EVALUASI SISTEM DISTRIBUSI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.
PENDAHULUAN
Sebagai seorang enjinering yang handal ia akan selalu mempertimbangkan
mengenai pertumbuhan beban yang akan terjadi dimasa datang didalam perencanaan
tenaga listrik, dan hal ini biasanya tersedia dalam bentuk daya cadangan dalam
perancangan yang ada, atau berupa pertimbangan daya dan kemampuan pada sistem
pertumbuhan beban itu sendiri biasanya tidak merata diberbagai daerah dan hal ini
perlu diperhitungkan.
Di tinjau dari segi faktor ekonomi seberapa jauhkan kapasitas sekarang ini
masih mencukupi untuk masa mendatang, dan merupakan masalah ekonomi: biaya
daya cadangan yang besar sampai tiba waktunya daya itu diperlukan, atau
menggantikan satuan-satuan kecil dengan yang lebih besar pada saatnya. Ukuranukuran standar dari peralatan yang dipakai dengan sendirinya perlu diperhatikan.
Karena dalam sistem distribusi jumlah tenaga kerja yang diperlukan biasanya relatif
besar, dan kadang-kadang lebih menguntungkan untuk memilih ukuran satuan,
misalnya suatu transformator yang lebih besar. Data mengenai penggunaan beban
diwaktu lalu sangat diperlukan didalam mengevaluasi guna mengetahui sejauh mana
perubahan yang terjadi.
4
2.2.
INSTALASI TEGANGAN MENENGAH
Suatu instalasi tenaga listrik yang berkapasitas tegangan dari 1 kV sampai
dengan 35 kV dari jaringan PLN yang terdekat dan kemudian diterima oleh panel TM
( Tegangan Menengah ) yang terdekat dan kemudian diterima di panel TM yang ada
pada ruang Power House. Kemudian dari panel TM akan ditransfer ke Panel
Distribusi utama dengan tegangan rendah melalui transformator penurun tegangan
dengan kapasitas 1000 kVA.
antara lain terdiri dari :
a. Gardu PLN
b. Panel Tegangan Menengah
c. Transformator / Trafo
d. Kabel Tegangan Menengah dari Gardu PLN sampai Trafo
2.3.
INSTALASI TEGANGAN RENDAH
Suatu tegangan yang berkisar antara 110/220 volt, 220/380 volt.
Yang antara lain terdiri dari :
a. Panel Distribusi Utama ( Main Distribution Panel )
b. Panel Distribusi Cabang ( Sub Distribution Panel )
c. Kabel Tegangan Rendah dari Trafo sampai dengan panel cabang
d. Instalasi Peralatan ( Material Protection )
e. Instalasi Kontak-kontak ( Contact Instalation )
f. Instalasi Penerangan ( Lighting Installation )
5
2.4.
SISTEM KELISTRIKAN
Sistem kelistrikan adalah suatu sistem yang membahas segala sesuatu yang
berhubungan dengan listrik baik itu berupa sumber listrik, beban listrik maupun
jaringan listrik yang meliputi transmisi, distribusi, instalasi dan lain sebagainya.
Suatu sistem kelistrikan harus dirancang sedemikian rupa agar didapatkan efisiensi
dan optimalisasi dari sebuah sistem yang dipasang. Dengan adanya tuntutan tersebut,
maka diperlukan suatu sistem yang baik, aman, ekonomis dan fleksibel di dalam
pengembangan di masa yang akan datang. Salah satu usaha untuk memenuhi pointpoint tersebut diatas, adalah pemenuhan dari aturan-aturan tentang sistem instalasi
listrik yang berlaku. Dalam hal ini instalasi yang ada harus mengacu pada Peraturan
Umum Istalasi Listrik 200(PUIL 2000) serta peraturan-peraturan lain yang tersebut
didalam ayat 102.A.1.
Perencanaan dan pelaksanaan suatu jaringan instalasi listrik yang berfungsi
untuk menyalurkan energi listrik ke titik – titik beban seperti : Lampu Penerangan,
Motor – motor listrik dll. Adapun pertimbangan yang dilakukan harus disesuaikan
dengan kebutuhan pemakaian yang berdasarkan faktor – faktor sebagai berikut :
1.
Pertimbangan secara umum :
a.
