Pembagian Group Instalasi

Pembagian group instalasi khususnya pada bangunan kita bertujuan agar jika suatu ketika terjadi gangguan instalasi pada ruangan/ blok ruangan tertentu tidak mengakibatkan seluruh bangunan padam total alias tenaga listriknya mati semua. Umum kita jumpai pembagian group instalasi terdapat pada bangunan bertingkat atau bangunan yang lumayan panjang... (seperti rumah babe ane yang kayak gang jika pintu depan ama belakang dibuka..he..he.....)

Ok...langsung saja, berikut sedikit penjelasan tentang bagaimana cara pembagian group instalasi pada bangunan. Pada pembahasan pembagian group instalasi ini, biar mudah kita gunakan kotak pengaman box MCB dimana masing-masing group instalasi dibatasi oleh MCB. Tetapi jika anda menggunakan kotak pengaman berupa box sekering tentu saja harus menentukan box sekering yang akan digunakan dalam pembagian group instalasi.

Ilustrasi gambar dari pembagian group instalasi dapat dilihat dari gambar A dibawah ini.

Nah dari gambar tersebut diatas dapat dilihat bahwa saluran kabel yang digunakan ke masing-masing MCB hanya kabel phasa alias setrum (kabel hitam), sedangkan kabel netral(kabel biru) dan kabel ground(kabel kuning) masing-masing group langsung disambungkan dari kabel sumber listrik(dalam hal ini berasal dari kabel NYM 3x4 mm²).

Contoh ilustrasi gambar pemasangan pada box MCB dapat dilihat dari gambar B berikut.

Seperti terlihat dari gambar diatas hanya kabel phasa/strum (kabel hitam) yang dihubungkan ke masing-masing MCB sedangkan kabel netral (kabel biru) dan kabel ground (kabel kuning) dihubungkan langsung ke kabel NYM 3x4 mm² melalui konektor kabel.Mengenai besarnya nilai masing-masing MCB pembatas tiap-tiap group instalasi bisa disesuaikan penggunaan dari masing-masing group.Yang terpenting adalah besarnya masing-masing MCB pembatas groupnya tidak melebihi daya terpasang dari sumber listrik. Contoh penjelasan yang dimaksud diatas adalah sebagai berikut : jika anda berlangganan daya terpasang 1300 VA alias MCB pembatasnya 6 A(ampere) dan pada instalasi rumah dibuat dua group instalasi maka pemilihan masing-masing MCB pembatas group instalasinya bisa 4 A & 2 A atau 6 A & 2 A atau 4 A & 4A bahkan bisa 6 A & 6 A. Yang terpenting jangan sampai melebihi MCB pembatas dari daya terpasang. karena tujuan seperti disampaikan di awal. tetapi jika anda mau memilih pembatas group yang lebih besar dari daya terpasang juga tidak menjadi masalah karena jika terjadi masalah pada instalasi anda maka MCB pembatas dari daya terpasang juga akan terputus. Tetapi ada baiknya masing-masing group instalasi diberi pembatas MCB sesuai kebutuhan group instalasinya... (mengapa..?.. semakin besar nilai pembatas MCB, semakin mahal harganya bro....)

"ANJURAN"

Jika anda menggunakan beberapa group instalasi ada baiknya baiknya anda menggunakan MCB utama sebelum dibagi menjadi beberapa group instalasi. MCB utama yang dimaksud bukan MCB pembatas dari daya terpasang.

Ilustrasi gambarnya seperti terlihat pada gambar C dibawah ini.

Untuk gambar C, MCB utamanya sebaiknya jangan sampai melebihi besarnya MCB pembatas dari daya terpasang. Mengapa demikian? karena fungsi dari MCB utama ini harusnya menjaga agar jangan sampai MCB pembatas dari daya terpasang terputus. Contoh jika mcb pembatas dari daya terpasang 6A maka sebaiknya MCB utamanya juga dipilih 6A.

Memasang Saklar Back-up Listrik Cadangan

Sebelum Memasang Saklar Back-up Listrik Cadangan ada baiknya kita mengenal sedikit saklar yang di gunakan. Saklar yang digunakan adalah saklar transfer atau ada yang menyebutnya saklar handle dsb. Saklar ini berbeda dengan saklar pada umumnya (saklar lampu, saklar tape, dsb). Pembahasan disini adalah saklar transfer yang manual. Secara sederhana ilustrasi dari saklar transfer di jelas seperti gambar A dibawah ini.

