UJIAN AKHIR SEMESTER !

1. Perkembangan dan penerapan teknologi telekomunikasi dunia yang berkembang dengan cepat, Tidak disangkal lagi bahwa serat optik akan memberikan kemungkinan yang lebih baik bagi jaringan telekomunikasi. Serat optik adalah salah satu media transmisi yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dengan keandalan yang tinggi. Berlainan dengan media transmisi lainnya, maka pada serat optik gelombang pembawanya tidak merupakan gelombang elektromagnet atau listrik, akan tetapi merupakan sinar/cahaya laser.

Keunggulan Transmisi Serat Optik :

a. Redaman transmisi yang kecil.Sistem telekomunikasi serat optik mempunyai redaman transmisi per km relatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainnya, seperti kabel coaxial ataupun kabel PCM. Ini berarti serat optik sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunikasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.b. Bidang frekuensi yang lebarSecara teoritis serat optik dapat dipergunakan dengan kecepatan yang tinggi, hingga mencapai beberapa Gigabit/detik. Dengan demikian sistem ini dapat dipergunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah serat optik yang halus.c. Ukurannya kecil dan ringanDengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang polongan yang baru.d. Tidak ada interferensiHal ini disebabkan sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Sebagai akibatnya akan bebas dari cakap silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan perkataan lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oleh tegangan tinggi.e. Kelebihan lain, antara lainAdanya isolasi antara pengirim (transmitter) dan penerimanya (receiver), tidak ada ground loop serta tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat optik. Dengan demikian sangat aman dipasang di tempat-tempat yang mudah terbakar. Seperti pada industri minyak, kimia, dan sebagainya.Tabel Perbandingan Kabel Coaxial dan Serat Optik

Kabel CoaxialKabel Serat Optik

Delay0.005 ms/km0.048 ms/km

Keamanan- aman dari penyadapan

- tidak dapat di jamming- aman dari penyadapan

- tidak dapat di jamming

Penambahan kanal

Kapasitas kanal

Transmisi TV

Broadcast

Transmisi data

Umur sistem memasang kabel baru

sedang-besar

baik, tidak ekonomis

tidak dapat

baik, tidak praktis

lebih dari 25 tahun memasang kabel baru

sedang-besar sekali

baik dan ekonomis

tidak dapat

baiksekali

lebih dari 25 tahun

2. Kabel umumnya menggunakan PVC dengan dua inti konduktor dan pentanahan, dengan rating temperatur arus maksimum 70 degree celcius. Peralatan proteksi memberikan perlindungan beban lebih, (tidak hanya perlindungan hubung pendek) Jika kabel diikat bersama-sama, harus memiliki ukuran yang sama, menghantarkan besar arus yang sama, dan memiliki maksimum temperatur yang sama. Dalam praktek, jarang ditemukan masalah ketika ketika kabel kabel tersebut berbeda ukuran atau arus yang dihantarkan, tetapi kabel-kabel tersebut harus se-tipe, dan dengan temperatur masksimum yang sama.

Sebagai catatan, dalam instalasi rumah tangga, biasanya menggunakan 2.5 mm2 untuk kabel daya dan 1.5 mm2 untuk intalasi pencahayaan. Prosedur berikut diperlukan untuk instalasi dengan menggunakan kabel yang cukup panjang, atau instalasi daya diluar gedung atau penggunaan peralatan yang membutuhkan arus besar.

Prosedur Pemilihan Kabel :

Yang perlu diperhatikan dalam prosedur ini adalah melakukan pengecekan, meliputi :

Syarat current carrying capacity (Kuat Hantar arus , KHA)

Syarat jatuh tegangan

Syarat waktu pemutusan.

Jika salah satu persyaratan diatas tidak terpenuhi, maka diharuskan menggunakan kabel dengan ukuran yang lebih besar. Jika, persyaratan waktu pemutusan tidak terpenuhi dengan kabel yang berukuran lebih besar, maka diperlukan proteksi RCD untuk melindungi dari bahaya gagal pentanahan.

a. Menghitung Arus Nominal

Arus nominal (the nominal current) akan digunakan sebagai dasar pemilihan rating MCB untuk melindungi system. Rating MCB harus lebih besar dari arus yang dibutuhkan oleh peralatan yang terhubung. Hitung arus dengan membagi daya terhadap tegangan yang disediakan. Selanjutnya pilih MCB yang memiliki rating arus sebisa mungkin lebih tinggi tetapi mendekati hasil perhitungan. Nilai ini kemudian disebut sebagai arus nominal.b. Memilih Ukuran Kabel Yang Sesuai Dengan Arus Nominal

Untuk melakukan pemilihan ukuran kabel yang sesuai terhadap arus nominal, mengacu ke tabel.

