Smt 5 – Sistem Tenaga – Praktikum Perencanaan dan Instalasi Listrik

INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
MODUL I
KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK
1.1
Pendahuluan
Terdapat tiga macam sifat-sifat beban listrik yaitu resistif, induktif dan kapasitif. Di
dalam rangkaian listrik arus bolak – balik, terdapat tiga buah daya listrik yang
diserap oleh beban, yaitu daya nyata P , daya reaktif Q , dan daya semu S .
Apabila terdapat arus yang mengalir pada beban listrik sebesar I (A) dan besarnya
tegangan adalah V (Volt), maka besarnya daya semu S (VA) yang dibutuhkan
oleh beban listrik tersebut adalah :
S = VI
(1.1)
Sedangkan daya real
P (Watt) yang digunakan, dirumuskan sebagai :
P = S cos ϕ = VI cos ϕ
(1.2)
Sehingga :
cos ϕ = pf =
P
S
(1.3)
P
S
ϕ = cos −1  
(1.4)
cos ϕ adalah faktor daya (power factor, pf ). Untuk beban yang bersifat
induktif, pf lagging di mana arusnya tertinggal dari tegangannya. Dan untuk
beban yang bersifat kapasitif, pf
leading di mana arusnya mendahului
Di mana
tegangannya.
ϕ
disebut sudut daya listrik, yang merupakan sudut antara daya
aktif dan daya semu juga merupakan sudut antara tegangan dan arus listrik.
Dan besarnya daya reaktif
Q (KVAR) adalah :
Q = S sin ϕ = VI sin ϕ
(1.5)
Hubungan daya beban listrik digambarkan sebagai segitiga daya sebagai berikut :
S
Q
ϕ
P
Gambar 1.1 Segitiga Daya
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
1
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1.2
Percobaan 1
Karakteristik Beban Resistif
1.2.1 Dasar Teori
Beban listrik yang bersifat resistif sering dijumpai dan digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Salah satu contoh penggunaan beban listrik yang bersifat resistif
adalah lampu pijar (dop). Lampu pijar sebagai beban listrik, akan menyerap arus
listrik dan mengubah semua energi listrik yang didapatkannya menjadi energi
cahaya dan energi panas semuanya. Contoh lain penggunaan beban listrik ang
bersifat resistif adalah pemanas (heater), seterika listrik, kompor listrik, di mana
beban listrik tersebut akan mengubah semua energi listrik yang diterimanya
menjadi energi panas.
Energi cahaya dan energi panas yang dihasilkan oleh beban listrik yang bersifat
resistif merupakan energi nyata (real), sehingga beban jenis ini hanya mempunyai
daya nyata P .
P = VI cos ϕ
(1.6)
Karena hanya mempunyai daya real
P , maka :
Q=0
(1.7)
Sehingga,
S=P
(1.8)
Karena nilai daya aktif
P sama dengan daya semu S , maka faktor daya pf dari
beban resistif mempunyai nilai 1, di mana :
pf = cos ϕ =
Dan sudut daya
ϕ
P
=1
S
mempunyai nilai nol,
(1.9)
ϕ =0
S=P
Gambar 1.2 Segitiga Daya Beban Resistif
1.2.2. Tujuan Percobaan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
2
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang
bersifat resistif
2. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pengaruh beban resistif terhadap
daya listrik
3. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pengaruh beban resistif terhadap
faktor daya listrik
4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya dari beban resistif
1.2.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
Multimeter digital
Clamp Meter
Lampu pijar
Kotak hubung
Kabel penguhubung
:
:
:
:
:
1 buah
1 buah
6 buah
secukupnya
secukupnya
1.2.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Beban
lampu
pijar
Sumber
Teg. AC
+
+
input
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 1.3 Rangkaian percobaan karakteristik beban resistif
1.2.5. Langkah Kerja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Siapkan semua peralatan yang digunakan
Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan
Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V
Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.1.
Tambahkan beban lampu pijar sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.1.
Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
1.2.6. Hasil Percobaan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
3
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Tabel 1.1 Hasil percobaan karakteristik beban resistif
No
Beban
V
(Volt)
I
(Ampere)
P
(Watt)
cos ϕ
1
2
3
4
5
6
1.2.7. Perhitungan


Daya kompleks S
Daya reaktif Q

cos
ϕ
1.2.8. Grafik

Perubahan arus terhadap daya dan faktor daya :
P = f (I ) ; S = f (I ) ; Q = f (I ) ; cos ϕ = f ( I )

Perubahan faktor daya terhadap daya listrik
P = f (cos ϕ ) ; Q = f (cos ϕ ) ; S = f (cos ϕ )

Diagram segitiga daya
1.3.
Percobaan 2
Karakteristik Beban Induktif
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
4
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1.3.1 Dasar Teori
Beban listrik yang bersifat induktif antara lain adalah transformator, balas dari
lampu TL, motor induksi satu fasa maupun tiga fasa yang biasa digunakan untuk
menggerakkan kipas angin, pompa air, lift, eskalator, kompresor, konveyor dan
lain-lain. Seperti beban listrik yang bersifat resistif yang menghasilkan panas
sebagai wujud dari daya nyata (real), beban – beban listrik yang bersifat induktif
juga menyerap daya reaktif yang bersifat imajiner (tak tampak) yang digunakan
untuk menghasilkan medan magnet.
Karena selain energi panas yang dihasilkan oleh beban listrik yang bersifat induktif,
maka daya kompleks S terdiri dari dua yaitu daya real (aktif) P dan daya reaktif
Q , di mana :
S = P + jQ
(1.10)
P = S cos ϕ = VI cos ϕ
(1.11)
Q = S sin ϕ = VI sin ϕ
(1.12)
Beban listrik yang bersifat induktif mempunyai arus listrik yang tertingal dari
tegangannya, karena sifat beban induktif yang menyimpan arus listrik, sehingga
nilai faktor daya pf dari beban induktif adalah tertinggal atau disebut lagging
(lag), di mana :
pf = cos ϕ =
P
S
(1.13)
Dan sudut daya nya bernilai positif, di mana
P
S
ϕ = cos −1  
(1.14)
S
Q
ϕ
P
Gambar 1.4 Segitiga Daya Beban Induktif
1.3.2. Tujuan Percobaan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
5
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang
bersifat induktif
2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban induktif terhadap
daya listrik
3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban induktif terhadap
faktor daya
4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya untuk beban induktif
1.3.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
Multimeter digital
Clamp meter
Lampu TL
Kotak hubung
Kabel penguhubung
:
:
:
:
:
1 buah
1 buah
6 buah
secukupnya
secukupnya
1.3.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Beban
lampu
TL
Sumber
Teg. AC
+
+
input
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 1.5 Rangkaian percobaan karakteristik beban induktif
1.3.5. Langkah Kerja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Siapkan semua peralatan yang digunakan
Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan
Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V
Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.2.
Tambahkan beban lampu TL sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.2.
Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
1.3.6. Hasil Percobaan
Tabel 1.2 Hasil percobaan karakteristik beban induktif
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
6
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
No
Beban
V
(Volt)
I
(Ampere)
P
(Watt)
cos ϕ
1
2
3
4
5
6
1.3.7. Perhitungan


Daya kompleks
Daya reaktif Q

cos
S
ϕ
1.3.8. Grafik

Perubahan arus terhadap daya dan faktor daya :
P = f (I ) ; S = f (I ) ; Q = f (I ) ; cos ϕ = f ( I )