Line in 1 dan Line in 2 adalah jalur masuk dari sumber listrik 1 dan sumber listrik 2 sedangkan Line out adalah jalur menuju instalasi bangunan. Dari gambar A, jika handel diputar sehingga konektor "c" terhubung ke bagian "A" maka sumber listrik dari Line in 1 yang digunakan dan jika konektor "c" terhubung ke bagian "B" maka sumber listrik dari Line in 2 yang digunakan. Bisa dimengerti yaa....

Gambar 2 berikut bagan sederhana aplikasi dari pemasangan saklar transfer tersebut.

Dari gambar 2 tersebut yang harus di perhatikan adalah ukuran kabel NYM-nya. Untuk daya dibawah 4400 VA ukuran yang umum digunakan adalah NYM 3x4 mm² sedangkan untuk daya 4400 VA keatas anda bisa gunakan kabel NYM 3x6 mm² dan seterusnya.

Dan gambar 3 adalah cara pemasangan sederhana dari saklar transfer dimana kabel fasa (strum) berwarna hitam, kabel netral berwarna biru dan kabel ground berwarna kuning.

Dalam realisasi pemasangan, biasanya kita terhambat pada jalur yang berasal dari sumber listrik utama yang umumnya merupakan listrik berlangganan. Nah satu-satunya cara agar jangan sampai meng-otak-atik alat pembatas dan pengukur dari listrik berlangganan tersebut adalah membongkar kotak pengaman (box sekering / box MCB) untuk memindahkan kabel NYM yang telah terpasang ke saklar transfer tersebut. kemudian dari saklar transfer ke kotak pengaman dapat di ganti dengan kabel NYM yang baru.

PERHITUNGAN RUGI TEGANGAN PADA KABEL

Kerugian tegangan dalam saluran listrik adalah berbanding lurus terhadap panjang saluran dan beban, namun berbanding terbalik terhadap penampang saluran. Kerugian ini harus tetap berada dalam batas-batas tertentu.

Dalam peraturan instalasi listrik, telah ditentukan bahwa rugi tegangan pada suatu titik dari suatu instalasi, tidak boleh melebihi 2% dari tegangan yang dipakai untuk instalasi penerangan dan 5% dari tegangan yang dipakai untuk instalasi tenaga seperti motor listrik dan lain-lain.

Perhitungan-perhitungan menggunakan notasi berikut :

E    = Tegangan antara 2 saluran    (Volt)

q    = Penampang saluran dalam     (mm2)

N    = Beban                 (watt)

ev    = Rugi tegangan            (Volt)

p    = Rugi tegangan            (%)

L    = Panjang saluran             (m)

ξ    = Daya hantara Jenis saluran, yaitu

     Tembaga (Cu)    = 56

     Alumunium (Al)    = 32.7

     Besi (Fe)        = 7

• Untuk saluran bolak-balik tanpa beban induksi, umpamanya untuk beban penerangan (1 phase), kita gunakan rumus-rumus berikut :

1. Bila Kerugian dinyatakan dalam prosen (p)

……………(1)    …………..(2)

1. Bila Kerugian dinyatakan dalam volt (ev)

…………….(3)    ………………(4)

• Untuk saluran bolak-balik 3 phase, kita gunakan rumus-rumus berikut :

1. Bila Kerugian dinyatakan dalam prosen (p)
    ……………………………………………………………(5)
    ……………………………………………………………(6)
2. Bila Kerugian dinyatakan dalam volt (ev)
    ………………………………………………………………….……(7)
    ………………………………………………………………….……(8)

• Contoh Perhitungan 1
  Pada instalasi arus bolak-balik yang panjang 4o m, dipasangkan 12 buah lampu dari 75 Watt (total beban = 12 x 75 = 900 Watt), tegangan 220 Volt. Kerugian yang diperbolehkan = 2%. Hitung penampang kabel instalasi minimum yang dibutuhkan.
  Penyelesaian :
  Dari Formulasi (1), dapat dihitung :

 (kawat tembaga)

Untuk kabel instalasi dapat digunakan kawat tembaga (Cu) 1,5 mm2, sesuai dengan penampang kawat yang ada.

