BAB II TEORI DASAR. digunakan dengan menggunakan bahan bakar, dan cocok untuk lokasi persediaan air

Transkripsi

1 BAB II TEORI DASAR 2.1. Penjelasan Umum Diesel Generating Set Diesel generating set adalah salah satu pembangkit listrik yang sering digunakan dengan menggunakan bahan bakar, dan cocok untuk lokasi persediaan air yang terbatas. Diesel generating set memiliki keuntungan antara lain adalah: Proses start mudah dilakukan, hanya membutuhkan sedikit waktu untuk pemanasan, kemudian mesin dapat dibebani. Mudah dimatikan, dengan kata lain mesin diesel dijalankan tanpa beban terlebih dahulu hingga dingin kemudian mesin dapat dimatikan. Fungsi utama dari diesel generating set adalah penyedia listrik yang dapat berfungsi untuk : Sebagai unit cadangan (emergency) yang dijalankan pada saat keadaan darurat atau saat terjadi pemadaman pada unit pembangkit utama (PLN). Sebagai unit pembangkit bantuan yang dapat membantu suplai listrik dari PLN atau sebagai pemikul beban tetap. Sebagai unit pembangkit listrik pada beban puncak atau peak load Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan pilihan yang sesuai untuk diesel generating set antara lain adalah sebagai berikut:

2 Jarak dari beban dekat, hal ini bertujuan agar dapat menekan rugi-rugi yang dapat ditimbulkan oleh konduktor menuju beban. Persedian areal tanah dan air, hal ini disebabkan karena diesel generating set tidak membutuhkan lahan yang besar jika dibandingkan dengan PLTU yang membutuhkan lahan yang besar dengan kapasitas air yang banyak. Pengangkutan bahan bakar, pertimbangan tersebut penting dilakukan. Hal ini disebabkan untuk mengurangi jumlah dana yang tidak perlu, seperti ongkos transportasi yang jauh. Kebisingan dan kesulitan lingkungan Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik Mengingat bahwa tenaga listrik tidak dapat disimpan, maka perlu jaminan agar daya yang dibangkitkan oleh generator sama dengan kebutuhan (beban). Pada umumnya beban selalu berubah sehingga daya yang dihasilkan oleh generator selalu disesuaikan dengan beban yang berubah-ubah tersebut. Demand factor adalah perbandingan antara beban puncak dengan beban terpasang pada suatu beban listrik. Besar demand factor dapat diketahui dari persamaan dibawah ini: Beban Puncak Yang Terpakai (MW) Demand factor = (2.1) Total Beban YangTerpasang (MW) Load factor adalah perbandingan antara daya rata-rata dalam jangka waktu tertentu dan jumlah kapasitas terpasang pada suatu pusat listrik. Besar load factor dapat diketahui dari persamaan dibawah ini:

3 Load Beban rata rata (MW) factor = (2.2) Beban Puncak (MW) Faktor pusat listrik menunjukkan bagaimana peralatan listrik telah dimanfaatkan, factor ini dipakai sebagai standar dalam membuat penilaian ekonomis dari pusat listrik. Faktor ini dapat juga dipakai untuk menunjukkan dan menentukan ketepatan kapasitas dari peralatan. Beban pada suatu sistem tenaga terjadi karena adanya permintaan tenaga yang sifatnya berbeda-beda. Dalam suatu sistem tenaga kebutuhan listrik untuk penerangan besar, variasi beban dalam satu hari juga besar, dengan puncaknya pada waktu siang malam hari Mesin Diesel Mesin diesel atau motor diesel adalah sejenis motor bakar pembakaran dalam (internal combustion engine), yang dimana pembakaran dalam yang dimaksud adalah bahan bakar dan udara, terbakar di dalam ruang bakar, di dalam silinder, yaitu ruangan yang dibatasi oleh dinding silinder, kepala torak dan kepala silinder. Pada motor diesel dipakai bahan bakar minyak solar atau minyak diesel. Bahan bakar dan udara dimasukkan berturut-turut ke dalam silinder. Mula-mula udara bersih, terlebih dulu dimasukkan ke dalam katub isap, kemudian udara tersebut di komplimer (dipapatkan) oleh torak ke atas, hingga tekanan udara naik (35-40 kg/cm 2 ) akibatnya suhu menjadi tinggi, lebih tinggi dari pada suhu nyala bahan bakar. Kemudian bahan bakar dimasukkan ke dalam silinder dan bahan bakar mengalami proses pengkabutan dan berbentuk gas, gas tersebut bersentuhan dan

