BAB II LANDASAN TEORI

8
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Umum
Tujuan utama penggunaan isolasi adalah sebagai sarana pengaman, yaitu
untuk memisahkan dua buah penghantar atau lebih yang saling berdekatan sehingga
tidak terjadi kebocoran arus atau lompatan api (flashover) antar penghantar tersebut.
Kemampuan isolator menahan kebocoran arus berbeda-beda, tergantung pada jenis
bahan isolator tersebut, struktur bahan, proses pengolahan/pembuatan serta perlakuan
mekanis terhadap isolator pada waktu penyimpanan maupun pada saat instalasi.
Banyak ragam bahan isolasi yang digunakan dalam sistem tenaga listrik.
Salah satu bahan isolasi yang sering digunakan adalah jenis dari polimer. Bahan
polimer banyak dipakai karena mudah pembuatannya bahkan untuk bentuk-bentuk
yang komplek, ringan dan mempunyai sifat dielektrik yang bagus, karena sifat
tersebut bahan polimer yang banyak digunakan sebagai bahan isolasi kabel.
Pemakaian kabel dalam instalasi listrik, ketahanan isolasi kabel akan
mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya umur pemakaian kabel. Hal ini
disebabkan karena adanya pengaruh lingkungan yang menyebabkan terjadinya
serubahan sifat-sifat bahan penyusun isolator kabel tersebut. Faktor-faktor lingkungan
yang mempengaruhi perubahan tersebut antara lain : temperatur, kelembaban udara,
maupun adanya polutan pada udara. Temperatur dapat mempengaruhi ketahanan
isolasi karena perubahan temperatur dapat menyebabkan perunahan struktur bahan
9
isolator sehingga sifat-sifat isolasinya juga mengalami perubahan. Kelembaban
berpengaruh terhadap isolasi karena beberapa bahan isolasi mempunyai sifat agak
menyerap air, sehingga pada lingkungan yang lembab ketahanan isolasi akan
berkurang. Polutan sangat berpengaruh pada isolator karena dapat mempercepat
proses kerusakan isoasi.
2.2
Kabel Dalam Sistem Tenaga Listrik
Kabel merupakan komponen sistem tenaga listrik yang digunakan untuk
menyalurkan energi listrik dari sumber ke beban. Energi yang dinikmati pelanggan
telah menempuh perjalanan melalui kabel sepanjang ratusan bahkan ribuan kilometer.
Kabel-kabel yang dilalui energi listrik sangat banyak ragam dan jenisnya. Masingmasing kabel mempunyai bahan, ukuran dan karakteristik yang berbeda-beda.
2.2.1
Bahan Penyusun Kabel
Secara umum kabel tersusun atas empat bahan, yaitu konduktor, pengisolasi,
tabir pelindung (screen) dan pelapis (armor). Keempat bahan tersebut tidak selalu
terdapat pada suatu jenis kabel. Penggunaan susunan tersebut tergantung pada
tekanan-tekanan yang akan dialami kabel pada saat digunakan dalam instalasi.
Aplikasi dengan tekanan elektris, mekanis dan termal yang cukup kecil seperti pada
instalasi tegangan rendah biasanya terdiri atas konduktor dan pengisolasi, meskipun
untuk aplikasi tertentu ada yang menggunakan lapisan tembahan, sedangkan tabir
pelindung dan pelapis biasanya digunakan pada kabel-kabel yang mengalami tekanan
10
elektris, mekanis dan termal yang tinggi seperti pada aplikasi tegangan menengah dan
tegangan tinggi.
2.2.1.1 Konduktor
Konduktor merupakan komponen utama dari kabel yang dapat menyalurkan
energi listrik berupa arus dan tegangan dari sumber beban. Karena fungsinya ini,
maka konduktor harus mempunyai kemampuan hantar yang tinggi atau mempunyai
hambatan/resistivitas
yang
kecil.
Berdasarkan
pertimbangan
tersebut
tanpa
mengesampingkan faktor biaya, maka bahan yang sering dipakai sebagai bahan
konduktor adalah alumnium dan tembaga. Dalam tabel 2.1 diperlihatkan
perbandingan resistivitas dari beberapa bahan konduktor.
Sebagai bahan penghantar untuk kabel listrik digunakan tembaga atau
aluminium. Tembaga yang digunakan untuk penghantar kabel umumnya tembaga
elektrolitis dengan kemurnian sekurang-kurangnya 99,9%. Tahanan jenis tembaga
lunak hantaran listrik telah dibakukan secara internasional, yaitu tidak boleh
melebihi:
1 58 = 0,017241 ohm mm 2 m pada 20 C
Atau sama dengan daya hantar sekurang-kurangnya :
58 siemens = 100% International Annealed Copper Standart (IACS)
Aluminium untuk penghantar kabel berisolasi harus juga aluminium murni.
Umumnya digunakan aluminium dengan kemurnian sekurang-kurangnya
99,5%.
11
Tahanan jenis aluminium lunak untuk hantaran listrik juga telah dibakukan, yaitu
tidak boleh melebihi :
0,028264 ohm mm 2 m pada 20 C
Atau sama dengan daya hantar sekurang-kurangnya 61% IACS. Daya hantar
aluminium juga dipengaruhi oleh keadaan kekerasannya, tetapi tidak sebesar daya
hantar tembaga. Aluminium lunak dengan daya hantar 61 % IACS, memiliki kuat
tarik 60 – 70 N m m 2 . Daya hantar aluminium keras, dengan kuat tarik 150 – 195
N m m 2 , hanya kira-kira 1 % lebih rendah daripada daya hantar aluminium lunak.
Tabel 2.1 Resistivitas beberapa konduktor pada suhu 20 C
Bahan
(
Resistivitas, ρ µ Ω − cm
Tembaga
1,73
Aluminium
2,83
Sodium
4,68
Timah
21,50
Baja
10,20
)
2.2.1.2 Isolasi
Isolasi merupakan bahan penyusun kabel yang berfungsi untuk memisahkan
konduktor kabel dengan bahan konduktor yang lain, sehingga tidak terjadi kebocoran
arus dari konduktor kabel ke bahan konduktor yang lain disekitarnya. Oleh karena itu,
12
isolasi harus mempunyai sifat tidak menghantar atau mempunyai resistivitas yang
tinggi. Salah satu bahan isolasi yang saat ini banyak dipakai adalah bahan jenis
polimer.
2.2.1.3 Tabir Pelindung (Screen)
Tabir pelindung mempunyai fungsi dan bahan yang berbeda-beda. Kabel yang
berisolasi kertas, screen konduktor berfungsi untuk mengurangi konsentrasi tekanan
yang diakibatkan oleh untai konduktor. Bahan yang digunakan sebagai screen adalah
aluminium
foil
atau
pita
kertas
karbon
semikonduktif.
Ada
juga
yang
mempergunakan screen sebagai proteksi terhadap tekanan mekanis, meminimalkan
lucutan permukaan, membatasi interverensi elektrostatis dan elektromagnetik serta
mencegah masuknya uap lembab kedalam isolasi kabel. Sedangkan pada kabel yang
berisolasi polimer, konduktor dan isolasinya dilengkapi dengan tabir pelindung
semikonduktor yang berfungsi untuk meratakan medan listrik disekitar konduktor,
menjaga kontak antara konduktor dan isolator sepanjang ekspansi dan kontraksi yang
disebabkan siklus beban dan mencegah kerusakan yang parah pada isolasi.
2.2.1.4 Pelapis (Armor)
Pelapis (armor) yang dibutuhkan pada kabel yang mengalami tekanan
mekanis. Armor biasanya tediri dari atas pita baja atau kawat baja, tetapi ada juga
yang menggunakan perunggu dengan maksud untuk mengurangi rugi-rugi histeresis
13
dan rugi-rugi arus eddy pada armor. Untuk mencegah terjadinya korosi, armor
biasanya dilapis dengan PVC pada bagian terluarnya.
2.2.2
Klasifikasi Kabel
Pada umumnya penghantar listrik dibuat dari bahan logam yang terbuat dari
tembaga dan aluminium, penggunaan dan pemilihan logam tersebut karena telah
memenuhi standar teknik.
Dalam standar teknik tersebut penghantar listrik dapat diklasifikasikan
sebagai berikut:
2.2.2.1 Klasifikasi menurut kekerasan
Berdasarkan kekerasannya jenis penghantar tembaga dan aluminium dapat
dibagi menjadi 4 golongan, yaitu:
a) Bare Cooper Conductor Half (BBC 1/2H)
Penghantar jenis ini disebut juga penghantar tembaga setengah keras. Umumnya
dipergunakan untuk jaringan listrik yang tidak direntangkan dengan mendapat
daya tarik yang tinggi. Penghantar jenis ini memiliki gaya/tegangan tari putusya
dibawah 41 Kg/mm2.
14
b) Bare Cooper Conductor Hard (BBC)
Penghantar ini disebut juga penghantar tembaga keras. Penghantar jenis ini dapat
dipergunakan sebagai jaringan listrik yang direntang yang mendapat gaya tarik
cukup tinggi dan memiliki gaya/tegangan tarik putus > 41 Kg/mm2.
c) All Aluminium Conductor (AAC)
Penghantar ini disebut juga penghantar aluminium murni. Pada umumnya
penghantar jenis ini dipakai untuk keperluan tertentu missalnya penghantar listrik
pada lemari pembagi karena kemampuan tarik putusnya sangat rendah yaitu
sekitar 18 Kg/mm2.
d) All Aluminium Alloy Conductor (AAAC)
Pengahantar jenis ini disebut juga penghantar aluminium campuran. Penggunaan
penghantar ini hampir sama dengan penghantar AC, hanya tegangan tarik
putusnya lebih besar yaitu 28 Kg/mm2.
e) Aluminium Conductor Steel-Reinforced (ACSR )
Penghantar jenis ini disebut juga kawat penghantar aluminium ber-inti baja.
f) Aluminium Conductor Alloy-Reinforced (ACAR)
Penghantar jenis ini disebut juga kawat penghantar aluminium yang diperkuat
dengan logam campuran.
15
2.2.2.2 Klasifikasi menurut bentuk (kontruksi)
Berdasarkan bentuknya maka bentuk-bentuk penghantar listrik sebagai
berikut:
a) Penghantar listrik bentuk pejal (Solid)
Penghantar bentuk pejal sering kita jumpai pada kabel-kabel yang biasa dipasang
pada jaringan instalasi rumah. Dalam penggunaannya kabel atau kawat yang
mempunyai bentuk pejal ini memiliki diameter sampai ± 6,8 mm atau dengan
penampang 10 mm2. Ukuran ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam
penggulungan dan pemasangannya.
Gambar 2.1 Penghantar Listrik Bentuk Pejal
b) Penghantar listrik bentuk berlilit
Penghantar bentuk berlilit pada umumnya terdiri dari beberapa isian yang
dipasang berlilit. Jenis penghantar ini mempunyai ukuran dimulai dari 1 mm2
sampai 50 mm2 dengan tujuan agar memudahkan dalam penggulungan dan
pemasangan. Kabel atau penghantar berlilit banyak dipergunakan sebagai kabel
arus yang dipakai menghubungkan satu unit ke unit lainnya.
16
Gambar 2.2 Penghantar Listrik Bentuk Berlilit
c) Penghantar listrik kawat serabut
Bentuk fisik penghantar serabut pada umumnya lentur dan fleksibel dan banyak
dipergunakan pada bagian-bagian yang sulit dan sempit seperti pada rangkaian
instalasi listrik kendaraan bermotor mobil atau motor
Gambar 2.3 Penghantar Listrik Kawat Serabut
2.2.2.3 Klasifikasi menurut jumlah penghantar
Klasifikasi menurut jumlah penghantar masudnya adalah kabel tersebut dapat
dipakai untuk satu, dua atau beberapa macam penghantar misalnya untuk bagian
fasanya saja, untuk fasa dengan netral atau fasa R, S, T dan netral.
Berdasar pada jumlah penghantar, maka penghantar listrik dapat dibagi
menjadi:
17
a) Penghantar Listrik Simplex
Penghantar atau kabel simplex adalah kabel penghantar yang berfungsi untuk
menghantarkan satu aliran listrik saja sebagai contoh misalkan bagian fasanya
saja atau bagian netralnya saja. Penghantar ini mempunyai isolasi. Jenis kabel ini
contohnya seperti NYA, NYM dan NYY.
Gambar 2.4 Penghantar Listrik Simplex
b) Penghantar Listrik Duplex
Penghantar atau kabel duplex adalah penghantar yang dapat menghantarkan dua
macam aliran listrik, misalkan fasa dengan fasa atau fasa dengan netral.
Penghantar ini mempunyai isolasi yang diselubungi dengan bahan pelindung.