Perubahan faktor daya terhadap daya listrik
P = f (cos ϕ ) ; Q = f (cos ϕ ) ; S = f (cos ϕ )

Diagram segitiga daya
1.4.
Percobaan 3
Karakteristik Beban Kapasitif
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
7
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1.4.1 Dasar Teori
Beberapa contoh beban listrik yang bersifat kapasitif antara lainkapasitor dan motor
sinkron. Fungsi dari kapasitor dan motor sinkron di dalam sistem tenaga listrik
adalah sebagai reaktor, penyimpan tegangan, dan untuk perbaikan faktor daya.
Seperti beban listrik yang bersifat induktif, beban – beban listrik yang bersifat
kapasitif juga menyerap daya aktif dan daya reaktif yang bersifat imajiner (tak
tampak), di mana daya reaktif ini digunakan untuk menghasilkan medan listrik.
Daya kompleks S untuk beban kapasitif terdiri dari dua yaitu daya real (aktif)
dan daya reaktif Q , di mana :
P
S = P − jQ
(1.15)
P = S cos ϕ = VI cos ϕ
(1.16)
Q = S sin ϕ = VI sin ϕ
(1.17)
Beban listrik yang bersifat kapasitif mempunyai tegangan yang tertingal dari arus
listrikya, karena sifat beban kapasitif yang menyimpan tegangan, sehingga nilai
faktor daya pf dari beban kapasitif adalah mendahului atau disebut leading (lead),
di mana :
pf = cos ϕ =
P
S
(1.18)
Namun sudut daya nya bernilai negatif, di mana
P
S
ϕ = cos −1  
(1.19)
P
ϕ
Q
S
Gambar 1.6 Segitiga Daya Beban Induktif
1.4.2. Tujuan Percobaan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
8
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang
bersifat kapasitif
2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban kapasitif terhadap
daya listrik
3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban kapasitif terhadap
faktor daya
4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya untuk beban kapasitif
1.4.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Multimeter digital
Clamp meter
Kapasitor
Lampu Pijar
Kotak hubung
Kabel penguhubung
:
:
:
:
:
:
1 buah
1 buah
6 buah
1 buah
secukupnya
secukupnya
1.4.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Beban
lampu
pijar
Sumber
Teg. AC
Beban
Kapasitor
+
+
input
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 1.7 Rangkaian percobaan karakteristik beban kapasitif
1.4.5. Langkah Kerja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Siapkan semua peralatan yang digunakan
Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan
Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V
Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.3.
Tambahkan beban kapasitor sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.3.
Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
1.4.6. Hasil Percobaan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
9
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Tabel 1.3 Hasil percobaan karakteristik beban kapasitif
No
Beban
V
(Volt)
I
(Ampere)
P
(Watt)
cos ϕ
1
2
3
4
5
6
1.4.7.
Perhitungan


Daya kompleks S
Daya reaktif Q

cos
ϕ
1.4.8. Grafik

Perubahan arus terhadap daya dan faktor daya :
P = f (I ) ; S = f (I ) ; Q = f (I ) ; cos ϕ = f ( I )

Perubahan faktor daya terhadap daya listrik
P = f (cos ϕ ) ; Q = f (cos ϕ ) ; S = f (cos ϕ )

Diagram segitiga daya
1.5.
Percobaan 4
Perbaikan Faktor Daya
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
10
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1.5.1. Dasar Teori
Di dalam metode perbaikan faktor daya, daya nyata (real) atau daya aktif sebelum
dan sesudah perbaikan faktor daya mempunyai nilai yang tetap, di mana :
P1 = P2 = P
(1.20)
Daya kompleks sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya adalah :
S1 =
P1
P
=
cos ϕ1 cos ϕ1
dan
S2 =
P2
P
=
cos ϕ 2 cos ϕ 2
(1.21)
Daya reaktif sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya adalah :
P
sin ϕ1 = P tan ϕ1
cos ϕ1
P
= S 2 sin ϕ 2 =
sin ϕ 2 = P tan ϕ 2
cos ϕ 2
QL 1 = S1 sin ϕ1 =
(1.22)
QL 2
(1.23)
Selisih nilai daya reaktif karena perbaikan faktor daya :
QC = QL1 − QL 2 = P tan ϕ1 − P tan ϕ 2 = P(tan ϕ1 − tan ϕ 2 )
(1.24)
QL1
QC
S1
ϕ1
S2
QL 2
ϕ2
P
Gambar 1.8 Perbaikan faktor daya
Nilai reaktansi kapasitif
XC dari kapasitor yang dipasang adalah :
V
V2
XC =
=
QC P(tan ϕ1 − tan ϕ 2 )
2
(1.25)
Nilai kapasitansi dari kapasitor yang dipasang adalah :
C=
P(tan ϕ1 − tan ϕ 2 )
1
=
2πfXC
2πfV 2
(1.26)
1.5.2. Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa dapat memahami cara untuk memperbaiki faktor daya
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
11
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2. Mahasiawa dapat menentukan besarnya nilai kapasitor untuk perbaikan faktor
daya
1.5.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Multimeter digital
Clamp meter
Kapasitor
Lampu TL
Kotak hubung
Kabel penguhubung
:
:
:
:
:
:
1 buah
1 buah
6 buah
secukupnya
secukupnya
secukupnya
1.5.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Beban
lampu
TL
Sumber
Teg. AC
Beban
Kapasitor
+
+
input
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 1.5 Rangkaian percobaan perbaikan faktor daya
1.5.5. Langkah Kerja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Siapkan semua peralatan yang digunakan
Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan
Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V
Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.4.
Tambahkan beban kapasitor sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.4.
Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum
1.5.6. Hasil Percobaan
Tabel 1.4 Hasil percobaan perbaikan faktor daya
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
12
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
No
Beban
V
(Volt)
I
(Ampere)
P
(Watt)
cos ϕ
1
2
3
4
5
6
1.5.7. Perhitungan

S setiap perubahan
Daya reaktif Q L dan QC setiap perubahan

cos

Nilai kapasitansi setiap perubahan

Daya kompleks
ϕ
setiap perubahan
1.5.8. Grafik

Perubahan arus terhadap daya dan faktor daya :
P = f (I ) ; S = f (I ) ; Q = f (I ) ; cos ϕ = f ( I )

Perubahan faktor daya terhadap daya listrik
P = f (cos ϕ ) ; Q = f (cos ϕ ) ; S = f (cos ϕ )