4 bercampur dengan udara panas yang ada dalam silinder dan terjadilah pembakaran dengan suhu sekitar C. Gambar 2.1. Penampang tengah ruang bakar mesin diesel Pada prinsipnya siklus diesel secara ideal mirip siklus otto akan tetapi proses pemasukan kalornya dilakukan dengan tekanan konstan. Diagram dibawah ini merupakan diagram siklus otto. Gambar 2.2. Diagram Siklus Otto

5 Langkah-langkah proses siklus otto adalah sebagai berikut: 1-2 : Proses kompresi adiabatic. 2-3 : Proses pemasukan kalor masuk, volume konstan. 3-4 : Proses ekspansi adiabatic. 4-1 : Proses pengeluaran kalor, volume konstan. Q1 : Panas masuk. Q2 : Panas keluar Faktor Kecepatan Dalam pemilihan mesin diesel, faktor kecepatan menentukan apakah mesin yang akan digunakan adalah mesin dengan kecepatan tinggi atau rendah. Untuk menghitung besarnya faktor kecepatan dapat dilihat pada persamaan dibawah ini. Keterangan: n 2. l Cs = (2.3) Cs n l : Faktor kecepatan : Putaran mesin diesel (rpm) : panjang langkah (ft). Dari persamaan (2.3) maka kecepatan untuk mesin diesel dapat dibagi menjadi 4 (empat) kelas, yaitu: 1. Mesin kecepatan rendah dengan faktor kecepatan < Mesin kecepatan sedang dengan faktor kecepatan 3 sampai Mesin kecepatan tinggi dengan faktor kecepatan 9 sampai Mesin dengan kecepatan sangat tinggi dengan faktor kecepatan 27 sampai 81.

6 Jumlah Silinder Pada umumnya jumlah silinder tergantung kecepatan putar mesin (rpm). Makin besar jumlah silinder makin banyak jumlah dorongan yang terjadi. Oleh karena itu untuk menghindari terjadinya light flicker (naik turunnya tegangan) maka jumlah silinder yang digunakan minimal 4 (empat) buah. Suatu ketetapan agar light flicker tidak terasa, maka jumlah dorongan silinder tiap detiknya harus lebih dari 16 (enam belas) dorongan, dimana banyaknya jumlah dorongan tersebut dapat dilihat dari rumus dibawah ini. n.i Jumlah dorongan = (2.4) 120 Keterangan: n i : Kecepatan putaran mesin (rpm) : Jumlah pembakaran (jumlah silinder) 2.4. Generator Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang digunakan untuk mengkonvesikan daya mekanis menjadi daya listrik arus bolakbalik. Arus DC yang disupplai ke rotor, akan menghasilkan medan magnet pada rotor. Kemudian rotor diputar dengan kecepatan tertentu oleh penggerak mula (prime mover), sehingga medan magnet akan berputar di dalam mesin tersebut, dan menginduksikan tegangan pada belitan stator. Dalam hal ini belitan medan berada di rotornya, sedangkan belitan jangkar berada pada statornya.

7 Konstruksi Generator Sinkron Rotor generator sinkron merupakan merupakan sebuah magnet besar, dimana konstruksinya dapat berupa salient atau non salient. Bentuk salient adalah bentuk yang menonjol atau menempel di bagian luar, dimana kutub-kutubnya menonjol dari permukaan rotor dan bentuknya seperti tapak sepatu sehingga sering disebut dengan rotor kutub sepatu. Bentuk rotor non salient konstruksi kutub-kutubnya rata dengan permukaan rotor yang berbentuk silinder, sehingga sering disebgut rotor silinder. Gambar 2.3. Rotor salient (kutub sepatu) pada generator sinkron (a) (b) Gambar 2.4.a Gambaran bentuk rotor Non-salient (rotor silinder) Gambar 2.4.b Penampang rotor pada generator sinkron

