BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Elektrikal Listrik sangat

BAB III
LANDASAN TEORI
3.1
Elektrikal
Listrik sangat membahayakan dan dapat membuat kebakaran serta
membahayakan jiwa orang apabila jaringan listrik tersebut tidak baik. Sekitar
60% kasus kebakaran gedung disebabkan oleh korsleting listrik. Beberapa
kejadian fatal tersebut timbul karena kurangnya kesadaran masyarakat akan
bahayanya kebakaran akibat listrik. Banyak sekali kejadian orang yang tersengat
listrik atau luka bakar dan bahkan sengatan listrik yang tidak fatal dapat
menyebabkan kecelakaan atau luka permanen. Bahaya listrik tidak bisa dideteksi
dengan kasat mata dan orang awam.
3.1.1
Audit Elektrikal
Audit Elektrikal sangat berguna untuk mengetahui keadaan dan kondisi
kelistrikan secara sistim, jaringan dan juga penggunaannya, sehingga didapat
pengetahuan mengenai kualitas dari jaringan listrik tersebut apakah dalam
kondisi aman dan terproteksi atau tidak. Dan memastikan bahwa semua instalasi
dan peralatan listrik pada kondisi baik, aman dan sesuai standar dan peraturan
yang berlaku.
Audit Elektrikal dapat mendeteksi timbulnya kebakaran akibat gedung
pada instalasi listrik, panel, penangkal petir, grounding dan peralatan listrik serta
mengevaluasi keandalan sistem kelistrikan yang terpasang.
12
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
Batasan Audit Thermography Elektrikal:
3.1.2

Genset

Trafo

KWH Meter PLN

Panel Listrik dan Panel Kontrol

Kapasitor Bank

Kabel Listrik
Penyebab Kondisi Tidak Aman
Adapun yang menyebabkan kondisi instalasi listrik menjadi tidak aman
adalah sebagai berikut:

Kabel terlalu kecil daripada beban terpasang akhirnya panas dan terbakar.

Proteksi tidak berfungsi ketika terjadi korsleting listrik sehingga kabel dapat
terbakar.

Sambungan kabel tidak sempurna, ketika ada arus sambungan kabel akan
panas dan jika dibiarkan terlalu lama dapat menyebabkan kabel terbakar.

Terminasi kabel panel kendor.

Peralatan listrik rusak dapat menyebabkan korsleting listrik dan terjadi
kebakaran.

Tegangan dibawah standar yang sudah ditetapkan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
3.1.3
Penyebab Listrik Tidak Handal
Adapun yang menyebabkan instalasi listrik menjadi tidak handal adalah
sebagai berikut:
3.1.4

Genset bermasalah dan kapasitas terlalu kecil.

Sambungan daya PLN terlalu rendah.

Tegangan listrik tidak normal.

Sistem grounding tidak baik.

Penangkal petir tidak baik.

Sistem proteksi tidak baik.

Sistem distribusi listrik tidak baik.
Penyebab Pemborosan Akibat Listrik
Adapun di bawah ini hal-hal yang menyebabkan pemborosan listrik yaitu:

Power faktor di bawah 0.85, sehingga dikenakan denda biaya kVARH.

Tegangan harmonik yang tinggi, dapat menyebabkan penambahan beban
trafo atau genset.

Tegangan listrik yang rendah, dapat membuat peralatan listrik menjadi cepat
rusak dan rugi-rugi daya menjadi semakin besar.

