Faktor Perhitungan Konduktor Instalasi Listrik

Faktor-faktor perhitungan mendemensi kabel dan konduktor instalasi listrik.

Faktor-faktor perhitungan ini untuk di Indonesia telah ditetapkan melalui peraturan-peraturan sesuai Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000 dan Amandemennya. Peraturan (PUIL2000) di Indonesia sebagian besar mengacu pada Standard IEC. Karena sebagian besar referensi di Indonesia masih sedikit, maka tulisan ini sebagian mengambil nilai atau tabel dari buku Electrical Installation Guide 2009 (Schneider Electric).

Perhitungan untuk mendemensi instalasi listrik terutama pengkabelanya, membutuhkan perencanaan yang matang. Karena pertimbangan memilih kabel tergantung dari perencanaan untuk instalasi listrik yang sederhana atau instalasi listrik yang kompleks adalah tergantung dari suplay Daya Terpasang dan beberapa faktor.

Bila dipakai pada instalasi listrik Industri , ada faktor-faktor penting untuk mendemensi kabel suatu instalasi.
Secara umum dihitung ,
a. Faktor Utilitas maksimum (ku)
b. Faktor simultan Distribusi (ks)

Faktor utilitas (ku)
Faktor utilitas (ku) adalah faktor dari penggunaan konduktor kabel dipakai untuk beban yang berisfat resistif saja atau yang berifat resistif dan induktif. Perhitungan ini diterapkan untuk tiap-tiap individu dan diperhatikan untuk motor, karena setiap saat jarang memakai beban penuh.
1. Untuk industri diperkirakan rata-rata ku= 0,75 --- 0,8 untuk motor
2. Untuk beban lampu sebesar .............. ku= 1
3. Untuk soket-soket tergantung penggunaan tipe aplikasi yang banyak dipakai terpusat....ku = 0,8 - 1

Faktor Simultan (ks)
Faktor Simultan yang dimaksud adalah faktor yang langsung mempengaruhi nilainya. Tapi faktor ini dihitung setelah perhitungan faktor Utilitas.
Faktor Simultan dari Distribusi Panel
Nilai ks ini memperlihatkan bagaimana nilai ini di distribusikan untuk men-suplay jumlah sirkit, dan tidak menunjukkan cara pembagaian beban mana yang akan dibagi.
Jumlah beban sirkit....................Faktor simultan (ks)
pada Distribusi Utama ..............0,9
atau pada jumlah 2 dan 3
4 dan 5 ......................................0,8
6 sampai 9 .................................0,7
10 lebih ......................................0,6
Parsial untuk setiap kasus ............1,0

Faktor Simultan menurut fungsi
1.Untuk Pencahayaan ...................ks = 1
2. Untuk Pemanas dan Air Conditioning ks = 1
3. Untuk Soket outlet .................... ks = 0,1 -- 0,2
faktor ini bisa lebih tinggi untuk industri
4. Untuk peralatan lift dan alat pengangkat
- Untuk kebanyakan dayapenuh memakai motor .......ks = 1
- Untuk kebanyakan tahap kedua memakai motor .......ks = 0,75
- Untuk seluruhnya memakai motor ..................ks = 0,6
Arus yang diambil dalam pertimbangan adalah sama dengan arus nominal motor, ditambah oleh start awal tingkat ketiga

Faktor simultan dan Faktor Utilitas pada Bangunan Apartemen akan dibahas selanjutnya.