8 Tegangan Induksi Pada Belitan Tiga Fasa Belitan pada ststor adalah tempat memperoleh energi listrik dan disebut dengan belitan jangkar, sedangkan belitan pada rotor dialiri arus medan untuk menimbulkan medan magnet. Satu siklus kutub S-U pada rotor memiliki kisar sudut (sudut magnetis atau sudut elektrik) Pada mesin empat kutub (dua pasang kutub), satu periode siklus mekanis (perputaran rotor) sama dengan dua periode siklus. Jadi hubungan antara sudut kisaran mekanik dengan sudut kisaran adalah ( derajat) 2 x θ mekanis ( derajat) θ = (2.5) atau secara umum P θ ( derajat) = x θ mekanis ( derajat) (2.6) 2 dengan P adalah jumlah kutub kecepatan sudut mekanik adalah : ω mekanik dθ mekanik = = 2 π f mekanis (2.7) t Frekuensi mekanik (f mekanik ) adalah jumlah siklus mekanik per detik yang tidak lain adalah kecepatan perputaran rotor per detik. Biasanya kecepatan rotor dinyatakan dengan jumlah rotasi per menit (rpm). Jadi, jika kecepatan rotor adalah n rpm, maka jumlah siklus per detik adalah 60 n atau fmekanik = 60 n siklus per detik. Kecepatan sudut magnetis adalah ω dθ = = 2 π f (2.8) t

9 dari persamaan (2.6) dan persamaan (2.8) didapat persamaan ω P P P n Pn = ω mekanik = 2πf mekanis = 2π = 2π (2.9) sehingga Pn f = siklus per detik (2.10) 120 Perubahan fluksi akan membangkitkan tegangan induksi di setiap belitan. Karena fluksi magnet mempunyai frekuensi Pn f = Hz. Maka 120 tegangan pada belitan akan mempunyai frekuensi Pn f tegangan = Hz (2.11) 120 Dari persamaan (2.10) ini jelas bahwa untuk memperoleh frekuensi tertentu, kecepatan perputaran rotor harus sesuai dengan jumlah kutub. Jika diinginkan f = 50 Hz misalnya, untuk p = 2 maka n = 3000 rpm, jika p = 4 maka n = 1500 rpm, jika p = 6 maka n = 100 rpm, dan seterusnya. Konstruksi mesin kutub menonjol seperti Gambar 2.3 sesuai dengan putaran rendah tetapi tidak sesuai untuk mesin putaran tinggi karena kendala-kendala mekanis. Untuk mesin putaran tinggi digunakan konstruksi silindris. Tegangan yang terbangkit dibelitan pada umumnya diinginkan berbentuk gelombang-gelombang sinus V = A cos ωt, dengan pergeseran untuk belitan fasa-fasa yang lain. Tegangan sebagai fungsi waktu ini pada transformator dapat langsung diperoleh di belitan sekunder karena fluksinya merupakan fungsi waktu.

10 Pada mesin sinkron, fluksi dibangkitkan oleh belitan eksitasi di rotor yang dialiri arus searah sehingga fluksi tidak merupakan fungsi waktu. Akan tetapi, fluksi yang ditangkap oleh belitan stator harus merupakan fungsi waktu agar hukum Faraday dapat diterapkan untuk memperoleh tegangan. Fluksi sebagai fungsi waktu diperoleh melalui putaran rotor. Jika φ adalah fluksi yang dibangkitkan di rotor dan memasuki celah udara antara rotor dan stator dengan nilai konstan maka, pertambahan fluksi yang ditangkap oleh belitan stator adalah dθ dt s dθ = φ dt = φω (2.12) Pn Karena ω = 2πf = 2π, maka 120 d s φ Pn = φπ (2.13) dt 60 Dari persamaan (2.10) kita peroleh tegangan pada belitan adalah V dφs Pn = N = Nφπ (2.14) dt 60 Jika φ bernilai konstan, tidak berarti bahwa tegangan yang dihasilkan adalah konstan, karena φ konstan positif untuk setengah periode dan bernilai konstan negatif untuk setengah periode berikutnya. Maka persamaan (2.14) memberikan tegangan bolak-balik yang tidak sinus. Untuk memperoleh tegangan berbentuk sinus, φ harus berbentuk sinus juga. Akan tetapi ia tidak dibuat sebagai fungsi sinus terhadap waktu, akan tetapi fungsi sinus posisi, yaitu terhadap θ. Jadi jika φ = φ m cosθ (2.15)