Diagram segitiga daya
MODUL II
ILLUMINASI
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
13
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2.1.
Pendahuluan
Illuminasi atau penerangan sangat dibutuhkan oleh manusia untuk mengenali suatu
objek secara visual. Organ tubuh yang mempengaruhi penglihatan, yaitu mata,
syaraf dan pusat syaraf penglihatan di otak. Pada banyak industri, penerangan
mempunyai pengaruh terhadap kualitas produk. Kuat penerangan baik yang tinggi,
rendah, maupun yang menyilaukan berpengaruh terhadap kelelahan mata maupun
ketegangan syaraf. Untuk memperoleh kualitas penerangan yang optimal IES
(Illumination EngineeringSociety) menetapkan standar kuat penerangan untuk
ruangan.
Cahaya adalah suatu gejala fisis. Suatu sumber cahaya memancarkan energi.
Sebagian dari energi ini diubah menjadi cahaya tampak. Perambatan cahaya di
ruang bebas dilakukan oleh gelombang-gelombang elektromanetik. Jadi cahaya
merupakan suatu gejala getaran. Gejala-gejala geteran sejenis dengan cahaya
adalah gelombang-gelombang panas, radio, televisi, radar dan sebagainya.
Gelombang-gelombang tersebut hanya berbeda frekuensinya saja.
Silau disebabkan cahaya berlebihan yang langsung dari sumber cahaya atau hasil
pantulan ke arah mata pengamat. Silau berpengaruh terhadap mata, yaitu
ketidakmampuan mata merespon cahaya dengan baik, atau menyebabkan
perasaan tidak nyaman, karena manik mata harus memicing disebabkan kontras
yang berlebihan.
IES mendefinisikan cahaya sebagai pancaran energi yang dapat dievaluasi secara
visual. Secara sederhana, cahaya adalah bentuk energi yang memungkinkan
makhluk hidup dapat mengenali sekelilingnya dengan mata. Hubungan kecepatan
cahaya ( v ) dalam km/dt, dengan panjang gelombang ( λ ) dalam m dan frekuensi
dalam Hz adalah :
λ=
v
f
( 2.1 )
Kecepatan rambat v gelombang-gelombang elektromagentik di ruang bebas sama
dengan 3.105 km per detik.
Untuk lebih memahami tentang teknik illuminasi (penerangan), diperlukan suatu
pengertian dan pemahaman terlebih dahulu mengenai definisi-definisi yang relevan
tentang sudut ruang ( ω ), energi cahaya ( Q ), arus cahaya ( Φ ), intensitas cahaya
~
( I ), intensitas (kuat) penerangan ( E ), luminansi ( L ), dan beberapa faktor
penerangan lainnya. Besaran penerangan yang sering dikacaukan pemahamannya
adalah illuminasi (kuat penerangan) dan luminansi. Walaupun satuannya sama
yang membedakan keduanya adalah kuat penerangan sebagai besaran penerangan
yang dihasilkan oleh sumber penerangan, sedangkan luminansi merupakan kuat
penerangan yang sudah dipengaruhi oleh faktor lain.
2.2.
Percobaan 1
Arus Cahaya Pada Lampu Penerangan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
14
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2.2.1. Dasar Teori
Arus cahaya adalah aliran rata – rata energi cahaya yang dipancarkan oleh sebuah
lampu penerangan. Arus cahaya disebut juga fluks cahaya. Arus cahaya
didefinisikan sebagai jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber
cahaya setiap detiknya.
Besarnya arus cahaya dinyatakan dengan satuan lumen (lm), di mana :
Φ=
Dengan
Q
t
(2.2)
Φ
Q
t
:
:
Arus cahaya (lumen,lm)
Energi cahaya (lm.detik)
:
Detik
Setiap lampu penerangan mempunyai nilai efikesi, yaitu besarnya arus cahaya
yang dihasilkan oleh sebuah lampu penerangan dalam setiap watt nya, di mana :
efikesi =
Dengan
Φ
P
efikesi :
:
Φ
:
P
(2.3)
(lumen/watt)
Arus cahaya (lm)
watt
Energi cahaya disebut juga kuantitas cahaya
Q merupakan produk radiasi visual
pada rentang waktu tertentu, dinyatakan dengan :
Q = ∫ Φ .t .dt
(2.4)
2.2.2. Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh perubahan tegangan
terhadap arus cahaya pada sebuah lampu penerangan
2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh perubahan arus listrik
terhadap arus cahaya pada sebuah lampu penerangan
3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh daya listrik terhadap arus
cahaya pada lampu penerangan
2.2.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
Sumber tegangan AC variabel (autotrafo)
Lampu Pijar
Kabel Penguhubung
Multimeter
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
15
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2.2.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Sumber
Teg. AC
Variabel
Beban
lampu
pijar
+
+
input
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 2.1 Rangkaian percobaan arus cahaya pada lampu penerangan
2.2.5. Hasil Percobaan
Tabel 2.1 Hasil percobaan arus cahaya pada lampu penerangan
No
V
I
P
Ket. :
(Ampere)
(Watt)
(Volt)
Efikesi lampu =
1
lm/Watt
2
3
4
5
6
2.2.6. Perhitungan
•
Arus cahaya
Φ
2.2.7. Grafik
Φ = f (V ) ; Φ = f (I ) ; Φ = f (P)
2.3.
Percobaan 2
Intensitas Cahaya
2.3.1. Dasar Teori
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
16
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Kawat tahanan yang dialiri arus listrik akan berpijar dan memancarkan cahaya.
Sebuah sumber cahaya akan memancarkan energi cahaya ke semua arah. Tetapi
energi radiasinya tidak merata. Jumlah energi radiasi yang dipancarkan sebagai
cahaya ke suatu arah tertentu disebut Intensitas Cahaya.
Intensitas cahaya diukur dalam satuan candela (cd). Istilah candela berasal dari
kata candle yang berarti lilin, yang merupakan satuan tertua pada teknik
penerangan, dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar. Foto meter standar
primer merupakan black body radiasi yang intinya terbuat dari platina dan thorium
osida, dan intensitas cahaya diukur pada temperatur platina (2042 K).
Apabila sebuah sumber cahaya ditempatkan di titik pusat dalam ruangan berbentuk
bola yang mempunyai jari-jari 1 meter, maka sumber cahaya tersebut akan
memancarkan 1 candela (cd) ke setiap arah. Sehingga permukaan bola akan
mendapatkan penerangan yang merata.
Intensitas cahaya didefinisikan sebagai fluks cahaya per satuan sudut ruang yang
dipancarkan ke suatu arah tertentu, di mana :
~
I=
Dengan
Φ
(2.5)
ω
~
I
Φ
ω
:
:
:
Intensitas cahaya (cd)
Fluks cahaya (lm)
sudut ruang (steradian,sr)
Sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam bola, dilingkupi oleh 4π
steradian, sehingga sumber tersebut memancarkan fluks cahaya sebesar :
~
~
Φ = ω I = 4π I
(2.6)
2.3.2. Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang intensitas cahaya pada
sebuah lampu penerangan
2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami hubungan antara intensitas cahaya
dan arus cahaya pada lampu penerangan
2.3.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
Sumber tegangan AC variabel (autotrafo)
Lampu Pijar
Kabel Penguhubung
Lux Meter
Multimeter
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
17
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2.3.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Luxmeter
Sumber
Teg. AC
Variabel
Beban
lampu
pijar
h
+
input
+
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 2.2 Rangkaian percobaan Intensitas cahaya pada lampu penerangan
2.3.5. Hasil Percobaan
Tabel 2.2 Hasil percobaan Intensitas cahaya
~
No
V
(Volt)
I
P
(watt)
(cd)
Ket. :
Jarak pengukuran = 1 m
Efikesi lampu
=
lm/watt
1
2
3
4
5
6
2.3.6. Perhitungan
•
•
Arus cahaya Φ
Hitung efikesi lampu sesungguhnya
2.3.7. Grafik
I = f (V ) ; I = f ( P ) ; I = f (Φ )
~
2.4.
~
~
Percobaan 3
Intensitas Penerangan
2.4.1. Dasar Teori
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
18
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Intensitas (kuat) penerangan atau illuminasi adalah pernyataan kuantitatif arus
(fluks) cahaya yang jatuh pada permukaan suatu bidang. Intensitas penerangan
dilambangkan dengan E , dan di ukur dengan satuan lux (lx), di mana :
E=
Φ
A
Dengan
(2.7)
:
:
:
E
Φ
A
Intensitas penerangan (lx)
Fluks cahaya (lm)
luas permukaan bidang (m2)
Apabila sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam ruangan berbentuk
bola, maka luas permukaan bola adalah 4πr = ωr ( r = jari-jari bola). Karena
penyebaran cahaya meruang seluas permukaan bola, maka persamaan 2.7.