Istilah dan Faktor koreksi Perhitungan Kabel

Istilah dan Faktor koreksi
dalam Perhitungan Listrik

Kode-kode istilah dalam perhitungan listrik ,

Ib. : Arus beban penuh
Ib' : Arus beban yang terkoreksi.
In : Arus Nominal artinya arus yang dipenuhi dan nilainya lebih dari arus beban Ib.
Io : Kapasitas Arus dari konduktor tunggal pada referensi suhu 20 derajad celsius
Iz : Arus kapasitas kabel diperhitungkan dengan arus yang terus menerus

Faktor Koreksi
Faktor koreksi kabel terhadap kapasitas arus kabel dipengaruhi oleh:
1. Faktor koreksi akibat suhu ruang selain 30 derajad C dan bahan isolator
sebagai pelapis konduktor (k1)
suhu diatas 30 derajad C akan berkurang
Bahan pelapis PVC ----------------------- Pelapis XLPE
k1= 0,94 untuk 35 derajad C ............... k1 = 0,96
K1= 0,87 untuk 40 derajad C ................ k1 = 0,91
k1 = 0,79 untuk 45 derajad C .................k1 = 0,87
dst...................
2. Faktor koreksi dari grup kabel (k2)
Faktor perhitungan jarak antar konduktor tunggal berhimpitan atau jauh
# Metode penempatan A.....F
bersama di udara 1,0 ; 0,8 ; 0,7 ; 0,65 ; 0,6.............
# Metode C fix dibawah lantai atau di dinding
single di dinding, lantai 1,0 ; 0,85 ; 0,79 ; 0,75 ; 73 .............
# metode F pada tray lubang-lubang di udara
single layer .................. 1,0 ; 0,88 ; 0,82 ; 0,77 ; 0,75 .........

Arus terkoreksi adalah:

Ib' = Ib/ (k1*k2)

dimana Ib = Arus beban
k1 = faktor koreksi suhu ruang dan bahan isolator PVC
k2 = faktor koreksi grup

contoh:
Suatu kabel dengan Daya beban sebesar 25kVA dengan memakai 2 kabel berimpitan dipasang pada tray lubang-lubang di udara.
Berapakah Arus beban yang terkoreksi?

Diketahui : P = 25 kVA
faktor grup kabel 2 berimpitan ditray lubang-lubang ( k2=0,88)
faktor suhu pada 40 derajad C ( k1 =0,91)
Ditanya : Arus beban terkoreksi = ?
Jawab: P = 25 kVA

Ib = P / U. V3 = 25000 VA/ (220*v3) V = 65,6 A

Ib' = Ib / (k1*k2) = 65,6A / (0,88*0,91) = 81,9 A

Listrik 3 phase

Listrik 3 phase

Penggunaan listrik 3 phase pada motor

Penggunaan listrik 3 phase banyak dipakai untuk motor-motor mesin baik untuk industri atau untuk penggunaan biasa. Karena dengan 3 phase ini berbagai model motor akan lebih kecil dan lebih hemat bila dibandingkan dengan motor yang single phase.
Bagaimana mungkin motor 3 phase lebih kecil atau lebih hemat dari yang single phase?.
Perhatikan motor dengan single phase biasanya menggunakan dua kutub selatan dan kutub utara saja, sedangkan dengan listrik 3 phase menggunakan tiga kali dari kutub utara N dan selatan S. Dengan adanya tiga sumber daya , otomatis kekuatan kopelnya menjadi 3 kali.
Walaupun single phase dipakai 2 kalinya dan 3 phase juga dipakai 2 kali akan tetap saja masih lebih baik dan lebih hemat .

Penggunaan listrik 3 phase pada trafo

Penggunaan listrik dari sumber listrik Medium Voltage (MV) tidak terlepas dari trafo.
Trafo akan menstranfer Energi listrik dari MV ke Low Voltage (LV) pada instalasi perumahan atau industri , umumnya mengarah ke voltage sebesar 220V/380V untuk wilayah Indonesia. Voltase yang 220V menunjuk ke single phase sedangkan 380 v menunjuk listrik 3 phase.
Umumnya dilihat dari model trafo , sisi primer memakai simtem delta dan dari sisi skunder memakai sistem Way (Y) adalah banyak dipakai. Dengan sistem Y dengan mudah ditambah dengan Netral atau tidak tergantung dari fungsi penggunaan listrik.
Voltage dari phase to phase adalah sebesar 380V, ini bisa dibuktikan dengan metode aljabar.
Cara ini dihitung dengan anggapan segitiga .
Sisi miring ditulis Ust1, sisi depan sudut 60 adalah x .
Dengan demikian sin 60 = x * Ust1. Padahal yang dicari U2 , U2= 2*x karena sudut yang dibentuk adalah 2*60 derajad, x = Ust1*sin 60
jadi U2 = 2*Ust1*sin 60
U2 = 2*220*0,5*V3
U2 = 220*V3
U2 = 381 V dibulatkan 380 V