11 maka laju pertambahan fluks yang dilingkupi belitan adalah dφ dt s dφ = = dt d dt ( φ cosθ ) m = φ sinθ m dθ dt Pn = φ mω sinθ = φ m 2π sinθ (2.16) 120 Sehingga tegangan belitan e = N dφ dt s = Nπφ m Pn sinθ 60 = 2 π f N φ sinθ = ω Nφ sinωt (2.17) m Pesamaan (2.17) memberikan nilai tegangan sesaat yang dibangkitkan pada belitan stator, nilai tegangan maksimumnya adalah m E m = ω N φ (Volt) (2.18) m Dari nilai efektif tegangannya adalah E rms = E m 2 ωnφm = 2 2πf = 2 Nφ m = 4,44 f N φ ( Volt) (2.19) m Tegangan fektif pada terminal mesin tergantung pada hubungan stator generator apakah Y atau. Bila stator mesin terhubung Y, maka tegangan terminalnya akan 3 kali E rms sedangkan bila stator terhubung, maka tegangan terminalnya sama dengan tegangan E rms. Dalam penentuan tegangan dan keluaran generator perlu mempertimbangkan nilai tegangan dan keluaran kva-nya. Dibawah ini adalah tabel nilai daya keluaran minimum dari generator sesuai dengan standar BS 4999 (part 101;I.E.C.341) :

12 recommends the following minimum output related to rated voltage dan table yang biasa digunakan sebagai patokan oleh pabrikan. Tabel 2.1. Perbandingan Tegangan dan Daya Voltage MVA 415 Up to to to to Pengaturan Tegangan Pengaturan tegangan dari generator didefenisikan sebagai perubahan tegangan dari beban nol ke beban penuh dengan menjaga eksitasi tetap dan putaran tetap. Pengaturan tegangan dinyatakan dalam persen (%) dari tegangan nominal, dirumuskan sebagai berikut : Eo V % regulasi = x100% (2.20) V Dimana : Eo = tegangan beban nol V = tegangan beban penuh Karakteristik tegangan dari generator sinkron dapat dilihat pada gambar Gambar 2.5 Karakteristik Tegangan

13 Untuk beban dengan faktor daya leading (kapasitif), maka tegangan saat dibebani akan naik, sehingga diperoleh regulasi negatif. Untuk beban dengan faktor daya lagging, tegangan saat dibebani akan turun, sehingga diperoleh regulasi positif. Untuk menentukan regulasi generator dapat dilakukan dengan beberapa cara : Metoda impedansi sinkron Metoda MMF Metoda Potier atau faktor daya nol 2.6. Governor Governor merupakan suatu alat yang befungsi mengatur kecepatan generator dengan mengatur penggerak utama atau prime mover dari generator. Kecepatan generator diatur sedemikian rupa sehingga tetap konstan pada saat generator dibebani. Dalam mengatur kecepatan generator, generator mengatur konsumsi bahan bakar yang masuk ke dalam mesin sehingga pada saat beban naik, yang berarti kecepatan generator turun, governor akan menambah konsumsi bahan bakar yang masuk. Sedangkan pada saat beban turun, yang berarti kecepatan generator bertambah, governor akan mengurangi konsumsi bahan bakar yang masuk. Pembagian governor ada tiga macam, yaitu : Governor mekanik Governor mekanik hidrolik Governor elektronik

14 2.7. Karakteristik Governor Governor mempunyai 2 karakteristik untuk mengatur putaran generator. Karakteristik tersebut antara lain : Speed Droop Isochronous Speed Droop Speed droop adalah satu karakteristik dimana kecepatan generator akan berkurang ketika generator diberi beban. Umumnya toleransi speed droop yang diizinkan dalam suatu generator adalah 4% Persamaan perhitungan speed droop adalah sebagai berikut : fo fl SD = x 100% (2.21) fl Dimana : fo = frekuensi no load fl = frekuensi full load Karakteristik speed droop dapat dilihat pada gambar (2.6) Gambar 2.6. Karakteristik Speed Droop