Contoh kabel dari jenis ini adalah NYM dan NYY.
Gambar 2.5 Penghantar istrik Duplex
18
c) Penghantar listrik Triplex
Penghantar listrik triplex adalah penghantar listrik atau kabelyang dapat
menghantarkan 3 (tiga) macam aliran listrik seperti R, S, T dengan netral dan
hubungan tanah. Contoh jenis kabel ini adalah NYM, NYY dan NYMHY
Gambar 2.6 Penghantar Listrik Triplex
d) Penghantar Listrik Quadruplex
Penghantar listrik quadruplex adalah penghantar atau kabel yang dapat
menghantarkan 4 macam aliran seperti fasa R, S, T dan hubungan tanah. Contoh
jenis abel ini adalah NYM, NYY dan NYMHY.
Gambar 2.7 Penghantar Listrik Quadruplex
2.2.2.4 Klasifikasi menurut jenis isolasi
Kabel-kabel yang banyak kita jumpai dipasaran memiliki isolasi baik yang
tebuat dari karet maupun plastik dengan berbagai bentuk dan ukurannya. Selain
19
isolasi ada juga kabel-kabel yang dilengkapi dengan semacam perisai dan bentuk
pengaman lainnya. Jenis kabel itu antara lain adalah sebagai berikut:
a) Kabel NGA
Kabel NGA termasuk jenis kabel yang banyak dipergunakan sebagai penghantar
dalam instalasi listrik. Arti NGA adalah sebagai berikut:
N
: Normal artinya penghantar terbuat dari tembaga
G
: Gummi artinya termasuk jenis kabel yang banyak terbuat dari karet.
A
: Ader artinya terdiri dari satu penghantar
Jenis kabel NGA jarang dipakai, hal ini disebabkan karena daya tahannya tidak
tahan lama, selain harganya mahal, sehingga tidak diproduksi lagi.
Gambar 2.8 Jenis Kabel NGA
b) Kabel NYA
Kabel NYA adalah jenis kabel yang banyak dipergunakan dalam pemasangan
instalasi karena selain harganya murah juga mudah dalam pengerjaannya dan
20
berperan mengganti kabel NGA yang sudah tidak diproduki lagi. Istilah NYA
dapat diartikan sebagai berikut:
N
: Normal artinya penghantar terbuat dari tembaga
Y
: Isolasi PVC yaitu Pollyvinyl Chlorida
A
: Ader artinya terdiri dari satu penghantar
Gambar 2.9 Jenis Kabel NYA
c) Kabel NYM 3 x 2,5 mm2
Kabel NYM pada umumnya terdiri dari bebrapa buah kabel yang banyaknya
disesuaika dengan kebutuhan, misalnya berisi dua atau tiga kabel jenis NYA.
Istilah NYM mempunyai arti sebagai berikut:
N
: Normal artinya penghantar terbuat dari tembaga
Y
: Isolasi PVC yaitu polyvynyl Chlorida
M
: artinya selubung kabel terbuat PVC
3 x 2,5 mm2
: artinya kabel tersebut mempunyai 3 penghantar yang masingmasing berukuran 2,5 mm2.
21
Gambar 2.10 Jenis Kabel NYM 3 x 2,5 mm2
d) Kabel Snur
Kabel Snur adalah kabel yang terdiri dari beberapa saluran penghantar. Tiap
saluran penghantar terdiri dari kawat halus yang dibungkus dengan isolasi yang
terbuat dari karet. Saluran-saluran tersebut antara satu dengan lainnya dipasang
sejajar dan kemudian dimasukkan kedalam selongsong yang terbuat dari kapas
dan kemudian dibungkus lagi dengan bahan yang terbuat dari anyaman benang.
Perlu juga diakui kabel snur biasanya dilengkapi dengan tali penguat yang
bentuknya kecil dan berfungsi untuk menahan beban karena snurnya sendiri tidak
menahan beban.
Gambar 2.11 Jenis Kabel Snur
22
2.2.2.5 Klasifikasi berdasarkan rating tegangan dari kabel
a) Kabel Tegangan Rendah
Dalam pusat listrik terdapat kabel tegangan rendah untuk menyalurkan daya
dan kabel tegangan rendah untuk keperluan pengawatan sekunder dan untuk
keperluan kontrol.
Kabel tegangan rendah untuk menyalurkan daya ada yang mempunyai luas
penampang konduktor 2,5 mm2 (terbuat dari tembaga) sampai luas penampang 150
mm2 (terbuat dari tembaga ataupun aluminium) dimana yang mempunyai penampang
2,5 mm2 digunakan untuk keperluan lampu penerangan sedangkan yang mempunyai
luas penampang diatas 10 mm2 (terbuat dari tembaga) digunakan untuk motor-motor
listrik. Kabel aluminium dengan penampang sampai 150 mm2 umumnya digunakan
sebagai kabel sisi tegangan rendah transformator pemakaian sendiri.
Semua kabel penyalur daya, terutama yang melalui tempat terbuka harus
diperhitungkan terhadap tekanan mekanis dan bila perlu diletakkan dalam saluran
kabel (cable duck) atau dalam pipa. Hal ini untuk memperkecil risiko kebakaran
karena hubung singkat.
Kabel tegangan rendah untuk pengawatan sekunder dan kontrol umumnya
dipasang dalam panel yang terlindung dan dalam saluran kabel, tidak melalui tempat
terbuka. Berdasarkan pertimbangan, maka isolasi kabel daya berbeda dengan isolasi
kabel pengawatan sekunder maupun kabel kontrol.
Dalam perkembangannya isolasi kabel tegangan rendah mulai dari isolasi
yang terbuat dari karet. Sekarang banyak digunakan karet buatan atau campuran karet
23
alam dengan bahan kimia tertentu yang disebut isolasi tipe protodur. Untuk kabel
daya harus ada lapisan penguat, terutama jika dipasang didalam rumah, lapisan
penguat ini biasanya lapisan PVC (PolyVynilChlorida) san pelat baja.
b) Kabel Tegangan Tinggi
Kabel tegangan tinggi (diatas 1kV) yang umumnya dipasang dalam tanah,
pada mulanya menggunakan isolasi kertas yang diserapi minyak (oil impranated).
Untuk tegangan diatas 70 kV, digunakan minyak bertekanan sebagai isolasi.
Dalam perkembangannya, banyak digunakan isolasi cross link polyethylene
yang dalam praktek disebut sebagai isolasi XLPE. Kabel dengan isolasi XLPE telah
bisa mencapai tegangan 400kV. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada pemakaian
kabel berisolasi XLPE adalah isolasi XLPE tidak tahan air dan sinar matahari. Oleh
karena itu, kabel berisolasi XLPE perlu dilapisi isolasi PVC yang kedap air sebagai
pelindung luarnya. Disamping itu, isolasi XLPE tidak tahan tegangan searah sebesar
nilai nominal tegangan bolak-baliknya.
Dengan penggunaan kabel berisolasi XLPE, proses penyambungan kabel
menjadi lebih mudah dibandingkan penyambungan kabel berisolasi kertas dengan
resapan minyak maupun dengan kabel berisolasi minyak bertekanan.
Ada 4 macam teknik penyambungan kabel berisolasi XLPE, yaitu:
24
•
Teknik Molding
Kabel yang akan disambung secara mekanik dihubungkan terlebih dahulu
dalam kotak sambung. Kemudian dua cairan calon isolasi dimasukkan kedalam kotak
sambung ini. Dua cairan ini setelah bercampur dalam kotak sambung akan mengeras
menjadi isolasi.
•
Teknik Premolded
Isolasi yang akan dipasang dalam kotak sambung telah dicetak terlebih
dahulu, kemudian penyambungan konduktor kabel dilakukan dalam kotak sambung
dengan menuruti alur yang telah dibuat oleh isolasi tersebut diatas.
•
Teknik Panas Ciut (Heat Strink)
Isolasi berupa bahan tipis dan fleksibel diselongsongkan pada konduktor
kabel yang akan disambung. Selongsong isolasi ini kemudian dipanasi dan setelah
selesai pemanasan akan menciut lalu mencengkeram konduktor kabel bersangkutan,
kemudian sambungan konduktor kabel ini diletakkan dalam kotak sambungan yang
kedap air dan kotak sambung ini berfungsi juga sebagai pelindung mekanis.
•
Teknik Slip-On
Konduktor kabel yang akan disambung dimasukkan kedalam bahan isolasi
yang berlubang sesuai dengan ukuran konduktor kabel, melalui proses slip-on
25
dimasukkan secara paksa sehingga terjadi sambungan yang kedap air. Kotak sambung
berfungsi melindungi air, merendam sambungan dan melindungi sambungan ini
terhadap tekanan mekanis.
2.3
Kabel Tegangan Rendah
2.3.1
Standarisasi Kabel
Ada banyak kabel yang beredar dipasaran, baik jenis, ukuran maupun pabrik
pembuatannya. Untuk itu diperlukan adanya standarisasi agar kabel yang dipasarkan
kepada konsumen memenuhi beberapa kriteria kualitas sehingga mutu, keawetan dan
keamanan kabel pada saat digunakan dalam instalasi listrik dapat terjamin. Beberapa
kriteria yang digunakan sebagai ukuran standarisasi kabel antara lain:
•
Standar bahan baku yang digunakan baik untuk penghantar maupun isolasi.
Untuk penghantar harus memenuhi nilai tahanan jenis yang ditetapkan, sedangkan
untuk isolasi harus menggunakan bahan yang sesuai dengan jenis kabel yang
dimaksud.
•
Standar kontruksi yang meliputi bentuk, susunan dan ukuran penghantar. Untuk
isolasi, tebalnya harus merata sepanjang kabel dengan ketebalan yang sesuai
dengan ukuran penghantar.
•
Standar mutu yang meliputi nilai tahanan penghantar, tahanan isolasi dan
ketahanan isolasi.
26
Untuk memenuhi standar tersebut, maka kabel harus melewati beberapa
pengujian. Selain standar tersebut, juga terdapat standar cara penulisan label pengenal
kabel. Gambar 2.12 menunjukkan standar penulisan label pengenal kabel yang ada di
Indonesia.
Gambar 2.12 Standar Penulisan Label Pengenal Kabel
Untuk memudahkan dalam membedakan dan mengelompokkan jenis kabel,
maka dibuat suatu standar kode pengenal kabel untuk ditampilkan pada
label
pengenal kabel. Dengan kode pengenal kabel ini, dapat langsung diketahui jenis,
bentuk dan kontruksi penghantar kabel, serta jenis dan susunan isolasi dari kabel
tersebut. Beberapa kode pengenal kabel yang digunakan antara lain:
•
N
•
NA : Kabel standar dengan aluminium sebagai penghantar
•
Y
: Untuk kabel berisolasi atau berselubung PVC
•
G
: Untuk kabel berisolasi karet
: Kabel standar dengan inti tembaga
27
•
A
: Untuk kawat berisolasi
•
M
: Untuk beban mekanis sedang atau selubung PVC
•
F
: Untuk kabel dengan perisai kawat baja pipih
•
R
: Untuk kabel dengan perisai kawat baja bulat
•
Gb
: Untuk kabel dengan spiral pita baja
•
B
: Pita baja
•
I
: Untuk isolasi tetap diluar jangkauan tangan
•
re
: Untuk kabel dengan penghantar padat bulat
•
rm
: Untuk kabel dengan penghantar bulat kawat banyak
•
se
: Untuk kabel dengan penghantar padat bulat sektor
•
sm
: Untuk kabel dengan penghantar kawat banyak bentuk sektor
•
f
: Penghantar halus dipintal bulat
•
ff
: Penghantar sangat fleksibel
•
Z
: Penghantar Z
•
D
: Penghantar 3 jalur yang ditengah sebagai pelindung
•
H
: Kabel untuk alat penggerak
•
rd
: Inti dipilih bentuk bulat
•
fe
: Inti pipih
•
-1
: Kabel dengan sistem pengenal warna urat dengan hijau-kuning
•
-0
: Kabel dengan sistem pengenal warna urat tanpa hijau-kuning
28
Jadi misalnya :
NYHGbY
4 x 100 mm2 / 0,6 / 1 kV
Artinya kabel tersebut memiliki ketentuan sebagai berikut :
N
: Kabel jenis standar dengan penghantar tembaga
Y
: Mempunyai isolasi PVC
H
: Kabel untuk alat penggerak
Gb
: Kawat pita baja (Perisai)
Y
: Berisolasi PVC bagian luar
4x
: Mempunyai 4 saluran merah-kuning-biru-hitam
100 mm2 : Tiap saluran berpenampang masing-masing 100 mm2
0,6 / 1 kV : Arus yang diijinkan 600 Volt dan Arus maksimal 1000 Volt.
