BAB II DASARDASAR PERENCANAAN INSTALASI PENERANGAN II.. Syaratsyarat Umum Dalam melakukan perencanaan suatu instalasi baik itu instalasi rumah tinggal, kantorkantor, pabrikpabrik ataupun alatalat transport, misalnya mobil, kereta api dan lainlain haruslah terlebih dahulu kita memahami dasardasar teknik perencanaan dan peraturan umum dari instalasi listrik yang berlaku. Banyak orang yang mengatakan bahwa memasang suatu instalasi listrik adalah merupakan hal yang sangat mudah bahkan bagi mereka yang tidak berpendidikan dapat melakukannya. Menurut penulis, memang kalau memasang instalasi penerangan kalau hanya sekedar menyala tanpa memikirkan efek yang dapat terjadi baik itu bagi keselamatan manusia ataupun bagi keselamatan peralatan adalah sangat mudah. Tetapi untuk merencanakan suatu pemasangan instalasi penerangan yang baik bila ditinjau dari segi teknis dan ekonomisnya bukanlah merupakan suatu pekerjaan yang mudah. Seluruh pemasangan instalasi penerangan listrik terikat pada peraturanperaturan yang kesemuanya bertujuan agar :. Adanya keamanan bagi manusia dan barang. 2. Tersedianya tenaga listrik yang aman dan efisien. Untuk maksudmaksud itulah maka diadakan ketentuan seperti tercantum didalam buku Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL) tahun 987. Selain dari peraturan itu perlu diperhatikan juga standarisasinya.
Tujuan dari standarisasi ini adalah untuk tercapainya keseragaman mengenai :. Kemampuan, ukuran, bentuk jenis dan mutu barang 2. Cara menggambar instalasi penerangan dan bagaimana cara kerjanya. Dengan terpenuhinya standarisasi ini maka pemasangan suatu instalasi listrik dan mutu material yang dipergunakan dapat lebih terjamin. Di Indonesia peralatan listrik diuji oleh suatu lembaga dari Perusahaan Umum Listrik Negara (PLN), dan penyelidikan masalah kelistrikannya dilakukan oleh LMK. Rencana instalasi listrik adalah suatu berkas gambar rencana dan macam teknis yang akan dipergunakan sebagai suatu pegangan untuk pemasangan instalasi listrik yang terdiri dari :. Gambar situasi yang akan menunjukan dengan jelas suatu gedung atau tempat instalasi yang akan dipasang. 2. Gambar instalasi yang meliputi rencana tata letak instalasi, rencana hubungan peralatan instalasi misalnya hubungan antara lampu dengan saklar, serta tanda hubungan apakah dia terhubung atau tidak. 3. Diagram pengawatan suatu garis 4. Gambar detail keseluruhan yang meliputi : Perkiraan ukuran fisik dari peralatan yang akan dipasang Cara pemasangan kabelnya Cara kerja instalasinya Kekuatan mekanis yang berbeda serta kegunaan yang berbeda pula, Ketebalan setiap pipa berbeda ukurannya ditentukan oleh diameter luar. Pada tabel
dibawah ini akan memperlihatkan pipa plastik yang telah disahkan oleh standart internasional. Tabel 2. Standart ukuran pipa plastik (3) Diameter (mm) Luar 5,2 mm 8,6 mm 22,5 mm 28,3 mm 37,0 mm 47,0 mm Dalam,2 mm 4, mm 7,0 mm 22,3 mm 30,5 mm 39,5 mm Pada pipa instalasi PVC ini banyaknya kawat urat karet (RD) yang diperbolehkan dalam satu pipa untuk tegangan nominal sampai 750 Volt dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Angkaangka yang ada didalam kurung berlaku untuk pemasangan didalam pipa lurus. Khusus untuk pipa berukuran 5/8 boleh dipasang kabel sebanyak 2 x 2,5 + 3 x 6,5 mm 2. Pada pemasangan instalasi penerangan di kereta api dipakai pipa jenis Union (besi), dengan ukuran dan 2 digunakan untuk melindungi kabel penghantar dari gangguan mekanik. Standart ukuran pipa union (besi) sama dengan standart ukuran pipa plastik.