Keselamatan dan Pengamanan
keselamatan menyangkut orang yang mengopersikan instalasi listrik dan
menghindari orang serta harta bendanya dari bahaya karena penggunaan listrik seperti
bahaya tersentuh tegangan dan bahaya kebakaran.
b.
Keandalan
Unsur ini penting sekali bagi bangunan bertingkat, bangunan umum
apartemen, rumah sakit, kompleks pertokoan dan bangunan industri dimana
6
kegagalan suplai listrik dapat mengakibatkan panik, membahayakan keselamatan
orang dan kehilangan penghasilan. Seorang perancang harus mempertimbangkan
apakah akan diperlukan perlengkapan cadangan tenaga darurat, menetapkan bebanbeban mana yang tidak boleh terputus sehingga membuat instalasi listrik lebih andal.
Adanya gangguan harus dapat segera ditemukan dan diperbaiki.
c.
Kapasitas daya
Pada umumnya sistem tenaga harus mempunyai kapasitas daya yang dapat
melayani beban yang terpasang ditambah dengan kapasitas cadangan untuk
mengantisipasi pertumbuhan dihari depan. Atas dasar ini besarnya penghantar,
perlengkapan hubung bagi dan gawai pengaman perlu ditentukan lebih longgar ke
atas.
d.
Biaya
Biaya dari sistem instalasi merupakan presentase yang kecil( 7 sampai 15
persen ) dari biaya bangunan. Walaupun demikian sistem instalasi yang dipilih dalam
perancangan perlu memperhatikan segi ekonomi. Sistem instalasi sebagai hasil
perancangan dengan biaya yang paling rendah, yang dapat memenuhi secara efektif
serta dapat menjadi pilihan. Biaya ini terdiri atas dua bagian ialah biaya awal pada
pemasangan dan biaya operasi. Biaya awal yang rendah karena menggunakan
material yang bermutu rendah sering mengakibatkan biaya energi ( Kwh )dan
pemeliharaan yang lebih tinggi dan umur material instalasi yang lebih pendek.
e.
Perkembangan teknik dan kemungkinan perluasan
Seorang perancang akan memperhatikan kecendrungan perkembangan teknik,
kondisi khusus dari lokasi, keinginan dan persyaratan penghuni dan kemungkinan
akan adanya perluasan instalasi di kemudian hari.
7
f.
Instalasi, operasi dan pemeliharaan
Unsur ini mempunyai dampak langsung terhadap unsur tersebut dalam 5 .
setelah instalasi terpasang pengguna instalasi harus dapat mengoperasikan dan
memelihara instalasi tanpa menggunakan perlengkapan yang khusus. Perlengkapan
instalasi harus ditempatkan di ruangan yang mudah terjangkau agar pengoperasian
dan pemeliharaan dapat dengan mudah dilaksanakan tanpa harus mengeluarkan biaya
yang tinggi, Kemudahan pengontrolan dengan penempatan sarana pengontrol yang
mudah perlu diperhatikan.
g.
Standar dan peraturan
Perancang harus mengetahui standar dan peraturan yang berlaku yang
langsung berhubngan dengan instalasi maupun peraturan pemerintah daerah dan
lingkungan .
h.
Persyaratan khusus
Dalam unsur ini dapat disebut spasifikasi dan persyratan yang diterima dari
pemesan yang harus dipenuhi seperti penjadualan pemasangan, pengadaan material
dan lain persyaratan seperti pencemaran lingkungan dan estetika.
2.
Langkah – langkah perancangan
Perancangan instalasi listrik untuk bangunan didasarkan atas pengetahuan
beban listrik yang harus dipikul, berapa besarnya daya, bagaimana karakteristiknya
serta kapan beban listrik itu harus dioperasikan. Jika pengetahuan itu telah dimiliki
maka dapat dirancang sirkit akhir yang dapat melayani beban tersebut sesuai dengan
kebutuhannya. Beberapa titik beban dilayani oleh satu sirkit akhir dari kotak hubung
bagi, sedangkan kotak hubung bagi ini mendapat suplai listriknya dari sirkit cabang
atau langsung dari panel hubung bagi utama.
8
Adapun hal-hal lain yang perlu diperhatikan adalah :
Dapatkan suatu gambar denah dari bangunan atau peralatan dan catat dimana
beban akan ditempatkan dan besarnya beban, dan data-data berikut perlu dimiliki :
-
Beban tersambung, jumlah daya nominal kontinyu dari masin, peranti,
perlengkapan yang disambungkan pada instalasi atau sebagaian instalasi
dalam VA, kVA, Watt atau kW.