Conductor SizeCurrent Rating

(mm2)Enclosed in a wallEnclosed in conduitClipped to a surfaceFree

111131517

1,251416,519,522

2,518,5232730

425303640

632384651

1043526370

Enclosed in a wall mengacu pada kabel yang tertutup plaster baik secara langsung maupun diproteksi conduit.

Enclosed in conduit mengacu pada kabel yang terlindungi conduit atau ditempel pada permukaan dinding atau ceiling.

Clipped to a surface mengacu pada kabel yang diikat pada jarak tertentu dari permukaan tidak rata seperti dinding bata atau kaso/balok silang.

Free mengacu pada kabel dalam kondisi dimana kabel benar benar berada di udara bebas. Untuk kabel pada kabel tray bisa juga dimasukkan dalam kategori ini,

Ada kondisi dimana tidak ada yang sesuai dengan table A.1. Untuk keadaan seperti ini, harus dipilih ukuran yang paling mendekati. Sebagai contoh, kabel untuk lighting kadangkala dipasang sebagian dalam udara bebas, kadang melewati kotak hubung, dan sebagian lagi tertanam dalam plester. Untuk kondisi seperti ini gunakan asumsi untuk pekerjaan kabel dalam plester untuk kebutuhan pemilihan kabel.

c. Koreksi Terhadap Kondisi Temperatur

d. Koreksi Terhadap Grouping Kabel

e. Koreksi Terhadap Faktor Thermal Enclosure

Jika kabel bersentuhan dengan salah satu sisi insulation termal, kita dapat menyelesaikan perhitungan sebagaimana dijelaskan pada tahap 2, yaitu dengan memilih arus nominal yang lebih kecil. Akan tetapi jika kabel seluruhnya bersentuhan dengan material insulation, maka hal ini kan berpengaruh besar terhadap kemampuan hantar melewati panas, dan kita harus menurunkan rating arus ke nilai yang sesuai.

Catatan : jika kabel melalui lubang yang ketat baik di dinding maupun di persambungan, maka kondisi ini diasumsikan sebagai kondisi enclosed in insulating material.

f. Check The Corrected Rating

Jika rating arus setelah dilakukan koreksi masih lebih tinggi dari arus nominal pada langkah a, kemudian kita telah merasa cukup puas untuk nilai `current carrying capacity atau KHA (Kuat Hantar Arus) yang didapat, maka bisa dilanjutkan ke tahap g. Jika tidak, ambil nilai ukuran kabel yang lebih besar dan ulangi lagi dari langkah c.g. Menghitung Jatuh Tegangan

Jika jatuh tegangan antara instalasi sumber dengan peralatan listrik tidak lebih dari 4%. Dengan tegangan sistem 230 V, bebarti jatuh tegangan tidak boleh lebih dari 9.2 V. Jatuh tegangan ini disebabkan karena penghantar juga memiliki nilai hambatan, meski kecil tetapi tidak sama dengan nol. Ketika temperatur kabel naik, maka nilai resisitansi juga ikut naik, dan selanjutnya menyebabkan naiknya nilau jatuh tegangan. Untuk itu sebagai patokan diambil untuk nilai resistansi pada temperatur 70 derajat celcius.

Untuk mendapatkan nilai jatuh tegangan, dapat diperoleh dengan mengalikan arus peralatan dengan resistansi kabel.

Catatan : Arus nominal yang digunakan untuk bisa bekerja dalam kondisi jatuh tegangan, adalah arus yang kita rencanakan untuk dapat mengalir dalam kondisi normal.h. Melakukan Pengecekan Besar Tegangan Jatuh

Jika jatuh tegangan hasil perhitungan dalam langkah g kurang dari 9.2 volt, pemilikan kabel sudah aman. Jika tidak, perlu ukuran kabel yang lebih tinggi dan ulangi langkah g.i. Mengecek Waktu Pemutusan dan atau Tegangan Kejut

Jika cirkuit terlindungi oleh RCD (earth-fault device) tidak perlu melakukan langkah ke 9 ini.

Waktu pemutusan (disconnection time) tergantung pada circuit dimana kabel tersebut digunakan. Jika ditempatkan pada tempat beresiko tinggi (kamar mandi, taman), waktu pemutusan harus tidak boleh lebih dari 0.4 detik. Jika beresiko menengah, tegangan kejut harus kurang dari 50 V atau putus dalam waktu 0.4 s. Jika pada tempat beresiko rendah (peralatan fixed) waktu pemutusan harus kurang dari 5 s.

Tegangan kejut dihitung dengan mengalikan tahanan penghantar pentanahan sepanjang kabel dengan arus yang akan memutus peralatan proteksi dalam waktu 5 detik.