Resistansi kabel

Resistansi Kabel Listrik

Resistansi kabel listrik (R) adalah sebading dengan resistansi jenis (rho) dan panjang kabel (L), dan berbanding terbalik dengan luas penampang suatu kabel (A).

R = r .l / A dimana r = rho = resistansi jenis

Tembaga ...........1,732 = 17,32 ohm mm2/km
untuk bahan lain dapat dilihat dibawah

Perak................1,645 = 16,45 ohm mm2/ km
Emas.................2,443 = 24,43 ohm mm2/ km
Aluminium.......2,825 = 28,25 ohm mm2/ km
Tungsten........ ..5,485 = 54,85 ohm mm2/ km
Nikel .................7,811 = 78,11 ohm mm2/ km
Besi...................12,299 = 122,99 ohm mm2/ km
Tantalum..........15,54 = 155,4 ohm mm2/ km
Nikrome...........99,72 = 997,2 ohm mm2/ km
Carbon.........3500 =35000 ohm mm2/ km

Sebagai contoh kabel dengan luas A = 1,5 mm2 dan resistansi jenis 17,32 ohm mm2/ km
Berapakah resistansi kabel tembaga dengan panjang 200m?

Diketahui: rho = 17,23 ohm mm2/ km
l = 200 m = 0,2 km
Ditanya: R = ?

Jawab : rho untuk luas 1,5mm2
r = 17,32 ohm mm2/1,5 mm2 per km = 11,545 ohm / km

R = r*L/A = 11,545 ohm/km * 0,2 km / 1,5 mm2 = 1,539 ohm

Box Panel Listrik

Box Panel Listrik.
Box Panel listrik banyak dibuat orang untuk pengamanan dan kerapihan suatu instalasi Listrik. Tapi sedikit orang yang memahami dari fungsi box panel listrik . Ini terlihat dari pengamatan pada waktu pemasangan/ instalasi UPS. Box terlihat rumit dan tidak kelihatan jalurnya.
Dengan perencanaan yang matang dan ketelitian yang tinggi diharapkan box listrik menjadi sederhana dan mudah dimengerti. Kalau perlu ada gambar denah sederhana.
Bila sewaktu-waktu ada penambahan instalasi listrik , seperti instalasi UPS dengan daya besar. Akan dengan mudah membuat jalur dari box panel yang telah ada. UPS dengan kapasitas yang besar biasanya yang lebih dari 6 KVA ,memerlukan suatu cara pengamanan yakni dengan cara membuat jalur bypass dengan memanfaatkan MCB atau MCCB. Apabila terdapat kerusakan UPS atau instalasi listrik yang lain mudah dibenahi / diperbaiki. Dengan cara bypass ini dengan mudah mencopot UPS atau lainya, sementara listrik masih jalan.
Bagaimana gambar instalasi untuk bypass yang banyak dipakai dan aman? Untuk itu ikuti ulasan selanjutnya.
Sebelum mengetahui inti permasalahan, harus mengerti fungsi dari bagian-bagaian listrik.
Bagian-bagian listrik tersebut adalah:
1. MCB
2. MCCB
3. GFCI/ RCCB/ ELCB
4. Grounding
5. Warna kabel
6. CT
7. Surge Arrest