-
Kebutuhan, beban listrik pada terminal penerima dipukul rata selama
jangka waktu tertentu, dinyatakan dalam VA, KVA, Watt atau KW.
Jangka waktu yang lazim adalah 15 menit, 30 menit atau 1 jam.
-
Kebutuhan maksimum, kebutuhan yang terbesar yang terjadi dalam
jangka waktu tertentu. Untuk rumah biasanya kebutuhan maksimum
terdapat dimalam hari. Misalnya : Dari kebutuhan yang diukur dalam
jangka waktu setiap 15 menit dalam satu hari maka kebutuhan maksimum
dari pukul 20.00 sampai 20.15 adalah yang terbesar.
-
Kebutuhan kebersamaan, semua kebutuhan yang terjadi pada waktu yang
sama.
Instalasi listrik adalah suatu jaringan yang tersusun secara terkoordinasi mulai dari
sumber pembangkit atau titik sambungan suplai daya listrik sampai ke titik beban
terakhir sesuai dengan maksud dan tujuan penggunaannya, seperti yang terlihat pada
gambar 2.1.
9
TRANSMISI
TET
PEMBANGKITAN
TRANSMISI
TT
PELANGGAN
$
Gedung 1
DISTRIBUSI
TM
DISTRIBUSI
TR
$
$
Gedung 2
Gedung 3
Gambar 2.1 Sistem jaringan instalasi listrik PLN
PLN ditunjuk oleh pemerintah selaku pemegang kuasa usaha penyelenggara dan
pemasok tenaga listrik kepada masyarakat luas.
Sedangkan besaran-besaran listrik yang harus dipahami adalah antara lain :
Tegangan ( Volt ), Arus( Ampere ), Frequensi( Hertz ), Daya( Watt ), Resistansi(
Ohm ).
Berikut adalah sistem klasifikasi tegangan :
- Tegangan Ekstra Tinggi ( TET ) > 500kV.
- Tegangan Tinggi ( TT ) > 35 kV.
- Tegangan Menengah ( TM ) > 1 kV – 35 kV.
- Tegangan Rendah ( TR ) < 1000 Volt.
- Tegangan Ekstra Rendah < 50 Volt.
2.5.
KONSUMSI ENERGI
Dalam pengoperasian sistem tenaga listrik perlu dilakukan pencatatan
beberapa besaran hasil operasi untuk bahan analisa operasi maupun untuk bahan
statistik yang dijadikan dasar perencanaan operasi yang akan datang.
10
Diantara besaran-besaran tersebut adalah :
a. Daya aktif MW dan daya reaktif MVAR yang dibandingkan untuk semua
unit pembangkit, pencatatan dilakukan setiap jam sekali.
b. Energi aktif MWH yang dibandingkan semua unit pembangkit, pencatatan
dilakukan setiap 24 jam.
Hasil-hasil pencatatan ini kemudian antara lain menjadi gambar grafik beban
harian seperti digambarkan dalam pasal 1.5 dan pasal II.1 yang meggambarkan grafik
beban harian sistem, antara lain memperlihatkan nilai beban pemuncak sistem
sedangkan pencatatan pembangkitan energi MWH dalam 24 jam memberikan nilai
beban rata-rata sistem, selanjutnya bisa dihitung faktor beban sistem berdasarkan
definisi:
MW
Kurva beban harian
Beban puncak
Beban rata-rata harian
0
06
12
18
24
Waktu(Pukul)
Gambar 2.2. Kurva beban harian, pada puncak beban rata-rata harian
Berdasarkan varian diatas didapat:
Konsumsi MWH sistem dalam satu hari = beban rata-rata dalam satu hari x 24jam.
Dengan memasukkan definisi faktor beban didapat :
Konsumsi MWH sistem dalam satu hari = Beban puncak x faktor kapasitas
11
Konsumsi bulanan sistem dengan terlebih dahulu menghitung :
Beban Rata-rata bulanan =
Konsumsi MWH satu bulan
jam bulan yang bersangkutan
Selanjutnya dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Beban Rata-rata bulanan =
Beban rata-rata
Beban puncak tertinggi
Hasil perhitungan faktor beban ini dicatat untuk dijadikan statistik dan digunakan
untuk memperkirakan konsumsi energi untuk bulan yang akan datang.
2.6.