• Contoh Perhitungan 2
  Suatu motor 3 phase = cos Ø 0,8
  Tegangan 380 Volt dengan arus nominal 15,5 ampere. Panjang Saluran 112 meter. Rugi tegangan tidak boleh melebihi 5 volt pada terminal motor.
  Hitung penampang saluran yang dibutuhkan.
  Penyelesaian :
  

    q = 8,6 mm2

Untuk ini dapat digunakan kabel tembaga (Cu) 10 mm2 (4 x 10 mm2)

• Contoh Perhitungan 3
  Saluran 3 phase, dengan tegangan 220 volt (phase to neutral) dan dengan beban lampu 20 buah masing-masing 100 watt (total beban = 2000 watt). Panjang saluran 100 meter dan beban terbagi rata pada 3 phase (R-S-T).
  Berapa penampang saluran bila kerugian tegangan yang diizinkan hanya 2% atau 4,4 volt?
  Penyelesaian :
  Dari Formula (8), dapat dihitung
  

Untuk ini dapat digunakan kabel tembaga (Cu) 4 mm2

Rumus Praktis Teori Perhitungan Instalasi Listrik

v  Rumus untuk mencari tegangan jaringan :  

V line = V phase x √3

Keterangan :

V line : tegangan jaringan.

V phase : tenganan antara perminal fase dengan netral.

Pertanyaan :

Diketahui suatu bangunan dengan tegangan jaringan sebesar 380 volt. Berapakah teganan phasenya?

Jawab :

                     V phase= Vline/√3

Sehingga diperolah teganan phase sebesar 219,39 volt. Pembulatan 220 volt.

v  Rumus untuk mencari daya nyata :  P =V x I x cosφ

Keterangan :

P : daya nyata satuannya Watt.

V : tegangan.

I : arus.

cos phi : perbedaan sudut antara teganan dan arus.

Pertanyaan :

Suatu rumah memiliki kapasitas daya nyata sebesar 2000 watt. Jika tegangan yang digunakan adalah 220 volt, dan cos phi sebesar 0,6, tentukan besarnya arus listrik yang mengalir pada rumah tersebut.

Jawab :

I= P/(V cosφ )

Sehingga diperoleh arus sebesar 15,15 ampere.

v  Rumus untuk mencari daya semu :  S = V * I

Keterangan :

S : daya semu satuannya VA.

V : tegangan.

I : arus.

Pertanyaan :

Sebuah kapasitas daya semu yang terpasang pada sebuah rumah adalah sebesar 900 VA.  Jika tegangan yang digunakan adalah 220 volt, tentukan besarnya arus listrik yang mengalir pada rumah tersebut.

Jawab :

               I = S/V

Sehingga diperoleh arus sebesar 4,1 ampere.

v  Rumus untuk mencari daya reaktif :  Q = V * I sin phi

Keterangan :

Q : daya reaktif satuannya VAr.

V : tegangan.

I : arus

sin phi : sudut antara teganan dan arus.

Pertanyaan :

Suatu rumah memiliki kapasitas daya nyata sebesar 2000 watt. Jika tegangan yang digunakan adalah 220 volt, dan cos phi sebesar 0,6, tentukan besarnya daya reaktifnya?

Jawab :

phi = cos-1 * 0,6

    = 53,13

Q = V * I sin phi

Sehingga diperoleh daya reaktif sebesar 2666,4 VAr.

v  Rumus untuk mencari nilai kapasitor :

Q=P (tan2 - tan 1)

C=Q/(2 x π x V^2 )

Jika rumus diatas diterapkan pada system tegangan 220 dan frekwensi 50 Hz (umum dipakai di Indonesia), maka menjadi :

 C=Q/48400

 Keterangan :

Q : daya reaktif.

P : daya aktif.

Tan 2 : nilai tangen dari cos phi yang diharapkan.

Tan 1 : nilai tengen dari cos pi semula.

phi : 3,14

V : tegangan

C : nilai kapasitor dalam farad.

v  Rumus untuk mencari besarnya pembatas     A=Va/V

Keterangan :

A : besarnya pembatas (Ampere).

Va : besarnya daya Semu (VA)

V : besarnya tegangan (volt).

Pertanyaan :

Sebuah kapasitas daya semu yang terpasang pada sebuah rumah adalah sebesar 900 VA.  Jika tegangan yang digunakan adalah 220 volt, tentukan besarnya arus listrik yang mengalir pada rumah tersebut.

