5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Instalasi

Instalasi listrik adalah suatu bagian penting yang terdapat dalam sebuah

bangunan gedung, yang berfungsi sebagai penunjang kenyamanan penghuninya. Sistem

Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berguna untuk

menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai

ke konsumen. Sedangkan Sistem Instalasi adalah cara pemasangan penyalur tenaga

listrik, dimana pemasangannya harus sesuai dengan peraturan yang telah ditetapkan di

dalam Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL 2000).

Maksud dan tujuan Persyaratan Umum Instalasi Listrik ini ialah :

- Agar pengusahaan instalasi listrik terselenggara dengan baik.

- Keamanan instalasi listrik beserta perlengkapannya.

- Perlindungan terhadap lingkungan.

- Melindungi manusia terhadap bahaya sentuhan dan kejutan arus listrik

- Menjaga gedung serta isinya dari bahaya kebakaran akibat gangguan listrik

- Menjaga tenaga listrik yang aman dan efisien.

2.2 Beban Listrik

Beban listrik dalam bahasa Inggris disebut sebagai Electrical Load, atau dalam

teks berbahasa Inggris langsung disebut sebagai Load saja, dengan konteks langsung

mengacu pada beban listrik.

Definisi Beban Listrik adalah:

1. Suatu peralatan yang terkoneksi dengan sistem daya sehingga mengkonsumsi

energi listrik.

6

2. Total daya aktif dan/atau reaktif yang dikonsumsi oleh suatu peralatan yang

terkoneksi ke sistem daya.

3. Daya keluaran suatu sistem pembangkitan (power plant).

4. Bagian dari suatu sistem daya yang secara eksplisit tidak direpresentasikan model

sistem, namun berlaku sebagai single power-consuming device.

2.2.1 Jenis Beban Listrik

Jenis beban listrik tergantung jenis dan kefungsian bangunan seperti

perkantoran, perhotelan, apartemen, rumah sakit, mall/departemen store, industri/pabrik

dan lain – lain. Jenisnya dikategorikan sebagai berikut :

- Penerangan

- Stop kontak

- Mesin transportasi dalam bangunan seperti elevator, escalator, lift maupun

travellator.

- Pompa-pompa distribusi air bersih dan sistem pengolahan

- Pompa-pompa pemadam kebakaran

- Mesin-mesin Chiller AC, FCU, VRF dan peralatan ventilasi mekanis.

- Pompa mesin-mesin proses

- Pemanas listrik

- Peralatan lain seperti :

Kitchen equipment untuk suatu dapur yang besar

Laundry equipment

Crane

Peralatan komunikasi dan kontrol

Dan lain-lain

7

2.2.2 Total Beban Listrik

Perhitungan total beban listrik diperlukan untuk menentukan besar-besaran

komponen distribusi listrik, transformator, penyulang maupun besaran peralatan listrik

terkait.

Hal - hal yang berkaitan dengan total beban listrik antara lain :

1. Setiap jenis beban listrik mempunyai ciri operasi yang berbeda satu terhadap lainnya.

Perbedaan terdapat pada fluktuasi beroperasi (waktu beroperasi dan lama

beroperasi), besaran / kapasitas saat beroperasi dan lain-lain.

Sebagai contoh :

- Lampu penerangan perkantoran ; menyala hampir penuh disaat jam kantor,

sedangkan diruangan yang lain sesuai kebutuhan.

- Mesin-mesin AC ; beban meningkat dari kecil ke besar mengikuti kenaikan

suhu luar, jumlah orang dan peralatan kerja yang mengeluarkan panas, beban ini

akan mencapai puncak sekitar pukul 14.00 – 15.00.

- Peralatan pompa air :

Perkantoran; beban merata walaupun tidak hidup penuh sepanjang jam

kantor, waktu pemakaian ± 8 jam.

Perhotelan (Business Hotel); beban mencapai puncak pada saat mandi pagi

dan setelah jam kantor, selain waktu tersebut beban merata walaupun tidak

sepanjang hari. Secara rata-rata waktu pemakaian ± 12 jam.

- Peralatan pompa kebakaran ; beroperasi hanya pada saat percobaan/latihan dan

terjadi kebakaran.

- Peralatan pompa STP ; beroperasi secara merata untuk perkantoran dan hotel.

- Peralatan transportasi dalam gedung ; beroperasi penuh pada saat jam kantor

dan akan mencapai puncak (dengan suatu faktor kerja/demand factor tertentu

8

sesuai jumlah elevator) pada saat jam masuk/pulang kerja serta pada saat

istirahat siang.

- Dan lain-lain.

2. Demand, adalah istilah asing yang digunakan untuk menunjukan besaran beban

listrik atau kebutuhan beban listrik. Definisi Demand adalah jumlah besaran (rating)

daya listrik setiap peralatan yang menghasilkan jumlah total beban terpasang atau

Total Connected Load.

Operasional setiap jenis peralatan/jenis beban tidak berada pada kondisi

penuh/puncak pada saat bersamaan, sehingga hasil sesaat dari penjumlahan demand

load selalu lebih kecil dari besarnya Connected Load.