PENGHANTAR
Yang dimaksud dengan Penghantar adalah seutas kawat, baik dalam kondisi
telanjang atau tidak berisolasi sebagai kabel yang cocok untuk mengalirkan arus
listrik. Sedangkan perkembangan penghantar seiring dengan perkembangan bahanbahan
isolasi,
sehingga
muncul
jenis-jenis
penghantar
baru.
Dan
untuk
mempermudah mengindentifikasi dari jenis kabel yang ada, maka diadakan suatu
pengkodean dari huruf maupun angka.
a.
Jenis Penghantar
Secara garis besar, jenis penghantar dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
a. Hantaran berisolasi
b. Hantaran tak berisolasi
12
b.
Penghantar Berisolasi
Penghantar berisolasi dapat berupa kawat berisolasi atau kabel. Batasan kawat
yang berisolasi adalah rakitan satu penghantar, baik yang berbentuk serabut maupun
kawat tembaga yang diisolasi.
Contoh kawat adalah NYA dan NYAF
Sedangkan batasan kabel rakitan satu penghantar atau lebih, baik itu
penghantar serabut ataupun pejal yang mesing-masing diisolasi atau keseluruhannya
diselubungi bersama, misalnya kabel jenis NYY.
Untuk konstruksi kabel jenis NYY dapat dilihat pada lembar lampiran
gambar-gambar pada gambar 6.4 yang mana susunannya terdiri dari 3 lapisan, lapisan
terluar terselubung dengan tebal isolasi PVC dan pada lapisan kedua oleh lapisan
pembungkus inti dan untuk lapisan ketiga terselubung oleh isolasi PVC. Penggunaan
utama NYY sebagai kabel tenaga ialah untuk instalasi didalam gedung maupun di
alam terbuka, disalurkan kedalam lemari hubung bagi.
Sedangkan batas kabel adalah rakitan satu penghantar atau lebih, baik itu
penghantar serabut ataupun kawat tembaga, masing-masing diisolasi atau
keseluruhannya diselubungi bersama.
Contoh kabel berisolasi adalah NYM, NYY dan NYGBY
c.
Penghantar Tidak Berisolasi
Penghantar Tidak Berisolasi merupakan suatu penghantar telanjang atau
dengan kata lain tidak terisolasi atau tidak menggunakan selubung.
Contoh yang tidak berisolasi :
1. BC ( Bare Conductor )
2. Penghantar Belubang ( Hollow Conductor )
13
3. ACSR ( Alumunium Conductor Stell Reinforced )
4. ACAR ( Alumunium Conductor Alloy Reinforced )
2.7.
JENIS-JENIS ISOLASI
Jenis-jenis Isolasi yang dipakai pada penghantar listrik yang meliputi :
1. Isolasi dari PVC ( Poly Vinil Chlorid )
2. Isolasi dari XLPE ( Cross Linkage Poly Ethiline )
3. Isolasi dari karet
4. Isolasi dari Yute
5. Isolasi kertas
2.8.
PEMILIHAN LUAS PENANMPANG PENGHANTAR
Didalam pemilihan luas penampang penghantar untuk instalasi listrik harus
mempertimbangkan beberapa hal seperti tersebut dibawah ini :
1. Kuat Hantar Arus ( KHA )
2. Kondisi Suhu
3. Kekuatan Mekanis
4. Susut Tegangan
5. Kemungkinan Perluasan
a.
Perhitungan kuat hantar arus dan penampang penghantar
Kuat arus listrik merupakan objek yang menjadi pokok permasalahan dalam
perancangan kabel instalasi listrik. Guna menghitung kuat arus yang melewati kabel,
perlu dibedakan antara instalasi fasa satu dan fasa tiga.
Untuk kuat arus listrik instalasi fasa satu :
I
=
P
V x Cosφ
( 2.1 )
14
Sedangkan untuk kuat arus listrik instalasi fasa tiga :
P
I
=
( 2.2 )
I
= Arus beban listrik dalam ampere
P
= Beban yang dibutuhkan dalam Watt
V
= Tegangan antara fasa dalam Volt
√3 x V x Cos φ
Dimana :
Cos φ = Faktor Daya
Sedangkan untuk menentukan besarnya kawat penghantar yang akan
digunakan, maka yang harus dilakukan pertama-tama adalah dihitung secara teoritis
dahulu, dan kemudian hasil dari perhitungan tersebut diselaraskan dengan ukuran
baku teknis dari hantaran atau kabel yang dijual dipasaran yang mempunyai
kemampuan mendekati hasil dari perhitungan, tetapi tidak boleh lebih kecil dari hasil
perhitungan.
b.
