POLI-TEKNOLOGI VOL.11 NO.2, MEI 2013 ALAT UJI INTERNATIONAL PROTECTION PADA PERALATAN LISTRIK Ismujianto 1, Isdawimah 1, Silo Wardono 1 1 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta, Jalan Prof. Dr. G.A. Siwabessy, Kampus UI, Depok 16425 E-mail: ismujianto@gmail.com ABSTRAK International Protection (IP) merupakan sistem untuk mengklasifikasikan derajat atau tingkat perlindungan yang diberikan oleh selungkup peralatan listrik secara numeric berdasarkan standar IEC / EN 60529. IP dituliskan dalam bentuk kode terdiri dari huruf IP yang diikuti oleh dua angka atau dua huruf tambahan. Kode tersebut tertera pada peralatan listrik yang telah diuji sesuai dengan tingkat perlindungannya. Pengujian IP berdasarkan 4 jenis gangguan, salah satunya adalah air dengan ukuran dari yang terkecil berupa cipratan hingga rendaman air. Alat uji IP yang dibuat dapat mengalirkan air dengan ukuran yang bervariasi pada berbagai arah. Keywords: Air, International Protection, peralatan listrik PENDAHULUAN International Protection (IP) merupakan sistem untuk mengklasifikasikan derajat atau tingkat perlindungan yang diberikan oleh selungkup peralatan listrik berdasarkan standar IEC / EN 60529 yang dikembangkan oleh Komite Eropa untuk Electrotechnical Standardisasi (CENELEC), standar ini dirancang untuk menilai tingkat perlindungan peralatan listrik secara numerik (ATAGO U.S.A.,Inc., 2001). IP dituliskan dalam bentuk kode terdiri dari huruf IP yang diikuti oleh dua angka dan terkadang diikuti oleh satu atau dua huruf tambahan. Kode tersebut tertera atau dicantumkan pada peralatan listrik yang telah diuji sesuai dengan tingkat perlindungannya. Yang dimaksud dengan perlindungan adalah perlindungan terhadap berbagai gangguan yang diklasifikasikan berdasarkan jenis dan ukuran, yaitu: 1. Benda padat (termasuk bagian tubuh manusia seperti tangan dan jari) 2. Debu 3. Hubungan/kontak langsung 4. Air Kode IP ini diperlukan untuk mengamankan peralatan listrik dari berbagai gangguan tersebut di atas, sehingga peralatan 131 tetap dapat bekerja dengan baik meskipun diletakkan/berada di lokasi yang tidak lazim, misalnya motor listrik di kolam renang yang harus diletakkan atau direndam dalam air. Motor ini harus kedap terhadap air rendaman, sehingga motor tetap dapat bekerja dan orang yang sedang berenang tidak tersengat arus listrik. Jadi kode IP ini selain mengamankan peralatan listrik, juga mengamankan pengguna atau mahkluk hidup disekitarnya. Dua digit angka setelah huruf IP menunjukkan kondisi yang sesuai dari peralatan tersebut berdasarkan klasifikasinya. Digit Pertama, menunjukkan tingkat perlindungan peralatan terhadap benda padat (Tabel 1) termasuk perlindungan terhadap akses ke bagian berbahaya misalnya, konduktor listrik dan bagian-bagian yang bergerak, digit kedua menunjukkan tingkat perlindungan peralatan terhadap air (Tabel 2). Jika tidak ada rating perlindungan sehubungan dengan salah satu kriteria, maka angka diganti dengan huruf X, contoh IP4X atau IPX6. Industri peralatan listrik merupakan salah satu jenis industri yang mempunyai kontribusi pertumbuhan tertinggi pada triwulan II tahun 2011, pertumbuhannya mengalami kenaikan sebesar 5,68 persen dari triwulan sebelumnya (Badan Pusat Statistik, 2011). Ini berarti kebutuhan industri peralatan