15 P Sp = x 100% (2.22) fo fl Px ( fo fl) = Sp (2.23) Dimana Sp = slope P Px fx = daya beban penuh = daya beban tertentu = frekuensi beban tertentu Isochronous Isochronous adalah karakteristik dimana kecepatan generator akan tetap konstan ketika generator diberi tambahan beban. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut : jika beban dari suatu generator bertambah maka putaran generator akan turun, tetapi jika pertambahan beban itu diikuti dengan pertambahan bahan bakar yang masuk ke prime mover generator maka putaran generator akan kembali ke putaran semula, sehingga putarannya tetap konstan. Karakteristik isochronous dapat dilihat pada gambar (2.7). Gambar 2.7. Karakteristik Isochronous

16 2.8 AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch) Pengertian AMF dan ATS Gambar 2.8. Hubungan AMF dengan alat pengontrol ATS adalah singkatan dari AutomaticTransfer Switch, yaitu proses pemindahan penyulang dari penyulang/sumber listrik yang satu ke sumber listrik yang lain secara bergantian sesuai perintah pemrograman, ATS adalah pengembangan dari COS atau yang biasa disebut secara jelas sebagai Change Over Switch, beda keduanya adalah terletak pada sistim kerjanya, untuk ATS kendali kerja dilakukan secara otomatis, sedangkan COS dikendalikan atau dioperasikan secara manual. AMF adalah singkatan dalam istilah kelistrikan dari Automatic Main Failure yang maksudnya menjelaskan cara kerja otomatisasi terhadap sistem terhadap sistem kelistrikan cadangan apabila terjadi gangguan pada sumber/penyulang listrik utama

17 (Main), istilah ini secara umum sering dijabarkan sebagai sistim kendali start dan stop genset, baik itu diesel generator, genset gas maupun turbin Cara Kerja AMF dan ATS Catu daya utama AMF Pemrosesan Starter Timer Interlock Beban Catu daya cadangan Penggerak Gambar 2.9. Blok Diagram proses kerja AMF dan ATS Catu daya utama (PLN) tidak selalu menyalurkan energi listriknya, kadang mengalami gangguan. Automatic Main Failure (AMF) dapat mengendalikan transfer suatu alat dari suplai utama ke suplai cadangan atau dari suplai cadangan ke suplai utama. AMF akan beroperasi saat catu daya utama (PLN) padam dengan mengatur catu daya cadangan (genset). Sumber listrik dari PLN saat beroperasi tegangannya naik turun. Kira-kira 10% dari tegangan nominalnya atau hilang. Sehingga sinyal gangguan akan masuk ke AMF pada pemrosesan, sinyal diolah menghasilkan perintah ke penggerak dapat berupa pemutusan kedua catu daya yang sedang beroperasi dengan system saling mengunci (interlock). AMF dapat mengatur genset beroperasi jika PLN mati dan memutuskan jika PLN hidup lagi.

18 Gambar Sistem Interlock ATS 2.9. Sistem Start Sistem start mesin diesel ada dua macam, yaitu : 1. Sistem start secara manual 2. Sistem start dengan kompresor udara (air compressor), dan 3. Sistem start electris dengan electromotor dan accu sebagai baterai. Untuk diesel dengan daya rendah < 500 kw digunakan electric Sistem ini menggunakan motor DC dengan suplai listrik dari baterai/accu 12 atau 24 volt untuk menstart diesel. Untuk diesel dengan daya > 500 kw, diesel di start dengan udara ditekan dan disimpan dalam botol. Tekanan udara dalam botol udara 30 kg/cm 2 dengan volume botol harus cukup untuk 6 kali cold start (botol udara tidak diisi). Tekanan botol tidak boleh turun mencapai 18 kg/cm 2 agar cukup untuk start. Harus disediakan kompressor dengan electromotor 5.5 HP. Untuk setiap diesel motor disediakan dua botol udara, dan untuk semua diesel motor disediakan satu electromotor drive compression.