Sistem operasi peralatan listrik yang kurang baik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
3.1.5
Prosedur Audit Elektrikal
Di bawah ini merupakan blok diagram prosedur audit elektrikal:
Gambar 3.1 Blok Diagram Prosedur Audit Elektrikal
3.1.6
Uraian Kerja Audit Elektrikal Keselamatan
Berikut ini adalah uraian kerja audit elektrikal keselamatan.
Tabel 3.1 Uraian Kerja Audit Elektrikal Keselamatan
No
1
Item Audit
Pengukuran
Tujuan
Mendeteksi
Temperatur Panel,
kemungkinan akan
Kabel, Terminal
terjadi kebakaran
Data
Instrumen
Photo Visual dan Thermography
Infra Red
Thermography
kabel, dan peralatan akibat listrik
Mengecek kondisi
2
fisik Instalasi listrik
dan tata letak
perangkat listrik
3
Untuk mengetahui
apakah instalasi listrik
masih layak pakai dan
Photo Visual
Camera
sesuai dengan kaidah
kelistrikan
Pengukuran arus
Sebagai bahan analisa
Data pengukuran
beban listrik tiap
jika terjadi panas
arus dan
panel
diatas normal
tegangan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Tang Ampere
16
3.2
Infra Merah (Infra Red)
Mata kita adalah sebuah detektor yang dirancang untuk melihat cahaya
tampak (visible radiations). Terdapat jenis-jenis lain dari cahaya atau radiasi
yang tidak mampu dilihat oleh mata manusia. Mata manusia hanya mampu
melihat sedikit bagian dari spektrum elektromagnetik yang lebar . Mata manusia
tidak mampu melihat sinar ultra violet dan sinar infra red.
Spektrum cahaya Infra merah berada antara cahaya terlihat dan cahaya
gelombang pendek (microwave) seperti ditunjukkan pada gambar 3.2.
Dan
sumber utama dari cahaya infra merah adalah panas atau radiasi termal.
Gambar 3.2 Spektrum cahaya
Setiap benda yang memiliki temperatur diatas 0˚K (-273˚C) akan
menghasilkan cahaya infra merah, termasuk benda-benda yang kita anggap
dingin seperti es, makin hangat suatu benda maka makin besar radiasi sinar infra
merahnya.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
3.2.1
Kamera Infra Merah
Sinar infra merah yang datang ke kamera akan difokuskan oleh susunan
optik dan diteruskan ke detektor infra merah. Sinar Infra merah dari detektor
akan diteruskan ke sensor elektronik yang kemudian akan merubahnya menjadi
gambar infra merah (thermal imaging). Dan gambar infra merah ini kemudian
ditampilkan pada layar LCD yang bisa dilihat oleh mata manusia.
Sedangkan Infra red Thermography adalah suatu teknologi untuk
merubah gambar infra merah menjadi besaran radiometric yang memungkinkan
kita untuk membaca suhu setiap titik pada gambar.
3.2.2
Keuntungan Menggunakan Kamera Infra Merah
Kamera infra merah bisa mengambil titik-titik temperatur hingga 307.000
titik setiap kali pengukuran, tergantung resolusi dari kameranya. Sehingga tidak
akan ada titik yang tidak terdeteksi. Bandingkan jika kita menggunakan
termometer infra merah biasa, maka hanya akan didapatkan satu titik suhu per
kali pengukuran.
Titik panas yang memiliki temperatur diatas normal mengindikasikan
adanya suatu masalah. Masalah itu bisa saja merupakan tanda-tanda dari
kerusakan
sekaligus
juga
tingkat
kerusakannya,
atau
hanya
sekedar
penyimpangan yang jika dibiarkan akan menimbulkan kegagalan pada
komponen peralatan.
Keuntungan
lain
dari
kamera
infra
merah
adalah
kecepatan
pengukurannya dengan tingkat akurasi yang tinggi. Dibutuhkan waktu hanya
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
beberapa menit untuk melakukan pengukuran dengan penggunaan alat yang
mudah.
3.2.3
Jenis Kamera Infra Merah
Jenis kamera infra merah yang digunakan dalam audit kelistrikan di Bank
Permata adalah FLIR tipe T seri 335. Kamera merek FLIR dibuat oleh pabrikan
Belanda dan merupakan salah satu dari dua merk kamera infra merah paling
terkenal didunia, yang lainnya adalah FLUKE dari Amerika.
Gambar dari
Kamera FLIR T seri 335 bisa dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Kamera Infra Merah FLIR T-335
3.2.4
Variabel Pengukuran
Beberapa variabel yang umum digunakan dalam membaca gambar hasil
bidikan kamera infra merah adalah sebagai berikut:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19

Maksimum Temperatur: adalah temperatur paling tinggi yang terdeteksi
pada subjek pengukuran, misalnya panel listrik.