Ismujianto Dkk, Rancang Bangun Alat Uji... listrik terhadap laboratorium pengujian juga meningkat. Peralatan listrik yang diuji di Laboratorium Listrik adalah produk elektronika, barang listrik dan peralatan rumah tangga seperti kabel, batu baterai, lampu swaballast, kipas angin, tusuk kontak dan rumah kontak, MCB, dan peralatan listrik rumah tangga (Laboratorium Balai Pengujian Mutu Barang, 2011). Alat uji IP dengan jenis gangguan berupa air terdiri dari : tetesan, cipratan, semburan dengan berbagai sudut, semburan dengan berbagai tekanan, gelombang dan rendaman air. Pada pengujian ini air disemprotkan secara manual pada berbagai posisi/sudut tertentu oleh manusia, sehingga ada kemungkinan sudut jatuh air beruba-ubah dan pengujian menjadi tidak valid. Berdasarkan alat uji IP yang ada, dimana ketepatan sudut jatuh air tidak menentu dan kondisi sekitar pengujian menjadi basah, maka perlu dilakukan perbaikan dalam hal ketepatan sudut jatuh air, ketepatan tekanan air dan dan ketepatan tinggi rendaman air, sehingga hasil pengujian sesuai dengan standar yang ada. Selain itu pengujian diletakkan dalam ruang terisolasi, agar air tidak membasahi lingkungannya. perlindungan lengkap terhadap kontak langsung. Pada tingkatan ini debu masih dapat dijinkan masuk namun dalam batas normal selama tidak mengganggu pengoperasian peralatan 6 Perlindungan secara ketat dari masuknya debu dan perlindungan lengkap terhadap kontak langsung Tabel 2. Arti angka kedua pada kode IP Angka Keterangan Perlindungan Kedua 0 Tidak dilindungi 1 Perlindungan terhadap tetesan air yang jatuh langsung secara vertikal 2 Perlindungan terhadap tetesan air yang jatuh langsung dengan kemiringan 15 3 Perlindungan terhadap percikan air yang jatuh dengan kemiringan 60 4 Perlindungan terhadap percikan air yang datang dari segala arah 5 Perlindungan terhadap semprotan air yang datang dari segala arah contohnya semprotan air dari pipa air atau keran 6 Perlindungan terhadap semprotan air bertekanan yang datang dari segala arah, contohnya semprotan air dari water jet 7 Perlindungan akibat perendaman dalam air pada kedalaman air antara 15 cm sampai dengan 1 m 8 Perlindungan akibat perendaman dalam air yang bertekanan dan dilakukan dalam jangka waktu tertentu ataupun terus-menerus Tabel 1. Arti angka pertama pada kode IP Angka Keterangan Perlindungan Pertama 0 Tidak ada perlindungan terhadap kontak dan masuknya objek 1 Perlindungan dari benda dengan ukuran >50 mm, seperti tangan, tapi tidak ada perlindungan terhadap kontak langsung yang disengaja dengan bagian tubuh (contoh tanpa sengaja tersentuh oleh tangan) 2 Perlindungan dari benda dengan ukuran >12,5 mm, seperti jari atau benda semacam itu 3 Perlindungan dari benda dengan ukuran >2,5 mm, seperti