2.3.2
Jenis Kabel Tegangan Rendah
Kabel tegangan rendah merupakan kabel yang digunakan pada aplikasi
tegangan rendah yaitu dibawah 1 kV. Aplikasi yang paling banyak adalah pada
instalasi rumah tangga. Berdasarkan cara pemasangannya, kabel tegangan rendah
dapat dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu kabel fleksibel dan non-fleksibel.
Kabel fleksibel digunakan pada instalasi yang tidak tetap, artinya kabel dapat ditarik
dan pindah-pindah sesuai dengan kebutuhan, sedangkan kabel non-fleksibel
digunakan untuk instalasi listrik tetap. Kabel non-fleksibel dapat ditanam didalam
tembok, didalam tanah dan tempat-tempat lain yang memungkinkan kabel dipasang
secara tetap. Dilihat dari jenis isolasi, jenis penghantar dan susunan bahannya, maka
29
akan terdapat banyak sekali ragam dari kabel tegangan rendah ini. Gambar 2.14
menunjukan beberapa macam kabel tegangan rendah dari jenis fleksibel, sedangkan
pada gambar 2.13 menujukkan beberapa macam kabel jenis non-fleksibel.
30
Gambar 2.13 Jenis kabel Tegangan Rendah Jenis Non-Fleksibel
31
Gambar 2.14 Jenis kabel Tegangan Rendah Jenis Fleksibel
32
2.4
Kabel Arus Kuat
Kabel yang digunakan dalam elektro teknik banyak sekali ragamnya. Karena
bahan-bahan isolasi plastik masih terus berkembang dan selalu saja ada tambahan
jenis-jenis kabel baru. Jenis kabel dinyatakan dengan singkatan-singkatan yang terdiri
dari sejumlah huruf dan kadang-kadang juga angka. Karena banyaknya jenis yang ada
sering tidak mudah untuk mengenali kontruksi suatu kabel hanya dari nama
singkatannya saja tanpa keterangan tambahan, meskipun nama singkatan itu disusun
menurut suatu sistem tertentu.
2.4.1
2.4.1.1
Kabel Instalasi
Kabel Lampu
Kabel lampu digunakan untuk instalasi dalam lampu dan armatur penerangan
dalam keadaan yang terlindung dan bebas dari tekukan atau puntiran. Luas
penampang penghantarnya harus sekurang-kurangnya 0,5 mm 2 . Beberapa jenis kabel
lampu berisolasi PVC ialah NYFA, NYFAF, NYFAZ dan NYFAD. Luas penampang
penghantarnya 0,5 dan 0,75 mm 2 .
NYFA memiliki penghantar kawat tunggal, sedangkan penghantar jenis-jenis
lainnya terdiri dari sejumlah kawat tembaga halus. NYFA dan NYFAF dapat
memiliki satu, tiga atau empat urat. Jika ada tiga atau empat, urat-uratnya dibelit jadi
satu. NYFAZ dan NYFAD memiliki masing-masing dua atau tiga urat kembar yang
diletakkan rata sejajar, sehingga membentuk semacam pita kecil. Urat-urat tersebut
33
dihubungkan sedemikian dengan PVC sehingga dapat dipisahkan tanpa merusak atau
mengurangi isolasinya, asalkan dilakukan dengan cukup hati-hati.
Keempat jenis tersebut dapat digunakan hingga suhu penghantar setinggitingginya 70 C . Jika suhu sekelilingnya tinggi karena panas yang ditimbulkan oleh
lampu, dapat digunakan NYFAw, NYFAFw, NYFAZw atau NYFADw. Jenis-jenis
ini dapat digunakan sampai penghantar 105 C . Kontruksi dan susunannya seperti
masing-masing NYFA, NYFAF, NYFAZ dan NYFAD.
2.4.1.2
Kabel Rumah
Jenis hantaran yang banyak digunakan untuk instalasi rumah ialah kabel
rumah jenis NYA dan NGA. Kabel jenis NGA terdiri dari jenis bahan penghantar
tembaga berlapis timah putih dengan isolasi karet yang dilindungi dengan anyaman
benang. Lapisan timah putih itu diperlukan untuk melindungi tembaganya terhadap
pengaruh karet. Jari-jari pembengkokan NGA pada waktu pemasangan diukur hingga
bagian dalam lengkungannya, harus sekurang-kurangnya sama dengan empat kali
diameter luar kabelnya. NGA harus tahan panas, anyaman pelindungnya dibuat dari
benang asbes. Kabel jenis NGA menurut nomenklatur Belanda disebut RD.
Kabel jenis NYA susunannya sangat sederhana, yaitu hanya terdiri dari
penghantar tembaga polos dengan isolasi PVC. Diameter luarnya lebih kecil daripada
diameter luar NGA dan permukaannya licin. Sampai dengan luas 10 mm 2 ,
penghantarnya terdiri dari kawat tunggal dan penghantarnya terdiri dari sejumlah
34
kawat yang dipilin jadi satu. Kabel NYA tahan terhadap kebanyakan bahan kimia dan
tidak menjalarkan nyala api serta dapat digunakan sampai suhu penghantar 70 C .
NYAF memiliki penghantar yang terdiri dari kawat-kawat tembaga halus, sehingga
jauh lebih fleksibel daripada NYA.
2.4.1.3
Kabel Instalasi Berselubung
Penggunaan kabel instalasi NYM memiliki penghantar tembaga yang polos
berisolasi PVC. Untuk luas penampang 1,5 mm 2
sampai dengan 10 mm 2
penghantarnya terdiri dari kawat tunggal. Untuk 16 mm 2 keatas penghantarnya
terdiri dari sejumlah kawat yang dipilin jadi satu.
Jumlah urat lebih dari satu sampai lima, uratnya dibelit jadi satu dan
kemudian diberi lapisan pembungkus inti dari kawat atau plastik lunak supaya
bentuknya menjadi bulat. Lapisan pembungkus inti harus lunak dan rapuh supaya
mudah dikupas pada waktu pemasangan, sesudah itu baru diberi selubung PVC
berwarna putih seperti pada gambar 2.15
Warna selubung luar kabel PVC telah dibakukan sebagai berikut :
Tegangan Nominal
Warna
Selubung Luar
500 V
Putih
500 V
Hitam
kabel berselubung PVC
0,6/1 kV
Hitam
Kabel berselubung PVC
diatas 1 kV
Merah
Jenis Kabel
Kabel selubung PVC untuk instalasi
tetap (misal NYM)
Hantaran udara berselubung PVC
35
Gambar 2.15 Jenis Kabel Instalasi
2.4.2
2.4.2.1
Kabel Tanah
Kabel Tanah Termoplastik Tenda Perisai
Jenis kabel tanah termoplastik tenda perisai yaitu jenis kabel NYY dan
NAYY. Kontruksi NYY dapat dilihat pada gambar 2.16. Susunan NYY sama dengan
susunan NYM. Hanya tebal isolasi dan selubung luarnya serta jenis kompon PVC
yang digunakan berbeda. Warna selubung luarnya hitam. Untuk kabel tegangan
rendah, tegangan nominalnya 0,6/1 kV, dimana 0,6 adalah tegangan nominal terhadap
tegangan tanah dan 1 kV adalah tegangan nominal antar penghantar. Uratnya dapat
berjumlah satu sampai dengan lima. Luas penampang penghantarnya dapat mencapai
240 mm 2 atau lebih.
36
Diameter luar kabel dengan dua urat atau lebih dengan luas penampang
penghantar besar, akan menjadi besar sekali jika digunakan penghantar-penghantar
bulat. Karena itu, untuk ukuran-ukuran besar umumnya mulai 50 mm 2 keatas
digunakan bentuk penghantar sektor. Penggunaan kabel NYY adalah sebagai instalasi
industri didalam gudang maupun alam terbuka, disaluran kabel dan dalam lemari
hubung-bagi, apabila dapat diperkirakan tidak akan ada gangguan mekanis. NYY
dapat juga ditanam didalam tanah, asalkan diberi perlindungan secukupnya tehadap
kemungkinan terjadinya kerusakan mekanis. Sedangkan NAYY memiliki penhantar
aluminium, selebihnya jenis kabel ini sama dengan jenis kabel NYY beserta
penggunaanya.
Gambar 2.16 Kabel Jenis NYY
37
2.4.2.2
Kabel Tanah Termoplastik Berperisai
a. NYRGbY dan NYFGbY
Kontruksi NYRGbY dapat dilihat pada gambar 2.17 Uratnya terdiri dari
penghantar tembaga tanpa lapisan timah putih dengan isolasi PVC. Jumlah uratnya
kebanyakan tiga atau empat, kadang-kadang dua. Urat-urat pada kabel ini di belit jadi
satu, kemudian diberi lapisan pembungkus inti dari karet atau plasik lunak dan perisai
kawat baja bulat berlapis seng. Perisai kawat baja ini diikat dengn spiral pita baja
berlapis seng. Untuk melindungi perisainya terhadap koros, kabelnya diberi selubung
luar PVC berwarna hitam. Perisai dari kawat baja itu berfungsin sebagai pelindung
elektrostatis yang baik, sehingga dapat mengurangi gangguan terhadap frekuensifrekuensi nada. Untuk kabel tegangan rendah, tegangan nominalnya 0,6/1 kV.
Kontruksi NYFGbY seperti kontruksi NYRGbY, hanya untuk perisainya
tidak digunakan kawat baja bulat, tetapi kawat baja pipih berlapis seng. Karena
kurang fleksibel, kawat baja piipih ini tidak dapat digunakan perisai kabel ukuran
kecil. Umumnya untuk kabel-kabel sampai dengan ukuran 3 x 16 mm 2 atau 4 x 10
mm 2 digunakan kawat baja bulat sebagai perisai. NYRGbY lebih tahan terhadap
tarika daripada NYFGbY, perisainya juga sedikit lebih baik.
NYRGbY dan NYFGbY digunakan apabila NYY tidak dapat digunakan
karena adanya kemungkinan gangguan mekanis. Untuk ditanam didalam tanah
umumnya digunakan kabel berperisai. NYRGbY umumnya juga digunakan didalam
air atau sungai asalkan tidak ada gangguan gaya tarik.
38
Gambar 2.17 Kontruksi Kabel Jenis NYRGbY/NYFGbY
b. NYBY dan NAYBY
Kontruksi NYBY seperti kontruksi NYRGbY atau NYFGbY, hanya perisai
kawat baja dengan spiral pita bjanya diganti dengan perisai dua pita baja berlapis
seng. Perisai NYBY tidak sebaik perisai NYRGbY atau NYFGbY, selain itu NYBY
juga kurang terhadap tarikan. NABY sama dengan NYBY, tertapi dengan penghantar
aluminium. Penggunaan NYBY dan NABY seperti penggunaan
NYFGbY dan
NAYFGbY, tetapi hanya tempat-tempat dengan kemungkinan gangguan mekanis
ringan . NYBY dan NAYBY tidak banyak digunakan di Indonesia.
39
Gambar 2.18 Jenis Kabel NYBY
2.4.2.3
Kabel Tanah Termoplastik jenis lain
Dibawah ini akan membahas secara ringkas beberapa jenis kabel termoplastik
berperisai yang pakai di negeri Belanda
a. VO-VmvKas
Kontruksi kabel ini dapat dilihat pada dari gambar 2.19 Penghantarnya dari
tembaga tanpa lapisan timah putih, dengan isolasi PVC. Urat-uratnya dibelit jadi satu,
kemudian diberi lapisan pembungkus inti dari karet lunak dan selubung PVC.
Selubung ini juga dinamakan isolasi pengikat. Diluar isolasi pengikat diletakkan
suatu hantaran pengaman.
40
Selanjutnya kabel diberi perisai dari anyaman kawat baja berlapis seng.
Untuk melindungi perisai ini dari korosi, kabel diberi selubung luar PVC. Hantaran
pengamannya terisolasi dengan baik dari hantaran-hantaran fasa oleh isolasi pengikat.
Hantaran pengaman tersebut terdiri dari anyaman kawat-kawat tembaga halus
berlapis timah putih. Luas penampangnya sama dengan luas penampang penghantarpenghantar fasanya. Perisai kabel melindungi hantaran pengaman itu terhadap
gangguan mekanis. Luas penampang jenis kabel ini 1,5 mm 2 sampai dengan 6 mm 2 .