Kombinasi-kombinasi dan rasio-rasio beban/pembebanan dapat diuraikan sebagai

berikut :

a. Demand; Beban listrik pada terminal penerimaan, rata-rata untuk suatu

periode/interval waktu tertentu (15 menit, 30 menit, 1 jam), dinyatakan dalam

Kilo Watt, Kilo Volt Ampere, Ampere.

b. Peak Load; Maksimum beban yang diserap atau diproduksi oleh satu unit atau

group unit dalam suatu kurun waktu, berupa beban sesaat maksimum atau

maksimum beban rata-rata untuk waktu tertentu.

c. Demand Factor; Rasio dari Maximum Demand suatu sistem terhadap Total

Connected Load dari sistem tersebut.

d. Diversity Factor; Rasio jumlah dari beberapa Individual Maximum Demand dari

bermacam-macam sub divisi sistem terhadap Maximum Demand keseluruhan

sistem.

9

e. Load Factor; Rasio dari beban rata-rata dalam suatu kurun waktu tertentu

terhadap peak load yang dicapai pada periode waktu tersebut.

f. Coincedent Demand; Setiap demand yang timbul serentak dengan demand yang

lainnya, disebut juga jumlah dari setiap set Coincedent Demand.

g. Coincident Factor; Rasio dari jumlah (total) maximum demand kelompok beban

terhadap jumlah individual power demand yang dilayani dari satu titik

pelayanan yang sama. Coincedent Factor adalah kebalikan dari Diversity

Factor.

Beberapa contoh penggunaan istilah-istilah diatas antara lain :

- Jumlah dari beban-beban Connected Load dari suatu penyulang dikalikan

dengan demand factor dari beban ini diperoleh maximum demand yang harus

dilayani oleh penyulang ini.

- Jumlah beberapa Individual Maximum Demand dari sirkit yang dilayani sebuah

transformator atau panel board dibagi Diversity Factor dari sirkit yang

bersangkutan, akan menghasilkan Maximum Demand dari load center

transformator yang bersangkutan.

- Jumlah dari beberapa Individual Maximum Demand pada sirkit-sirkit dari

sebuah transformator, dibagi oleh Diversity Factor sirkit tersebut, akan

menghasilkan Maximum Demand pada transformator itu.

- Jumlah maximum demand pada seluruh transformator distribusi, dibagi oleh

Diversity Factor dari beban-beban transformator, akan menghasilkan pada

penyulang primer.

Pada tabel lampiran 1, untuk jenis bangunan perkantoran dan hotel terkait jenis

beban tertentu yang beroperasi dalam bangunan, dapat ditemukan besaran-

besaran : Demand Factor, waktu beroperasi variasi beban prosentase terhadap

10

maximum demand, range waktu saat beban puncak/Peak Load dan Diversity

Factor. Jika besaran diatas diketahui dapat dihitung beberapa hal antara lain :

a. Besarnya Individual Maximum Demand panel atau penyulang yang

melayani beban tersebut, digunakan untuk menentukan kapasitas daya pada

panel board dan penyulang tersebut.

b. Besarnya Maximum Demand dari panel/Load Center atau transformator

yang melayani kumpulan beban listrik, digunakan untuk menentukan

besarnya sambungan sumber daya listrik PLN, jika hanya menggunakan 1

(satu) transformator atau alternatif sumber daya listrik lain.

c. Apabila sistem dilayani oleh beberapa transformator, maka dapat ditentukan

Maximum Demand secara menyeluruh dengan menggunakan Diversity

Factor tertentu, selanjutnya dapat ditentukan besar sambungan sumber daya

listriknya.

d. Kurva beban harian, digunakan untuk melakukan perhitungan perkiraan

biaya pemakaian energi listrik dan studi banding alternatif sumber daya

listrik/pembangkit.

2.2.3 Klasifikasi Pelayanan Beban Listrik

Prioritas pelayanan sumber daya listrik untuk masing-masing beban listrik

memiliki perbedaan sesuai kefungsian dan dapat dikategorikan sebagai berikut :

1. Prioritas Tinggi (High Priority) ; Beban listrik yang tidak boleh mengalami

pemutusan sumber daya listrik. Selain dilayani oleh sumber daya listrik normal

(PLN atau Diesel Genset), juga dilengkapi dengan Uninteruptable Power

Supply/UPS dan Battery.

11

2. Prioritas; Beban listrik yang jika mengalami pemutusan sumber daya listrik hanya

waktu yang tidak terlalu lama. Selain dilayani oleh sumber daya listrik normal

(PLN), juga dilengkapi dengan standby power supply (Diesel Genset).

3. Non-Prioritas ; Beban listrik yang masih diperbolehkan mengalami pemutusan

sumber daya listrik dalam waktu yang relatif lebih lama (hanya dilayani dari

sumber daya listrik PLN atau sumber daya alternatif, jika tidak ada PLN).