alat-alat, kabel tebal, dan lain-lain 4 Perlindungan dari benda dengan ukuran >1 mm, seperti sekrup, baut, kabel, dan lainlain 5 Perlindungan dari masuknya debu dan 132 METODE PENELITIAN Alat uji IP dengan gangguan air ini merupakan simulasi dari keadaan sesungguhnya, bahwa peralatan listrik akan terkena air dari yang paling ringan berupa cipratan, semburan halus, semburan keras, semburan air dengan sudut tertentu, hingga rendaman. Untuk semburan dengan sudut tertentu memerlukan rangkaian pengendali yang dapat mengatur secara otomatis sudut jatuh air (15 atau 60 o ). Pengaturan sudut dilakukan secara otomatis oleh sensor penggerak dengan cara mengiformasikan berapa nilai sudut yang diinginkan. Informasi ini akan dibandingkan oleh sensor dengan posisi motor pada saat ini. Selisih antara posisi
POLI-TEKNOLOGI VOL.11 NO.2, MEI 2013 motor dengan sudut yang diinginkan dikirimkan ke sensor penggerak yang menyebabkan motor bergerak sesuai dengan sudut yang dinginkan. Bila selisihnya nol, berarti posisi motor telah sama dengan sudut yang diinginkan, maka motor bekerja menyemprotkan air ke benda uji. Alat uji yang dibuat mengalirkan air ke peralatan listrik teruji dengan arah aliran air terhadap benda uji sebagai berikut: air jatuh vertikal, air jatuh dengan sudut 15 o,30 o,45 o dan 60 o, semburan air halus, air datang dari segala arah, semprotan air, efek tenggelam dan rendaman air 1m. Selanjutnya sebagai variabel terikat adalah hasil penelitian berupa ketepatan sudut jatuh air, tekanan air dan tinggi muka air. Sedangkan variabel kontrol pada penelitian ini adalah sudut jatuh air, tekanan air dan tinggi muka air yang dihasilkan oleh motor pompa air, sensor tekanan dan pengatur posisi motor. Pengambilan data dilakukan secara manual dengan mengukur sudut jatuh air pada masing-masing posisi penyemprot air. Data yang diperoleh dari pengujian diolah menggunakan deviasi standar dan dianalisis untuk mengukur tingkat akurasi dari alat uji yang dibuat. HASIL DAN PEMBAHASAN Alat uji IP yang dibuat digunakan untuk menguji tingkat ketahanan peralatan listrik terhadap gangguan air. Ukuran air dibuat bertingkat dari cipratan kecil, semburan halus hingga cucuran besar air. Hasil pengujian menunjukkan, bahwa alat uji IP ini dapat mengalirkan air ke benda uji dengan berbagai ukuran, yaitu: semburan halus, semburan kasar, cucuran halus dan kasar. Selain dapat mengalirkan air dengan berbagai ukuran, alat ini juga harus dapat mengalirkan air dari berbagai posisi yaitu pada sudut 15 o,30 o,45 o dan 60 o. Nilai sudut jatuh air diperoleh dari persamaan 1, yaitu: sin 1 ( y / r) (1) Sebagai contoh perhitungan sudut jatuh air pada posisi 2, yaitu 2 pada Gambar 1. Gambar 1. Segitiga siku-siku untuk menentukan nilai sudut jatuh air Nilai sudut jatuh air pada posisi 2 adalah: 1 sin (47 /97) 2 2 o 25,8 Dengan cara yang sama diperoleh nilai sudut jatuh air pada posisi 1 dan 3 ( 1, 3). Dari hasil pengujian menunjukkan, bahwa nilai sudut jatuh air belum tepat seperti yang diinginkan (Gambar 2). Untuk itu perlu diperhitungkan tingkat ketepatan sudut jatuh air pada benda uji dengan menghitung nilai deviasi standarnya. Untuk memperoleh deviasi standar pada persamaan 3, perlu dihitung terlebih dahulu nilai rata-ratanya (persamaan 2): s n i i ratarata 1 t n i1 n ( i n 1 ratarata ) 2 (2) (3) Dari hasil perhitungan (Tabel 3) diperoleh deviasi standar terbesar terjadi pada sudut 45 o ( 1) dan deviasi terkecil pada sudut 25 o. 133