Penggunaannya sebagai kabel tanah untuk berbagai instalasi dan jaringan distribusi.
b. VO-RmrKas
Kontruksi kabel ini seperti kontruksi VO-VmvKas, hanya isolasi penghantar
dan isolasi pengikatnya bukan dari PVC, tetapi dari karet divulkanisasi. Karena bahan
isolsinya karet, tembaga penghantarnya harus dilapisi timah putih. Luas penampang
kabel ini juga 1,5 mm 2 sampai dengan mm 2 . Penggunaanya pun seperti penggunaan
VO-VmvKas.
c. VG-VmvKas
Kontruksi kabel ini sama dengan kontruksi kabel jenis VO-VmvKas sampai
dengan isolasi pengikat, susunannya dan penggunaannya pun seperti VO-VmvKas.
Untuk luas penampang penghantarnya adalah 1,5 mm 2 sampai dengan 25 mm 2 ,
kabelnya kemudian diberi perisai yang terdiri dari kawat-kawat baja bulat berlapis
41
seng dan kawat-kawat tembaga polos bulat. Perisai ini diberi spiral pita tembaga dan
kabelnya diberi selubung luar PVC. Perisai kawat tembaga itu berfungsi sebagai
hantaran pengaman. Sampai dengan luas penampang 25 mm 2 , jumlah luas
penampang kawat-kawat perisai tembaga itu sekurang-kurangnya sama dengan luas
penampang penghantar-penghantarnya.
Untuk luas penampang 35 mm 2 atau lebih, perisainya terdiri dari kawatkawat baja pipih berlapis seng dan kawat-kawat tembaga polos pipih, dengan spiral
pita baja berlapis seng.
d. VG-RMrKas dan VG-RmvKas
VG-RMrKas dibuat dengan luas penampang penghantar 1,5 mm 2 sampai
dengan 16 mm 2 . Kontruksinya dapat dilihat pada gambar 2.19 Dan VG-RMrKas
dibuat dengan luas penampang penghantar 25 mm 2 keatas. Sampai dengan isolasi
pengikatnya kontruksi VG-RMrKas sama dengan kontruksi VO-RMrKas. Kabelnya
kemudian diberi perisai dari kawat-kawat baja bulat berlapis seng dan kawat-kawat
tembga bulat berlapis timah putih dengan spiral pita tembaga. Selubung luarnya dari
PVC. Bahan isolasinya tebuat dari bahan karet, karena tembaga itu diberi lapisan
timah putih.
Jumlah luas penampang kawat-kawat perisai tembga untuk VG-RMrKas dan
VG-RMrKas dengan luas penampang penghantar sampai dengan 25 mm 2 , sekurangkurangnya sama dengan luas penampang penghantar-penghantarnya.
42
e. VG-VMvK-Al
Kabel ini memiliki penghantar aluminium padat berisolasi PVC. Pada gambar
2.19 memperlihatkan kontruksi jenis VG-VmvK-Alh. Kode “h” menunjukkan bahwa
kabelnya juga memiliki urat bantu. Urat-urat yang telah dibelit jadi satu diberi
selubung dalam PVC dan kemudian suatu lapisan kertas. Perisai kael terdiri dari dua
pita baja yang dibelitkan pada kabel. Lapisan kertas tersebut dimaksudkan untuk
melindungi selubung dalam kabel supaya tidak rusak karena tekanan perisai baja,
kalau kabelnya dibengkokkan. Untuk melindunginya dari korosi, kabelnya diberi
selubung luar dari PVC.
Kabel jenis ini juga dapat langsung ditanam kedalam tanah. Penggunaanya
seperti penggunaan NKBA. Harga VG-VMvK-Al lebih rendah daripada penghantar
harga NKBA. Akan tetapi, karena daya hantar aluminium lebih rendah dari pada daya
hantar tembaga, untuk kemampuan hantar arus yang sama diperluakan VG-VMvK-Ai
dengan luas penampang penghantar yang lebih besar.
43
Gambar 2.19 Kontruksi Kabel Tanah Termoplastik
Gambar 2.20 Kontruksi Jenis VG-VMvK-Alh
44
2.4.2.4
Kabel Tanah Berperisai Berisolasi Kertas
Sebelum berkembangnya kabel-kabel termoplastik, kabel tanah berperisai
yang digunakan di Indonesia ialah kabel berisolasi kertas berselubung timbel. Nama
jenis singkatan kabel ini menurut nomenklatur PUIL 1977 ialah NKBA, menurut
nomenklator belanda GPLK. Hingga saat ini kabel jenis ini masih bayak digunakan di
Indonesia, terutama pada tegangan-tegangan menengah.
Gambar 2.21 menunjukkan kontruksi kabel GPLKh, yaitu GPLK yang diberi
urat-urat bantu diantara urat-urat utamanya. Urat-urat bantu ini digunakan untuk
melayani lampu-lampu penerangan jalan, memindahkan hubungan kWh-meter dari
tarif siang hari ke tarif malam dan untuk pengukuran dan pemberian isyarat. Pada
kabel tanpa urat bantu, tempatnya diisi dengan tali-tali pengisi berupa tali goni atau
tali kertas.
Kabel ini memiliki penghantar tembaga berisolasi kertas yang telah direndam
dalam minyak kabel. Urat-urat kabel dibelit menjadi satu dan diberi isolasi pengikat
dari kertas yang telah direndam dalam minyak kabel juga. Bagian kabel sampai
dengan isolasi dinamakan teras kabel. Teras kabel ini diberi selubung timbel yang
kemudian dibungkus dengan dua lapis kertas aspal untuk melindungi timbelnya
terhadap penaruh asam. Lapisan kertas aspal tersebut dibungkus lagi dengan lapisan
dari tali goni yang telah dicelup dalam aspal. Lapisan ini berfungsi untuk perisai
kabel.
Perisai terdiri dari dua pita baja yang dililitkan sedemikian pada kabel hingga
membentuk spiral-spiral terbuka yang saling menutupi. Spiral yang atas harus
45
menutupi celah-celah spiral yang bawah dengan sekurang-kurangnya 1
4
lebar pita
baja. Lapisan tali goni dibawah perisai harus mencegah rusaknya selubung timbel
karena tekanan pita-pita baja tersebut. Perisainya kemudian dibungkus dengan dua
lapisan tali goni yang telah dicelup dalam aspal untuk melindungi pita-pita bajanya
terhadap korosi. Untuk mencegah supaya kabel-kabelnya tidak melekat setelah
digulung dihaspel, lapisan tali goni yang luar diberi air kapur.
Gambar 2.21 Jenis Kabel GPLKh (Kabel Tanah Berisolasi Kertas)
2.4.3
Kabel Fleksibel
2.4.3.1
Penggunaan
Kabel fleksibel digunakan untuk hubungan yang dapat dipindah-pindahkan, jadi
tidak dipasang tetap pada dinding, langit-langit dan sebagainya. Hubungan kabel
46
fleksibel harus tahan terhadap tarikan dan gesekan. Hubungan hantaran pengamannya
harus sedemikian panjang hingga apabila kabelnya terlepas hantaran pengamannya
akan lepas atau putus. Hubungan kabel fleksibel dengan terminal peralatan listrik
harus dibuat sedemikian hingga kawat-kawat halus penghantarnya tidak tersebar.
2.4.3.2
NLYZ
Kabel ini adalah kabel fleksibel kembar yang sangat ringan. Penghantarnya
terdiri dari kawat-kawat tembaga halus dengan isolasi PVC. Luas penampang
masing-masing penghantarnya hanya kira-kira 0,1 mm 2 . Letak kedua urat kabel
sejajar dan dihubungkan dengan PVC, hingga dapat dipisahkan tanpa merusak
isolasinya, asalkan dilakukan dengan cukup hati-hati.
Kabel ini digunakan untuk alat listrik tangan sangat ringan, misalnya alat
cukur, jam meja, dan sebagainya dengan panjang maksimum dua meter. Kemempuan
hantar arus maksimumnya 1 A.
2.4.3.3
NYZ dan NYD
Luas penampang penghantar kabel jenis NYZ adalah 0,5 dan 0,75 mm 2 , jadi
NYZ lebih besar daripada NLYZ. Kabel jenis NYD sama dengan NYZ, tetapi terdiri
dari tiga urat sejajar yang juga dihubungkan dengan PVC dan dapat dipisahkan tanpa
merusak isolasinya. NYZ dan NYD digunakan untuk alat listrik tangan ringan,
47
misalnya radio alat cukur tangan dan sebagainya. Tidak boleh digunakan untuk alat
listrik termis.
Kabel dengan luas penampang penghantar 0,5 mm 2 , boleh digunakan untuk
maksimum 2,5 A dengan panjang maksimum 2 meter. Untuk luas penampang 0,75
mm 2 , kemampuan hantar arus maksimum harus 10 A.
2.4.3.4
NYLHYrd dan NYLHYfl
Penghantar kabel-kabel ini terdiri dari kawat-kawat tembaga halus dengan
isolasi PVC. Luas penampang penghantarnya 0,5 atau 0,75 mm 2 . Jumlah urat
NYLHYrd dua hinga empat. Urat-urat ini dibelit menjadi satu dan diberi selubung
luar PVC. Juga pada jenis urat-uratnya harus dapat bergerak dalam selubung.
Jumlah urat NYLHYfl dua atau tiga. Urat-urat ini diletakkan rata sejajar dan
diberi selubung luar PVC. Pada jenis urat-uratnya arus dapat bergerak dalam
selubung. Kabel ini digunakan untuk alat-alat listrik ringan,misalnya mesin kantor,
lampu meja, dan sebagainya. Tidak boleh digunakan untuk alat-alat listrik termis.
Gambar 2.22 Jenis NYLHYrd dengan dua urat
48
2.4.3.5
NYMHYrd dan NYMHYfl
Susunan jenis kabel ini sama dengan susunan jenis kabel NYLHY, hanya
NYM HY lebih berat dan kuat. Jumlah urat NYMHYrd dua hingga tujuh, dengan
luas penampang penghantar 0,75 mm 2 sampai dengan 2,5 mm 2 . NYMHYfl
memiliki dua urat dengan luas peampang 0,75 mm 2 saja. NYMHY boleh digunakan
diruangan yang lembab sementara, misalnya untuk mesin cuci, lemari es dan
sebagainya, tetapi tidak boleh digunakan untuk alat listrik termis.
2.4.3.6
NLH
Penghantar kabel ini terdiri kawat-kawat tembaga halus degan isolasi karet.
Kawat dengan diameter diatas 0,16 mm diberi lapisan timah putih. Jumlah uratnya
dua hingga empat dengan luas penampang penghantar 0,5 dan 0,75 mm 2 . Urat-urat
itu dibelit menjadi satu dan diberi selubung luar karet. Kabel jenis ini lebih tahan
terhadap panas dari pada NYLHY. Dapat digunakan untuk alat listrik tangan dan
pemanas listrik ringan. Misalnya penghisap debu, setrika listrik, panggangan roti dan
sebagainya. Tetapi tidak boleh digunakan pada bengkel.
2.4.3.7
NHM dab NHMöu
Susunan kabel ini seperti susunan NLH, hanya lebih berat. Selubung luar
NMHöu tahan terhadap minyak. Susunan NMH terdiri atas dua urat. Luas
penampang penghantarnya 0,75 mm 2 hingga 4 mm 2 jumlah uratnya sampai tujuh.
49
Kabel ini digunakan untuk alat-alat listrik sedang, juga diruang lembab, dibengkel
dan dipertanian. NMH dengan luas penampang penghantar 1,5 mm 2 keatas boleh
juga digunakan ditempat kerja dengan bahaya kebakaran. NMHöu boleh juga
digunakan didalam air untuk keperluan industri dan dialam terbuka, tetapi tidak boleh
direntangkan seperti hantaran udara.
2.4.3.8
VRMrL
Kabel ini jenis belanda. Susunannya seperti susunan NMH, tetapi dengan
tambahan selubung luar kedua dari PVC, sehingga kabelnya lebih tahan terhadap
gesekan.
2.4.3.9
RMrLz
Kabel ini juga jenis kabel Belanda. Susunannya seperti susunan NMH, tetapi
selubung luarnya lebih tebal. Selubung luar ini sangat tahan terhadap gesekan dan
perlakuan kasar. Jenis kabel ini digunakan dibengkel dan dipabrik untuk alat-alat
yang dapat dipindah-pindahkan.
2.4.3.10 NSHöu
Penghantar kabel ini terdiri dari kawat-kawat tembaga halus berlapis timah
putih dengan isolasi karet. Jumlah uratnya satu hingga tujuh, selain itu juga 12 dan
19. Luas penampang penghantarnya adalah sebagai untuk kabel dengan :
50
Urat tunggl
: 1,5 – 400 mm 2
2 sampai dengan 4 urat
: 1,5 – 185 mm 2
5 urat
: 1,5 – 70 mm 2
6 urat keatas
: 1,5 – 6 mm 2
Tiap-tiap urat dibalut dengan pita tenunan atau foil, kemudian dibelit jadi satu
dan diberi selubung dalam dari karet, sedemikian hingga urat-uratnya dapat bergerak
dalam selubung ini. Kabel ini dapat digunakan diruang kering dan basah, juga
ditempat kerja yang tingkat bahaya kebakaran atau ledakan dan dialam terbuka untuk
alat-alat pertanian dan pembangunan, kereta api dan sebagainya.