Jawab :

            A=Va/V

Sehingga diperoleh arus sebesar 4,1 ampere.

v  Untuk menghitung besarnya Kemampuan Hantar Arus (KHA) suatu kabel dengan beban motor :

KHA (Kemampuan Hantar Arus)

Arus nominal 1 fase : In = P / (V x I x Cos φ)

Arus nominal 3 fase : In = P / (√3 x V x I x Cos φ )

Sedangkan rumus untuk mencari KHA adalah 125% arus nominal.

Keterangan :

I = Arus peralatan (Ampere)

P = Daya masukan peralatan (Watt)

V = Tegangan (Volt)

Cos φ = Faktor daya

KHA= 125% x I nominal

Keterangan :

KHA : besarnya kemampuan hantar arus suatu kabel.

I nominal : arus yang mengalir pada kabel : I = P/(Vcos pi)

Pertanyaan :

suatu instalasi listrik industri memiliki kapasitas motor sebsesar 450 watt, cos pi sebesar 0,8. Sedangkan tegangannya memakai system 220 volt. Tentukan besarnya KHA untuk menentukan kabel yang dipakai?

Jawab :

I= P/(V cospi )

Dari persamaan diatas maka diperoleh I sebesar 2,56 ampere.

Sehingga, besarnya KHA adalah : 2,56 x 125% = 3,2 ampere. Sehingga kabel yang harus digunakan adalah yang dapat menghantarkan arus sebesar 3,2 tanpa ada gangguan dari internal kabel tersebut.

v  Toleransi rugi tegangan pada instalasi listrik penerangan dan tenaga :

Untuk rugi tegangan pada instalasi listrik penerangan maksimal adalah sebesar 2% dari tegangan kerja. Sedangkan untuk rugi tegangan pada instalasi listrik tenaga adalah sebesar 5% dari tegangan kerja.

v  Rumus untuk menghitung tahanan isolasi :

Tahanan isolasi = 1000 x tegangan kerja.

Pertanyaan :

Tentukanlah tahanan isolasi kabel motor minimal yang dibutuhkan jika diketahui tegangan kerja suatu motor adalah sebesar 660 volt.

Jawab :

Tahanan isolasi = 1000x 660 = 660 kilo ohm.

v  Rumus untuk menghitung luas penampang kabel :

Rugi tegangan dalam % :

 q =  ( L   x   U   x   200)/(E x E x λ x U x λ)               

                                  atau             

  q =  (L x I x 200)/(E x p x λ)

v  Rugi tegangan dalam volt :

          q =  (L   x   U   x   2)/( E x ∆v x λ  )     

                                            atau   

          q = ( L x I x 2)/(∆v x λ)

Keterangan :

P : beban dalam watt

f : tegangan antar 2 saluran (fase-netral)

q : penampang saluran (mm2)

∆v : rugi tegangan dalam (volt)

∆U : rugi tegangan dalam %

L : panjang rute saluran (bukan panjang kawat)

λ : daya hantar jenis tembaga = 56, besi = 7, aluminium = 32,7

I : arus beban

v  Rumus menghitung tahanan pada tanau yang digunakan untuk system pentanahan penyalur petir  :

      R= 1/(R1+R2+R3+Rn)

Keterangan :

R : besarnya tahanan sebaran dari elektroda dalam PUIL tidak boleh lebih dari 5 ohm.

R1-Rn : tahanan masing-masing elektroda.

Pertanyaan :

Sebuah bangunan berbentuk persegi akan dipasang sebuah penyalur petir. Jika diketahui akan dipasang 4 elektrode dengan besar hambatan electrode berurutan sebesar 10, 20, 30, dan 40 ohm. Tentukanlah tahanan sebarannya !

Jawab :

Dari rumus perhitungan tahanan sebaran diatas maka diperoleh nilai tahanan sebaran electrode adalah sebesar 0,01 ohm.

v  Untuk menghitung besarnya Kemampuan Hantar Arus (KHA) pada suatu percabangan suatu kabel dengan beban motor :

         KHA = KHA terbesar + I nominal motor yang lain.