Waktu pemutusan dicek dengan mendpatkan arus yang akan memutus peralatan dalam waktu yang ditentukan ( 0.4 atau 5 detik), dan menentukan arus yang mana yang mengalir saat gangguan pentanahan.3. Transistor Dwipolar terdiri dari 2 jenis, yaitu tipe NPN dan PNP Transistor PNP dan NPN mempunyai sifat yang saling berkebalikan walaupun sebenarnya prinsip kerja kedua jenis transistor adalah sama .Untuk transisitor PNP di perlukan arus dan tegangan yang berlawanan dengan transisitor NPN. Jika pada transistor NPN kolektornya lebih positif dari pada emitor, maka transisitor PNP emitornya lebih positif dari kaki kolektor.a. Transistor NPN terdiri dari dua lapis bahan semi konduktor jenis N, dan satu lapis bahan semi konduktor jenis P. Transistor jenis ini banyak digunakan karena pergerakan elektron pada bahan semi konduktor lebih tinggi sehingga memungkinkan operasi arus besar dan kecepatan tinggi. Cara kerja transistor ini berlawanan dengan transistor jenis PNP, atau dengan kata lain transistor jenis NPN akan bekerja saat Basis lebih tinggi daripada Emitor. Lambang transistor ini memiliki tanda panah yang menunjuk ke luar pada kaki Emitor.

b. Transistor PNP, Transistor jenis ini terdiri dari dua lapis bahan semi konduktor jenis P dan satu lapis bahan konduktor jenis N. Menurut Wikipedia Inonesia (2013) Arus kecil yang meninggalkan basis pada moda tunggal emitor dikuatkan pada keluaran kolektor. Dengan kata lain transistor jenis PNP akan hidup atau bekerja saat Basis lebih rendah dari pada Emitor. Lambang transistor ini memiliki tanda panah yang menunjuk ke dalam pada kaki Emitor (E).

Sebagian besar alat elektronik, menggunakan transistor. Dalam pembuatan lampu led Flip Flop juga menggunakan transistor. Transistor pada rangkaian Led Flip Flop ini digunakan dalam keadaan cut off dan saturasi ( On/Off).Dalam pembuatan Banner Digital seperti Runing text, juga di gunakan transistor.

4. Salah satu indikator penting suatu trafo layak dioperasikan kondisi isolasinya, sebab bila kondisi isolasi jelek dan ini ditujukan dengan nilai tahanan isolasinya rendah dibawah batas minimal yang diinginkan, ketika dioperasikan (diberi tegangan) dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada trafo itu sendiri, bahkan dapat mengganggu kerja dari sistem jaringan, dimana trafo tersebut dipasang.

Hal lain yang lebih membahayakan, apabila sampai terjadi kontak antara kumparan tegangan tinggi dengan badan trafo, atau kumparan tegangan rendah, tetapi kerja sistem pengaman kurang baik, maka tak ayal lagi dapat menyebabkan kecelakaan bagi orang, karena tegangan sentuh terlalu tinggi atau paling tidak dapat marusak peralatan-peralatan listrik yang terpasang pada tegangan rendah.

Kerusakan-kerusakan atau kecelakaan seperti tersebut diatas adalah hal yang harus dihindari. Untuk trafo caranya adalah mengukur kondisi isolasi baik saat trafo yang akan dipasang maupun secara berkala pada trafo yang sudah beroperasi. Pengujian pada isolasi trafo yang harus dilakukan adalah :

Test Kontinyuitas belitan.

Pada bushing HV pada setiap tap changer (sadapan), nilai tahanan AB = AC = CA.

Pada bushing LV nilai tahanan ab = ac = ca atau an = bn = cnMinyak Trafo

Fungsi utama dari minyak adalah :

Sebagai cairan isolasi

Sebagai pendingin

Sebagai cairan isolasi minyak trafo baru harus mempunyai tegangan tembus minimal 120 kV /cm, sedang untuk minyak yang terpakai minimal 80 kV/cm. Sebagai cairan pendingin, nilai viskositas untuk minyak baru maksimal 18,50 milipoises, sedang untuk minyak yang terpakai maksima! 19,24 miliposes. Titik nyala minimum 146C.

Trafo dalam keadaan berbeban akan timbul panas antara 60C 80C pada kumparan-kumparan yang disalurkan pada minyaknya dengan cara konveksi dan radiasi ke udara melalui sistem pendinginannya.

Trafo dengan, type conservator, minyak trafo mempunyai kontak dengan udara luar yang mengandung asam. Dan inilah yang lambat laun dapat merusak minyak trafo.

Zat asam pada suhu minyak antara 60C 80C bereaksi dengan minyak trafo, sehingga terjadi persenyawaan asam dan air sehingga kadar asam dan air dalam minyak trafo ini makin tinggi. Bila minyak trafo berkadar asam tinggi bereaksi dengan kumparan dan bagian logam trafo dari trafo akan membentuk garam-garam yang tak dapat larut mengendap berupa bintik-bintik berwama merah coklat.