2.4.3.11 RMcLz
Susunannya seperti RMrLz, hanya selubung luarnya dari karet buatan neopren
yang divulkanisasi. Karet nopren ini tahan terhadap minyak dan pengaruh cuaca dan
tidak dapat terbakar. Karena itu, kabel ini cocok untuk digunakan dibengkel-bengkel
dimana kabelnya banyak terkena minyak. Di Belanda kabel ini digunakan untuk
instalasi kereta api disel listrik.
51
Gambar 2.23 Jenis Kabel Fleksibel
2.5
Bahan Isolator Listrik
Bahan isolator adalah bahan yang sukar atau tidak dapat menghantarkan arus
listrik. Perlu diketahui bahwa fungsi isolasi pada bahan penghantar adalah untuk
mencegah mengalirnya arus listrik ke benda lain apabila terjadi kerusakan pada
bagian isolasi kabelnya. Selain itu, fungsi dari isolasi adalah untuk mengetahui proses
pemburukan yang terjadi pada isolasi akibat panas, kelembaban, kerusakan mekanik,
korosi kimiawi, korona, tegangan lebih dan lain-lain korosinya antara karakteristik
listrik dan unsur isolasi tersebut. Isolasi perlu di uji karena kemampuan isolasi
minimal 1000 kali tegangan kerja, misalnya tegangan kerja 220 V, maka 220 x 1000
sama dengan 220.000 Ohm.
52
2.5.1
Sifat Bahan Isolasi (Insulation Properties)
Setiap bahan isolasi memiliki sifat-sifat yang dapat dijadikan sebagai ukuran
kualitas isolasi dari bahan tersebut. Beberapa sifat tersebut antara lain:
•
Konstanta Dielektrik
Konstanta dielektrik (K) dari suatu bahan isolasi merupakan rasio/perbandingan
kapasitansi dari suatu sistem elektroda pada saat menggunakan bahan tersebut
sebagai dielektrik dengan kapasitansi pada saat tanpa dielektrik.
•
Beda fase/Loss Angle
Loss angle (δ ) merupakan perbedaan antara 90 derajat listrik teoritis fase
lanjutan dari arus melalui kapasitor sempurna dan sudut aktual ( θ ) fase lanjutan dari
arus melalui dielektrik. Loss angle muncul karena adanya resistansi karena adanya
resistansi terhadap pergerakan atom-atom pada dielektrik, sehingga terjadi tunda
antara perubahan pada medan dan perubahan pada polarisasi.
•
Faktor Disipasi
Faktor disipasi yang diberi simbol D, sebenarnya merupakan tange dari loss
angle (D = tan δ ) .
53
•
Faktor Daya (Power faktor)
Faktor daya dari suatu dielektrik merupakan perbandingan antara rugi-rugi
daya dengan produk dari tegangan dan arus yang diaplikasikan. Oleh sebab itu, faktor
daya adalah (tan δ ) atau (Sinδ ) . Sinus dan tangen loss angle yang kecil hampir
sama, sehingga harganya sama dengan faktor disipasi (faktor daya = D).
•
Faktor Rugi-rugi
Faktor rugi-rugi merupakan produk dari konstanta dielektrik (K) dan faktor
daya (D).
•
Penyerapan dielektrik pada bahan padat
Kapasitansi murni dapat diisi dan dikosongkan sepenuhnya dengan cepat jika
tahanan pada rangkaian eksternal kecil. Saat kapasitor mengandung dielektrik yang
tidak sempurna, arus berlanjut mengalir dan pengisian naik untuk periode yang
signifikan. Arus perlahan mendekati nilai akhir tetap oleh resistans isolasi dari
dielektrik. Karena alasan ini, pembacaan resistansi isolasi berlangsung setelah
tegangan yang diaplikasikan mencapai waktu standar 1 menit.
54
•
Tahanan Isolasi
Tahanan isolasi adalah perbandingan antara tegangan DC yang diaplikasikan
dengan resultan arus yang mengalir sesudah 1 menit mengaplikasikan tegangan,
antara 2 elektrode yang melekat atau membuat kontak dengan dielektrik.
•
Resistivitas Permukaan
Resistivitas permukaan merupakan tahanan antara dua tepi yang saling
berlawanan dari suatu persegi. Jika tahanan dari bodi bahan selalu pararel dengan
tahanan permukaan, pengukuran hanya dapat dilakukan jika tahanan volume lebih
besar dari tahanan permukaan, misalnya pada kondisi dengan kelembaban tinggi dan
rasio yang besar antara permukaan dan volume pada medan listrik.
•
Resistivitas Volume
Resistivitas volume adalah tahanan antara dua sisi berlawanan dari suatu
centimeter cube sesudah lucutan permukaan dihilangkan dinyatakan dalam Ohmcentimeter.
•
Kuat Dielektrik Dari Bahan Padat
Kuat dielektrik (dielectric strength) merupaka potensial maksimal dimana
ketebalan unit dapat bertahan tanpa mengalami kegagalan (breakdown).nilai kuat
dielektrik terganting pada ketebalan sampel, suhu, frekuensi yang diaplikasikan,
55
bentuk gelombang, bentuk elektrode, konduktivitas panas, media yang melindungi
serta nilai dan waktu total pengaplikasian tegangan.
•
Flashover
Flashover atau lewat denyar, merupakan fenomena kegagalan isolasi oleh
lucutan antara elektrode-elektrode melalui permukaan isolator.
2.5.2
Jenis Isolasi Berdasarkan Fungsinya
Berdasarkan fungsinya, maka penggunaan isolasi dapat di klasifikasikan
menjadi 2 golongan yaitu :
2.5.2.1 Isolator Penghantar Tegangan Rendah
Penghantar tegangan rendah adalah penghantar listrik yang dipergunakan
untuk keperluan instalasi yang digolongkan tidak lebih dari 500 Volt. Yang termasuk
kategori instalasi tegangan rendah rumah tinggal, sekolah dan bangunan lain yang
sejenis. Untuk memasang instalasi tegangan rendah tersebut pada umumnya
dipergunakan penghantar NYA dan NYM. Kedua jenis ini sebagai bahan
penyekatnya mempergunakan bahan isolator PVC.
56
Gambar 2.24 Isolator Tegangan Rendah
2.5.2.2 Isolator Penghantar tegangan Tinggi
Tegangan tinggi adalah instalasi yang dipergunakan pada jaringan listrik
diatas 1000 Volt, untuk keperluan itu diperlukan kekuatan isolasi yang lebih baik dan
memiliki daya sekat yang tinggi. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya
arus bocor yang terjadi pada penghantar.
Salah satu jenis kabel penghantar yang biasanya dipergunakan dalam jaringan
tegangan tinggi adalah jenis kabel NYFGbY seperti pada gambar 2.25 dimana
seluruh bahan isolasinya terbuat dari PVC berlapis dan bentuk fisiknya berwarna
merah.
Gambar 2.25 Isolator Tegangan Tinggi
57
Penghantar seperti pada gamar 2.25 disebut juga kabel tanah, karena
pemasangannya biasanya ditanamkan dipermukaan tanah. Keistimewaan pemasangan
penghantar dibawah tanah adalah karena adanya faktor keamanan yaitu tidak
dipengaruhi oleh cuaca buruk, seperti hujan, angin, badai dan bahaya petir.
Selain menggunakan PVC ada beberapa kabel tanah yang bahan isolasinya
menggunakan isolasi goni dan kertas seperti gambar 2.26.
Gambar 2.26 Penggunaan Isolator Goni Pada kabel tanah
2.5.3
Bahan-bahan Isolasi Pada Penghantar Listrik
2.5.3.1 Bahan Isolasi Karet (Rubber)
Selama bertahun-tahun sistem kabel mempergunakan isolasi berbahan karet
alami yang divulkanisir atau vulcanized natural rubber (VIR). Karena karet
58
merupakan bahan isolasi organik, maka secara normal aka menglami proses penuaan.
Proses penuaan ditandai dengan berubahnya sifat bahan isolasi, yaitu menjadi keras
dan kaku. Dengan adanya proses penuaan ini, sifat isolasi akan berkurang bahkan
rusak sehingga perlu adanya penggantian. Kabel dengan isolasi VIR ini sebaiknya
diganti dengan kabel berbahan isolasi yang lebih modern seperti synthetic rubber
compound. Bahan ini telah banyak digunakan pada isolasi kabel untuk aplikasiaplikasi yang fleksibel dan membutuhkan ketahanan tinggi. Jenis ini mampu
mengisolasi kabel dengan rating suhu antara 60 C sampai 180 C , mempunyai
ketahanan terhadap minyak, radiasi ozon dan radiasi ultraviolet.
Bahan pelindung dari karet pada umumnya kurang memiliki daya tahan yang
lama, sehingga pada pemasangannya harus menggunakan pelindung lagi, yaitu
berupa kain anyaman seperti yang terlihat pada gambar 2.27. Namun demikian bahan
karet yang sangat baik sebagai penyekat listrik juga memiliki sifat elastis dan tahan
terhadap panas.
Gambar 2.27 Bahan Isolasi Karet
59
2.5.3.2 Bahan Isolator Berserat
a. Isolator Kertas (Paper)
Kertas kering (dry paper) merupakan isolator yang sangat baik. Namun sifatsifat isolasi akan berkurang jika menjadi basah. Isolator ini bersifat higroskopik, yaitu
menyerap uap air dari udara sehingga perlu diberi segel agar tidak mempunyai kontak
dengan udara. Salah satu bahan yang banyak digunakan untuk melapisi isolator kertas
adalah timah. PILC (paper insulated lead covered) merupakan salah satu contohnya
untuk meningkatkan performa, isolasi kertas biasanya diisi dengan minyak. Dalam
pemasangannya kertas tersebut dilapisi dengan sejenis timbel.
Gambar 2.28 Isolator Kertas
b. Isolator Kain
Isolator kain ini dibuat dalam bentuk anyaman dan dipergunakan sebagi
pelindung atau pembungkus isolator karet pada kawat NGA dengan tujuan untuk
memperkokoh isolasi kawat tersebut. Isolasi kain ini dapat dijumpai sebagai
60
pelindung pada penghantar snur. Kelemahan dari penggunaan isolasi kain adalah
mudah menyerap air sehingga daya sekatnya akan turun, namun demikian, bahan dari
kain cukup untuk menahan panas yang timbul akibat adanya pemakaian beban.
Gambar 2.29 Isolator Kain
2.5.3.3 Polyvinyl Chloride (PVC)
Polyvinyl chloride (PVC) saat ini merupakan bahan yang paling banyak
dipakai pada isolasi kabel dengan tegangan rendah. PVC merupakan bahan isolasi
yang mudah dibentuk dan mempunyai ketahaan terhadap minyak maupun bahan
kimia yang lain. PVC merupakan hasil polimerisasi vinyl chloride H 2 C = CHCl.
klorida diubah menjadi Ikatan tunggal. Ikatan yang menjadi bebas kemudian
mengikat molekul-molekul vinylklorida lain, sehingga timbul molekul-molekul
makro panjang, yaitu PVC.
PVC banyak digunakan sebagai bahan isolasi kabel tegangan rendah karena
sifatnya yang padat namun dapat dibentuk sesuai dengan kebutuhan, tahan terhadap
bahan kimia tetapi tidak dapat didaur ulang. Namun demikian, PVC tidak digunakan
61
pada aplikasi tegangan tinggi, karena mempunyai sifat dielektrik tinggi sehingga
menyebabkan kehilangan daya yang tinggi pula.
Pada proses pembuatannya, bahan PVC tersebut harus dicampur dengan
bahan pelunak (plasticiser) karena pada suhu kamar PVC murni bersifat keras namun
rapuh sampai suhu 82 C . Formulasi 50% PVC, 25-35% plasticiser dan sisanya
berupa bahan aditif lain menghasilkan PVC yng tahan terhadap suhu sampai 105 C .
Pembuatan PVC dengan cara ditambah radiasi memerbaiki sifat bahan seperti
kekuatan mekanis dan tahan tehadap suhu 105 C . Bahan ini mulai dipakai tahun
1930. Untuk menghasilkan PVC yang mempunyai keunggulan sifat tertentu sering
dipakai bahan-bahan aditif yang lain. Bahan-bahan tersebut antara lain :
•
Thermal Stabilizer. Bahan yang biasa dipakai adalah organometallic compounds.
