harus sesuai daya alat yang dihubungkannya, tetapi tidak boleh kurang dari 5 Ampere. Berdasarkan fungsinya sakelar dapat dibedakan menjadi : - Sakelar seri. - Sakelar tukar. - Sakelar silang. - Sakelar kutub satu. - Sakelar kutub dua. - Sakelar kutub tiga Kontak Tusuk Kontak tusuk adalah peralatan pemberi dan penerima arus (pemberi arus = kotak kontak, penerima arus = tusuk kontak ) untuk menghubungkan dan memutuskan saluran pada peralatan yang dapat dipindah-pindahkan. Kemampuan kontak-kontak sekurang-kurangnya harus disesuaikan dengan daya yang dihubungkan padanya.

17 21 Gambar 2.3 Kontak tusuk Kontak tusuk harus cukup kuat dan dibuat dari bahan yang tidak dapat terbakar serta tahan lembab. Konstruksi kontak tusuk harus sedemikian rupa sehingga bagian-bagian yang bertegangan tidak mungkin bersentuhan anggota badan. Dalam penggunaan dan pemasangan kontak tusuk, harus memenuhi ketentuan sebagai berikut : - Kotak kontak dinding harus dipasang sedemikian hingga kontak netralnya berada disebelah kanan. - Kotak kontak dinding yang dipasang kurang dari 1,25 meter diatas lantai, harus dilengkapi dengan tutup. - Kemampuan kotak kontak harus sekurang-kurangnya sesuai dengan daya yang dihubungkan padanya tetapi tidak boleh kurang dari 5 Ampere Pemisah Pemisah dalah suatu peralatan pemisah rangkaian. Pada pemisah pembukaan tidak dapat dilakukan dalam keadaan mengalirkan arus, sebab suatu busur listrik dapat timbul antara kedua kontak. Dapat juga terjadi jika busur ini tetap hidup dan dapat mencari jalan ke bagian yang dibumikan ataupun ke fasa lain akan menyebabkan hubung pendek yang berbahaya. Karena itu pengoperasian pemisah hanya dilakukan dalam keadaan tanpa arus atau pada arus kecil saja. (Budiman, 2000).

18 Miniatur Circuit Breaker (MCB) Miniatur Circuit Breaker ( MCB ) adalah suatu peralatan pengaman pemutusan rangkaian yang dilengkapi degan pengaman thermis (bimetal) untuk beban lebih dan juga dilengkapi pengaman relay untuk arus lebih atau arus hubung singkat. Gambar 2.4 MCB 1 phasa, 2 phasa, 3 phasa Pipa Instalasi Pipa Instalasi harus terbuat dari bahan yang tahan terhadap tekanan, tahan terhadap panas, ketahanan terhadap korosi yang tinggi terhadap air, asam, alkali, dalam konsentrasi yang mungkin terjadi dalam bangunan-bangunan komersial dan insdustri, tidak menjalankan nyala api dan tahan kelembaban, misalnya baja, PVC atau bahan lain yang sederajat. Permukaan bagian dalam dan luar pipa instalasi harus licin dan rata, tidak boleh terdapat lubang atau benjolan yang tajam dan harus dilindungi terhadap karat. Perlu diingat bahwa koefisien muai dari PVC secara umum adalah kurang lebih sebesar 6,5 mm pada panjang 4 m untuk kenaikan temperatur sebesar 45 0 C sehingga untuk efek ini harus dibuat suatu kelonggaran Penghantar Semua penghantar yang digunakan dalam instalasi listrik harus dibuat dari bahan yang memenuhi syarat, sesuai dengan tujuan penggunaannya serta