Tabel lampiran 2, merupakan prosentase prioritas pelayanan sumber listrik serta

pertimbangan dilakukan klasifikasi beban listrik dengan contoh gedung kantor dan

hotel. Prioritas dan prosentase pelayanan sumber daya listrik yang disebut pada tabel

ini, digunakan untuk menentukan besarnya Connected Load dan Demand Load dari

sumber daya listrik normal (PLN) dan sumber daya listrik cadangan (stand-by) maupun

Luas Penampang Penghantar Fasa Instalasi Minimum Penghantar SP (mm2)

Uninterupted Power Supply (UPS), sebagai suatu minimum kebutuhan seperti terlihat

pada tabel lampiran 3 (Estimasi Perhitungan Beban Listrik/Skedul Beban Listrik.

2.3 Komponen Instalasi Listrik

Komponen instalasi listrik merupakan perlengkapan yang paling pokok dalam

suatu rangkaian instalasi listrik. Komponen instalasi listrik harus mengikuti dan

memenuhi persyaratan sebagai berikut :

- Keandalan, menjamin kelangsungan kerja instalasi listrik pada kondisi normal.

- Keamanan, komponen instalasi yang dipasang dapat menjamin keamanan sistem

instalasi listrik.

- Kontinuitas, komponen dapat bekerja secara terus menerus pada kondisi normal.

12

2.3.1 Penghantar / kabel

Kabel adalah media untuk menyalurkan energi listrik yang terdiri dari isolator

dan konduktor. Isolator adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari

karet atau plastik, sedangkan konduktor adalah penghantar arus terbuat dari serabut

tembaga ataupun tembaga pejal.

Kemampuan hantar sebuah kabel listrik ditentukan oleh KHA (kemampuan

hantar arus), karena parameter hantaran listrik ditentukan dalam satuan Ampere.

Kemampuan hantar arus ditentukan oleh luas penampang konduktor yang berada dalam

kabel listrik.

2.3.1.1 Dasar Perancangan Kabel Instalasi Listrik

1. Kuat Arus Listrik

Kuat arus listrik merupakan objek yang menjadi pokok dalam penentuan kabel

instalasi listrik. Untuk menghitung kuat arus listrik yang melewati kabel, harus

dibedakan antara instalasi fasa satu dan fasa tiga.

a. Instalasi fasa satu

Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat arus listrik untuk instalasi fasa satu

adalah :

VxCos

PI ……………………………………………...……….. 2.1

Dimana :

I = Kuat arus listrik maksimum yang boleh dilewatkan (Ampere)

P = Daya beban terpasang (W)

V = Tegangan terpasang (Volt)

Cos φ = Faktor daya

13

b. Instalasi fasa tiga

Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat arus listrik untuk instalasi fasa tiga

adalah :

VxCosx

PI

3 ……………………………………...…………….. 2.2

Dimana :

I = Kuat arus listrik maksimum yang boleh dilewatkan (Ampere)

P = Daya beban terpasang (W)

V = Tegangan terpasang (Volt)

Cos φ = Faktor daya

2. Luas Penampang Kabel Instalasi

Untuk menentukan kabel instalasi listrik adalah dengan menghitung luas

penampang kabel instalasi listrik.

a. Instalasi fasa satu

Rumus yang digunakan untuk menghitung luas penampang kabel pada instalasi

listrik fasa satu adalah :

xu

xLxIxCosA

2 …………………………………..…….………. 2.3

Dimana :

A = Luas penampang minimum kabel (mm)

L = Panjang kabel (Meter)

I = Kuat arus yang melewati kabel (A)

γ = Hantaran jenis tembaga (ohm meter)

u = Rugi – rugi tegangan (volt)

Cos φ = Faktor daya

14

b. Instalasi fasa tiga

Rumus yang digunakan untuk menghitung luas penampang kabel pada instalasi

listrik fasa tiga adalah :

xu

LxIxCosxA

3 ………………..………….……………………. 2.4

Dimana :

A = Luas penampang minimum kabel (mm)

L = Panjang kabel (Meter)

I = Kuat arus yang melewati kabel (A)

γ = Hantaran jenis tembaga (ohm meter)

u = Rugi – rugi tegangan (volt)

Cos φ = Faktor daya

2.3.1.2 Prosedur Perancangan Kabel Instalasi Listrik

1. Menaksir Pembebanan

Merancang jaringan listrik suatu gedung terlebih dahulu harus

dilakukan penaksiran atas beban total seluruh gedung. Kelompok

pembebanan listrik dalam suatu bangunan umum adalah sebagai berikut :

a. Pencahayaan listrik

b. Stop kontak untuk peralatan rumah tangga maupun motor – motor kecil.

c. Ventilasi gedung dan Air Conditioning (AC)

d. Plumbing / sanitair (pompa air dan lain – lain)

e. Transportasi vertical (lift)

f. Peralatan khusus (laboratorium, komputer)

g. Sistem keamanan (pemadam kebakaran, dll)

15

2. Menghitung Daya Listrik

Beban – beban yang ada dalam suatu bangunan ditentukan, untuk

menghitung daya listrik sebagai berikut :

- Daya pada masing – masing beban

- Daya setiap ruangan

- Daya total keseluruhan beban

3. Menghitung Kuat Arus Listrik

Menghitung kuat arus listrik untuk masing – masing titik beban dengan

menggunakan persamaan (2.1) dan (2.2).