Bahan ini dapat memperlambat proses degradasi karena suhu sehingga
memperpanjang umur kabel.
•
Impact modifier. Digunakan untuk meningkatkan tahanan isolasi. Bahan yang
dipakai antara lain: chlorinated polyethylene, acrylonitrile-butandiene-styrene
(ABS), methyl metacrylate-buta-diene-styrene dan ethylene-vinyl acetate (EVA).
•
Filter. Ada yang menggunakan calcium carbonate untuk meningkatkan
kemampuan defleksi panas, ada pula yang mempergunakan calcined clay untuk
memperbaiki sifat dielektrik.
•
Pigment. Digunakan untuk memberi warna dan meningkatkan ketahanan terhadap
cuaca.
62
•
Flame retardant. Bahan yang digunakan adalah antimony oxide. Aditif ini
berungsi untuk meningkatkan oxygen index (OI) dari kompon PVC
Saat PVC terbakar, maka akan menghasilkan asap yang tebal dan gas
hidrogen klorida yang bersifat korosif. Suhu yang tinggi bahan akan menyebabkan
bahan PVC menjadi lunak, sehingga konduktor kabel yang menekan pada isolasi
seperti pada belokan kabel, akan bergerak masuk kedalam isolasi. Akibatnya,
konduktor dapat mencapai tepi luar isolator yang menjadi sangat rendah. Oleh karena
itu, kabel berisolasi PVC tidak boleh bekerja pada suhu diatas 70 C , meskipun ada
beberapa jenis yang mampu beroperasi sampai suhu 85 C .
PVC ini keras dan rapuh pada suhu kamar. Supaya dapat digunakan sebagai
bahan isolasi kabel, PVC harus dicampur dengan bahan pelunak (plasticiser). Bahan
pelunak yang di campur pada umumnya sebanyak 20% hingga 40%, kadang-kadang
bahkan lebih. Campuran ini disebut kompon PVC. Untuk membedakan, PVC yang
belum dicampur dinamakan damar PVC (PVC resin).
Untuk kompon PVC kabel harus digunakan bahan pelunak dengan sifat-sifat
listrik yang baik. Selain itu bahan pelunaknya tidak boleh menguap dan tidak
menjalarkan nyala api. Damar PVC sendiri, walaupun dapat dibakar, akan padam
sendiri setelah sumber apinya disingkirkan. Selain bahan pelunak, kompon PVC
untuk isolasi kabel juga mengandung bahan pengisi dan bahan stabilisator untuk
memperbaiki sifat-sifatnya. Salah satu kelemahan kompon PVC, sebagai akibat harus
63
digunakannya bahan pelunak ialah ketahanannya terhadap tekanan. Kalau ditekan
cukup kuat dan cukup lama, kompon PVC tidak dapat pulih. Makin tinggi suhunya,
makin kurang ketahanannya terhadap tekanan itu. Umumnya kompon PVC hanya
dapat digunakan sampai setinggi-tingginya
70 C
terus- menerus. Dengan
menggunakan bahan pelunak khusus dapat dibuat kompon-kompon PVC untuk suhu
lebih tinggi, sampai 105 C.
Polietilen atau PE adalah hasil polimerisasi pada etilen H 2 C = CH 2 . sifatsifat listrik PE ini sebenarnya lebih baik dari pada yang dimiliki PVC. Hanya
sayangnya PE lebih mudah terbakar. Jika PE dibakar nyala api akan tetap menjalar,
juga setelah sumber apinya disingkirkan. Oleh karena itu, PE hampir tidak digunakan
untuk kabel-kabel arus kuat, kecuali XLPE (crosslinked polyethylene). Karena sifatsifatnya yang baik pada frekuensi tinggi, PE banyak digunakan untuk kabel-kabel
telemunikasi.
PVC agak lebih mudah menyerap air daripada PE. Kalau digunakan ditempat
lembab atau basah, tahanan isolasinya akan menurun.
Gambar 2.30 Bahan Isolasi PVC Jenis NYA
64
Gambar 2.31 Bahan Isolasi PVC Jenis NYM atau NYY
2.5.3.4 LSF (Low Smoke and Fume)
LSF merupakan bahan isolasi yang pada saat terbakar api mempunyai
kandungan asap dan emisi gas yang bersifat korosif yang lebih rendah bila
dibandingkan dengan PVC. Karena sifat tersebut, bahan ini dianggap berguna dalam
hal keamanan pada situasi kebakaran dimana banyak orang yang perlu dievakuasi.
Bahan ini biasanya dipakai sebagai sheating compound pada isolasi XLPE atau LSF.
2.5.3.5 Thermosetting (XLPE)
Cross-linked polyethylene (XLPE) merupakan thermosetting compound yang
mempunyai karakteristik yang lebih baik dibandingkan dengan PVC. XLPE banyak
digunakan pada aplikasi tegangan menengah dan tegangan tinggi. Bahan isolasi ini
mempuyai ketahan terhadap kerusakan yang lebih tinggi dibandingkan PVC pada
suhu tinggi. XLPE dapat digunakan secara aman pada suhu konduktor sampai dengan
90 C sehingga meningkatkan kemampuan hantar arus dari kabel terutama pada
lingkungan yang mempunyai variasi suhu tinggi.
65
2.5.3.6 Mineral
Isolator dari bahan mineral seperti magnesium oksida merupakan isolator
yang mempunyai karakteristik istimewa terutama bila dijaga agar tetap dalam
keadaan kering. Agar isolator ini tidak menyerap kelembaban dari udara sehingga
tetap kering, maka isolator ini dilapisi dengan tembaga. Hasilnya didapatkan isolator
yang tahan api dan mampu beroperasi sampai suhu 250 C . Selain itu, karena secara
keseluruhan merupakan bahan organik maka isolator ini tidak mengalami penuaan
(non-ageing). Kabel yang menggunakan isolasi mineral ini juga dirancang untuk
mempunyai beberapa keunggulan yang lain, yaitu mempunyai diameter yang lebih
kecil, mempunyai ketahanan mekanis yang baik, tahan air, tahan terhadap pulsa
radiasi dan elektromagnet, lentur dan anti terhadap korosi.
2.6
Tujuan Umum Dari Pengujian
Dalam menentukan dimensi suatu sistem isolasi dibutuhkan pengetahuan yang
pasti mengenai jenis, besaran dan durasi tekanan elektrik yang akan dialami bahan
isolasi tersebut dan disamping itu perlu di pertimbangkan kondisi sekitar di mana
isolasi akan ditempatkan. Selain itu, perancang perlu mengetahui sifat-sifat dari
berbagai bahan isolasi sehingga dapat memilih bahan-bahan yang tepat untuk suatu
sistem isolasi.
66
Fungsi yang paling penting dari suatu bahan isolasi adalah:
a. Untuk mengisolasi antara suatu penghantar dengan penghantar lainnya. Misalnya
konduktor fasa dengan konduktor fasa, atau konduktor fasa dengan tanah.
b. Menahan gaya mekanis akibat adanya arus pada konduktor yang di isolasi.
c. Mampu menahan tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia.
Tekanan yang diakibatkan medan elektrik, gaya mekanik, thermal maupun
kimia dapat terjadi serentak, sehingga dapat diketahui efek bersama dari semua
parameter tersebut. Suatu bahan isolasi dinyatakan ekonomis jika bahan tersebut
dalam jangka waktu yang lama dapat menahan semua tekanan tersebut.
Sifat elektrik yang dibutuhkan untuk suatu bahan isolasi adalah sebagai
berikut:
a. Mempunyai kekuatan dielektrik (KD) yang tinggi, agar dimensi sistem isolasi
menjadi kecil dan penggunaan bahan semakin sedikit, sehingga harganya semakin
murah.
b. Rugi-rugi dielektriknya rendah agar suhu bahan isolasinya tidak melebihi batas
yang ditentukan.
c. Memiliki kekuatan kerak (tracking strength) tinggi, agar tidak terjadi erosi karena
tekanan elektrik permukaan.
d. Memiliki konstanta dielektrik yang tepat dan cocok, sehingga membuat arus
pemuatan (charging current) tidak melebihi yang diijinkan.
67
Peralatan listrik yang akan mengalami kenaikan suhu selama beroperasi baik
pada kerja normal maupun pada kondisi gangguan, sehingga bahan isolasi harus
memiliki sifat thermal sebagai berikut:
a. Kemampuan menahan panas yang tinggi (daya tahan panas)
b. Kerentanan terhadap perubahan bentuk pada keadaan panas
c. Konduktivitas panas tinggi
d. Koefisien muai panas rendah
e. Tidak mudah terbakar
f. Tahan terhadap busur api dan lain-lain
Bahan isolasi harus dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungannya terhadap
minyak dan ozon; memiliki kekedapan dan kekenyalan higroskopis yang tinggi; daya
serap air rendah dan stabil ketika mengalami radiasi. Salah satu tujuan dari pengujian
tegangan tinggi adalah untuk meneliti sifat-sifat listrik dielektrik baik yang telah
digunakan sebagai bahan isolasi peralatan listrik maupun yang masih dalam
penelitian.
Kualitas suatu sistem isolasi dapat ditentukan dari hasil pengukuran tahanan
isolasi, pengukuran faktor rugi-rugi dielektrik dan pengukuran peluahan parsial.
Semua pengukuran ini termasuk pengujian tidak merusak. Kualitas isolasi semakin
buruk setelah isolasi digunakan dalam waktu yang lama. Hal ini karena kenaikan
temperatur isolasi setelah beroperasi, kelembaban udara disekitar isolasi, beban
mekanis yang dipikul isolasi, korona pada bagian-bagian peralatan yang runcing yang
68
berdekatan dengan isolasi dan tegangan lebih yang menerpa isolasi. Memburuknya
kualitas isolasi ditandai dengan tg δ yang semakin besar dan tahanan isolasi yang
semakin kecil.
Ada enam sifat-sifat listrik dielektrik yang perlu diketahui, yaitu :
2.6.1
Kekuatan Dielektrik
Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron-elektron bebas, melainkan
elektron-elektron yang terikat pada inti atom unsur yang membentuk dielektrik
tersebut. Pada gambar 2.32 ditunjukkan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan
diantara dua elektroda piring sejajar. Bila eletroda diberi tegangan searah V, maka
timbul medan elektrik (E) di dalam dielektrik. Medan elektrik ini memberi gaya
kepada elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas.
Dengan kata lain, medan elektrik merupakan suatu beban yang menekan dielektrik
agar berubah sifat menjadi konduktor. Beban yang dipikul dielektrik ini disebut juga
terpaan medan elektrik, satuannya dinyatakan dalam Volt cm .
Gambar 2.32 Medan Elektrik dalam Dielektrik
69
Jika terpaan elektrik yang dipikulnya melebihi batas dan terpaan berlangsung
cukup lama, maka dielektrik akan menghantar arus atau gagal melakssanakan
fungsinya sebagai isolator. Dalam hal ini dielektrik disebut tembus listrik atau
“breakdown”. Terpaan elektrik tertinggi yang dapat dipikul suatu dielektrik tanpa
menimbulkan dielektrik tersebut tembus listrik disebut kekuatan dielektrik.
Waktu yang dibutuhkan sejak mulai proses ionisasi sampai terjadi tembus
listrik disebut waktu tunda tembus (time lag). Jadi tidak selamanya terpaan elektrik
dapat menimbulkan tembus listrik, tetapi ada dua syarat yang harus dipenuhi, yaitu
terpaan elektrik yang dipikul dielektrik harus lebih besar atau sama dengan kekuatan
dielektriknya dan lama terpaan elektrik berlangsung lebih besar atau sama dengan
waktu tunda tembus.
Tegangan yang menyebabkan dielektrik tersebut tembus listrik disebut
sebagai tegangan tembus atau breakdown voltage. Tegangan tembus adalah besar
tegangan yang menimbulkan terpaan elektrik sama dengan atau lebih besar dari pada
kekuatan dielektriknya. Untuk tegangan impuls, tegangan tembus dinyatakan dalam
harga tegangan yang memberi probabilitas tembus 50% ( V50% ) yang artinya sebagai
berikut:
a. Jika suatu dielektrik diberi n kali tegangan impuls sebesar V50% , maka dielektrik
tersebut akan mengalami tembus listrik sebanyak 0,5 n kali.
b. Jika ada sejumlah dielektrik yang sama, masing-masing diberi tegangan impuls
V50% , maka setengah dari dielektrik tersebut akan tembus listrik.