19 23 telah diperiksa dan diuji menurut standar penghantar yang dikeluarkan atau diakui oleh instansi berwenang. Dalam pemilihan penghantar ada beberapa hal yang perlu diperhatikan seperti: 1. Ukuran dan luas penghantar 2. Sifat mekanis dari penghantar 3. Pengaruh temperatur terhadap konduktor maupun isolasinya 4. Sifat listrik seperti hantaran jenis, kapasitas arus yang melewatinya Suatu penghantar memiliki Kemampuan Hantar Arus (KHA). KHA ini harus diperhatikan dalam penyesuaian beban dengan penghantar yang dipakai. Besarnya arus yang mengalir pada beban harus lebih kecil dari nilai KHA suatu penghantar yang dipakai. Kemampuan Hantar Arus (KHA) penghantar dan arus nominal pengendali dan pengaman yang di pasang dalam suatu instalasi ditentukan berdasarkan pertimbangan : 1. Kemampuan hantar arus 2. Kondisi suhu 3. Susut tegangan 4. Sifat lingkungan 5. Kekuatan mekanis 6. Kemungkinan perluasan Berdasarkan PUIL ( 2000: 242 ) semua penghantar harus mempunyai KHA sekurang-kurangnya sama dengan arus yang mengalir melaluinya ialah yang ditentukan sesuai dengan kebutuhan arus maksimum yang di hitung atau di taksir. Susut antar PHB utama dan setiap titik beban, tidak boleh lebih dari 5% dari tegangan di PHB utama, bila semua penghantar instalasi dilalui arus maksimum. Peraturan ini berlaku untuk keadaan stasioner dan tidak berlaku pada waktu terjadinya arus peralihan yang cukup tinggi seperti pada pengasutan motor. Menurut Muhaimin, KHA suatu kabel dapat dinyatakan sebagai kemampuan maksimum kabel untuk dilalui arus secara terus-menerus tanpa

20 24 menyebabkan kerusakan pada kabel itu. Kenaikan suhu yang diizinkan pada setiap kabel tidaklah sama, tergantung bahan isolasi dan selubung kabel. Arus beban ( I ) dalam Ampere di dapat dari pembagian daya yang diperlukan ( P ) dalam Watt dengan tegangan kerja maksimum ( V ), yang besarnya sebagai berikut: - Untuk arus bolak-balik satu fase Daya nyata: P ( watt ) I ( Ampere )... ( 2-9 ) V ( volt ) xcos Daya semu: S ( VA) I ( Ampere )...( 2-10 ) V ( volt ) - Untuk arus bolak-balik 3 ( tiga ) fase Daya nyata: P ( watt ) I ( Ampere )...( 2-11 ) 3 xv ( volt ) xcos p p Daya semu: S ( VA) I ( Ampere )...( 2-12 ) 3 xv ( volt ) p p Dimana: I = Arus beban dalam Ampere ( A ) P = Daya Beban V = Tegangan dalam Volt Cos θ = Faktor daya Jenis-Jenis Penghantar (kabel) Kabel NYA : Kabel jenis ini mempunyai inti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat. Agar aman dalam menggunakan kabel tipe ini sebaiknya kabel di pasang di dalam pipa atau saluran penutup, agar apabila ada isolasi yang terkelupas (terbuka) tidak bisa tersentuh langsung oleh manusia

21 25 Gambar 2.5 Konstruksi kabel jenis NYA Kabel NYM : Kabel jenis ini hanya direkomendasikan khusus untuk instalasi tetap di dalam bangunan yang dimana penempatannya biasa diluar/ didalam tembok ataupun didalam pipa (conduit). Kabel NYM berinti lebih dari 1, memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA. Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam. Gambar 2.6 Konstruksi kabel jenis NYM Kabel NYY : Kabel ini dirancang untuk instalasi tetap juga untuk pemasangan tertanam ditanah. Instalasi bisa ditempatkan didalam dan diluar ruangan, dalam kondisi lembab ataupun kering. memiliki lapisan isolasi PVC

22 26 (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM. Gambar 2.7 Konstruksi kabel jenis NYY Kabel NYAF : Kabel ini direncanakan dan direkomendasikan untuk instalasi dalam kabel kotak distribusi pipa atau didalam duct. Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi, kabel jenis ini sangat cocok untuk tempat yang mempunyai belokan belokan tajam. Digunakan pada lingkungan yang kering dan tidak dalam kondisi yang lembab/basah atau terkena pengaruh cuaca secara langsung. Gambar 2.8 Konstruksi kabel jenis NYAF Kabel NYFGbY/NYRGbY/NYBY : Kabel ini dirancang khusus untuk instalasi tetap dalam tanah yang ditanam langsung tanpa memerlukan perlindungan tambahan (kecuali harus menyeberang jalan). Pada kondisi normal kedalaman pemasangan dibawah tanah adalah 0,6 meter.