Kondisi Suhu
Penghantar pada suhu berbeda dengan penghantar yang berada pada tempat
atau ruang yang bersuhu / temperatur tinggi, yang kemungkinan sangat berpotensi
menimbulkan kebakaran lebih besar.
c.
Kekuatan Mekanis
Faktor yang sangat diperhitungakan didalam pemilihan penghantar, seperti
penhantar yang terdapat di jalan raya atau jalan tol misalnya, akan sangat berbeda
dengan pemasangan pada rumah tempat tinggal. Sedangkan untuk penghantar yang
mempunyai beban mekanis harus diberikan pengaman, misalnya pipa pelindung yang
dapat berupa pipa baja atau pipa beton. Sedangkan sifat mekanis yaitu : perubahan
15
bentuk dari suatu benda padat akibat adanya gaya-gaya dari luar yang bekerja pada
benda tersebut, jadi adanya perubahan itu tergantung daripada besar kecilnya gaya,
bentuk benda, dan dari bahan apa benda tersebut dibuat. Jika tidak ada gaya dari luar
yang bekerja, maka ada tiga kemungkinan yang akan terjadi pada suatu benda :
- bentuk benda akan kembali kebentuk semula, hal ini karena benda
mempunyai
sifat kenyal (elastis).
- bentuk benda sebagian saja akan kembali ke bentuk semula, hal ini hanya sebagian
saja yang akan kembali ke bentuk semula karena besar gaya yang bekerja melampaui
batas kekenyalan sehingga sifat kekenyalan menjadi berkurang.
- bentuk benda berubah sama sekali, hal ini dapat terjadi karena besar gaya yang
bekerja sifat kekenyalan sama sekali hilang.
d.
Sifat Lingkungan
Pada pemasangan penghantar yang harus diperhitungkan adalah kondisi dan
sifat lingkungannya, tempat dimana penghantar tersebut akan ditempatkan. Jika
penghantar dipasang atau ditanam dalam tanah maka segi yang harus diperhitungkan
adalah kondisi dari tanah tersebut, contoh tanah basah, tanah lembab, serta tanah
kering. Hal ini akan sangat berhubungan dengan pertimbangan didalam menentukan
bahan isolasi pernghantar yang akan digunakan.
Begitupun dengan suhu lingkungan. Penghantar pada suhu, berbeda dengan
penghantar yang berada pada tempat atau suhu ruang tinggi, yang mempunyai tingkat
resiko kebakarannya lebih besar. Faktor lain yang harus diperhitungkan didalam
pemilihan penghantar adalah kekuatan mekanis. Penghantar yang digunakan pada
rumah tinggal. Sedangkan untuk penghantar yang terkena beban mekanis, harus
dipasang dengan menggunakan pipa baja sebagai pelindungnya.
16
e.
Kemungkinan adanya Perluasan
Pada setiap pemasangan instalasi listrik, yang harus disediakan atau
diperhitungkan untuk faktor perluasan atau penambahan beban dimasa yang akan
datang. Dan ketika terjadi penambahan beban, maka secara otomatis akan terjadi
kenaikkan arus beban yang akan mengacu pada perhitungan kuat hantar arus
penghantar untuk memilih luas penampang penghantar yang dugunakan.
Oleh karena didalam pemilihan penghantar, dipilih satu atau dua tingkat nilai
kuat hantar arus penghantar diatas nilai nominal bebannya. Hal ini dilakukan dengan
tujuan mengantisipasi jatuh tegangan yang lebih besar. Sedangkan susut tegangan
yang diizinkan adalah 2% untuk instalasi penerangan dan 5% untuk instalasi daya.
f.
Model pemasangan penghantar
Pemasangan penghantar langsung yang ditanam didalam tanah harus
diproteksi sedemikian rupa agar kabel tersebut dapat terhindar dari segala kerusakan,
baik itu dari kerusakan mekanis maupun kerusakan dari segi kimiawi. Sedangkan
perlindungan terhadap kerusakan mekanis pada umumnya dianggap mencukupi bila
penghantar itu minimum :
a. 0,8m di bawah permukaan tanah yang setiapharinya dilewati oleh
kendaraan.
b. 0,6m di bawah permukaan tanah yang tidak dilewati oleh kendaraan.