Tabe 2.2. Banyak kawat dalam pipa () Penampang (mm 2 ) tembaga Garis tengah pipa (inchies) 5/8 3.4 /4,5 2,5 3(4) 5 2,5 2 3(4) 6 4 2 3(4) 4(5) 6 2(3) 4 0 3(4) 4 6 2 3(4) 4(5) 25 () 2(3) 4 35 () (2) 3(4) 5 50 2 4 70 (2) 4 95 2(3) Untuk pemasangan kabel dalam pipa pada tegangan 750 V s/d 500 V ukurannya diambil satu tingkat lebih tinggi. Benda Isolasi (3) Benda isolasi atau isolasi digunakan untuk menunjang hantaran listrik dimana diperlukan. Isolator harus dibuat dari porselin, permukaan dari isolator ini harus licin dan sudutsudut serta lekuknya harus tidak tajam. Pemasangan isolator ini haruslah cukup kuat sehingga tidak ada gaya mekanis lebih pada hantaran.
Benda Bantu (3) Benda Bantu dipakai untuk merangkaikan pipa instalasi. Pada saluran panjang harus dipasang cukup banyak kotak tarik. Jarak antara kotak tarik yang satu dengan yang lainnya ditentukan oleh panjang pegas tarik yang berfungsi untuk menarik kabel kedalam pipa. Panjang pegas tarik ini sekitar 0 s/d 20 meter. Berdasarkan ketentuan antara kotak tarik tidak boleh ada Iebih dari 4 benda bengkok atau lebih dari 20 meter pipa lurus. Pembangkit (3) Pusat pembangkit berfungsi untuk mengkonversikan sumber daya energi primer menjadi energi listrik. Seperti kita ketahui bahwasanya instalasi penerangan pada kereta api tidak disupply dari PLN (Perusahaan Listrik Negara) melainkan adanya generator yang bekerja untuk memberikan penerangan bagi kereta api tersebut. II.2. Peralatan instalasi (3) Adapun peralatan yang digunakan dalam instalasi listrik ini banyak sekali jenisnya. Jenis peralatan yang akan dipakai atau digunakan haruslah disesuaikan dengan keadaaan ruangan atau sifat ruangan. Pada kesempatan ini penulis hanya membicarakan sebagian kecil saja dari peralatan instalasi tersebut.pada instalasi didalam gedung sering digunakan kabel rumah yang dipasang dalam pipa instalasinya.
Pada umumnya kebanyakan dipasang pipa instalasi PVC yang mempunyai sifat : a. Daya isolasinya baik sehingga dapat mengurangi terjadinya gangguan tanah yang bisa mengakibatkan kebakaran. b. Tidak menjalarkan nyala api. c. Mempunyai daya lentur dan mudah digunakan. Pada pemasangan Instalasi penerangan di kereta api dipakai pipa jenis Union (besi). Pipa ini terbuat dari besi dengan ukuran 5/8 dan 3/4 inci, digunakan untuk melindungi kabel penghantar dari gangguan mekanik dan sebagai pelindung kabel dalam pemasangan tanam. Dikerjakan dengan menggunakan gergaji besi sebagai pemotong dan Ruimer sebagai penghalus ujung pipa. Pemakaian pipa union harus dilengkapi dengan tule agar kabel yang ditarik didalam pipa tidak terkelupas. Secara internasional telah ditetapkan jenis pipa yang dapat digunakan pada instalasi listrik. Pada pemasangan pipa PVC benda bengkok ini jarang digunakan. Belokanbelokan yang diperlukan dibuat pada pipanya sendiri, sehingga dengan demikian tidak ada kemungkinan terlepasnya suatu benda bengkok pada waktu kabelnya ditarik kedalam pipa. Untuk membuat cabang pada instalasi pipa harus kita gunakan kotak cabang atau kotak tarik, misalnya kotak T atau kotak cabang empat. Kotakkotak cabang ini serta kotak tarik haruslah mudah dicapai, misalnya tidak boleh diletakkan didalam lapisan dinding yang sulit dilepas. Penyambungan kabel dalam instalasi pipa hanya boleh dilakukan didalam kotak cabang atau kotak tarik, serta sambungannya harus kuat dan baik. Supaya isolasi sambungannya baik, mutu
lasdopnya juga diusahakan k harus baik. Dengan satu lasdop tidak boleh disambung lebih dari lima kawat. Jumlah sambungan dalam kotak sambung yaitu kotak tarik atau kotak cabang harus dibatasi supaya kotaknya masih dapat ditutup dengan baik. Lubanglubang pemasukkan pipa pada kotak sambung diberi batas penahan, supaya pipanya tidak dapat masuk sampai kedalam kotak seperti terlihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.. bentuk pemakaian Lasdop Gambar 2.2. Bentuk kotak tarik