4. Menentukan Jenis kabel Instalasi Listrik

Perhitungan kuat arus listrik digunakan untuk menentukan jenis kabel yang

paling sesuai. Hal – hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut :

a. Jenis kabel

Berdasarkan penggunaannya, kabel dibedakan menjadi beberapa jenis antara lain;

1. Kabel instalasi

Digunakan untuk instalasi dalam gedung untuk beban – beban yang

bertegangan rendah, seperti : lampu, peralatan elektronik, dan lain – lain.

2. Kabel kontrol

Digunakan untuk instalasi dalam gedung, switching station, industrial plant,

dimana resiko kecelakaan mekanisnya kecil.

3. Power cable

16

Digunakan untuk instalasi dalam gedung maupun dalam tanah. Berdasarkan

tegangan maksimum yang dapat ditahan, kabel dibagi menjadi 4 jenis antara

lain :

- Low Voltage (Beroperasi pada daerah tegangan 0,6 – 1 kV).

- Medium Voltage (Beroperasi pada daerah tegangan 3,6 – 6 kV).

- High Voltage (Beroperasi pada daerah tegangan 6 – 10 kV).

- Extra High Voltage (Beroperasi pada daerah tegangan sampai 170 kV).

Sedangkan berdasarkan jenis isolasi dan bahan penghantarnya, kabel terdiri dari

beberapa macam antara lain :

1. Kabel NYA

Kabel jenis ini direkomendasikan untuk digunakan pada instalasi tetap

dalam pipa kabel atau terbuka pada kondisi kering. Pemakaian tegangan mencapai

450 V/750 V dan ukuran yang tersedia 1,5 mm2 - 400 mm2. Jenis bahan yang

digunakan adalah konduktor dengan tembaga yang di-anil-kan dan isolasi dengan

PVC terekstrusi.

Gambar 2.1. Kabel NYA

2. Kabel NYM

KabelNYM adalah kabel standar dengan inti penghantar tembaga yang

ianilkan, mempunyai isolasi PVC dan berselubung PVC. Kabel ini

direkomendasikan untuk instalasi tetap di dalam pipa penghantar yang diplester

atau kawat yang memanjang dilokasi kering. Pemakaian tegangan 300 V/500 V

dan ukuran yang tersedia 1,5 mm2 - 35 mm2. Jenis bahan yang digunakan adalah

17

konduktor dengan tembaga yang di-anil-kan, isolasi dengan PVC terekstrusi dan

pelindung luar dengan PVC terekstrusi.

Gambar 2.2. Kabel NYM

3. Kabel NYY

Kabel ini direkomendasikan untuk instalasi dalam dan luar ruangan atau

diletakkan ditanah dimana tidak ada kemungkinan kerusakan mekanik yang

menjalar. Pemakaian tegangan mencapai 600V/1000V.

Jenis bahan yang digunakan adalah konduktor dengan tembaga yang di-anil-kan,

isolasi dengan PVC terekstrusi dan pelindung luar dengan PVC terekstrusi.

Ukuran yang tersedia antara lain :

- 1 inti : 1,5 mm2 - 500 mm2

- 2 inti : 1,5 mm2 - 150 mm2

- 3 inti : 1,5 mm2 - 400 mm2

- 4 inti : 1,5 mm2 - 400 mm2

- 5 inti : 1,5 mm2 - 50 mm2

Gambar 2.3. Kabel NYY

4. Kabel NYFGbY

18

Kabel NYFGbY adalah jenis kabel dengan inti tembaga yang

menggunakan isolasi PVC, dengan pelindung bagian dalam PVC yang dilengkapi

kawat baja datar dan pita dengan pelindung terluar PVC. Spesifikasi ukuran

tegangan tegangan berkisar antara 600/1000 V. Kabel ini direkomendasikan untuk

instalasi yang langsung ditanam dalam dan luar ruang. Pemakaian tegangan

mencapai 600 V/1000 V.

Jenis bahan yang digunakan adalah konduktor dengan tembaga yang di-

anil-kan, isolasi dengan PVC terekstrusi, pelindung dalam dengan PVC

terekstrusi, armour dengan kawat baja datar dan pita, pelindung luar dengan PVC

terekstrusi. Ukuran yang tersedia antara lain :

- 2 inti : 1,5 mm2 - 300 mm2

- 3 inti : 1,5 mm2 - 300 mm2

- 4 inti : 1,5 mm2 - 300 mm2

- 5 inti : 1,5 mm2 - 50 mm2

Gambar 2.4. Kabel NYFGbY

5. Kabel NYAF

Kabel NYAF adalah jenis kabel yang mempunyai inti atau penghantar

temabaga serabut dengan selubung PVC. Digunakan untuk instalasi permanen

dalam pipa penghantar yang diplester.