23 27 Gambar 2.9 Konstruksi kabel jenis NYFGbY Harten (2001) menjelaskan kode pengenal yang dipakai untuk jenis kabel tanah, yaitu : N : penghantar tembaga NA : penghantar Alumunium Y : isolasi atau selubung PVC F : perisai kawat baja pipih R : perisai kawat baja bulat Gb : spiral pita baja re : penghatar padat bulat rm : penghatar bulat kawat banyak se : penghatar padat bentuk sektor sm : penghantar kawat banyak bentuk sector Kabel BC : Kabel ini dipilin (stranded) kmudian disatukan. Ukuran / tegangan mak adalah mm2 / 500 V. Pemakaian bisa sebagai saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan.

24 28 Gambar 2.10 Konstruksi BC Harten (2001) menjelaskan identifikasi warna dan kode penghantar fase sumber tenaga listrik yang digunakan adalah sebagai berikut : - Hantaran pentanahan hanya boleh digunakan warna majemuk hijau kuning. Warna ini tidak boleh digunakan untuk tujuan lain. - Untuk hantaran netral atau kawat tengah harus digunakan warna biru. Hanya intalasi tanpa hantaran tengah atau netral warna biru boleh digunakan untuk keperluan lain, kecuali untuk menandai hantaran pentanahan. - Pada instalasi tiga fase, warna-warna yang boleh digunakan untuk fasefasenya ialah : Fase satu (L1/R) dengan koda warna merah Fase dua (L2/S) dengan koda warna kuning Fase tiga (L3/T) dengan koda warna hitam - Ketentuan-ketentuan di atas berlaku untuk semua instalasi pasangan tetap maupun sementara, termasuk dalam perlengkapan hubung-bagi. Untuk pengawatan didalam peralatan listrik dianjurkan digunakan hanya satu warna, khususnya warna hitam, kecuali unutk hantaran pentanahan dan netral. Bila dipandang perlu, penggunaan warna dan warna majemuk lain di dalam peralatan listrik tidak dilarang. - Kabel berselubung berurat tunggal boleh digunakan unutk hantaran fase, netral maupun pentanahan, asalkan isolasinya yang terlihat di kedua ujung kebel ( yaitu bagian yang dikupas selubungnya), dibalut dengan pita berwarna yang sesuai dengan warna-warna tersebut diatas.

25 Menentukan Penampang Kabel Dengan Dasar Arus Beban Kuat arus listrik merupakan objek yang menjadi pokok permasalahan dalam perancangan kabel instalasi listrik. Untuk menghitung kuat arus listrik yang melewati kabel perlu dibedakan antara instalasi fasa satu dan fasa tiga (Sunarno, 2006). Untuk instalasi fasa satu, arus listrik bisa dicari dengan menggunakan persamaan 2-9. P ( watt ) I Ampere V Cos Dimana: I : Arus beban ( Ampere/A ) V : Tegangan kerja ( Volt/V ) P : Daya beban ( watt ) Cos θ : Faktor daya Sedangkan untuk arus listrik pada instalasi tiga phasa bisa di cari dengan persamaan 2.11 I 3 xv P( watt ) ( Ampere ) ( volt ) xcos p p Dimana: I : Arus beban ( Ampere/A ) Vp-p : Tegangan kerja phasa to phasa ( Volt/V ) P : Daya beban ( watt ) Cos θ : Faktor daya Untuk menentukan luas penampang kabel instalasi listrik pada system satu phasa bisa dicari dengan persamaan 2.13 berikut : 2xLxIxCos A (2.13) xu Dimana: A : Luas penampang kabel (mm) L : Panjang kabel (meter) I : Kuat arus yang melewati kabel (A) γ : Hantaran jenis tembaga (Ohm meter)

26 30 u : Rugi-rugi tegangan (volt) Cos θ : Faktor daya Untuk menentukan susut tegangan pada penghantar listrik pada system tiga phasa bisa dicari dengan persamaan 2.14 berikut : Δv = 1,732 x I x (R.Cosθ + X Sinθ) x L..(2.14) Dimana : I = Arus listrik (ampere) R = Resistansi kabel (Ohm/Km) X = Reaktansi kabel (Ohm/Km) Cos θ = Faktor daya L = Panjang saluran (Km) 2.5 Kotak Hubung Bagi (PHB) Menurut PUIL ( 2000: 215 ), kotak hubung bagi adalah terminal yang digunakan untuk membantu penyaluran pembagi daya listrik Sirkit Utama Konsumen Dari alat pembatas dan pengukur (APP) tenaga listrik disalurkan ke PHB utama konsumen dengan kabel dalam pipa instalasi. Saluran ini disebut sirkit utama konsumen dan sesuai dengan jenis sambungan dan dayanya dapat berupa sirkit fase satua tau sirkit fase tiga. Untuk sirkit fase satu jumlah penghhantarnya ada tiga yaitu : penghantar fasa, penghantar netral, dan penghantar proteksi. Penghantar proteksi ini pada PHB disadangkan dari penghantar netral dan dihubungkan melalui penghantar pembumian dengan elektroda bumi, penghantar proteksi ini di hubungkan ke APP pasa BKT APP (Sugandi, 2001). Untuk sirkit fase tiga, jumlah penghantarnya ada lima yaitu tiga penghantar fase, satu penghantar netral, dan satu penghantar proteksi yang juga berawa dari percabangan penghantar netral. Penampang minimum menurut PUIL 2000 ayat adalah 4mm 2. penampang lebih besar ditentukan oleh instalasi rumah.