II.3. Bahan Penghantar (3) Tembaga atau alumunium banyak digunakan sebagai suatu bahan penghantar untuk kabel listrik. Tembaga yang diprgunakan untuk penghantar kabel umumnya tembaga elektrolis dengan kemurnian sekurangkurangnya 99,9 %. Tahanan jenis tembaga lunak untuk hantaran listrik telah dibakukan secara internasional, yaitu tidak boleh melebihi 0,0724 ohm mm 2 /m pada temperatur 20 C. Alumunium untuk penghantar kabel berisolasi harus juga alumunium murni dan umumnya digunakan alumunium dengan kemurnian sekurangkurangnya 99,5 %. Tahanan jenis alumunium ini menurut ketentuan yang berlaku tidak boleh melebihi 0,028264 ohm mm 2 /m pada temperatur 20 o C. II.3.. Jenis Penghantar untuk Istalasi penerangan (3) Sebagai mana kita ketahui bahwa bahan penghantar merupakan suatu hal yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik. Penghantar yang dimaksudkan disini merupakan penghantar yang dipakai untuk instalasi penerangan. Jenis penghantar yang dipakai untuk instalasi penerangan ini adalah kabel yang berisolasi PVC dengan ukuran sebagai berikut :. Untuk kabel NYM ukurannya 2 x,5 mm 2, 2 x 2,5 mm 2, 2 x 6 mm 2, 4 x 2,5 mm 2, 4 x 6 mm 2. 2. Untuk kabel NYA ukurannya,5 mm 2, 2,5 mm 2, 4 mm 2, 6 mm 2 dan lainnya. Didalam pemasangan kabel instalasi pada kereta api, kabel yang digunakan adalah kabel NYA dengan ukuran,5 mm 2, 2,5 mm 2, 4 mm 2, kabel NYAF dengan
ukuran 2,5 mm 2, dan kabel NYMHY dengan ukuran 4 x 2,5 mm 2, 2 x 2,5 mm 2, 2 x,5 mm 2. Penggunaan kabel NYAF sama dengan kabel NYA, hanya dibuat dengan inti stranded (serabut). Sedangkan kabel NYMHY, penghantar urat halus tahan terhadap pengaruh panas, dapat dipergunakan untuk tidak permanent atau berpindahpindah. II.3.2. Dasar Perencanaan Pemilihan Penghantar (3) Dalam merencanakan ukuran sebuah penghantar haruslah berdasarkan peraturan yang berlaku. Menurut PUIL (peraturan umum instalasi listrik) sebuah penghantar / kabel yang digunakan untuk memberikan supply kepada peralatanperalatan listrik, seperti motor listrik akan dianggap baik apabila akan memenuhi 3 persyaratan yakni :. Kabel tersebut telah diamankan secara tepat terhadap kemungkinan terjadinya beban lebih. 2. Kabel tersebut telah diamankan terhadap kemungkinan terjadinya gangguan hubung singkat dengan mengggunakan penghantar lebur. Untuk kemampuan menghantarkan arus diusahakan supaya patron lebur ini boleh mengambil suatu nilai yang berlaku untuk luas penampang penghantar yang digunakan pada jenis kabelnya. 3. Arus hubung singkat yang timbul diujung kabel kalau tejadi hubung singkat misalnya antara fasefase, diusahakan sekurangkurangnya sama dengan kali arus nominal pada pengaman lebur yang digunakan. Arus hubung singkat ini harus dihitung berdasarkan ketentuan yakni harus 75 % dari tegangan
nominal. Sebagai akibat kenaikan suhu yang disebabkan oleh arus hubung singkat tersebut, maka kita harus memperhitungkan kenaikan tahanan sebesar 40 %. II.4. Pengaman (3) Arus yang mengalir dalam suatu penghantar menimbulkan panas. Supaya suhu penghantarnya tidak menjadi terlalu tinggi maka kita perlu membatasi arus, untuk mengamankan hantaran digunakan pengaman lebur dan saklar arus maksimum. Alatalat pengaman ini umumnya digunakan untuk :. Pengaman terhadap hubung singkat dengan badan mesin. 2. Mengamankan hantaran, badan mesin dan motor listrik terhadap beban lebih. 3. Pengamanan terhadap terjadinya hubung singkat antar fasa atau antara fasa dengan netral. Pengaman lebur harus memutuskan rangkaian yang kita amankan bila arusnya terlalu besar. Bagian yang memutuskan rangkaian dari sebuah pengaman disebut patrun lebur. Berdasarkan ketentuan yang berlaku, untuk arus nominal ± 25 ampere harus digunakan patron lebur jenis D, yang mana patron ulir dan biasanya digunakan sampai dengan 63 ampere. II.4.. Mini Circuit Breaker (MCB) (3) Mini Circuit Breaker merupakan peralatan switching dan pemutus arus yang berfungsi untuk memutuskan tenaga listrik baik pada saat operasi normal