Kabel jenis ini fleksibel dan dirancang untuk instalasi permanen dalam pipa

penghantar yang diplester atau kawat yang memanjang di lokasi kering, karena

19

sifatnya yang fleksibel kabel ini sangat cocok untuk tempat yang mempunyai

belokan yang tajam. Pemakaian tegangan mencapai 450 V/750 V dan ukuran

yang tersedia 1,5 mm2 - 240 mm2. Jenis bahan yang digunakan adalah konduktor

dari tembaga yang flexible dan isolasi dari PVC terekstrusi.

Gambar 2.5. Kabel NYAF

6. Kabel NYMHY

Kabel jenis fleksibel yang digunakan untuk koneksi dalam ruang atau

penggunaan yang mudah dibawa. Pemakaian tegangan mencapai 350 V / 500 V

dan ukuran yang tersedia 0,75 mm2 – 2,5 mm2. Jenis bahan yang digunakan

adalah konduktor dari tembaga yang flexible dan isolasi dari PVC terekstrusi.

Gambar 2.6. Kabel NYMHY

7. Kabel NYYHY

Kabel yang digunakan untuk penghubung yang flexible dan kabel kontrol

untuk tegangan mekanik yang berat dengan momen bebas tanpa tegangan tarik

dalam keadaan kering dan basah seperti pengkabelan untuk pengukuran dan

controling dalam mesin-mesin instalasi, jaringan instalasi pabrik, sabuk

pemindah, AC dan pabrik pengelasan. Pemakaian tegangan 450 V/750 V. Jenis

bahan yang digunakan adalah konduktor dari tembaga yang di-anil-kan, isolasi

20

dari PVC terekstrusi dan pelindung luar dari PVC terekstrusi. Ukuran yang

tersedia antara lain :

- 2 s/d 16 inti : 0,75 mm2 - 35 mm2

- 19 s/d 61 inti : 0,75 mm2 - 61 mm2

Gambar 2.7. Kabel NYYHY

8. Hantaran Tembaga Telanjang (BC)

Untuk saluran distribusi udara yang direntangkan diantara tiang-tiang dan

isolator-isolator yang khusus dirancang untuk itu. Disamping itu juga bisa

digunakan untuk hantaran pertanahan (grounding).

Gambar 2.8. Kabel BC

9. Kabel N2XSEFGbY

Kabel N2XSEFGbY adalah jenis kabel dengan tiga inti tembaga atau

alumunium, isolasi XLPE, pelindung isolasi campuran semi-konduktif, pelindung

metalic pita spiral tembaga yang saling berimpit, pelindung bagian dalam PVC,

yang dilapisi baja galvanis bundar dan pita dengan pelapis perisai PVC. Kabel

jenis ini mempunyai ukuran tegangan antara 7,2/36 KV.

Gambar 2.9. Kabel N2XSEFGbY

21

b. Luas Penampang Kabel

Menentukan luas penampang kabel dapat digunakan dua cara, yaitu :

1. Cara Rumus

Luas penampang kabel minimum dihitung dengan menggunakan rumus (2.3) atau

(2.4). Perhitungan dengan cara ini digunakan untuk instalasi dengan beban

berdaya rendah (untuk aplikasi dalam rumah tangga).

2. Cara Tabel

Cara yang paling umum digunakan adalah dengan menggunakan tabel. Cara ini

terutama dipakai untuk instalasi dengan daya besar yang melibatkan AC, lift,

eskalator, pompa, dan lain-lain. Tabel ini berisi pengunaan, spesifikasi, arus

maksimum, berat, kemampuan hantar arus (dalam satuan panjang), diameter dan

lain-lain.

2.3.2 Kontak listrik

Kontak listrik terdiri dari kotak kontak dan tusuk kontak. Kotak kontak

merupakan tempat untuk mendapatkan sumber tegangan listrik yang diperlukan untuk

pesawat atau alat listrik. Tegangan Sumber listrik ini diperoleh dari hantaran fasa dan

netaral yang berasal dari PLN. Sedangkan kontak tusuk digunakan untuk

menghubungkan pesawat atau alat listrik yang dipasang tetap atau dapat dipindah.

Penggunaan dan pemasangan kotak-kontak dan tusuk kontak harus mengikuti

ketentuan sebagai berikut :

- Kotak-kontak dinding fasa satu harus dipasang hingga kontak netralnya ada

disebelah kanan.

- Kotak-kontak dinding yang dipasang kurang dari 1,25 meter di atas lantai harus

dilengkapi dengan tutup.

22

- Kotak-kontak yang dipasang dilantai harus tertutup.

- Kotak-kontak dinding dengan pengaman harus dipasang hantaran pengaman.

- Ruangan yang dilengkapi dengan kotak-kontak dengan kotak pengaman, tidak

boleh dipasang kotak-kontak tanpa pengaman, kecuali kotak-kontak tegangan

rendah dan untuk pemisahan pengaman.

- Pada satu tusuk kontak, hanya boleh dihubungkan satu kabel yang dapat dipindah-

pindah.

- Kemampuan kotak-kontak harus sekurang-kurangnya sesuai dengan daya yang

dihubungkan, tetapi tidak boleh kurang dari 5 A.