27 31 Sebetulnya penghantar NYA atau NYM dengan penampang 2,5 mm 2 sudah mencukupi, tetapi sesuai dengan ketentuan mengenai batas minimum maka digunakan penampang 4mm 2. Pada PHB utama konsumen tenaga listrik dibagikan ke titik beban melalui sirkit akhir atau terlebih dahulu melalui sirkit cabang dan dari PHB cabang ke sirkit akhir (Sugandi, 2001) PHB Utama Fase Satu Untuk instalasi rumah berdaya kecil misalnya 450 VA PHB utama hanya berupa satu kotak pengaman lebur (kotak sekering) dengann sakelar kendalinya untuk melayani satu sirkit akhir yang terdiri atas beberapa titik lampu dan dua power outlet (PUIL 2000). Hubungan suatu PHB berupa kotak sekering 450 VA dengan pembumian system TN-S (PNP) yang dihubungkan pada APP diperlihatkan dalam gambar berikut : KWH Keterangan : 1. Saluran masuk pelayanan 2. Meter KWH 3. MCB 4. Terminal Netral 5. BKT 6. Kotak APP 7. Sirkit utama konsumen 8. Sakelar utama 9. Pengaman lebur 10. Klem netral 11. Klem pembumian 12. Elektrode pembumian 13. PHB 14. Sirkit masuk ke instalasi rumah 12 7 Gambar 2.11 Pembumian system TN-S (PNP) dengan kotak sekering 450 VA (Danny, 2002) Sakelar masuk yang digunakan untuk memutuskan suplay PHB harus mempunyai kemampuan minimum 10A. Ukuran PHB berikutnya yang lebih besar adalah untuk paket dengan daya sambung 900VA. Untuk kemudahan pelayanan,

28 32 konsumen sering mengganti patron sekering dengan sekering otomatis supaya tidak perlu mengganti elemen pelebur yang putus Keterangan : 1. Saluran ke APP PLN/sirkit utama konsumen 2. Sakelar utama 3. Pengaman lebur 4. Klem netral kotak APP 5. Klem pembumian 6. Elektroda pembumian 7. Sirkit masuk instalasi rumah 8. PHB Gambar 2.12 Pembumian sisten TN-S (PNP) dengan kotak sekering 900 VA (Danny, 2002) Sakelar masuk harus mempunyai kemampuan minimum sama bear dengan arus nominal penghantar masuk. Sakelar masuk dapat diganti dengan pemisah, asalkan pada setiap sirkit dipasang sakelar (PUIL 2000) PHB Utama Fase Tiga Dalam PUIL 2000 ayat ditentukan bahwa pada PHB yang mempunyai banyak sirkit keluar fase tunggal dan fase tiga, alat pengaman dan sakelar harus dikelompokan sehingga : 1. Tiap kelompok melayani sebanyak-banyaknya enam buah sirkit. 2. Kelompok alat instalasi tenaga terpisah dari kelompok alat instalasi penerangan 3. Kelompok alat fase tungal terpisah dari kelompok fase tiga. Sakelar pemisah dan pemutus sirkit yang dipasang pada PHB harus mempunyai kutub yang jumlahnya sekurang-kurangnya sama dengan jumlah fase yang digunakan. Semua fase harus dapat dibuka atau ditutup secara serempak. Penghantar netral tidak boleh diputuskan.