maupun dalam keadaan operasi tidak normal. MCB biasanya dilengkapi dengan pengaman thermis untuk beban lebih dan pengaman relay untuk hubung singkat. Pada operasi normal, MCB dipergunakan untuk membuka suatu rangkaian listrik misalnya untuk keperluan maintenance. Pada keadaaan operasi tidak normal, misalnya terjadi arus gangguan beban lebih maka pada keadaan ini MCB akan membuka kontaknya secara otomatis sehingga daerah yang terganggu akan segera dapat dilokalisir. Mini circuit breaker akan bekerja pada saat terjadi gangguan arus lebih dengan dua operasi yaitu :. Operasi thermal, yaitu operasi pemutusan oleh MCB karena gangguan beban lebih pada kondisi normal. Pada saat terjadi gangguan beban lebih pada suatu rangkaian, maka secara otomatis bimetal akan memutuskan rangkaian karena terjadi perbedaan temperatur yang disebabkan arus yang mengalir melebihi batas harga arus nominalnya. 2. Operasi magnetik, yaitu operasi pemutusan oleh MCB karena gangguan hubung singkat. Pada saat terjadi kesalahan hubung singkat, maka relay elektromagnetik akan terenergis dan berubah menjadi magnet yang akan menarik kontakkontaknya sehingga akan dapat memutuskan rangkaian. Gbr. 2.3. Mini Circuit Breaker
II.4.2. Pengaman Patron Pisau (3) Sebagai pengaman lebur diatas 63 A pada umumnya digunakan patron pisau. Pada gambar dibawah ini diperlihatkan sebuah tempat untuk pemasangan dalam kotak pengaman, sebuah patron pisau tahan hubungan singkat dan sebuah alat pemegang untuk pelayanannya. Tonjolantonjolan yang terdapat dalam patron pisau bisa masuk kedalam alat pemegang ini. Pada alat ini terdapat pena penahan yangmengunci tonjolantonjolan itu sehingga tidak akan mungkin terlepas. Dengan menggunakan alat pemegang tersebut patronnya dapat dipasang dan dilepas tanpa memutuskan tegangannya. Kontakkontak pisaunya dijepit erat kontakkontak berpegas dari tempat patron. Pegas kontakkontak ini dibuat dari baja krom nikel, dan kontakkontak pisau maupun kontakkontak berpegas dilapisi dengan perak. Gambar 2.4. Tempat patron pisau untuk pemasangan dalam kotak pengaman.
Arus nominal untuk patron pisau ini dimulai dari 5 s/d 00A. Patron pisau jenis tahan hubungan singkat dapat memutuskan arus yang sangat besar tanpa meledak. II.4.3. Pengaman Otomatis (3) Pengaman otomatis digunakan sebagai pengganti pengaman lebur. Bila arusnya melebihi suatu nilai tertentu, maka pengaman otomatis inilah yang akan memutuskannya. Ada beberapa bentuk pengaman otomatis, pada gambar dibawah ini memperlihatkan sebuah pengaman otomatis ulir yang dapat digunakan untuk rumah sekring jenis E27. Gambar 2.5. Pengamanan otomatis jenis E27 Keuntungan pengaman otomatis ialah dapat segera digunakan kembali setelah terjadi pemutusan. Pada pengaman otomatis terdapat kopling jalan bebas karena kopling ini otomatnya tidak bisa dihubungkan lagi kalau gangguannya belum diperbaiki.
Pengaman otomatis memberi pengaman thermis maupun elektromagnetik. Untuk pengaman thermis digunakan sebuah elemen dwi logam. Bila melebihi nilai yang telah ditentukan maka arusnya diputuskan melalui eiemen ini. Untuk pengaman elektromagnetik digunakan sebuah kumparan yang dapat menarik sebuah angker dari besi lunak. Umumnya pemutusan secara elektromagnetik ini berlangsung tanpa kelambatan dan kalau telah melebihi nilai yang telah ditentukan arusnya segera diputuskan. Pemutusan secara thermis berlangsung dengan kelambatan waktu pemutusannya, serta tergantung pada nilai arusnya. Arus paling rendah yang lama kelamaan masih menyebabkan otomatnya membuka dinamakan arus jatuh. Berdasarkan waktu pemutusannya pengamapengaman otomatis dibagi atas otomat L, otomat H, serta otomat G.. Otomat L Pengaman otomat jenis ini berfungsi untuk hantaran. Di sini pengaman thermisnya disesuaikan dengan meningkatkan suhu hantaran. Bila terjadi beban lebih dari suhu hantarannya melebihi suatu nilai tertentu, maka elemen dwi logamnya dapat memutuskan arusnya. Apabila terjadi hubung singkat arusnya akan diputuskan oleh pengaman elektromagnetiknya. 2. Otomat H Secara thermis pengaman otomat jenis H ini hampr sama dengan otomat jenis L, tetapi pengaman elektromagnetiknya memutuskan dalam waktu 0,2 detik. 3. Otomat G Jenis otomat ini digunakan untuk mengamankan motormotor listrik kecil untuk arus bolakbalik atau arus searah, alatalat listrik dan juga rangkaian akhir besar untuk penerangan seperti penerangan bangsal pabrik.