Minimum Temperatur: adalah temperature paling rendah yang terdeteksi
pada subyek pengukuran, misalnya panel listrik.

Emissivity: adalah karakteristik suatu benda yang berhubungan dengan
kemampuannya
untuk memancarkan energi panas.
Setiap benda
mempunya angka emissivity yang berbeda-beda, karena angka variable ini
ditentukan oleh jenis material penyusunnya. Besaran Emissivity bisa
dirubah-rubah pada kamera infra merah. Karena Panel listrik terdiri dari
kabel dan mcb yang terbuat dari plastik, maka angka emissivity yang dipilih
adalah 0.95 (sesuai untuk plastik)

RAT (Reflected Apparent Temperature): adalah besarnya temperature dari
benda-benda yang memantulkan sinar infra merah. Pada panel benda yang
memantulkan sinar infra merah adalah alumunium yang digunakan sebagai
kotak pelindung Panel listrik.

Distance: adalah besarnya jarak antara kamera dan objek pengukuran pada
saat pengambilan gambar.

Relative Humidity: adalah kelembaban relatif dari udara disekitar objek
pengukuran.

Atmospheric Temperature: temperatur udara di sekitar objek pengukuran.

Temperature Rating: selisih antara temperatur tertinggi dan terendah.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
20
3.3
Thermography
Thermography atau thermal imaging adalah suatu teknik dimana
energi infra merah yang tidak terlihat secara kasat mata, dipancarkan oleh objek
kemudian
diubah
menjadi
gambar
panas
secara
visual.
Infra
red
Thermography dapat dianggap sebagai pemetaan panas tanpa sentuhan dan
analisa pola panas pada permukaan objek.
Peralatan Audit Infra red Thermography merupakan kamera yang
berfungsi untuk mengukur temperatur benda untuk mendeteksi adanya problem
atau masalah, seperti pada sambungan kabel instalasi listrik, dinding boiler, pipapipa uap panas, kebocoran dari area HVAC dengan menampilkan gambar infra
merah dari benda yang diukur yang mencantumkan besar nilai temperaturnya,
yang akan langsung tersimpan pada memori eksternal yang ada pada alat
tersebut.
Berikut merupakan gambar dari alat kamera thermography :
(a)
(b)
Gambar 3.4 Tampak depan alat Thermography (a) Tampak samping alat Thermography (b)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
21
Berikut merupakan proses dan hasil pengambilan gambar dari alat kamera
thermography:
(a)
(b)
Gambar 3.5 Proses pengambilan gambar (a) Hasil gambar (b)
3.3.1
Kegunaan Thermography
Thermography juga dapat digunakan sebagai cara untuk menginspeksi
peralatan listrik atau mekanis untuk menentukan ketidaknormalan fungsi dengan
memperoleh pola panasnya. Metode Inspeksi ini didasarkan pada kenyataan
sebagian besar komponen di dalam suatu sistem yang akan menunjukkan
kenaikan atau penurunan temperatur jika terjadi malfungsi.
Peningkatan temperatur dalam rangkaian listrik mungkin disebabkan oleh
koneksi
kendor atau
sekring
yang mengalami
beban lebih.
Dengan
Thermography kita dapat mengamati pola panas pada saat komponen sistem
beroperasi, kerusakan atau gangguan dapat dilokalisir dan keparahannya dapat
http://digilib.mercubuana.ac.id/
22
langsung dievaluasi. Kontak secara fisik terhadap sistem tidak lagi diperlukan,
inspeksi dengan Thermography dapat dilakukan dalam kondisi beroperasi penuh
tanpa menghasilkan kerugian operasi atau menghentikan operasi tersebut.
3.3.2
Aplikasi Teknologi Infra Merah untuk Gedung/Bangunan
a.
Untuk mengetahui kondisi thermal insulation of wall