Sedangkan untuk kabel tanah yang bertegangan lebih tinggi sebaiknya diletakkan
dibawah kabel tanah yang bertegangan lebih rendah.
g.
Pemasangan penghantar dengan menggunakan jalur kabel
kabel (trench) jalur penghantar adalah sarana untuk memegang atau
menopang kawat, kabel atau rel yang digunakan untuk mendukung keperluan
17
tersebut. Sedangkan jalur penghantar tersebut dapat terbuat dari bahan logam atau
non logam(isolasi), yang sudah mendapat persetujuan dari pihak instansi yang
berwenang.
Beberapa Jenis jalur penghantar yang digunakan :
1. Jalur Penghantar Permukaan ( logam atau non logam )
2. Jalur Penghantar Bawah Lantai
3. Jalur Penghantar kerangka
4. Jalur Penghantar Kawat
Penggunaan dari jalur penghantar tersebut telah diatur didalam PUIL 2000 pasal
731.CI s/d 731.C6.
Syarat umum yang harus dipenuhi oleh jalur penghantar adalah sebagai berikut :
1. Dilindungi bagian luar dan dalam terhadap bahaya korosi / karat
khususnya pada bagian-bagian yang terbuat dari besi.
2. Tidak memasang ditempat dengan tingkat kemungkinan terjadinya
kerusakan lebih besar.
3. Tidak memasang di tempat berbahaya.
4. Secara mekanis harus tersambung secara kontinyu. Dan jumlah penghantar
yang dipasang tidak boleh melebihi dari kapasitas yang sudah ditentukan.
2.9.
PEMASANGAN PENGHANTAR SALURAN UDARA
Konduktor adalah media untuk tempat mengalirkan arus listrik dari
Pembangkit listrik ke Gardu induk atau dari GI ke GI lainnya, yang terentang lewat
tower-tower. Konduktor pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan
pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Dibelakang clamp tersebut
18
dipasang rencengan isolator yang terhubung ke tower. Sedangkan Kawat Tanah atau
Eart Wire ( kawat petir/kawat tanah ) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari
sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan
yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Sedangkan
ketentuan didalam pemasangan penghantar udara ini sudah ditentukan atau diatur
didalam PUIL 2000 pasal 750.B.
Untuk bahan konduktor yang dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu
memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1. konduktivitas tinggi
2. Kekuatan mekanik tinggi
3. Titik berat
4. Biaya rendah
5. Tidak mudah patah
2.10.
PENGAMAN
Untuk mempertahankan kinerja, usia dan usaha yang efektif dari peralatan dan
fasilitas, maka sistem pengamanan yang optimum harus disediakan. Sistem
pengaman tidak hanya menjamin kelancaran pengoperasian, tetapi harus juga menjadi
aktif sebelum peralatan tersebut berada pada kondisi paling jelek, sehingga
diperluakan sebuah pengaman atau proteksi guna mencegah keruskan yang terjadi
pada peralatan tersebut.
Didalam instalasi listrik, baik instalasi penerangan maupun instalasi daya
selalu memperhitungkan kapasitas pengaman yang dipasang dari adanya gangguan
arus beban lebih dan arus hubung singkat.
19
Sedangkan jenis pengaman yang banyak dipakai pada sebuah penerangan maupun
instalasi daya adalah Circuit Breaker ( CB ) dan pengaman lebur ( zekring ).
Pengaman berjenis CB ini lebih diperhitungkan penggunaannya dibandingkan dengan
pengaman lebur ( Zekring ). Hal ini terjadi karena adanya beberapa kelebihan yang
terdapat pada CB dibandingkan dengan zekring.
Beberapa kelebihan yang terdapat pada CB adalah :
1. CB dapat berfungsi sebagai pengaman terhadap arus lebih dan arus hubung
singkat.
2. Penggunaan CB pada listrik sistem tiga fasa, dapat menghindari terjadinya
hilang satu fasa, sebab apabila terjadi salah satu fasanya mati, maka CB
tersebut akan trip.
3. Untuk rating arus yang besar
4. Lebih praktis dan ekonomis
5. CB dapat berfungsi sebagai sakelar
Jenis – jenis Pengaman
a.
Fuse
Fuse adalah pengaman lebur yang berfungsi untuk mematikan instalasi listrik
dari gangguan arus beban lebih.