menjadi :
2
E=
Φ
ωr 2
2
(2.8)
Dengan memasukkan persamaan 2.6. ke dalam persamaan 2.8, maka intensitas
penerangan menjadi :
~
~
ωI
I
E= 2 = 2
ωr
r
(2.9)
Dengan menganggap sumber penerangan sebagai titik yang jaraknya h meter dari
bidang penerangan, sehingga jarak h tegak lurus dengan titik penerangan, di
mana h sama jari-jari r , maka :
~
I
E= 2
h
(2.10)
2.4.2. Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang intensitas penerangan atau
illuminasi
2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang jarak penerangan terhadaap
illuminasi
2.4.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
Sumber tegangan AC variabel (autotrafo)
Lampu Pijar
Kabel Penguhubung
Lux Meter
Multimeter
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
19
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2.4.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Luxmeter
Sumber
Teg. AC
Variabel
Beban
lampu
pijar
h
+
input
+
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 2.2 Rangkaian percobaan Intensitas cahaya pada lampu penerangan
2.4.5. Hasil Percobaan
Tabel 2.3 Hasil percobaan Intensitas cahaya
~
No
h
E
(lux)
(m)
I
(cd)
Ket. :
Tegangan lampu =
Efikesi lampu
=
volt
lm/watt
1
2
3
4
5
6
2.4.6. Perhitungan
•
•
Intensitas cahaya
Arus cahaya Φ
~
I
2.4.7. Grafik
E = f (h ) ; I = f ( h ) ; Φ = f (h )
~
2.5.
Percobaan 4
Sudut Penerangan
2.5.1. Dasar Teori
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
20
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Apabila h adalah jarak tegak lurus sumber penerangan (titik X) dengan bidang
penerangan di titik P, r adalah jarak antara sumber penerangan dengan titik Q, di
mana keduanya membentuk sudut α , dan l adalah jarak antara P dan Q, seperti
pada gambar berikut ini :
X
Kuat penerangan di titik P adalah :
~
I
EP = 2
h
α
Kuat penerangan di titik Q adalah :
r
h
(2.11)
~
~
I
I
EQ = 2 = 2 2
r
h +l
P
(2.12)
Q
l
Gambar 2.4. Sudut penerangan
Bila
r=
h
cos α
(2.13)
Dapat di formulasikan kuat penerangan sepanjang bidang P – Q adalah :
~
I
E = 2 cos 2 α
h
(2.14)
2.5.2. Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa
penerangan
2. Mahasiswa
penerangan
dapat mengerti dan memahami
terhadap intensitas cahaya
dapat mengerti dan memahami
terhadap kuat penerangan
tentang
perubahan
sudut
tentang
perubahan
sudut
2.5.3. Peralatan Yang Digunakan
1.
2.
3.
4.
5.
Sumber tegangan AC variabel (autotrafo)
Lampu Pijar
Kabel Penguhubung
Lux Meter
Multimeter
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
21
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
2.5.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Sumber
Teg. AC
h
Beban
lampu
pijar
α
l
Luxmeter
+
+
input
output
MULTIMETER DIGITAL
Gambar 2.5 Rangkaian percobaan Intensitas cahaya pada lampu penerangan
2.5.5. Hasil Percobaan
Tabel 2.4 Hasil percobaan Intensitas cahaya
No
l
r
α
(m)
(m)
E
(lux)
1
~
I
(lm)
Ket. :
Tegangan lampu =
Efikesi lampu
=
Tinggi h
=
volt
lm/watt
m
2
3
4
5
6
2.5.6. Perhitungan
•
•
Intensitas cahaya
Arus cahaya Φ
~
I
2.4.7. Grafik
E = f (α ) ; I = f (α ) ; Φ = f (α )
~
MODUL III
INSTALASI PENERANGAN
3.1.
Pendahuluan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
22
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Untuk pemasangan suatu instalasi listrik, harus terlebih dahulu dibuat gambargambar perencanannya berdasarkan daerah bangunan, di mana instalasinya
akan dipasang. Gambar-gambar rencana tersebut harus jelas, artinya dapat
dibaca dan dimengerti oleh orang lain. Gambar-gambar rencana instalasi
tersebut antara lain yaitu :
1. Gambar situasi, yaitu gambar untuk menyatakan letak bangunan, di mana
instalasinya akan dipasang, serta rencana penyambungan dengan jaringan
PLN.
2. Gambar instalasi, yaitu gambar yang menerangkan tentang penempatan
semua peralatan yang akan dipasang dan sarana pelayanannya, rencana
penyambungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya, dan
data teknis yang penting dari setiap peralatan listrik yang akan dipasang.
3. Diagram garis tunggal (single line diagram), adalah diagram yang
menerangkan hubungan antara peralatan listrik dengan sarana
pelayanannya yang digambarkan dengan satu garis.
4. Diagram garis banyak (multi line diagram), adalah diagram yang
menerangkan hubungan antara peralatan listrik dengan sarana
pelayanannya yang digambarkan dengan lebih dari satu garis.
Selain itu, dalam pemasangan instalasi listrik harus sesuai dengan standarisasi
dan peraturan-peraturan yang berlaku. Tujuan dari standarisasi adalah untuk
mencapai keseragaman mengenai ukuran, bentuk mutu barang, cara
menggambar dan cara kerja. Dengan makin rumitnya konstruksi dan makin
meningkatnya jumlah dan jenis barang yang dihasilkan, standarisasi menjadi
suatu keharusan. Beberapa organisasi standarisasi internatsional antara lain
International Electrotechnical Commission (IEC), International Organization for
Standardization (ISO), International Electrical Electronic Engineering (IEEE). Di
Indonesia terdapat suatu standarisasi untuk produk industri yaitu Standar
Industri Indonesia (SII). Untuk bidang teknik listrik arus kuat, terdapat
peraturan dan standarisasi yang dibuat oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN)
yang bekerja sama dengan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), yaitu
Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL).
Peralatan yang digunakan dalam instalasi listrik banyak sekali macamnya.
Penggunaan peralatan instalasi tersebut tergantung dari kebutuhan dan
pelayanan yang diminta dari seorang pelanggan, serta tergantung dari sifat
ruangan dan keadaan lingkungan, di mana instalasinya akan dipasang.
Beberapa jenis peralatan instalasi listrik yang digunakan antara lain :
1. Perlengkapan hubung bagi, adalah suatu perlengkapan untuk mengontrol
dan membagi tenaga listrik dan melindungi rangkaian serta pemanfaatan
rangkaian.
2. KWH meter, adalah peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur
energi listrik yang digunakan pada suatu instalasi listrik.
3. Saklar, adalah peralatan listrik yang digunakan untk memutuskan dan
menghubungkan rangkaian listrik. Saklar banyak sekali macamnya
tergantung dari penggunaan dan kebutuhannya.
4. Kontak tusuk (stop kontak), adalah peralatan listrik yang digunakan untuk
menghubungkan alat pemakai listrik yang dapat dipindah-pindahkan
dengan saluran yang dipasang tetap atau tidak tetap. Kontak tusuk harus
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
23
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
5.
6.
7.
8.
dibuat dari bahan yang tidak terbakar dan tahan lembab, dan harus cukup
kuat.
Kabel, adalah penghantar listrik yang digunakan untuk menghubungkan
peralatan listrik yang satu dengan yang lain. Kabel listrik banyak
macamnya sesuai dengan bahan penyusun isolasi dan bahan hantarannya.
Untuk instalasi tiga fasa, terdapat standarisasi pewarnaan kabel yang
digunakan :
 Fasa 1 ( R ) :
merah
 Fasa 2 ( S ) :
kuning
 Fasa 3 ( T ) :
hitam
 Netral
:
biru
 Pentanahan :
hijau kuning
Lampu pijar, merupakan sumber penerangan yang di dalamnya berupa
hampa udara ataupun gas
Lampu TL (neon), sumber penerangan di mana cahaya diperoleh karena
ionisasi
Kotak hubung, adalah peralatan listrik yang digunakan sebagai terminal
bantu untuk penyambungan rangkaian instalasi listrik. Di dalam instalasi
listrik, penyambungan kabel hanya boleh dilakukan di dalam kotak hubung,
di mana sambungannya harus baik dan kuat.
3.2.
Percobaan 1
Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tunggal,
Lampu Pijar Dan Stop Kontak
3.2.1. Tujuan Percobaan
Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi
penerangan sederhana yang menggunakan satu lampu yang dilayani dengan
satu saklar tunggal
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
24
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
3.2.2. Peralatan Yang Digunakan
5. Saklar Tunggal
6. Lampu Pijar
7. Stop Kontak