Kontakkontak saklarnya dan ruang pemadam busur apinya memiliki konstruksi khusus. Karena itu jenis otomat ini dapat memutuskan arus hubung singkat yang cukup besar yakni hingga 500 A. Untuk bangunanbangunan besar misalnya bangunan flat diperlukan hantaran supplay utama sampai 35 mm 2 atau lebih. Arus hubung singkat yang timbul dalam instalasi ini dapat melebihi 2000 Ampere. II.5. Perlengkapan Hubungan Bagi (PHB) (3) Berdasarkan peraturan yang berlaku dijelaskan bahwa, kotak hubung bagi harus terbuat dari bahan yang tidak dapat terbakar, tahan lembab atau kokoh. Pada instalasi kecil hanya memiliki satu perlengkapan hubung bagi yang dipasang dekat alat ukur PLN. Pada perlengkapan hubung bagi ini terdapat beberapa komponen yaitu : Saklar Pemisah Alat ukur dan indicator Hantaran dan rol Komponen alat kontrol Kemampuan komponen yang dipasang pada perlengkapan hubung bagi haruslah disesuaikan dengan kemampuan yang diperlukan.
II.5.. Saklar (3) Saklar digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik. Adakalanya saklar ini juga disebut saklar beban, yang memiliki pemutusan sesaat. Pada saat saklarnya akan mem.buka untuk memutuskan rangkaian maka pegasnya akan meregang. Pegas inilah yang akan berfungsi sebagai penggerak saklar sehingga dapat memutuskan rangkaian dalam waktu yang singkat. Pada saluran masuk suatu perlengkapan hubung bagi yang berdiri sendiri harus ada sekurangnya satu saklar. Pada saklar ini kemampuannya menghantarkan arus sekurangkurangnya harus sama dengan arus nominal pengamannya, tetapi tidak boleh kurang dari 0 A. Untuk membantu saklar dalam memutuskan aliran arus hubung singkat digunakan suatu pengaman lebih yang dipasang seri. II.5.2. Pemisah (3) Pemisah digunakan untuk memisahkan dan menghubungkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban, atau hampir tidak berbeban. Pemisah tidak memiliki pemutus sesaat, dan kecepatan pemutusan tergantung pada pelayanannya. Pemisah khusus dapat digunakan untuk memutuskan arus beban nol trafo kecil, dengan saluran udara atau kabel pendek. Pemisah yang akan kita pasang dalam instalasi listrik harus memenuhi beberapa persyaratan yakni : a. Harus dapat melayani secara aman tanpa memerlukan alat Bantu. b. Dalam keadaan terbuka bagianbagian saklar atau pemisah yang bergerak harus tidak bertegangan.
II.5.3. Alat Ukur dan Indikator (3) Pada perlengkapan hubung bagi alat ukur dan indikator yang dipasang haruslah terlihat jelas, dan diberi petunjuk tentang apa yang diukur dan tanda apa yang ditunjukkan.pada umumnya alat ukur indikator ini dipasang pada bagian muka dari almari hubung bagi, agar dapat terlihat dengan jelas. Adapun alat ukur dan indikator yang umum digunakan ialah :. Volt meter dengan sistem moving iron atau moving coil. 2. Ampere meter dengan sistem moving iron untuk AC/DC dan sistem moving coil untuk DC. 3. Cos Φ meter dengan sistem iron clad dinamometer. 4. Frekwensi meter dengan sistem vibrating vead. 5. KWH meter dengan sistem balance, vibrating vead. II.5.4. Komponen Alat Kontrol (3) Komponen alat kontrol seperti saklar, lampu sinyal tombol, saklar magnet serta kawat penghubung harus mempunyai kemampuan yang sesuai dengan penggunaannya, serta harus mempunyai tanda dan warna. Untuk hantaran atau kabel yang digunakan untuk kontrol perlengkapan hubung bagi, harus disesuaikan dengan ketentuan yang berlaku yakni sekurangkurangnya mm 2.