19 2.10. Pengaman Diesel Generating Set Pada waktu pengoperasian diesel generating set kemungkinan terjadinya kesalahan pada pengoperasian, ataupun kesalahan pada diesel generating set itu sendiri. Untuk mencegah terjadinya kesalahan yang lebih parah, maka diesel generating set dilengkapi oleh pengaman. Pengaman pada diesel generating set dilengkapi oleh sensor yang dapat memberikan peringatan (alarm) dan mematikan mesin jika terdeteksi kesalahan pada diesel generating set itu sendiri Pengaman Mesin Diesel Pengaman tekanan pelumas. Pengaman tekanan pelumas ini bekerja jika tekanan oli mesin diesel (kurang dari 2 bar). Apabila tekanan oli mesin diesel kurang dari 2 (dua) bar maka mesin diesel ini akan mati. Pengaman temperature. Pengaman temperature ini bekerja pada saat temperature mesin diesel lebih dari 90 0 C. Apabila suhu atau temperature mesin diesel lebih dari 90 0 C maka mesin diesel ini akan mati. Pengaman kecepatan lebih (overspeed). Pengaman kecepatan lebih ini bekerja jika frekuensi generator 15% lebih besar dari frekuensi kerja. Apabila frekuensi generator telah mencapai batas kenaikan tersebut maka mesin diesel akan mati.

20 Pengaman Generator Voltage restrained phase overcurrent. Berfungsi sebagai proteksi tiga fasa terhadap beban lebih dan hubung singkat antar fasa. Negative sequence overcurrent. Berfungsi sebagai proteksi terhadap arus fasa yang tidak seimbang, yang disebabkan oleh kesalahan rotor generator. Phase differential. Berfungsi sebagai proteksi terhadap perbedaan arus pada fasa dan netral. Reverse power relay. Berfungsi mengamankan kemungkinan adanya aliran daya yang terbalik. Aliran daya yang terbalik disebabkan oleh suatu gangguan pada generator, sehingga menyebabkan aliran daya tidak keluar dari generator melainkan masuk ke dalam generator, akibatnya generator bekerja sebagai motor. Pada dasarnya reverse power relay ini bekerja bila tidak adanya sinkronisasi yang dapat menyebabkan generator berubah menjadi motor. Overcurrent relay. Mengamankan kumparan stator dari arus lebih. Relay bekerja saat terjadi arus lebih dan mesin akan mati berdasarkan waktu delay yang telah di set. Over Voltage relay. Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya kenaikan tegangan pada saat beban hilang atau AVR tidak bekerja. Under Voltage relay.

21 Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya penurunan tegangan pada saat beban penuh atau AVR tidak bekerja. Over Frequency relay. Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya over frequency yang mengakibatkan putaran mesin menjadi cepat. Under Frequency relay. Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya under frequency yang mengakibatkan putaran mesin menjadi lambat Power House Bangunan Bentuk bangunan power house biasanya di desain secara sederhana akan tetapi konstruksinya kokoh. Adapun beberapa ruangan pada bangunan power house seperti ruang control yang berisi panel control untuk mengontrol seluruh sistem yang bekerja, dan ruang diesel. Besarnya ukuran dari power house biasanya bergantung dari banyaknya diesel generating set yang akan digunakan sebagai pembangkit. Selain itu juga perlu memperhatikan jarak antar diesel generating set itu sendiri, untuk perawatan seperti pembersihan, pengecekan rutin dan perbaikan. Idealnya jarak antar tiap diesel generating set sekitar 3 (tiga) meter, biasanya jarak antar diesel generating set bisa bergeser sampai jarak 2 (dua) meter, akan tetapi hal tersebut dapat mengorbankan kenyamanan dalam perawatan.