8. Kotak Hubung
9. Kabel Penguhubung
10. Multimeter
3.2.3. Gambar Rangkaian Percobaan
Suplai
3
4
2
2
S1
3
L1
STK 1
Gambar 3.1 Single line diagram percobaan 3.1
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
S1
L1
STK 1
L
N
Pe
Gambar 3.2 Multi line diagram percobaan 3.1
3.2.4. Hasil Percobaan
Tabel 3.1 Hasil Percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa
Menggunakan Saklar Tunggal, Lampu Pijar Dan Stop Kontak
No
Posisi
Saklar
S1
Tegangan
(V)
L1
STK1
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
Arus
(A)
L1
STK1
Daya
( Watt )
L1
STK1
25
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
1
Off
2
On
3.2.5 Perhitungan
♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem
♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem
3.3.
Percobaan 2
Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Seri, Dua
Buah Lampu Pijar Dan Stop Kontak
3.3.1. Tujuan Percobaan
Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi
penerangan sederhana yang menggunakan dua lampu yang dilayani dengan
satu saklar seri
3.3.2. Peralatan Yang Digunakan
1. Saklar Seri
2. Lampu Pijar
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
26
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
3.
4.
5.
6.
Stop Kontak
Kotak Hubung
Kabel Penguhubung
Multimeter
3.3.3. Gambar Rangkaian Percobaan
Suplai
3
4
5
3
2
S1
2
L1
L2
3
STK 1
Gambar 3.3 Single line diagram percobaan 3.2
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
S1
L1
L2
STK 1
L
N
Pe
Gambar 3.4 Multi line diagram percobaan 3.2
3.3.4. Hasil Percobaan
Tabel 3.2 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar
Seri, Dua Buah Lampu Pijar Dan Stop Kontak
No
Tegangan
(V)
Posisi Saklar
S1-1
S1-2
1
Off
Off
2
Off
On
L1
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
L2
STK1
Arus
(A)
L1
L2
Daya
( Watt )
STK1
L1
L2
STK1
27
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
3
On
Off
4
On
On
3.3.5. Perhitungan
♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem
♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem
3.4.
Percobaan 3
Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tukar,
Dan Lampu TL
3.4.1. Tujuan Percobaan
Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi
penerangan sederhana yang menggunakan dua lampu yang dilayani dengan
dua saklar tukar
3.4.2. Peralatan Yang Digunakan
1. Saklar Tukar
2. Lampu TL
3. Kotak Hubung
4. Kabel Penguhubung
5. Multimeter
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
28
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
3.4.3. Gambar Rangkaian Percobaan
Suplai
2
2
3
3
3
S1
2
S2
2
L1
L2
Gambar 3.5 Single line diagram percobaan 3.3
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
S1
S1
L1
L2
L
N
Gambar 3.6 Multi line diagram percobaan 3.3
3.4.4. Hasil Percobaan
Tabel 3.3 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar
Tukar, Dan Lampu TL
No
Posisi Saklar
S1
S2
1
Off
Off
2
Off
On
3
On
Off
4
On
On
Tegangan
(V)
L1
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
L2
Arus
(A)
L1
Daya
( Watt )
L2
L1
L2
29
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
3.4.5. Perhitungan
♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem
♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem
3.5.
Percobaan 4
Instalasi Penerangan Satu Fasa Sistem Seri - Paralel
3.5.1. Tujuan Percobaan
Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi
penerangan sederhana yang menggunakan menggunakan system seri - paralel
3.5.2. Peralatan Yang Digunakan
1. Saklar Tunggal
2. Lampu Pijar
3. Kotak Hubung
4. Kabel Penguhubung
5. Multimeter
3.5.3. Gambar Rangkaian Percobaan
Suplai
2
3
2
2
4
2
3
2
2
2
2
30
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
S1
S2
S3
L1
L2
L3
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Gambar 3.7 Single line diagram percobaan 3.4
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
Kotak
Hubung
S1
S2
S3
L1
L2
L3
L
N
Gambar 3.8 Multi line diagram percobaan 3.4
3.5.4. Hasil Percobaan
Tabel 3.4 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Sistem Seri - Paralel
No
Tegangan
(V)
Posisi Saklar
S1
S2
S3
1
Off
Off
Off
2
Off
Off
On
3
Off
On
Off
4
Off
On
On
5
On
Off
Off
6
On
Off
On
L1
L2
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
Arus
(A)
L3
L1
L2
Daya
( Watt )
L3
L1
L2
L3
31
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
7
On
On
Off
8
On
On
On
3.5.5. Perhitungan
♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem, baik saat sistem seri maupun
sistem paralel
♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem, baik saat sistem seri maupun sistem
paralel
3.6.
Percobaan 5
Instalasi Penerangan Satu Fasa Lengkap
Peralatan Hubung Bagi Dan KWH Meter
menggunakan
3.6.1. Tujuan Percobaan
Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi
penerangan sederhana yang menggunakan peralatan hubung bagi dan kWh
meter
3.6.2. Peralatan Yang Digunakan
6. Saklar Tunggal
7. Lampu Pijar
8. Stop Kontak
9. Kotak Hubung
10. Kabel Penguhubung
11. Multimeter
3.6.3. Gambar Rangkaian Percobaan
3
4
5
3
2
2
3
Hubung
bagi
32
Modul
S 1 1 - Karakteristik Beban Listrik
S5
L3
L4
STK 2
Group 3
2
3
2
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Gambar 3.9 Single line diagram percobaan 3.5
3.6.4. Hasil Perocobaan
Tabel 3.5 Hasil percobaan 3.5 group 1
Posisi
Tegangan
Arus
Saklar
(V)
(A)
No
S2
L1
STK1
L1
STK1
1
Off
2
On
Tabel 3.6 Hasil percobaan 3.5 group 2
Tegangan
No Posisi Saklar
(V)
S2
S3
1
Off
Off
2
Off
On
3
On
Off
L2
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
Daya
( Watt )
L1
STK1
Arus
(A)
Daya
( Watt )
L2
L2
33
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
4
On
On
Tabel 3.7 Hasil percobaan 3.5 group 3
Tegangan
No Posisi Saklar
(V)
S4-1
S4-2
1
Off
Off
2
Off
On
3
On
Off
4
On
On
L3
L4
STK2
Arus
(A)
L2
L3
Daya
( Watt )
STK2
L3
L4
STK2
3.6.5. Perhitungan
♦ Daya S (VA) untuk setiap beban, setiap group, dan sistem
♦ Cos ϕ untuk setiap beban, setiap group dan sistem
MODUL IV
INSTALASI TENAGA
4.1.
Pendahuluan
Dalam dunia industri, motor-motor listrik sering digunakan untuk membantu
dan menjalankan proses produksi. Penggunaan motor listrik di dunia industri
antara lain, untuk konveyor, sebagai penggerak pompa, kompressor, mixer,
dan lain sebagainya. Motor listrik yang sering digunakan pada industri adalah
motor induksi tiga fasa, dengan alasan karena harganya murah, perawatannya
mudah, dan handal.
Terdapat tiga macam cara pengasutan motor induksi tiga fasa secara
konvensional, yaitu :
1. DOL (Direct On Line), adalah cara pengasutan yang menghubungkan
secara langsung sumber tenaga dengan terminal belitan motor
2. Star-Delta, adalah cara pengasutan yang menggunakan hubungan bintang
pada saatmotor start dan setelah motor berputar pada kecepatan
nominalnya, hubungan belitan diubah menjadi delta
3. Autotransformator, adalah cara pengasutan di mana arus listrik yang
masuk ke terminal stator diatur dengan autotransformator
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
34
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Di dalam perencanaan instalasi tenaga motor –motor listrik, terdapat beberapa
gambar / diagram, yang digunakan untuk mengetahui hubungan komponenkomponennya, yaitu :
1. Diagram rangkaian tenaga (utama), adalah diagram yang menggambarkan
hubungan rangkaian dari sumber listrik sampai ke terminal motor listrik
2. Diagram rangkaian kontrol, adalah diagram yang menggambarkan
hubungan komponen-komponen yang mengatur cara kerja motor listrik
tersebut
Komponen-komponen yang dipergunakan di dalam instalasi tenaga motor listrik
antara lain :
1.
MCB, adalah pengaman yang digunakan untuk memutuskan rangkaian dan
dilengkapi dengan pengaman termis untuk beban lebih dan rele untuk arus
lebih atau hubung singkat. Pemilihan besarnya kapasitas MCB yang
dipasang tergantung dari besarnya daya motor yang dilayani dan cara
pengasutannya. Nilai nominal setelan tertinggi MCB sebagai pengaman
rangkaian hubung singkat untuk pemutus tebaga adalah :