b.
Untuk mengetahui kondisi thermal insulation of surface
c.
Untuk mengetahui titik-titik losses dan Air Conditioning
d.
Untuk mengetahui titik-titik terjadi Thermal Bridges
e.
Untuk mengetahui kondisi lembab dan moisture penetrations
f.
Untuk mengetahui kondisi baik atau kerusakan water proofing
g.
Untuk mendeteksi seluruh kondisi electrical equipments, losses energi
listrik, life time material dan titik potensial terjadinya kebakaran
h.
Untuk mendeteksi seluruh kondisi mechanical equipments seperti pompa,
genset, chiller/AHU, plumbing, lift, escalator dll.
i.
Untuk building diagnostic:
-
Diagnosa
pembungkus/pengamanan
suatu
bangunan
dengan
mengukur panas/dingin yang hilang.
-
Mendeteksi adanya celah-celah pada penyekat.
-
Mendeteksi
kondisi
kantung
air
dibawah membrane atap
menentukan luas area water proofing yang rusak.
-
Menganalisa/monitor losses dan efisiensi HVAC sistem.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
dan
23
-
Mendiagnosa area kerusakan atap yang diakibatkan oleh air secara
cepat dan akurat.
3.3.3
-
Menentukan penggantian water proofing.
-
Untuk data kebenaran masalah.
Keuntungan
Investigasi
dengan
Infra
Merah
Thermal
Imaging
Radiometers
a.
Dapat menunjukan kelemahan dan kehandalan peralatan/sistem.
b.
Dapat mengetahui/memprediksi kondisi dini kerusakan yang akan terjadi
pada peralatan.
c.
Dapat melihat kondisi peralatan yang tidak dapat diraba dan dilihat oleh
mata manusia.
d.
Sangat membantu para teknisi maintenance untuk menentukan prioritas
perbaikan suatu peralatan/instalasi.
e.
Dari hasil data investigasi infra merah maka dapat dibuat perencanaan
waktu perbaikan, penggantian suku cadang, overhoule dan jumlah teknisi
yang dibutuhkan untuk perbaikan.
f.
Akan menghasilkan suatu sistem perawatan/perbaikan yang lebih tepat dan
terarah.
g.
Dapat memperkecil timbulnya kerusakan dan kerugian serta bahaya
kebakaran yang disebabkan oleh kondisi peralatan/instalasi yang tidak
sesuai dengan standar teknik dan keselamatan, dan peralatan yang rusak
serta harus sudah diganti.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
24
h.
Dapat membantu menekan loss energi listrik yang timbul sebagai akibat
kebocoran daya listrik pada sambungan antara peralatan, penghantar dan
rangkaian listrik.
i.
Dapat menciptakan rasa aman kepada pemakai peralatan/instalasi dan
pengelola gedungkarena kehandalan peralatan/instalasi sudah diketahui
dengan pasti.
j.
Menaikkan waktu produksi, menurunkan down time, meningkatkan
efisiensi perawatan, meningkatkan life time peralatan dan keselamatan.
k.
Dapat memprediksi gejala dini dan titik potensial yang akan menyebabkan
terjadinya kebakaran yang ditimbulkan oleh peralatan/instalasi listrik.
l.
Meningkatkan
mutu
penampilan/citra
perusahaan
pada
pemakai
jasa/konsumen.
3.4
Dasar Teori Audit Elektrikal
3.4.1
Perhitungan Daya
P
= Daya Guna (Watt)
S
= Daya Semu/Daya Pembangkit (KVA)
Q
= Daya Reaktif (KVAR)
Φ
= Sudut fasa (Derajat)
Gambar 3.6 Segitiga Daya
http://digilib.mercubuana.ac.id/
25
3.4.2
Daya Guna (P)
Daya guna adalah daya yang benar-benar terpakai oleh konsumen dan terukur
pada kWH meter.
Untuk menghitung daya guna satu fasa dapat menggunakan rumus:
P1 = Vp x I x Cos θ .......................................................................................... (3.1)
Untuk menghitung daya guna tiga fasa dapat menggunakan rumus:
P3 = √3 x VL x Cos θ ....................................................................................... (3.2)
Dari rumus 3.1 dan 3.2 maka:
P3Φ = P1Φ ...................................................................................................... (3.3)
Dimana:
P
= Daya Guna (Watt)
Vp = Tegangan fasa (220 Volt)
VL = Tegangan L-L (380 Volt)
I
= Arus listrik (Ampere)
Cos θ = Faktor Daya
3.4.3
Daya Semu (S)
Daya Semu adalah daya yang ditanggung oleh pembangkit listrik yang
dipengaruhi oleh pemakaian daya konsumen dan kondisi faktor daya pada
jaringan listrik.
Untuk menghitung daya semu satu fasa dapat ditentukan dengan rumus :
S1 = Vp x I ........................................................................................................ (3.4)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
26
Untuk menghitung daya semu tiga fasa dapat ditentukan dengan rumus :
S3 = √3 x VL x I ............................................................................................... (3.5)
Dimana:
S = Daya Semu (KVA)
Vp = Tegangan fase (220 Volt)
VL = Tegangan L – L (380 Volt)
I
3.4.5
= Arus Listrik (Ampere)
Daya Reaktif (Q)
Daya Reaktif adalah daya yang timbul akibat faktor daya rendah atau jelek.
Daya reaktif ini merupakan kerugian dan harus di minimalis dengan
menggunakan kapasitor bank.
Untuk menghitung daya reaktif satu fasa dapat menggunakan rumus:
Q1 = P1 x Tan θ ................................................................................................ (3.5)
Untuk menghitung daya reaktif satu fasa dapat menggunakan rumus:
Q3 = P3 x Tan θ ................................................................................................ (3.6)
Dimana:
Q
= Daya Reaktif (KVAR)
P
= Daya Guna (KW)
Tan θ = Tangen sudut fasa
Untuk perhitungan kapasitor bank bisa menggunakan rumus:
Q = P x 0,8 ....................................................................................................... (3.7)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
27
3.4.6
Perbaikan Faktor Daya Dengan Kapasitor Bank
Q = P x K ........................................................................................................ (3.8)
Dimana :
Q = Besarnya kapasitor bank untuk kompensasi beban reaktif (KVAR)
P = Total daya aktual (KW)
K = Faktor pengali perbaikan faktor daya
3.4.7
Perhitungan Faktor Daya
Faktor daya atau Cos θ adalah benda sudut fasa tegangan dan arus listrik.
Pengeseran sudut fasa ini disebabkan karena perubahan beban dan sifat beban
itu sendiri. Sifat beban ada yang induktif (Trafo, Balast, UPS, Drive) dan
kapasitif (Kapasitor)
Gambar 3.7 Pergeseran sudut fasa
Untuk mengetahui faktor daya adalah dengan metode pengukuran langsung,
dengan asumsi atau dengan menggunakan rekening listrik.
Faktor daya atau Cos θ idealnya mendekati 1. PLN membatasi nilai minimum
faktor daya adalah 0,85. Jika kurang dari nilai tersebut maka konsumen didenda
untuk membayar biaya kVARH atau biaya beban reaktif.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
28
3.4.8
Perhitungan Kapasitor Bank
Cara menghitung kapasitor bank adalah:
KVAR = P x K ................................................................................................ (3.9)
Dimana:
KVAR = Daya reaktif (KVAR)
P
= Daya terukur atau actual load (KW)
K
= Faktor pengali perbaikan cos θ
http://digilib.mercubuana.ac.id/