Pertanyaan :

suatu instalasi listrik industri memiliki sebuah cabang dengan 3 buah beban motor. Motor 1 memiliki arus nominal sebesar 42A, motor 2 sebesar 54A, dan motor 3 sebesar 68 A. Tentukan besarnya KHA pada percabganan tersebut?

Jawab :

KHA terbesar =125% x Inominal terbesar

Dari persamaan diatas maka diperoleh KHA terbesar sebesar 85 ampere. Sehingga, KHA pada sirkit cabang adalah : 85A + 42A + 54A = 181 A.

v  Rumus perhitungan gawai proteksi sirkit akhir :

Sirkit A = 250% x I nominal motor.

Sirkit B = 200% x I nominal motor.

Sirkit C = 125% x I nominal motor.

            Keterangan :

            Sirkit A : beban motor jenis rotor sangkar.

            Sirkit B : beban motor jenis motor sinkron dengan auto trafo.

            Sirkit C : beban motor jenis motor rotor cincin.

Pertanyaan :

Tentukan gawai proteksi akhir dari 3 buah motor dengan spesifikasi motor 1 rotor sangkar memiliki Inominal sebesar  42 A, motor 2 motor sinkron dengan auto trafo memiliki I nominal sebesar 54 A, dan motor 3 rotor cincin memiliki I nominal 68 A.

            Jawab :

            Sirkit 1 = 250% x 42 = 105 A.

            Sirkit 2 = 200% x 54 A = 108A.

            Sirkit 3 = 150% x 68 A = 102 A.

v  Rumus menghitung gawai proteksi pada cabang :

Gawai Proteksi cabang = gawai proteksi sirkit motor terbesar + jumlah arus nominal motor yang lainnya.

Pertanyaan :

 Tentukanlah besarnya gawai proteksi pada cabang dengan megnacu pada soal rumus perhitungan gawai proteksi sirkit akhir.

Jawab :

Gawai Proteksi cabang = 108+42+68 = 218 A.

v  Rumus menghitung arus start pada motor :

o   Untuk sambungan bintang :

Istart= (Vl/√3)/Zfase

o   Untuk sambungan segitiga :

Istart= (Vfase√3)/Zfase

Keterangan :

Vl : tegangan jaringan.

V fasa : tegangan phasa-nol.

v  Rumus perhitungan arus hubung singkat :

      Isc=Uo/(√((Rt x Rt)+ (Xt x)  Xt) √(3 x))

Pada perhitungan ini, hambatan jaringan atas diabaikan.

Sedangkan reaktansinya adalah :

X=(Uo x Uo)/Psc

Pada transformator, hambatan diabaikan jika daya semu lebih dari 100 KVA. Sedangkan reaktansinay adalah :

X=(Usc x Uo x Uo)/Sn

Pada pemutus tenaga, hambatan dan reaktansi diabaikan.

Pada busbar, hambatan adalah sebaga berikut ini :

R=(ρ L)/A

Sedangkan untuk menghitung besarnya reaktansi apda busbar adalah :

X=0,15 L

Untuk kabel, menghitung hambatannya adalah :

R=(ρ L)/A

Dan untuk menghitung reaktansinya adalah :

X=0,08 L

v  Luas Penampang Kabel

Luas Penampang Kabel 3 fasa :

A = (1.73 * L * I * cos pi) / ( lamda * u)

Luas Penampang Kabel 1 fasa :

A = (2 * L * I * cos pi) / ( lamda * u)

v  Perbaikan Faktor Daya

Faktor daya (Power Factor /Pf)

Pf = P/ V*I = cos pi

Pf adalah : Perbandingan antara daya aktif (kW) dengan daya total (kVA)

Faktor daya menentukan sifat dari beban

Pf lagging : fasa arus tertinggal dengan fasa tegangan (beban induktif)

Pf leading : fasa arus mendahului fasa tegangan (beban kapasitif)

v  Syarat diberlakukan Pertanahan

Instalasi listrik yang menggunakan tegangan yang lebih besar dari 50 V

Harga tahanan Pentanahan (Rp) tidak melebihi 

Rp = 50 / Ia  ohm

IA= k x In

Rp: Tah. Pentanahan

IA : arus pemutusan pengaman arus lebih

In: arus nominal pengaman lebur/ pengaman arus lebih

k : faktor pengali, tergantung karakteristik pengaman

k : 2,5 –5 (pengaman lebur) ; 1,25-3,5 (pengaman lain)