Motor induksi dengan pengasutan star-delat, DOL, atau tahanan luar
adalah 2,5xIn

Motor induksi dengan pengasutan autotrafo dan motor sinkron adalah
2xIn

Motor rotor lilit dan arus searah adalah 1,5xIn
2.
TOLR, Thermal Over Load Relay adalah suatu peralatan pengaman yang
berfungsi
untuk
mengamankan
dan
mendeteksi
adanya
arus
lebih,mengisolir dan hanya memutuskan pada bagian yang berbeban saja.
Jenis pengaman ini menggunakan prinsip bimetel, dimana panas yang
terjadi akibat beban lebih pada bimetal diubah menjadi emergi mekanik.
Kerja bimetal ini diatur sesuai dengan arus nominal pada beban
3.
Tombol tekan, adalah peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar, tetapi
alat ini bekerja hanya sesaat saja, yaitu pada saat ditekan. Dan apabila
tobol tersebut dilepaskan, maka rangkaian akan kembali seperti semula.
Tombol tekan ada dua jenis, yaitu :
 Tombol tekan NO, Normally Open adalah tombol tekan dalam keadaan
normal terbuka
 Tombol tekan NC, Normally Close adalah tombol tekan dalam keadaan
normal tertutup
4.
Kontaktor, adalah suatu alat yang menghubungkan dan memutuskan
rangkaian tenaga listrik. Alat ini bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik
yang dihasilkan oleh kumparan magnetic. Kontaktor magnet terdiri dari
beberapa bagian, antara lain :

Kontak utama, terdiri dari tiga buah kontak NO yang berfungsi sebagai
saklar tenaga dan mempunyai kemampuan menghantarkan arus listrik
yang lebih besar
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
35
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id