29 33 Pada hantaran netral tidak boleh dipasangkan pengaman arus, kecuali bila potensial hantaran netralnya tidak selalu mendekati potensial pada keadaan berikut: b. Jika saluran keluar memberi suplai kepada lebih dari dua PHB lain. c. Jika saluran keluar memberi suplai lebih dari dua motor atau lebih dari dua peralatan listrik tegangan rendah. d. Jika saluran keluar dihubungkan dengan lebih dari dua kotak-kontak yang masing-masing 16 Ampere. e. Jika arus nominal saluran keluar sama dengan atau melebihi 100 A atau 100 A per fase, maka pada saluran keluar permukaan PHB harus dipasangkan saklar keluar. f. Kebutuhan maksimum yang di suplai pada PHB ditentukan sebesar 80% dari kebutuhan maksimum PHB tersebut sebagai cadangan suplai ditambahkan sekurang-kurangnya 20% dari kebutuhan maksimumnya. 2.6 Energi Listrik Energi listrik adalah kemampuan suatu sistem listrik untuk melakukan kerja. Satuan energi listrik adalah joule. Kerja (work) atau usaha adalah terjadi bila suatu muatan Q coloumb bergerak melalui perbedaan tegangan V volt (Aslimeri, 2008 ) : W (work) = VQ joule Q = I t coloumb sehingga : W = V I t (joule)..(2.15) Sedangkan satuan untuk tingkat konsumsi energi per satuan waktunya dapat dinyatakan dalam kilowatt jam (kwh) dengan persamaan 2.19 (Bachsoni, 2009): kwh = ( P x t ) / (2.16) Dimana : P = Daya (Watt) t = waktu (Jam)

30 Beban (Demand) Pengertian dari demand (D) dan suatu beban dapat diartikan sebagai besar pembebanan sesaat pada waktu tertentu atau besar beban rata-rata untuk suatu interval waktu tertentu. Interval waktu dimana besarnya beban ingin ditentukan disebut : Demand Interval (T). Demand dapat dinyatakan dalam kw, kva atau kvar (Suswanto, 2009) Klasifikasi Beban Berdasarkan jenis konsumen energi listrik, secara garis besar, ragam beban dapat diklasifikasikan ke dalam (Suswanto, 2009): 1. Beban rumah tangga, pada umumnya beban rumah tangga berupa lampu untuk penerangan, alat rumah tangga, seperti kipas angin, pemanas air,lemari es, penyejuk udara, mixer, oven, motor pompa air dan sebagainya. Beban rumah tangga biasanya memuncak pada malam hari. 2. Beban komersial, pada umumnya terdiri atas penerangan untuk reklame, kipas angin, penyejuk udara dan alat alat listrik lainnya yang diperlukan untuk restoran. Beban hotel juga diklasifikasikan sebagai beban komersial (bisnis) begitu juga perkantoran. Beban ini secara drastis naik di siang hari untuk beban perkantoran dan pertokoan dan menurun di waktu sore. 3. Beban industri dibedakan dalam skala kecil dan skala besar. Untuk skala kecil banyak beropersi di siang hari sedangkan industri besar sekarang ini banyak yang beroperasi sampai 24 jam. 4. Beban Fasilitas Umum Beban Terpasang Beban terpasang dari suatu sistem adalah jumlah total daya dari seluruh peralatan sesuai dengan kw atau kva yang tertulis pada papan nama (name plate) peralatan yang akan dilayani oleh sistem tersebut. (Suswanto, 2009): Ptotal n i 1 Pi (2.17)

31 35 Dimana : Pi = rating KW dari alat i n = jumlah alat yang terhubung ke sistem Faktor Kebutuhan (DF = demand factor) Didefinisikan sebagai perbandingan antara beban puncak dengan beban terpasang dengan kata lain merupakan derajat pelayanan serentak pada seluruh beban terpasang. Definisi ini dapat dituliskan seperti persamaan berikut (Suswanto, 2009): Faktor kebutuhan Beban Puncak (2.18) Beban Terpasang Yang dimaksud beban puncak adalah nilai terbesar dari pembebanan sesaat pada suatu interval demand tertentu. Faktor kebutuhan biasanya bernilai kurang dari satu. Faktor kebutuhan ini dapat menjadi satu bila keseluruhan beban yang tersambung serentak diberi energi dalam sebagian besar periodenya. Faktor kebutuhan menunjukkan tingkat dimana beban yang tersambung beroperasi serentak. Faktor kebutuhan dari beberapa jenis bangunan (Suswanto, 2009) : a. Perumahan sederhana 50 75% b. Perumahan besar 40 65% c. Kantor 60 80% d. Toko sedang 40 60% e. Toko serba ada 70 90% f. Industri sedang 35 65%