Gambar 2.10. Kotak Kontak

2.3.3 Saklar

Saklar berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik.

Cara kerja saklar yaitu pada saat saklar akan membuka untuk memutuskan rangkaian,

sebuah pegas akan menggerakan saklar sehingga dapat memutuskan rangkaian dalam

waktu singkat, kecepatan pemutusan ditentukan oleh pegas dan tidak tergantung pada

pelayanan. Karena waktu pemutusan cepat, maka kemungkinan timbulnya busur api

antara kontak-kontak pemutusan sangat kecil. Berbeda dengan pemisah, saklar (beban)

dapat digunakan untuk memutuskan rangkaian dalam keadaan berbeban. Pemasangan

saklar biasanya 1,5 m di atas lantai untuk menghindari jangkauan anak-anak.

Pemisah digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik

dalam keadaan tidak berbeban atau hampir tidak berbeban. Pemisah tidak memiliki

23

pemutusan sesaat, sehingga kecepatan pemutusan tergantung pada pelayanannya.

Saklar dan pemisah harus memenuhi persyaratan antara lain :

- Dapat dilayani secara aman tanpa harus memerlukan alat bantu - Jumlahnya harus

sesuai hingga semua pekerjaan pelayanan, pemeliharaan, dan perbaikan instalasi

dapat dilakukan dengan aman.

- Dalam keadaan terbuka, bagian saklar atau pemisah bergerak harus tidak

bertegangan.

- Harus tidak dapat terhubungkan sendiri karena pengaruh gaya berat.

- Kemampuan saklar minimal sesuai dengan daya alat yang dihubungkannya, tetapi

tidak boleh kurang dari 5 A.

Gambar 2.11. Saklar

2.3.4 Circuit Breaker

Circuit Breaker adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik yang

bekerja secara otomatis pada suatu sistem tenaga listrik, untuk mencegah

kerusakan yang diakibatkan arus hubung singkat dan beban lebih, sesuai dengan

ratingnya, pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.

Persyaratan yang harus dipenuhi oleh Circuit Breaker adalah sebagai berikut:

- Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus.

- Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun

terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu

sendiri.

24

- Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus

hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat system

kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri.

2.3.4.1 MCB (Miniature Circuit Breaker)

MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah alat yang digunakan untuk

melindungi arus lebih yang disebabkan terjadinya beban atau arus lebih karena

adanya hubungan pendek. Prinsip kerjanya yaitu memutuskan hubungan yang

disebabkan beban atau arus lebih menggunakan relai arus lebih seketika dengan

cara elektromagnet. MCB dapat digunakan sebagai pengganti fuse yang dapat

juga untuk mendeteksi arus lebih. Rating arus yang tersedia 1A - 125 A dan

memiliki karakteristrik arus trip tetap atau tidak dapat diatur sesuai kebutuhan.

MCB mempunyai fungsi utama sebagai berikut :

- Mengamankan kabel terhadap beban lebih dan arus hubung singkat.

- Melewatkan arus tanpa pemanasan lebih.

- Membuka dan menutup sebuah sirkit di bawah arus pengenal.

Gambar 2.12. MCB (Miniature Circuit Breaker)

2.3.4.2 MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) adalah alat yang digunakan untuk

melindungi arus lebih yang disebabkan terjadinya beban atau arus lebih karena adanya

hubungan pendek. Prinsip kerjanya yaitu memutuskan hubungan yang disebabkan

25

beban atau arus lebih menggunakan relai arus lebih seketika dengan cara

elektromagnet. Rating arus yang tersedia mencapai 2500 A dan memiliki karakteristik

arus trip yang dapat diatur sesuai kebutuhan.

Gambar 2.13 MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)

2.3.4.3 ACB (Air Circuit Breaker)

ACB (Air Circuit Breaker) adalah alat yang digunakan untuk melindungi arus

lebih yang disebabkan terjadinya beban atau arus lebih karena adanya hubungan

pendek. Prinsip kerjanya yaitu memutuskan hubungan yang disebabkan beban atau arus

lebih menggunakan relai arus lebih seketika dengan cara udara. Rating arus yang

tersedia 630 - 6300 A dan memiliki karakteristik arus trip yang dapat diatur sesuai

kebutuhan.

Kelebihan ACB antara lain :

- Circuit breaker dapat dikeluarkan dan dimasukkan dengan cepat tanpa melepas

circuit daya, sehingga mempermudah perawatan.

- Dapat dilakukan test/uji trip unit.

- Posisi circuit breaker dapat diketahui (connect, test, disconnected).

- Dapat dibentuk menjadi fixed type dengan menambahkan penyangga.

26

Gambar 2.14 ACB (Air Circuit Breaker)

2.3.5 Panel

Panel daya adalah tempat menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari

pusat (gardu) listrik ke panel-panel distribusinya. Sedangkan panel distribusi daya

adalah tempat menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari panel daya ke

beban (pemakai) instalasi tenaga maupun instalasi penerangan.