MCB
MCB( Miniature Circuit Board) adalah switch pembatas arus akibat dari kenaikan daya /tegangan yang melebihi batas dan atau hubung singkat. Part ini biasanya terbatas pada arus nominal kecil sampai dengan kurang dari 100 Ampere.
Bentuknya ada yang satu pole (satu input dan satu output), ada yang dua pole, tiga pole hingga empat pole.
Jumlah dari tipe satu pole, dua pole, tiga pole, empat pole menunjukkan bahwa pemakaian tersebut adalah tergantung pada kebutuhan dari jalur kabel yang dipakai.
Disamping ini adalah gambar MCB yang dibuka.
Keterangannya,
1. Tuas langkah on-off
2. Actuator mekanik
3. Terminal
4. sekrup konektor kabel
5. Bimetal
6. skrup pengatur presisi
7. selenoid
8. sundut pembagi

Type MCB berikut ini menunjukkan kemampuan manangani arus menurut IEC 60898-1,
Type B bisa 3 In sampai dengan 5 In
Type C bisa 5 In sampai dengan 10 In
Type D bisa 10 In sampai dengan 20 In
Type K bisa 8 In sampai dengan 12 In proteksi beban untuk waktu short 400ms - 2 ms arus puncak
Type Z bisa 2 In sampai dengan 3 In untuk periode 10 detik. Untuk proteksi dari peralatan semikonduktor dan pengukuran menggunakan transformer.

MCCB
MCCB singkatan dari Moulded Case Circuit Breaker.
Circuit Breaker pembatas arus apabila terdapat arus beban yang melebihi batas-batasnya.
MCCB ini digunakan hampir sama dengan MCB tetapi dengan batas arus beban yang lebih besar dari 100 Ampere sampai dengan 1600 Ampere.

GFCI/RCCB/ELCB
Ground Foult Circuit Interruption adalah semacam Circuit Breaker yang bereaksi lebih cepat dari MCB. Alat ini akan memonitor listrik sewaktu-waktu apabila terdapat short atau kabel terkelupas dan mengenai manusia, tidak mengakibatkan kematian.
Peralatan ini biasanya banyak dipakai pada perumahan dan bahkan industri kecil sampai sedang.
Batas arus yang melintasi manusia tidak boleh melebihi dari standard IEC.
Cara kerja dari peralatan ini adalah apabila arus yang melalui dari ring transformer tidak sebanding dengan output ring transformer (ada arus bocor melebihi batas yang ditentukan), secara otomatis akan menghentikan jalur listrik .

Grounding
Grounding pada instalasi listrik berfungsi sebagai pengaman listrik. Pengaman listrik akibat dari kabel -kabel yang terkelupas dan mengenai body part peralatan elektonik atau peralatan listrik yang selanjutnya mengenai orang. Dengan adanya grounding ini aliran arus listrik yang liar atau yang tak berfungsi akan dibumikan. Dengan demikian manusia akan terhindar dari sengatan listrik yang berlebihan.
Contoh barang-barang listrik dengan casing metal seperti dibawah ini:
Komputer, Mesin Cuci, mesin pemanas, hair dryer dan lain-lain.

Warna Kabel
Warna kabel instalasi listrik sudah ditetapkan diberbagai negara. Untuk Indonesia, warna kabel listrik ditentukan menurut standard SNI atau standatd IEC:
1. warna merah, kuning, hitam.....................untuk fase
2. warna biru muda (biru laut).....................untuk netral
3. warna kuning -hijau.................................. untuk ground

CT ( Current Tranformer )
CT adalah suatu peralatan listrik dari bahan baja / metal dalam bentuk lingkaran (ring) atau gelang persegi dan tengahnya berlubang. Fungsi dari CT ini yaitu sebagai penurun arus dan atau tegangan pada box panel . Fungsi ini dimanfaatkan sebagai indikator lampu atau indikator meteran.