4.2.
Kontak Bantu, terdiri dari beberapa kontak NO dan NC yang berfungsi
untuk mengatur kerja kontak utama, mengatur rangkaian lain atu
sebagai pengunci
Coil (kumparan), bekerja sebagai magnet apabila terdapat arus listrik
yang mengalirinya. Gaya magnet akan menarik logam yang
dihubungkan dengan tuas untuk menggerakkan kontak-kontaknya.
PERCOBAAN 1
Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengasutan Direct
On Line Hubung Bintang
4.2.1. Tujuan Percobaan
□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga
□ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor
induksi tiga fasa yang diasut secara DOL
4.2.2. Peralatan Yang Digunakan
11. MCB
12. Tombol tekan NO
13. Tombol tekan NC
14. Kontaktor magnetik
15. TOLR
16. Motor induksi tiga fasa
17. Kabel penghubung
18. Multimeter
4.2.3. Gambar Rangkaian Percobaan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
36
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
L1
L2
L3
L1
F
95
Q1
96
S1
K1
1
3
5
2
4
6
A1
13
S2
A2
K1
14
95
97
96
98
TOLR
A1
K1
A2
M
N
3
Rangkaian tenaga
Rangkaian kontrol
Gambar 4.1 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.1
SUMBER
LISTRIK
L1
L2
L3
N
T
N
MCB
R
S
S2
S1
KONTAKTOR MAGNETIK
1
3
5
13
33
21
41
A1
2
4
6
14
34
22
42
A2
TOLR
U
V
W
95
97
96
98
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
M
3
37
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Gambar 4.2 Diagram pengawatan percobaan 4.1
4.2.4. Hasil Percobaan
Tabel 4.1 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengasutan
Direct On Line Hubung Bintang
Tegangan Motor
Arus Motor
Keterangan
No S1
S2
Van
Vbn
Vcn
Ian
Ibn
Icn
1
-
On
2
On
-
4.3.
PERCOBAAN 2
Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengoperasian Dari
Dua Tempat
4.3.1. Tujuan Percobaan
□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga
□ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor
induksi tiga fasa yang dioperasikan dari dua tempat
4.3.2. Peralatan Yang Digunakan
1. MCB
2. Tombol tekan NO
3. Tombol tekan NC
4. Kontaktor magnetik
5. TOLR
6. Motor induksi tiga fasa
7. Kabel penghubung
8. Multimeter
4.3.3. Gambar Rangkaian Percobaan
L1
L2
L3
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
Q1
L1
F
38
95
96
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Rangkaian tenaga
Rangkaian kontrol
Gambar 4.3 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.2
SUMBER
LISTRIK
L1
L2
L3
N
T
N
MCB
R
S
S3
S1
S4
S2
KONTAKTOR MAGNETIK
1
3
5
13
33
21
41
A1
2
4
6
14
34
22
42
A2
TOLR
U
V
95
97
96
98
W
M
3
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
39
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Gambar 4.4 Diagram pengawatan percobaan 4.2
4.3.4. Hasil Percobaan
Tabel 4.2 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan
Pengoperasian Dari Dua Tempat
Tegangan Motor
Arus Motor
No S1
S2
S3
S4
Van
Vbn
Vcn
Ian
Ibn
Icn Keterangan
1
-
-
on
-
2
on
-
-
-
3
-
-
-
on
4
-
On
-
-
5
-
-
on
-
6
-
On
-
-
7
-
-
-
On
8
on
4.4. PERCOBAAN 3
Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Membalik Arah
Putaran
4.4.1. Tujuan Percobaan :
□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga
□ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor
induksi tiga fasa dengan membali arah putaran motor
4.4.2. Peralatan Yang Digunakan :
1. MCB
2. Tombol tekan NO
3. Tombol tekan NC
4. Kontaktor magnetik
5. TOLR
6. Motor induksi tiga fasa
7. Kabel penghubung
8. Multimeter
4.4.3. Gambar Rangkaian Percobaan :
L1
L2
L1
L3
F
95
Modul
Q1 1 - Karakteristik Beban Listrik
96
40
S1
1
3
5
1
3
5
13
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Rangkaian tenaga
Rangkaian kontrol
Gambar 4.5 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.3
S1
SUMBER
LISTRIK
L1
L2
L3
N
T
N
MCB
R
S
S3
S2
KONTAKTOR MAGNETIK 1
KONTAKTOR MAGNETIK 2
1
3
5
13
33
21
41
A1
1
3
5
13
33
21
41
A1
2
4
6
14
34
22
42
A2
2
4
6
14
34
22
42
A2
TOLR
U
V
95
97
96
98
W
M
3
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
41
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Gambar 4.4 Diagram pengawatan percobaan 4.3
4.4.4. Hasil Percobaan
Tabel 4.3 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Membalik
Arah Putaran
Tegangan Motor
Arus Motor
No S1 S2 S3
Van
Vbn
Vcn
Ian
Ibn
Icn Keterangan
1
-
on
-
2
on
-
-
3
-
-
on
4
on
5
-
on
-
6
-
-
on
-
7 on 4.5. PERCOBAAN 4
Instalasi Dua Buah Motor
Dioperasikan Secara Mandiri
Induksi
Tiga
Fasa
Yang
4.5.1. Tujuan Percobaan :
□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga
□ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi dua
buah motor induksi tiga fasa yang dioperasikan secara mandiri
4.5.2. Peralatan Yang Digunakan :
1. MCB
2. Tombol tekan NO
3. Tombol tekan NC
4. Kontaktor magnetik
5. TOLR
6. Motor induksi tiga fasa
7. Kabel penghubung
8. Multimeter
4.5.3. Gambar Rangkaian Percobaan :
L1
L2
L3
L1
F
Q1
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
1
3
5
1
3
5
2
4
6
K2
K1
2
4
6
42
S3
S1
13
S3
13
S4
K1
14
K2
14
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Rangkaian tenaga
Rangkaian kontrol
Gambar 4.7 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.4
SUMBER
LISTRIK
L1
L2
L3
N
T
N
MCB
R
S
S3
S4
S1
S2
KONTAKTOR MAGNETIK 1
KONTAKTOR MAGNETIK 2
1
3
5
13
33
21
41
A1
1
3
5
13
33
21
41
A1
2
4
6
14
34
22
42
A2
2
4
6
14
34
22
42
A2
TOLR1
U
V
TOLR2
95
97
95
97
96
98
96
98
W
U
V
M1
M2
3
3
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
W
43
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Gambar 4.8 Diagram pengawatan percobaan 4.4
4.5.4. Hasil Percobaan
Tabel 4.4 Hasil percobaan Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang
Dioperasikan Dari Satu Tempat
Tegangan
Arus M1 Tegangan M2 Arus M2
M1
No S1 S2 S3 S4
Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn
1
-
-
On
-
2
on
-
-
-
3
-
-
-
On
4
-
on
-
-
5
-
-
On
-
6
-
on
-
-
7
-
-
-
On
8 on 4.6. PERCOBAAN 5
Instalasi Dua Buah Motor
Dioperasikan Secara Berurutan
Induksi
Tiga
Fasa
Yang
4.6.1. Tujuan Percobaan
□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga
□ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi dua
buah motor induksi tiga fasa yang dioperasikan secara berurutan
4.6.2. Peralatan Yang Digunakan
1. MCB
2. Tombol tekan NO
3. Tombol tekan NC
4. Kontaktor magnetik
5. TOLR
6. Motor induksi tiga fasa
7. Kabel penghubung
8. Multimeter
4.6.3. Gambar Rangkaian Percobaan
L1
L2
L3
L1
F
Q1
33
K1
S1
34
5
3
Modul 1 -1 Karakteristik
Beban Listrik 1
K1
3
44
5
K2
2
4
6
13
2
4
6
S3
K1
14
21
13
S4
K2
14
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Rangkaian tenaga
Rangkaian kontrol
Gambar 4.9 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.5
SUMBER
LISTRIK
L1
L2
L3
N
T
N
MCB
R
S
S3
S4
S1
S2
KONTAKTOR MAGNETIK 1
KONTAKTOR MAGNETIK 2
1
3
5
13
33
21
41
A1
1
3
5
13
33
21
41
A1
2
4
6
14
34
22
42
A2
2
4
6
14
34
22
42
A2
TOLR1
U
V
TOLR2
95
97
95
97
96
98
96
98
W
U
V
M1
M2
3
3
W
Gambar 4.10 Diagram pengawatan percobaan 4.5
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
45
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
4.6.4. Hasil Percobaan
Tabel 4.5 Tabel percobaan 4.5 Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang
Dioperasikan Secara Berurutan
Tegangan
Arus M1 Tegangan M2 Arus M2
M1
No S1 S2 S3 S4
Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn
1
-
-
On
-
2
on
-
-
-
3
-
-
-
on
4
-
on
-
-
5
-
-
On
-
6
-
on
-
-
7
-
-
-
on
8
on
-
-
-
MODUL V
PENGUJIAN RESISTANSI PADA INSTALASI LISTRIK
5.1.
Pendahuluan
Bangunan gedung yang digunakan oleh manusia haruslah mempunyai
fungsi keselamatan, kenyamanan, kesehatan dan dan kemudahan. Persyaratan
keselamatan sebagaimana terkandung di dalam Peraturan Pemerintah no 36
tahun
2005
tentang