Pembuatan panel daya maupun panel distribusi daya merupakan suatu

ketentuan/ keharusan, hal tersebut untuk memudahkan :

- Pembagian tenaga listrik secara merata dan tepat

- Pengaman instalasi dan pemakaian listrik

- Pemeriksaan dan perbaikan

Untuk memenuhi kriteria diatas maka hal-hal yang diperhatikan dalam

pembuatan panel, antara lain :

- Mudah dilayani dan aman

- Dipasang pada tempat yang mudah dicapai

- Di depan panel ruangannya harus bebas

- Panel tidak ditempatkan pada tempat yang lembap

27

- Harus diperhatikan juga pemasangan instalasi didalam panel harus memenuhi

persyaratan sesuai dengan PUIL, antara lain :

- Semua penghantar/kabel harus disusun rapi

- Semua komponen harus dipasang rapi

- Semua bagian yang bertegangan harus terlindung

- Jika terjadi gangguan tidak akan meluas

- Mudah diperluas, jika diperlukan

- Mempunyai keandalan tinggi.

Kontruksi panel harus kuat, dibuat dari bahan yang tidak mudah terbakar dan

tahan terhadap pengaruh kelembaban.

2.3.6 Pentanahan (Grounding)

2.3.6.1 Sistem Pembumian

Arus bocor bumi dapat disebabkan oleh karena terjadinya kegagalan isolasi

listrik dari jaringan listrik atau peralatan atau dapat juga disebabkan oleh tersentuhnya

bagian bertegangan rangkaian atau peralatan listrik.

Tersentuhnya bagian bertegangan bisa terjadi akibat sentuhan langsung (direct

contact) atau sentuhan tidak langsung (indirect contact). Kontak langsung (direct

contact) adalah tersentuhnya bagian bertegangan dari peralatan listrik. Kontak tidak

langsung (indirect contact) adalah tersentuhnya bagian konduktor yang dengan tidak

disengaja menjadi bertegangan sebagai akibat kegagalan isolasi.

Besarnya arus bocor bumi, resiko yang bisa ditimbulkan dan jenis proteksi yang

dibutuhkan sangat tergantung sekali kepada sistem pembumian (grounding system) dari

instalasi listrik. Ada 3 jenis sistem pembumian antara lain :

28

1. Sistem pembumian TT : titik bintang (netral) dari trafo sumber dihubungkan ke

bumi, dan frame dari peralatan atau beban dihubungkan ke bumi.

2. Sistem pembumian TN : titik bintang dari trafo dihubungkan ke bumi, dan frame

dari peralatan dihubungkan ke kawat netral.

3. Sistem pembumian IT : titik bintang atau netral dari trafo sumber tidak dibumikan

(di isolasi) dengan bumi, sedangkan frame dari peralatan listrik dihubungkan ke

bumi.

2.3.6.2 Pemilihan Kawat Pentanahan

Untuk pemilihan luas penampang dari kawat pentanahan atau grounding dapat

kita gunakan standar PUIL 2000 pada halaman 77 tabel 3.16-1 "Luas penampang

penghantar proteksi tidak boleh kurang dari nilai yang tercantum dalam tabel 3.16-1.

Jika penerapan tabel 3.16-1 menghasilkan ukuran yang tidak standar, maka

dipergunakan penghantar yang mempunyai luas penampang standar terdekat.

Tabel 2.1. Luas penampang minimum penghantar proteksi

Luas Penampang Penghantar Fasa

Instalasi SP (mm2)

Luas Penampang Minimum Penghantar

Proteksi Yang Berkaitan SP (mm2)

S≤16 S

16<S≤35 16

S>35 S/2

2.4 Susut Tegangan

Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu

penghantar. Susut tegangan atau kerugian tegangan dalam saluran tenaga listrik adalah

29

berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban, berbanding terbalik dengan

penampang saluran. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen atau dalam

besaran Volt. Kerugian ini dalam persen ditentukan dalam batas tertentu. Misalnya di

PT. PLN (Persero) berlaku pada tegangan rendah ± 5% - 10% dari tegangan pelayanan.

Berdasarkan PUIL, untuk instalasi bangunan rugi tegangan dihitung dari alat

pengontrol adalah maksimum 2% untuk instalasi penerangan dan maksimum 5% untuk

instalasi alat-alat listrik lainnya, misalnya motor listrik.

a. Instalasi fasa satu

Rumus yang digunakan untuk menghitung rugi tegangan untuk instalasi fasa satu

adalah :

xq

xLxIxCosV

2 ……….…………………………………..………… 2.5

Dimana :

V = Rugi tegangan (Volt)

L = Panjang saluran (m)

I = Kuat arus beban (A)

λ = Daya hantar jenis (Tembaga = 56, Alluminium = 32,7)

q = Penampang saluran (mm2)

Cos φ = Faktor daya

b. Instalasi fasa tiga

Rumus yang digunakan untuk menghitung rugi tegangan untuk instalasi fasa satu

adalah :

xq

xLxIxCosV

3 ………....…………………………………… 2.6

Dimana :

V = Rugi tegangan (Volt)

30

L = Panjang saluran (m)

I = Kuat arus beban (A)

λ = Daya hantar jenis (Tembaga = 56, Alluminium = 32,7)

q = Penampang saluran (mm2)

Cos φ = Faktor daya

2.5 Transformator

Transformator adalah suatu peralatan listrik yang termasuk dalam klasifikasi

mesin listrik statis dan berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan

tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, dengan frekuensi sama. Alat ini

memungkinkan untuk menghasilkan energi listrik pada tegangan yang relative rendah

dan mentransmisikannya pada tegangan tinggi dan arus yang rendah, sehingga akan

mengurangi kehilangan jaringan dan digunakan pada tegangan yang aman.