70
2.6.2
Konduktansi
Gambar 2.34 menunjukkan suatu dielektrik yang ditempatkan diantara dua
elektroda piring sejajar. Kedua elektroda bersama dengan dielektrik merupakan
kondensator. Jika kondensator ini merupakan kondensator murni dan dihubungkan ke
sumber searah 2.33 (b), maka muatan mengalir ke kondensator sehingga tegangan
kondensator naik. Aliran muatan akan berhenti ketika tegangan kondensator telah
sama dengan tegangan sumber. Dengan kata lain, arus mengalir melalui dielektrik
hanya selama berlangsung pengisian muatan ke kondensator dan arus ini berlangsung
dalam waktu yang sangat singkat.
Gambar 2.33 Arus Konduksi pada Suatu Dielektrik
Jika kondensator yang dibentuk dielekrik dengan kedua elektroda adalah
berupa kondensator komersial, maka kurva arus adalah seperti ditunjukkan pada
gambar 2.33.c. terlihat bahwa arus pengisian terjadi selama t1 . Kemudian arus
berkurang perlahan-lahan selama waktu t2 , arus ini disebut arus absorpsi. Akhirnya
arus mencapai suatu harga tertentu ( tk ), arus ini disebut arus konduksi. Arus
71
konduksi selalu ada karena tahanan dielektrik tidak benar-benar tak terhingga
( R ≠ ∞ ).
2.6.3
Rugi-Rugi Dielektrik
Suatu bahan dielektrik terdiri dari susunan molekul-molekul, dimana elektron-
elektron terikat kuat dengan inti atomnya. Susunan molekul suatu dielektrik yang
bebas dari medan elektrik luar tidak beraturan seperti ditunjukkan pada gambar 2.34.
Gambar 2.34 Dampak Medan Elektrik Terhadap Molekul Dielektrik
Bila dielektrik dikenai medan elektrik, maka elektron-elektron akan
mengalami gaya yang arahnya berlawanan dengan arah medan elektrik, sedang inti
atom yang bermuatan positif akan mengalami gaya searah dengan arah medan
elektrik. Gaya ini akan memindahkan elektron dari posisi semula, sehingga molekulmolekul berubah menjadi dipol-dipol yang letaknya sejajar dengan medan elektrik
seperti ditunjukkan gambar 2.34.b suatu dielektrik yang molekul-molekulnya berubah
menjadi dipol, disebut terpolarisasi. Jika medan elektrik berubah arah, maka gaya
pada muatan-muatan dipol akan berubah arah membuat dipol berputar 180 seperti
72
ditunjukkan pada gambar 2.34.c. Rugi-rugi dielektrik hanya terjadi pada medan
elektrik bolak-balik, yaitu medan yang ditimbulkan tegangan bolak-balik. Jika
frekuensi tegangan makin tinggi, maka frekuensi gesekan antar molekul akan
meningkat. Akibatnya rugi-rugi dielektrik semakin besar. Tetapi, jika frekuensi
sangat tinggi, maka perubahan posisi dipol hanya sedikit, karena molekul hanya
segera kembali keposisi semula.
2.6.4
Tahanan Isolasi
Jika suatu dielektrik diberi tegangan searah seperti ditunjukkan pada gambar
2.35, maka arus yang mengalir pada dielektrik terdiri atas 2 komponen, yaitu :
a. Arus yang mengalir pada permukaan dielektrik (arus permukaan I s ).
b. Arus yang mengalir melalui volume dielektrik (arus volume I v ).
Sehingga arus sumber dapat dituliskan :
Ia = Is + Iv
(2-1)
Gambar 2.35 Arus Pada Suatu Dielektrik
73
Hambatan yang dialami arus permuakaan disebut tahanan permukaan ( R s ),
sedang hambatan yang dialami arus volume disebut hambatan volume ( Rv ).
Hasil tahanan isolasi tergantung pada besar dan polaritas tegangan
pengukuran serta jenis bahan isolasi. Gambar 2.36 menunjukkan pengaruh tegangan
terhadap tahanan isolasi, masing-masing untuk bahan isolasi padat, cair dan gas.
Gambar 2.36 Pengaruh Tegangan Terhadap Tahanan Isolasi
Suatu faktor yang disebut faktor titik lemah, yaitu perbandingan tahanan pada
tegangan V1 dengan tahanan pada tegangan V 2 , dimana V 2 lebih tinggi dari V1 . Jika
faktor titik lemah semakin besar merupakan pertanda bahwa isolasi semakin buruk.
Akibat adanya arus absorpsi, maka hasil pengukuran tergantung juga pada
waktu pengukuran. Gambar 2.37 ditunjukkan perubahan tahanan isolasi terhadap
waktu.
74
Gambar 2.37 Tahanan vs Waktu
Perbandingan tahanan pada saat 1 menit dan 10 menit disebut indeks polarisasi:
αp =
R10
menit
R1
menit
(2-2)
Tahanan dielektrik juga tergantung pada temperatur, kelembaban dan bentuk
elektroda uji. Oleh karena itu, semua kondisi harus dicantumkan pada hasil
pengujian.
2.6.5
Peluahan Parsial (Partial Discharge)
Peluahan sebagian (partial discharge) adalah peluahan elektrik pada medium
isolasi yang terdapat diantara dua elektroda berbeda tegangan, dimana peluahan
tersebut tidak sampai menghubungkan kedua elektroda secara sempurna. Karena
kesalahan produksi, didalam dielektrik padat ada kalanya dijumpai rongga udara.
75
Gambar 2.38 Celah Udara Dalam Dielektrik Padat
Gambar 2.38 menunjukkan suatu celah udara di antara dua dielektrik padat
berada dalam ruang medan elektrik. Jarak celah udara ( S u ) relatif sangat kecil
dibandingkan terhadap tebal dielektrik padat ( S 1 dan S 2 ).
Jika medan dielektrik dihasilkan oleh dua buah elektroda piring sejajar yang
luasnya tak terhingga, maka kuat medan dielektrik pada setiap lapis dielektrik adalah:
En =
V
s
s
s
ε n  1 + 2 + ......... + n
εn
 ε1 ε 2
Dimana :



(2-3)
V = beda tengangan diantara elektroda (V)
ε = konstanta dielektrik
s = tebal dielektrik (cm)
Gambar 2.39 menunjukkan suatu dielektrik padat yang di dalamnya terdapat
rongga udara beserta rangkaian ekivalennya. C1 adalah kapasitansi rongga udara, C 2
adalah kapasitansi ekivalen dielektrik padat yang terhubung seri rongga udara, dan
76
C 3 adalah kapasitansi ekivalen dielektrik padat yang pararel dengan rongga. Jika C1
terjadi peluahan, maka peluahan tersebut diibaratkan sebagai lompatan api pada sela
F. Jika kuat medan elektrik dicelah udara melebihi kekuatan dielektrik udara, maka
udara akan tembus listrik. Sementara itu dielektrik padat tidak mengalami tembus
listrik, karena terpaan elektrik yang dialaminya masih dibawah kekuatan
dielektriknya. Karena tembus listrik hanya terjadi dicelah udara, maka peristiwa ini
disebut peluahan parsial (partial discharge).
Gambar 2.39 Rangkaian Ekivalen Dielektrik Berongga
Jika tegangan sumber adalah sinusoidal, maka tegangan pada C1 adalah :
V1 =
C2
V maks Sin ω t
C1 + C 2
(2-4)
Jika peluahan dirongga udara, dimisalkan terjadi pada tegangan Vv , maka
tegangan sumber yang menimbulkan peluahan tersebut adalah :
VS =
C1 + C 2
Vt
C2
Muatan C1 saat terjadi muatan adalah :
(2-5)
77
∆ q = C1 V1
(2-6)
Muatan ini dilepaskan mengisi C 2 dan C 3 , sehingga tegangan C 3 naik.
Karena proses peluahan ini berlangsung singkat maka kenaikan C 3 juga berlangsung
singkat. Kemudian C1 dimuati lagi dan jika tegangan sumber masih lebih besar dari
pada V s , maka peluahan C1 dan kenaikan tegangan C 3 terulang kembali.peluahan
ini menghasilkan kenaikan tegangan C 3 yang berbentuk impuls dan keberadaan
impuls tegangan inilah yang diukur untuk mengetahui ada-tidaknya peluahan parsial
dalam dielektrik. Peluahan parsial akan berhenti bila sumber tegangan lebih rendah
dari pada V s .
Gambar 2.40Tegangan Rogga dan Arus Peluahan
Peluahan parsial perlu dideteksi karena jika berlangsung lama akan merusak
dielektrik padat yang berbatasan dengan rongga, sehingga rongga semakin besar dan
78
pada akhirnya menurunkan tegangan tembus dielektrik. Peluahan dalam rongga akan
mengakibatkan benturan elektron pada datu sisi rongga dan benturan ion pada sisi
lain. Tegangan bolak-balik pada permukaan rongga akan menerima benturan elektron
dan ion secara bergantian. Peluahan tegangan bolak-balik yang berlangsung terusmenerus dalam rongga dielektrik padat akan menimbulkan terjadinya erosi pada
permukaan rongga.
2.6.6
Kekuatan Kerak Isolasi (Tracking Strength)
Bila suatu sistem isolasi diberi tekanan elektrik, maka arus akan mengalir
pada permukaannya. Besar arus permukaan ini ditentukan tahanan permukaan sistem
isolasi. Arus ini juga sering disebut dengan arus bocor atau arus yang menyelusuri
sirip isolator. Bahwa besar arus dipengaruhi oleh kondisi sekitarnya, yaitu suhu,
tekanan, kelembaban dan polusi. Secara teknis sistem isolasi harus mampu memikul
arus bocor tersebut tanpa menimbulkan pemburukan pada permukaan sistem isolasi
atau setidaknya pemburukan karena arus bocor tersebut dapat dibatasi.
Arus bocor menimbulkan panas dan hasil sampingannya adalah timbulnya
penguraian pada bahan kimia yang membentuk permukaan sistem isolasi. Efek yang
sangat nyata dari penguraian ini adalah timbulnya kerak (jejak arus). Kerak dapat
membentuk suatu lajur konduktif yang selanjutnya akan menimbulkan tekanan
elektrik yang berlebihan pada sistem isolasi. Panas yang ditimbulkan arus bocor dapat
juga menimbulkan erosi tanpa didahului oleh adanya kerak konduktif.
79
Terjadinya kerak tidak terbatas hanya pada permukaan isolasi pasangan luar,
tetapi dapat juga terjadi pada isolasi peralatan pasangan dalam yang terpasang pad
tempat kotor dan lembab, juga pada isolasi yang terpasang dibagian dalam peralatan
itu sendiri. Semua kejadian tiu dipengaruhi sifat material, bentuk dan kehalusan
permukaan elektroda, juga oleh pengaruh luar. Mekanisme terjadinya kerak sama
dengan mekanisme lewat denyar isolasi terpolusi. Bergabungnya beberapa kerak
dapat memicu atau memfasilitasi lewat denyur sempurna.
2.7
Degradasi Kabel
Penurunan kualitas (degradasi) kabel dapat terjadi karena kabel yang berada
dalam pelayanan selalu mengalami tekanan-tekanan baik tekanan listrik, mekanis,
maupun tekanan termal. Selain itu, faktor-faktor lingkungan seperti suhu udara,
kelembaban, cuaca, maupun polutan dalam udara juga turut mempengaruhi terjadinya
degradasi kabel. Faktor-faktor tersebut dapat menyebabkan terjadinya degradasi kabel
melalui dua fenomena yaitu lucutan parsial (partial discharge) dan treeing. Hal ini
tentu saja akan mengurangi umur pemakaian kabel.
2.7.1
Lucutan Parsial (Partial Discharge) pada kabel
Ruang kosong (voids) atau rongga-rongga yang terisi gas terbentuk dalam
suatu bahan isolasi atau pada tabir/antarmuka isolasi, pada waktu pembuatan
(manufacture) instalasi maupun pada waktu operasi. Kabel dengan isolasi polimer,
misalnya rongga-rongga terisi gas ini dapat terbentuk pada waktu proses ekstrusi
80
bahan isolasi pada penghantar. Rongga-rongga kosong juga dapat terbentuk pada
kabel oleh perbedaan ekspansi dan kontraksi bahan-bahan kabel yang diakibatkan
karena pembebanan atau kondisi hubungsingkat.
Rongga-rongga kosong mempunyai tekanan listrik yang lebih besar bila
dibandingkan dengan sebagian besar isolasi. Selain itu, gas yang ada di dalam rongga
kosong itu mempunyai ketahanan gagal (breakdown strength) yang lebih rendah
dibandingkan dengan isolasi utama. Ketika tekanan listrik pada rongga melampaui
ketahanan gagal dari gas yang berada di dalam rongga, lucutan parsial dapat terjadi.