22 Untuk ukuran dari sebuah power house dengan sebuah diesel generating set idealnya (p x l x t) adalah 8m x 6m x 4m, dan dikali kelipatannya untuk penambahan unit. Ukuran tersebut sudah termasuk dengan ventilasi aliran udara Pentanahan Pentanahan/pembumian pada diesel generating set perlu dilakukan dengan alasan sebagai berikut : 1. Menstabilkan tegangan ke tanah. 2. Memastikan tegangan antar fasa dan tanah tidak melebihi tegangan fasa pada sistem. 3. Menetralkan, dimana mencegah terjadinya fluktuasi tegangan. 4. Proteksi, sehingga tidak ada kesalahan antara fasa dan tanah. 5. Mengurangi resiko kecelakan terhadap manusia. Pentanahan yang baik sebaiknya memenuhi syarat : 1. Nilai resistansi yang rendah. 2. Perlindungan terhadap korosi. 3. Kemampuan untuk menghantar arus yang tinggi dengan baik dan cepat. 4. Kemampuan untuk meningkatkan perlindungan pada pembangkit dan bangunan Kabel Dalam instalasi listrik keberadaan kabel sangatlah penting karena dengan kabel inilah arus listrik dapat dialirkan. Secara umum kegunaan kabel adalah untuk mengalirkan arus listrik dan sebagai isolasi yang baik. Kabel-kabel yang digunakan

23 dalam instalasi listrik banyak sekali ragamnya, oleh karena itu jenis kabel dinyatakan dengan bantuan singkatan huruf maupun kadang-kadang juga dengan angka. Bahan untuk penghantar ada dua jenis yaitu : a. Tembaga, dengan karakteristik sebagai berikut : - Kemurnian = 99,9 % - Tahanan jenis = 0, Ω mm 2 /m pada 20 0 Celcius - Daya hantar dipengaruhi oleh ketidakmurnian bahan dan kekerasan tembaga. b. Aluminium - Kemurnian = 99,5 % - Tahanan jenis = 0, mm 2 /m pada 20 0 Celcius - Daya hantar dipengaruhi oleh kekerasan dan ketidakmurnian bahan. - Beratnya setengah dari berat tembaga. - Diameternya 1,28 kali dari diameter tembaga karena memakai isolasi yang lebih banyak. Kabel menggunakan 2 jenis bahan isolasi yaitu : 1. PVC, dengan cirri-ciri ; Keras dan rapuh (perlu dicampur dengan bahan pelunak kira-kira 20 40% Dapat dibakar tapi akan padam sendiri setelah sumber apinya disingkirkan Lebih mudah menyerap air 2. PE, dengan cirri-ciri : Mudah terbakar dan nyala api tetap menjalar. Tidak mudah menyerap air Baik untuk frekuensi tinggi sehingga banyak dipakai untuk telekomunikasi.

24 Penentuan kabel juga memiliki arti penting di dalam penginstalan listrik. Untuk memilih kabel harus memperhatikan besarnya arus yang mengalir pada hantaran itu, yang dapat dihitung dengan rumus dibawah ini : - Untuk beban tiga fasa I No min al P = (2.23) 3. V. Cosϕ L L - Untuk beban satu fasa I No min al P = (2.24) V. Cosϕ L L - Arus kabel I k = I x Safety faktor (2.25) No min al Keterangan : I Nominal = Arus nominal (A) I k P V = Arus kabel (A) = Daya (W) = Tegangan antar fasa (V) Cos φ = Faktor daya (0,8 0,9) Safety factor = 1,3 (ditentukan oleh pabrik pembuat kabel) Untuk membatasi dimensi ruang yang digunakan serta kemudahan dalam pemasangan kabel, maka luas penampang kabel yang diizinkan dapat ditentukan dengan persamaan : 6 3. I. l.cosϕ.10 A = (2.26) γ. µ Keterangan :

25 A = luas penampang yang diperlukan (mm 2 ) l I μ = panjang penghantar (m) = arus maksimum beban (A) = rugi tegangan yang diizinkan pada penghantar untuk instalasi dalam ruangan, nilai ini dapat diabaikan γ = daya hantar jenis bahan penghantar untuk tembaga : 56,2 x 10 6 S/m untuk aluminium : 33 x 10 6 S/m Ukuran kabel penghantar tipe NYY dapat dilihat pada tabel 2.8 Tabel 2.2. Korutnrksi dan KHA maksimum Kabel NYFGbY 0,6/l kv berinti tunggal