Berdasarkan daerah pemakaiannya, Fuse dibedakan menjadi tiga yaitu :
a. D ( diazed )
b. DO ( Niozed )
c. HRC ( High Rupturing Capacity ) atau NH ( Niede Hochlesstup )
Dized dan Neozed adalah fuse berjenis ulir, sedangkan HRC adalah jenis PLUG IN
Fuse jenis ulir terbagi menjadi dua jenis yaitu :
20
1. Diazed
Dalam penggunaannya, Fuse Diazed dipasang bersama-sama dengan
pendukung lainnya sehingga tampak seperti pada gambar 6.5.b. pada lembar
lampiran.
Tampak terlihat pada bagian dasar dan atas fuse berfungsi sebagai
penyalur arus. Untuk ukuran adaptor juga harus disesuaikan dengan arus fuse,
sehingga fuse yang mempunyai arus kerja yang lebih tinggi bagian dasarnya tidak
dapat masuk pada adaptor yang semestinya untuk fuse yang ukurannya lebih kecil.
2. Neozed
Konstruksi fuse jenis neozed sama seperti pada jenis diazed dan dapat dilihat
pada lembar lampiran pada gambar 6.5.a. Pada fuse neozed dan deazed rating arus
kerja maksimum hanya pada nilai 100A.
b.
MCB ( Mini Circuit Breaker )
MCB sering disebut juga sebagai pengaman otomatis, karena alat ini dapat
secara otomtis memutuskan sirkit secara otomtis bila terjadi arus lebih yang melebihi
setting arus yang sudah ditentukan.merupakan pengaman otomatis yang ini
digunakan sebagai pemutus sirkit secara otomatis apabila terjadi arus lebih yang
melebihi setting arus yang sudah ditentukan dari MCB tersebut. Pengaman otomatis
dapat langsung dioperasikan kembali setelah mengalami pemutusan (trip) akibat
adanya gangguan arus hubung singkat dan beban lebih. Berbeda dengan fungsi
sakelar yang hanya berfungsi sebagai pemutus arus saja, karena sakelar tidak
dilengkapi dengan bimetal, tetapi pada sakelar juga terdapat batasan arus yang dapai
melewatinya, apabila arus yang melewati sakelar tersebut melebihi batas ketentuan
maka saklar tersebut akan terasa panas.
21
Jenis – jenis MCB
Berdasarkan waktu pemutusannya, pengaman-pengaman otomatis dapat
terbagi atas Otomat-L, Otomat-H, Otomat –G
1. Otomat-L ( Untuk Hantaran )
Pada otomat jenis ini pengaman thermisnya disesuaikan dengan meningkatnya
suhu hantaran. Apabila terjadi beban lebih dan suhu hantarannya melebihi suatu nilai
tertentu, maka elemen dwi logamnya akan memutuskan arusnya. Dan apabila terjadi
hubung singkat, maka arusnya diputuskan oleh pengaman elektromagnetiknya. Untuk
arus searah dan bolak-balik yang sama dengan 4 In – 6 In dan arus searah yang sama
dengan 8 In pemutusan arusnya berlangsung dalam waktu 0 – 2 secon.
2. Otomat – H ( Untuk Instalasi Rumah )
Secara thermis jenis ini sama dengan Otomat-L, tetapi pengaman
elektromagnetiknya memutuskan dalam waktu 0,2 secon, dan jika arusnya sama
dengan 2,5 In – 3 In, maka untuk arus bolak-balik atau sama dengan 4 In untuk arus
searah. Jenis Otomat ini biasa digunakan untuk instalasi rumah. Pada instalasi rumah,
arus gangguan rendahpun harus diputuskan dengan cepat. Jadi apabila terjadi
gangguan tanah, maka bagian-bagian yang terbuat dari logam tidak akan lama
bertegangan.
3. Otomat-G
Otomat jenis ini biasa digunakan untuk mengamankan motor-motor listrik
kecil untuk arus bolak-balik atau arus searah, alat-alat listrik dan juga rangkaian akhir
besar untuk penerangan, misalnya penerangan pada pabrik-pabrik. Sedangkan
pengamanan elektromagnetiknya berfungsi pada 8In – 11In untuk arus bolak-balik
atau pada 14In untuk arus searah. Kontak-kontak sakelarnya serta ruang pemadam
22
busur apainya memeiliki konstruksi khusus. Karena itu jenis Otomat ini dapat
memutuskan arus hubung singkat yang besar, yaitu hingga 1500 A.