Surge Arrest
Surge Arrest adalah peralatan pengaman listrik dari kejutan listrik yang berlebihan. Contohnya apabila ada kejadian tiba-tiba aliran listrik menjadi lebih tinggi akibat dari penambahan energi potensial. Penambahan energi ini kemungkinan sebagaian besar di daerah Industri, karena berhubungan dengan peratalan mesin yang besar otomatis membutuhkan energi yang besar pula. Atau suplai dari PLNnya sendiri yang kadang-kadang tidak stabil . Untuk itu bangunan perumahan atau gedung-gedung membutuhkan Surge Arrestor.Fungsi alat ini adalah membuang energi yang berlebihan dengan komponen tertentu.
Dari referensi disebutkan bahan-bahannya yaitu dari Metal Oxide Varistor (MOV),sekering dan Lilitan Choke Toroid. MOV terhubung dengan jaringan tanah/ grounding untuk membuang energi. Sedangkan selanjutnya arus normal diteruskan melalui sekering dan Toroidal Choke Coil.

Konstruksi Baja1

Konstruksi Baja
Konstruksi baja pada jaman Belanda terkenal kuat. Coba kita lihat konstruksi pada jembatan kereta api, jembatan jalan raya atau pada konstruksi bangunan Stasiun Kereta Api yang dibuat dengan teknologi Belanda. Sampai sekarang masih dapat dipakai walau sudah hampir satu abad.
Konstruksi baja jaman Belanda sebagian besar menggunakan sambungan keling. Inilah inti kekauatan bangunan Konstruksi Baja.
Penggunaan ini tak terbatas pada jembatan kereta api saja. Konstruksi kuda-kuda di stasiun Kereta Api masih dapat kita lihat rangka atap di stasiun sebagian besar di Jawa. Di Jawa Timur tepatnya distasiun Pasar Semut Surabaya . Kuda-kuda tersebut masih menyisakan konstruksi baja yang tidak hanya teknik konstruksi yang bagus, seni rangkanya dengan ornamen-ornamen.
Namun sayang pekerjaan Bangunan baru , menuntut sebagian rangkanya akan dibongkar.
Ada banyak sekali bangunan Rangka Atap Stasiun di berbagai stasiun di Jawa yang perlu perawatan dan pembenahan.

Konstruksi

Konstruksi Bangunan ada berbagai macam:
1. Konstruksi Baja
2. Konstruksi Kayu
3. Konstruksi Beton
4. Konstruksi bangunan Air

Konstruksi Bangunan atau istilah keren Sipil Engeneering adalah pembuatan konstruksi baik itu bangunan sipil atau militer , masih menggunakan bahan-bahan dari kombinasi baja , beton, kayu atau lainnya.
Bangunan Gedung misalnya, pasti ada struktur beton untuk rangka kolom atau balok. Untuk Atap ada konstruksi rangka baja atau Baja ringan Galvalum (galvanis-Aluminium). Tembok-tembok dari tatanan bata atau batako.

Baja Ringan Galvalum
Pada saat ini produk-produk untuk rumah sederhana atau hingga bangunan gedung modern akan memakai atap dengan rangka baja Ringan (Galvalum).
Pabrikan pembuat galvalum dari Australia sudah banyak memproduksi bahan ini ke Indonesia . Dan bahkan sudah membuat pabrik di sini adalah untuk mendukung pemasaran barang-barang rangka atap gedung atau rumah.
Baja Ringan galvalum dalam konstruksi gedung sebenarnya cocok untuk pembebanan yang ringan. Cocok untuk atap dari seng, asbes gelombang atau plat besi yang menyerupai atap genteng.
Profil dari baja ringan galvalum tidak kuat terhadap tekanan tekan dan faktor tekuk. Untuk itu dimodel atau dibuat atap yang seringan mungkin, bila tidak akan fatal ( ambruk ).
Banyak kejadian-kedian ini sebagai referensi untuk ahli bangunan.