Lucutan
tersebut,
Jika
cukup
kuat,
secara
berangsur-angsur/gradual
akan
mendegradasi dan mengerosi isolasi, yang pada akhirnya akan menyebabkan
teijadinya kegagalan (breakdown). Oleh karena itu, tegangan insepsi/permulaan dari
awal mula lucutan parsial, magnitudenya, ketergantungannya pada tegangan, metode
pengukuran dan lokasi lucutan seperti ini menjadi hal yang sangat penting.
Lucutan parsial menyebabkan terjadinya degradasi kabel melalui proses
elektronik, kimia dan mekanik yang bermacam-macam. Pada beberapa kasus, lucutan
parsial menyebabkan permulaan dan pertumbuhan pohon (trees) yang pada akhimya
menyebabkan kegagalan kabel. Sebagai tambahan untuk rongga-rongga, kerusakan
lain yang akhirnya dapat mengarah pada terjadinya lucutan parsial dan pennulaan
tree, antara lain tonjolan keluar dan tekanan yang leblh tinggi pada perisai,
kontaminan pengisolasi dan penghantar pada isolasi, retakan mikro, dan kerusakan
lainnya.
81
2.7.2
Treeing Pada Kabel
Treeing merupakan fenomena prakegagalan listrik. Nama ini diberikan pada
beberapa tipe kerusakan yang kemajuannya melalui dielektrik yang mengalami
tekanan, sehingga jika dilihat lintasannya menyerupai sebuah pohon. Seperti halnya
pola-pola Iucutan, treeing terkadang diikuti dengan terjadinya kegagalan total dari
isolasi. Treeing dapat terjadi pada kebanyakan dielektrik padat seperti kaca dan
porselin dan merupakan masalah yang serius pada polimer, rubber dan epoxy resin.
Treeing dapat dlikuti oleh terjadinya kegagalan listrik total dan isolasi
maupun tanpa dlikuti kegagalan listrik total dari isolasi. Namun, pada dielektrik yang
terekstrusi organik mempuenyai kemungkinan yang paling besar terjadinya kegagalan
dielektrik sebagai hasil dari sebuah proses penuaan yang panjang. Tekanan listrik dan
konsentrasi tekanan merupakan dua hal yang dibutuhkan dalam permulaan dan
pertumbuhan pohon. Treeing dapat berkembang dengan cepat dalam tekanan listrik
yang tinggi pada dielektrik kering oleh lucutan parsial periodik atau lebih lambat
pada keberadaan uap lembab pada tekanan listrik yang lebih rendah tanpa adanya
lucutan parsial yang terdeteksi. Treeing dapat terjadi dalarn tegangan DC, AC
maupun impuls.
Pohon dalam treeing dapat dikategorikan dalam dua jenis yaitu pohon listrik
(electrical Trees) dan pohon air (water trees). Pohon listrik berawal dan berkembang
menjadi semakin banyak karena adanya tekanan listrik yang tinggi dan divergen pada
kontaminan logam atau semikonduksi dan/atau rongga-rongga, dan lain-lain oleh
lucutan parsial yang terjadi pada dielektrik kering. Pada tahap inkubasi lucutan
82
parsial tidak terdeteksi, namun setelah pohon listrik berkembang terdapat lucutan
parsial yang signifikan dan dapat terdeteksi. Sedangkan pohon air biasanya dimulai
dengan tekanan listrik dengan harga yang rendah dan berkembang perlahan tanpa
adanya lcutan parsial yang terdeteksi
2.7.3
Mekanisme Kegagalan Isolasi Pada Kabel
Mekanisme kegagalan isolasi pada kabel sebagai suatu bahan isolasi padat
meliputi kegagalan intrinsik, elektro mekanik, streamer, termal dan kegagalan erosi.
Mekanisme kegagalan bahan isolasi padat terdiri dari beberapa jenis sesuai fungsi
waktu penerapan tegangannya. Hal ini dapat dilihat sebagal berikut:
Gambar 2.41 Grafik Kegagalan Isolasi
2.7.3.1 Kegagalan Intrinsik
Kegagalan intrinsik adalah kegagalan yang disebabkan oleh jenis dan suhu
bahan (dengan menghilangkan pengaruh luar seperti tekanan, bahan elektroda,
83
ketidakmurnian, kantong kantong udara). Kegagalan ini terjadi jika tegangan yang
dikenakan pada bahan dinaikkan schingga tekanan listriknya mencapal nilal tertentu
yaitu 106 volt/cm dalam waktu yang sangat singkat yaltu 10-8 detik.
2.7.3.2 Kegagalan Elektromagnetik
Kegagalan elektromekanik adalah kegagalan yang disebabkan oleh adanya
perbedaan polaritas antara elektroda yang mengapit zat isolasi padat sehingga timbul
tekanan listrik pada bahan tersebut. Tekanan listrik yang terjadi menimbulkan
tekanan mekanik yang menyebabkan timbuInya tarik menarik antara kedua elektroda
tersebut. Pada tegangan 106 volt/cm tekanan mekanik yang ditimbukan antara 2 s.d 6
kg cm 2 .
2.7.3.3 Kegagalan Streamer
Kegagalan streamer adalah kegagalan yang terjadi sesudah adanya banjiran
(avalance). Sebuah elektron yang memasuki band conduction di katoda akan
bergerak menuju anoda dibawah pengaruh medan memperoleh energi antara benturan
dan kehilangan energi pada waktu membentur. Jika lintasan bebas cukup panjang,
maka tambahan energi yang diperoleh melebihi pengionisasi atom-atom. Akibatnya
dihasilkan tambahan elektron pada saat terjadi benturan. Jika suatu tegangan V
dikenakan terhadap elektroda bola, maka pada media yang berdekatan (gas atau
udara) timbul tegangan. Karena gas mempunyai permitivitas lebih rendah dari zat
84
padat sehingga gas akan mengalami tekanan listrik yang besar. Akibatnya gas
tersebut akan mengalami kegagalan sebelum zat padat mencapai kekuatan
intrinsiknya. Karena kegagalan tersebut maka akan jatuh sebuah muatan pada
pennukaan zat padat sehingga medan yang tadinya seragam akan terganggu. Bentuk
muatan pada Ujung pelepasan ini dalarn keadaan tertentu dapat menimbulkan medan
lokal yang cukup tinggi (sekitar 10 MV/cm). Karena medan ini melebihi kekuatan
intrinsik maka akan terjadi kegagalan pada zat padat. Proses kegagalan ini terjadi
sedikit demi sedikit yang dapat menyebabkan kegagalan total.
2.7.3.4 Kegagalan Thermal
Kegagalan termal adalah kegagalan yang terjadi jika kecepatan pembangkitan
panas di suatu titik dalam bahan melebihi laju kecepatan pembuangan panas keluar.
Akibatnya terjadi keadaan tidak stabil sehingga pada suatu saat bahan mengalami
kegagalan, seperti ditunjukkan pada gambar 2.42. Karena adanya faktor ini, maka
rugi-rugi pada medan arus bolak balik lebih besar dari arus searah. Akibatnya kuat
gagal termal pada tegangan AC lebih kecil daripada kuat gagal termal medan arus
DC. Kuat gagal termal untuk medan bolak balik juga menurun dengan naiknya
frekuensi tegangan.
85
Gambar 2.42 Kegagalan Termal
2.7.3.5 Kegagalan Erosi
Kegagalan erosi adalah kegagalan yang disebabkan zat isolasi padat tidak
sempurna, karena adanya lubang-lubang atau rongga dalam bahan isolasi padat
tersebut. Lubang/rongga akan terisi oleh gas atau cairan yang kekuatan gagalnya
lebih kecil dari kekuatan zat padat. Gambar kegagalan isolasi dan rangkaian
ekivalennya ditunjukkan oleh gambar 2.43 dan gambar 2.44 dibawah ini.
Gambar 2.43 Rangkaian Kegagalan Erosi
86
Gambar 2.44 Bentuk Gelombang rongga Isolasi Ekivalen Padat
Jika tegangan AC yang dikenakan tidak menghasilkan kegagalan, maka
bentuk gelombang yang terjadi pada rongga adalah V 1 , tetapi jika V 1 cukup besar,
maka bisa terjadi kegagalan pada tegangan V 1 ’. Pada saat terjadi lucutan dengan
tegangan V 1 ' maka pada rongga tersebut terjadi busur api. Busur api yang terjadi
diiringi oleh jatuhnya tegangan sampal V 1 " dan mengalirnya arus. Busur api
kemudian padam. Tegangan pada rongga naik lagi sampai terjadi kegagalan
berikutnya pada tegangan V 1 '. Hal ini juga terjadi pada setengah gelombang (negatif)
berikutnya. Rongga akan melucut pada waktu tegangan rongga mencapai - V 1 ‘. Pada
waktu gas dalam rongga gagal, permukaan zat isolasi padat merupakan katoda-anoda
dengan bentuk yang ditunjukkan seperti berikut:
87
Gambar 2.45 Bentuk Gas Dalam Rongga Saat Mengalami Kegagalan
Benturan elektron pada anoda mengakibatkan terlepasnya ikatan kimiawi pada isolasi
padat tersebut. Demikian pula pemboman katoda oleh ion-ion positif akan
mengakibatkan kenaikan suhu yang menyebabkan ketidakstabilan termal, sehingga
dinding zat padat lama kelamaan menjadi rusak, rongga menjadi semakin besar dan
isolasi menjadi tipis.
2.8
Perhitungan Arus Bocor
Pengujian arus bocor ini memerlukan oscilloscope sebagai alat bantunya.
Input tegangan yang masuk kedalam oscilloscope harus sesuai dengan karakteristik
kemampuan oscilloscope tersebut. Piranti pengaman dan perlindungan oscilloscope
diperlukan untuk membatasi tegangan besar yang masuk kedalam oscilloscope denga
cara memasang rangkaian pembagi tegangan dan sela jarum.
Pengujian arus bocor dilakukan pada tegangan mendekati tegangan kritis
standar flashover. Tujuan dari pengujian ini untuk mengetahui besarnya arus bocor
yang terkontaminasi poutan pada saat tegangan kritis standar flashover.
88
Nilai resistans pada rangkaian pembagi tenaga tersebut adalah sebagai berikut:
•
R 1 = 680 Ohm
•
R 2 = 920 Ohm
•
R 3 = 100 Ohm
•
R 4 = 820 Ohm
•
R 5 = 10.000 Ohm
Berdasarkan perhitungan pada rangkaian gambar 2.46 dapat diukur besarnya arus
bocor (I 1 ) berdasarkan nilai input oscilloscope, V CD melalui persamaan berikut ini:
•
Loop ABDE :
(I1 − I 2 )R1 = I 2 R2 + (I 2 − I 3 )R3
•
(2-7)
Loop BCD
(I 2 − I 3 )R3 = I 3 (R4 + R5 )
I 3 R5 = VCD ⇒ I 3 =
VCD VOut
=
R5
R5
(2-8)
Jika persamaan diatas disederhanakan dan dimasukkan nilai resistannya, maka
diperoleh :
I2 =
I 3 (R3 + R 4 + R5 ) I 3 (100 + 820 + 10000)
=
= 109,2.I 3
R3
100
I3 =
V
VCD
× I 2 = CD × 109,2 = 0,01092 . VCD
R5
10000
(2-9)
89
Sehingga diperoleh persamaan akhir :
V

[I − (0,01092 . V )] 680 = (920 . 0,01092 . V ) + (0,01092 . V ) −  10000
 100
CD
CD
1
CD

CD


680 . I1 − 7,4256 . VCD = 10,0464 . VCD + 1,092 . VCD − 0,01 . VCD
680 . I 1 = 18,574 . VCD
I 1 = 0,02732 . VCD
(2-10)
Atau dengan persamaan lain jika diketahui VCD = Vrms dan I1 = arus bocor, maka
untuk mencari nilai arus didapatkan rumus:
I1 =
V
V
R3 + R4 + R5
× VCD dan I 3 = CD = Out
R5
R5
R3 + R5
 (R + R2 + R3 ) × (R3 + R4 + R5 )
R3 
×
I1 =  1
 VCD
(R1 × R2 × R3 )
R1 × R5 

(2-11)
I1 = 0,02732 × VCD
(2-12)
Jika diketahui VCD = Vrms dan I1 = arus bocor, maka untuk mencari nilai arus bocor
berdasarkan data dari tegangan ( Vrms ) didapatkan rumus:
I1 = 0,02732 . Vrms
(2-13)
90
A
B
R1
I2
E
R3
I3
R5
D
Gambar 2.46 Rangkaian Pembagi Tegangan
Vinput
OSCILLOSCOPE
Tegangan di ukur
R2
I1
C
R4