Bangunan
Gedung
pasal
32
meliputi
persyaratan
kemampuan bangunan gedung untuk mendukung beban muatan, serta
kemampuan bangunan gedung dalam mencegah dan menanggulangi bahaya
kebakaran dan bahaya petir.
Pemasangan instalalasi petir harus dipasang pada gedung yang terletak
secara geografis merupakan daerah sambaran petir. Sistem penangkal petir
yang dirancang dan dipasang harus dapat mengurangi secara nyata risiko
kerusakan yang disebabkan sambaran petir terhadap bangunan gedung dan
peralatan yang diproteksinya, serta melindungi manusia di dalamnya. Secara
teknis, tahanan suatu elektroda pentanahan yang dihubungkan dengan sistem
penangkal petir, harus mempunyai nilai resistansi yang sesuai dengan standar
yang ditentukan. Karena, bila tahanan suatu grounding penangkal petir terlalu
besar, dikhawatirkan tidak dapat dengan cepat menyalurkan arus listrik ke
tanah, sehingga dapat membahayakan.
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
46
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
Selain
instalasi
penangkal
petir,
instalasi
listrik
sangat
harus
diperhatikan pada suatu bangunan gedung, hal ini terkandung pada pasal 36 PP
36 tahun 205. Pemasangan instalasi listrik harus sesuai dengan Standar
Nasional Indonesia (SNI) 04-0225-2000 atau yang lebih dikenal dengan nama
Peraturan Umum Instalasi Listrik (PULI 2000). Bahan dan peralatan yang
dugunakan pada instalasi listrik suatu bangunan gedung, haruslah sesuai
dengan standar minimal yang dipersyaratkan, selain itu pemasangan instalasi
listrik itu sendiri juga harus sesuai dengan prosedur dan standar yang berlaku.
Untuk mengetahui baik dan buruknya suatu sistem pengetanahan
instalasi dan instalasi listrik suatu bangunan, perlu dilakukan pengukuran atau
pengujian tahanan resistansi pengetanahan dan isolasi instalasi listrik, yang
dilakukan secara berkala dan berkesinambungan.
5.2.
PERCOBAAN 1
Pengukuran Tahanan Pentanahan Instalasi
5.2.1. Dasar Teori
Pengukuran
tahanan
pentanahan
dilakukan
dengan
menggunakan
metode tiga titik, di mana titik pertama merupakan batang pentanahan yang
akan diukur resistansinya, titik ke dua dan ketiga merupakan batang
pengentanahan bantu. Metoda tiga titik diperlihatkan pada gambar berikut ini :
A
V
1
2
3
Gambar 5.1. Pengukuran tahanan pentanahan metode tiga titik
Bila titik 1 adalah elektroda batang pengetanahan, titik 2 adalah batang
elektroda bantu yang merupakan elektroda potensial, sedangkan titik 3 adalah
batang elektroda bantu yang merupakan elektroda arus, maka jika diberikan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
47
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
tegangan arus bolak-balik dengan nilai konstan antara titik 1 dan 3, sehingga
mengalirkan arus I pada saluran tersbut. Dan jika terjadi perbedaan beda
potensial antara titik 1 dan 2 sebesar V , maka nilai tahanan pentanahan pada
elektroda 1 adalah :
Rx =
V
I
( 5.1.)
Jarak optimal yang paling baik untuk mendapatkan nilai resistansi adalah
5 sampai 10 meter untuk setiap elektroda, di mana jarak antara titik 1 dan 2 5
sampai 10 m, begitu juga jarak antara titik 2 dan 3 adalah 5 sampai 10 meter.
Resistansi pentanahan yang baik menurut standart adalah kurang dari 10 Ω,
namun pada prakteknya sering digunakan maksimal 2 Ω.
5.2.2. Tujuan Percobaan
□ Dapat melakukan pengujian tahanan pentanahan suatu instalasi listrik
□ Dapat melakukan pengujian tahanan pentanahan suatu instalasi petir
□ Dapat menganalisa tentang permasalahan pada tahanan pentanahan
5.2.3. Peralatan Yang Digunakan
19. Earth Resistance Tester
20. Kabel penghubung
21. Pasak pentanahan
5.2.4. Gambar Rangkaian Percobaan
merah
kuning
x
hijau
E
y
P
C
Gambar 5.2 Diagram Rangkaian Pengukuran Pentanahan
5.2.5. Langkah Kerja
8. Siapkan semua peralatan yang digunakan
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
48
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
9. Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan di atas
10. Putarlah saklar pada pengukuran tegangan pentanahan, jika tegangan lebih
dari 10 V, pengukuran dihentikan, karena terjadi kesalahan pada instalasi
tersebut.
11. Lanjutkan pengukuran dengan nilai jarak x dan y yang bervariasi, antara 4
sampai 7 meter.
12. Catat nilai resistansi pada tabel 5.1.
5.2.6. Hasil Percobaan
Tabel 5.1. Hasil pengukuran nilai tahanan pentanahan
X
Y
4
4
5
5
6
7
4
5
6
6
7
4
5
7
6
7
4
5
6
7
Rx
Catatan : x dan y dalam satuan meter
5.3.
PERCOBAAN 2
Pengukuran Tahanan Isolasi Instalasi Listrik
5.3.1. Dasar Teori
Resistansi isolasi dari suatu isolasi didefinisikan sebagai resistansi
(dalam megohm) yang ditimbulkan oleh isolasi karena diterapkan tegangan DC.
Arus yang dihasilkan disebut arus isolasi dan terdiri dari dua komponen yang
utama, yaitu arus yang mengalir di dalam isolasi, yang terdiri dari arus
kapasitansi, arus dielektrik absorpsi, dan arus konduksi tetap. Komponen yang
kedua adalah arus yang mengalir diatas permukaan isolasi, yang sering disebut
sebagai arus bocor.
Teori pengukuran resistansi isolasi dan absorpsi dielektrik yaitu ketika
suatu tegangan dc dari suatu tegangan tinggi, instrumen test dc isolasi tibatiba diterapkan pada isolasi, arus isolasi akan mulai pada suatu nilai yang
tinggi, secara berangsur - angsur berkurang, dan akhirnya mencapai level off
kenilai yang stabil. Resistansi isolasi awal yang rendah disebabkan oleh arus
kapasitansi charging awal yang tinggi. Arus kapasitansi ini dengan cepat
berkurang ke suatu nilai yang dapat diabaikan ( pada umumnya 15 detik).
Resistansi isolasi awal yang rendah sebagian disebabkan oleh arus absorpsi
dielektrik awal yang tinggi. Arus ini juga berkurang berdasarkan waktu, tetapi
lebih secara berangsur-angsur, membutuhkan dari 10 menit sampai beberapa
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
49
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
jam untuk mencapai nilai yang dapat diabaikan. Resistansi isolasi bervariasi
seperti halnya ketebalan dan kebalikannya sebagai area isolasi yang diuji.
Suatu kurva yang diplot antara arus isolasi dan waktu ( atau resistansi isolasi
dan waktu ) dikenal sebagai kurva dielektrik absorsi.
PUIL 2000 mensyaratkan nilai resistansi isolaso minimum adalah sebagai
berikut :
No
Tegangan Normal Rangkaian
Tegangan Uji DC
Resistansi Isolasi
1
Tegangan ekstra rendah
250 V
≥ 0,25
2
Tegangan sampai 500 V
500 V
≥ 0,5
3
Tegangan di atas 500 V
1000 V
≥ 0,1
5.3.2. Tujuan Percobaan
□ Dapat melakukan pengujian tahanan isolasi suatu instalasi listrik
□ Dapat menganalisa tentang permasalahan pada tahanan isolasi
5.3.3. Peralatan Yang Digunakan
1. Insulasion Tester Digital
2. Kabel penghubung
3. Penunjuk waktu (jam)
5.3.4. Gambar Rangkaian Percobaan
Sistem
Instalasi Listrik
Sumber
Listrik
Gambar 5.3 Diagram Rangkaian Pengukuran tahanan isolasi
5.3.5. Langkah Kerja
1. Siapkan semua peralatan yang digunakan
2. Matikan sumber listrik utama, dengan menurunkan tuas MCB
3. Lakukan pengukuran sesuai dengan gambar percobaan, untuk hubungan
antara saluran fasa dengan netral
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
50
INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri - Unissula
Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455
Semarang 50112 – Indonesia
http://www.unissula.ac.id
4. Lanjutkan pengukuran antara saluran fasa dengan saluran fasa yang lain
5. Catat nilai resistansi pada tabel 5.2.
5.3.6. Hasil Percobaan
Tabel 5.2. Hasil pengukuran nilai tahanan isolasi
No
Waktu
1
1 menit
2
10 menit
3
15 menit
Tahanan Fasa - Netral
R-N
Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik
S-N
T-N
Tahanan Fasa – Fasa
R-S
S-T
T-R
51