Kondisi tersebut bila dibiarkan berlangsung terus, berakibat merusak kumparan trafo dan minyak menjadi kental, hingga daya pendingin serta tegangan tembusnya makin turun.

Untuk mencegah hal tersebut diperlukan secara periodik pemeriksaan minyak di laboratorioum guna mengetahui :

Nilai tegangan tembus

Kadar asam dan air

Nilai viskositas

Keadaan visual (warna, endapan, kejernihan)5. Isolator Gas SF6 (Sulfhur Hexa Flourida )

Gas SF6 merupakan salah satu media isolasi yang baik, dapat berfungsi sebagai penyekat antara bagian bertegangan dengan ground hanya dengan jarak yang sangat pendek jika dibandingkan dengan isolasi udara. Selain itu jika terjadi percikan api / busur api pada peralatan yang diisolasi gas SF6, maka gas tersebut akan berfungsi sebagai pemadam busur api, sehingga tidak terjadi kerusakan yang lebih parah pada peralatan tersebut.

Gas SF6 adalah unsur campuran gas yang tidak beracun, tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak mudah terbakar. Sampai temperatur 5000C, gas ini mempunyai susunan molekul yang sangat stabil mendekati sifat gas mulia, tidak akan terurai dan tidak terjadi reaksi kimia dengan bahan lain.

Dibandingkan dengan udara, gas SF6 memiliki massa 5 kali lebih berat dengan sifat elektronegatif pada gas ini, serta energi ikat yang tinggi, gas SF6 memiliki kekuatan dielektrik 2 sampai 3 kali dibanding udara.

Stabilitas gas SF6 begitu baik sehingga tidak menimbulkan adanya perubahan kimia pada temperatur tinggi. Pada media pengisolasi lain seperti minyak, mulai beroksidasi dan rusak.

Keunggulan gas SF6 dalam memadamkan busur api oleh karena sifat elektro negatifnya artinya molekul-molekulnya dengan mudah dan cepat menyerap elektron bebas pada lintasan busur api yang timbul diantara kontak pemutus tenaga ( Circuit Breaker ) untuk membentuk ion negatif.

Oleh karena kelebihan-kelebihan yang dimilikinya tersebut maka gas SF6 banyak dipakai dalam bidang teknik elektro seperti pada switchgear tegangan tinggi, kabel tegangan tinggi dan seluruh transmisi serta pada trafo daya.Cara kerja Gas SF6 sebagai peredam busur api pada PMT :

1. Gas SF6 memenuhi tabung seperti pada gambar posisi 12. Selama pengisian, gas SF6 akan menjadi dingin jika keluar dari tangki penyimpanan dan akan panas kembali jika dipompakan untuk pengisian kedalam bagian/ruang pemutus tenaga. Oleh karena itu gas SF6 perlu diadakan pengaturan tekanannya beberapa jam setelah pengisian, pada saat gas SF6 pada suhu lingkungan.3. Saat terjadi pada gambar posisi 2, busur api muncul akibat terjadi ionisasi. Setelah muncur busur api, akan terjadi perbedaan tekanan, maka gas SF6 akan langsung memadamkan busur api tersebut.

6. Bahan metal yang berfungsi sebagai konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut:1. Konduktivitasnya cukup baik.

2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.

3. Koefisien muai panjangnya kecil.

4. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.

Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:

1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya.

2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya.

3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

Maka, semakin baik konduktivitas bahan metal tersebut, akan semakin baik kualitas konduktor tersebut dan berfungsi sebagai penghantar saja.

Sedangkan, Bahan Magnet adalah logam yang dapat ditarik oleh magnet.

Bahan magnet di bagi menjadi tiga jenis, yaitu :

a. Ferromagnetik , bahan yang ditarik dengan kuat oleh magnet. Contohnya adalah besi, baja, dan kobalt.

b. Bahan Paramagnetik, bahan yang ditarik lemah oleh magnet. Contohnya adalah aluminium dan plating.

c. Bahan Diamagnetik, bahan yang sedikit menolak magnet. Contohnya adalah seng, bismuth, dan natirum klorida.

Medan magnet, dapat menciptakan aliran listrik.

Contoh penggunaan Bahan Metal yaitu kawat listrik pada raket nyamuk,

Kawat alumunium berfungsi sebagai jaring yang di aliri listrik pada raket.

Sedangkan, bahan magnet biasa digunakan pada dinamo. Dimana kumparan berputar pada bahan magnet sehingga menimbulkan medan magnet dan muncul aliran listrik. Nama : Ganggas Bagus Maulana Idham

NIM : 1404405074

Mata Kuliah : Bahan Listrik (C)

Posisi 1

Kontak

Gas SF6

Posisi 2

Kontak

Gas SF6

Busur Api