Ismujianto Dkk, Rancang Bangun Alat Uji... Tabel 3. Data pengujian sudut jatuh air pada alat uji IP y x r sin av e e (%) e^2 stdev 1 23,3 95 97,8 0,238 13,4 0,5 3,3 0,2 2 23,5 95 97,9 0,240 13,9 (0,0) (0,3) 0,0 3 23,7 95 97,9 0,242 14,0 (0,1) (1,0) 0,0 14 4 23,9 95 98,0 0,244 14,1 13,9 (0,3) (1,9) 0,1 0,316 1 24,5 97 100,0 0,245 14,2 0,4 2,8 0,2 2 25,5 97 100,3 0,254 14,7 (0,1) (0,8) 0,0 3 26 97 100,4 0,259 15,0 (0,4) (2,8) 0,2 15 4 25 97 100,2 0,250 14,5 14,6 0,1 0,8 0,0 0,348 1 45,5 97 107,1 0,425 25,2 0,4 1,6 0,2 2 46,5 97 107,6 0,432 25,6 (0,0) (0,1) 0,0 3 46,7 97 107,7 0,434 25,7 (0,1) (0,5) 0,0 25 4 47 97 107,8 0,436 25,8 25,6 (0,2) (0,9) 0,1 0,287 1 47,5 47 66,8 0,711 45,0 0,4 0,8 0,1 2 48 47 67,2 0,715 45,6 (0,2) (0,5) 0,1 3 48,5 47 67,5 0,718 45,9 (0,5) (1,1) 0,3 45 4 47 47 66,5 0,707 45,0 45,4 0,4 0,8 0,1 0,442 1 80 47 92,8 0,862 59,5 0,4 0,7 0,2 2 81 47 93,6 0,865 59,9 0,0 0,0 0,0 3 82 47 94,5 0,868 60,2 (0,3) (0,5) 0,1 60 4 81,5 47 94,1 0,866 60,0 59,9 (0,1) (0,2) 0,0 0,300 Gambar 2a. Foto Pengujian IP. Gambar 2b. Foto Pengujian IP. KESIMPULAN Salah satu fungsi alat uji International Protection (IP) adalah untuk menguji ketahanan peralatan listrik terhadap gangguan air dari berbagai arah dan ukuran. Alat uji IP yang dibuat dapat mengalirkan air dengan berbagai ukuran dan dari berbagai arah dengan sudut jatuh air sebesar 15 o,30 o,45 o dan 60 o pada benda uji (peralatan listrik). Sudut jatuh air mengalami deviasi yang bervariasi (0,287-0,442), sehingga alat ini masih memerlukan penyempurnaan lagi. UCAPAN TERIMAKASIH Penelitian ini didanai dengan Dana DIPA Program Penelitian Skim UG_TE_12 Tahun Anggaran 2012 Nomor kontrak: 41/PL3.B/SPK/2012, 10 April 2012 Politeknik Negeri Jakarta. DAFTAR ACUAN [1]. Badan Pusat Statistik, 2011. Kontribusi Pertumbuhan pada Triwulan II tahun 2011 [2]. CENELEC, IEC / EN 60529, ATAGO U.S.A.,Inc., 2001 134
POLI-TEKNOLOGI VOL.11 NO.2, MEI 2013 [3]. Dr.Ir. Harinaldi, M.Eng, Prinsip-prinsip Statistik untuk Teknik dan Sains, Erlangga, Jakarta, 2005 [4]. Dunia Listrik, 2011, kode-ip-internationalprotection, dunia-listrik.blogspot.com [5]. Geoffrey Stokes, 2003. Handbook of Electrical Installation Practices, Blackwell Selence [6]. IET, 2008, Overvoltage Protection of Low Voltage System, IET Power and Energy Series 33 [7]. PPMB, 2011, Laboratorium Balai Pengujian Mutu Barang, ppmb.kemendag.go.id [8]. Snipef, 2009, Technical Bulletin 226, www.snipef.org [9]. Themeter, 2009, degrees of IP protection, International Protection, www.themeter.net/ipcode_e.htm 135
136 Ismujianto Dkk, Rancang Bangun Alat Uji...