Cara kerja MCB
1. Thermis : prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian atau pemutusan dua
jenis logam koefisien jenisnya berbeda. Kedua jenis logam tersebut dilas
menjadi satu keping (bimetal) dan kemudian dihubungkan dengan kawat arus.
Jika arus yang melalui bimetal tersebut melebihi arus nominal yang
diperkenankan maka bimetal tersebut akan melengkung dan kemudian
memetuskan aliran listrik.
2. Magnetik : prinsip kerjanya adalah memanfaatkan arus hubung singkat
yang cukup besar untuk menarik sakelar mekanik dengan prinsip induksi
elektromagnetis. Semakin besar arus hubung singkat, maka semakin besar
gaya yang menggerakkan sakelar tersebutsehingga lebih cepat memutuskan
rangkaian listrik dan gagang operasi akan kembali ke posisi off. Busur api
yang terjadi masuk kedalam ruangan yang berbentuk plat-plat, tempat busur
api dipisahkan, didinginkan dan kemudian dipadamkan dengan cepat.
Karakteristik MCB
Karakteristik MCB jenis B, C, D dan CL dinyatakan dalam In dan waktu, di
mana tidak boleh trip dan harus trip, hal tersebut dapat dilihat pada ketentuan
pengujian seperti yang tertera pada Tabel 7.30. pada lembar lampiran. Sedangkan
karakteristik MCB menurut IEC yang mendekati karakteristik CL yang digunakan
oleh PT.PLN ialah tipe B. Dan dapat dilihat pada lembar lampiran pada tabel 7.30.
23
Adapun penggunaan tipe-tipe tersebut ialah :
Tipe
B: Sebagai pengaman kabel atau penghantar terutama untuk perumahan.
Tipe
C: Sebagai pengaman kabel atau penghantar terutama sangat menguntungkan
bila arus inrush tinggi misalnya lampu mercury, motor.
Tipe
D: Untuk penerapan yang menyangkut menimbulkan pulsa cukup besar.
Contoh : transformator, katup selenoid, kapasitor.
c.
MCCB ( Molded Case Circuit Breaker )
Molded Case Circuit Breaker merupakan salah satu jenis alat pengaman yang
sebagai pengaman terhadap arus hubung singkat dan arus beban lebih. MCCB
memiliki rating arus yang relative tinggi dan dapat disetting sesuai dengan kebutuhan.
d.
ACB ( Air Circuit Breaker )
Air Circuit Breaker merupakan jenis circuit breaker dengan rating arus yang
tinggi. ACB banyak dipakai pada panel distribusi utama tegangan rendah ( Low
Voltage Main Distribution Panel ), dimana dibutuhkan tingkat pengamanan yang
tinggi dan kontinuitas pelayanan sumber daya listrik. Udara pada tekanan ruang
atmosfer digunakan sebagai peredam bunga api yang timbul pada saat proses
swicthing maupun gangguan yang lainnya. Sedangkan cara pengoperasian ACB
sendiri dapat menggunakan Motorize.
Perlengkapan lain yang diintegrasikan dengan Air Circuit Breaker adalah :
1. Over Current Relay ( OCR )
2. Under Voltage Relay ( UVR )
24
Pada Air Circuit Breaker terdapat dua buah contact yaitu :
1. Main Contact ( Kontak Utama )
2. Auxiliary Contact ( Kontak Bantu )
e.
Penentuan Rating Arus Pengaman
Pada instalasi penerangan, penentuan rating arus pengaman dapat dipilih satu
sampai dua tingkat diatas nilai nominalnya. Sedangkan pada instalasi daya mengikuti
PUIL 2000 pasal 520.E.
f.
Koordinasi Pengaman
Syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam pengaturan atau pengkoordinasian
pengaman adalah sebagai berikut :
1. Tidak ada elemen pengaman yang memutuskan rangkaian selama rangkaian
bekerja dalam keadaan normasl.
2. Jika terjadi gangguan, maka yang harus bekerja adalah pengaman terdekat
dengan titik gangguan dan masih menjadi bagian dari arus gangguan
tersebut.
3. Jika pengaman terdekat dari titik gangguan tidak dapat bekerja, maka
pengaman pelindung yang harus bekerja.
25