Gambar 2.15. Transformator

Transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan yang listriknya terisolasi

namun kemagnetannya tersambung. Kumparan primernya dihubungkan ke sumber

daya dan kumparan sekundernya dihubungkan ke beban. Ciri khas transformator

adalah: :

31

- Turn’s ratio : merupakan perbandingan antara jumlah kumparan sekunder yang

menyala dan jumlah kumparan primer yang menyala.

- Tegangan sekunder : tegangan primer dikalikan turn’s ratio.

- Ampere-turns : dihitung dengan mengalikan arus dalam kumparan dengan

jumlah nyala. Ampere-turns primer setara dengan Ampere-turns sekunder.

- Pengaturan tegangan transformator : persentase kenaikan tegangan dari beban

penuh ke tanpa beban.

Pengelompokan transformator berdasarkan (Biro Efisiensi Energi, 2004) adalah sebagai

berikut :

1. Berdasarkan tegangan yang masuk

- Penaik / Step Up : Mengubah tengangan rendah (LV) ke tegangan tinggi (HV)

- Penurun / Step Down : Mengubah tengangan tinggi (HV) ke tegangan rendah

(LV)

2. Berdasarkan pengoperasian

- Transformator daya

Terletak pada stasiun daya untuk menaikan tegangan dan menangani daya yang

besar. Jenis tegangannya adalah 400 kV, 220 kV, 132 kV, 66 kV,33 kV, dll.

- Luar ruangan (Outdoor)

- Berlokasi diluar ruangan dengan struktur beton atau struktur tiang besi.

- Dalam ruangan (Indoor)

- Terletak Transformator Distribusi

Terletak pada sub-stasiun jaringan distribusi dan menangani daya yang rendah.

Jenis tegangannya adalah 11 kV, 11 kV, 6,6 kV, 3,3 kV, 440 V, 230 V, dll.

- Transformator Instrumen

32

Digunakan untuk mengukur tegangan dan arus yang tinggi dalam instrumen

pengukuran.

3. Berdasarkan lokasi

- didalam gedung dengan struktur beton.

4. Berdasarkan hubungan

- Tiga fase

Sumber input dan output merupakan tiga fase dengan atau tanpa netral.

- Satu fase

Sumber input dan output merupakan satu fase.

2.6 Generator Set

Genset atau kepanjangan dari generator set adalah sebuah perangkat yang

berfungsi menghasilkan daya listrik. Disebut sebagai generator set dengan

pengertian adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat berbeda yaitu

engine dan generator atau alternator. Engine sebagai perangkat pemutar sedangkan

generator atau alternator sebagai perangkat pembangkit listrik. Generator adalah

sumber tegangan listrik yang diperoleh melalui perubahan energi mekanik menjadi

energi listrik. Generator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu

dengan memutar suatu kumparan dalam medan magnet sehingga timbul ggl

induksi.

Generator Set berfungsi sebagai pembangkit tenaga listrik dalam bangunan

– bangunan yang besar dan bersifat sebagai pembangkit tenaga listrik dengan

menggunakan bahan minyak diesel dalam skala kecil. Fungsi generator adalah

sebagai pengganti sementara (emergency) untuk mendapatkan tenaga aliran listrik

ketika PLN mengalami pemadaman.

33

Besar kecilnya mesin generator disesuaikan dengan kebutuhan beban. Mesin

generator memerlukan alat pembakar yaitu minyak diesel yang harus dapat

disimpan didalam ruang generator dan diluar ruang generator. Perputaran mesin

yang dihasilkan daya listrik tidak dapat stabil, sehingga perlu adanya alat pengatur

tegangan/stabilisator. Selain itu perlu adanya alat tambahan untuk menghidupkan

secara otomatis jika aliran PLN padam.

Atap ruangan sebaiknya tertutup rapat, paling baik dengan atap beton.

Dinding dibuat dari tembok rangkap dan jika perlu diberi alat peredam suara,

semuanya berfungsi mengurangi suara bising. Pondasi generator dibuat terpisah

dengan pondasi bangunan dengan cara diberi lapisan ijuk dan pasir. Udara didalam

ruang generator akan menjadi panas akibat dari mesin generator maka perlu

ditambahkan ventilasi atau diberi bantuan alat exhaust untuk mengalirkan udara ke

dalam ruang tersebut.

Gambar 2.16. Generator Set