1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Arus listrik yang mengalir pada kabel yang memiliki tahanan akan
menghasilkan rugi-rugi daya berupa energi panas. Besarnya rugi-rugi daya
berbanding lurus dengan kuadrat arus dan tahanan. Energi panas yang dihasilkan
sebanding dengan rugi-rugi daya dan waktu.
Energi panas yang dihasilkan akan menyebabkan suhu kabel meningkat.
Apabila kabel tersebut dialiri arus secara terus-menerus suhu kabel akan terus
meningkat sampai mencapai suhu setimbang (steady state). Suhu setimbang terjadi saat panas yang diterima oleh kabel sama dengan panas yang dilepas oleh kabel
tersebut ke lingkungan, baik secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Kenaikan
suhu kabel dipengaruhi oleh ketebalan isolasi kabel.
Dalam tugas akhir ini akan diteliti dampak ketebalan isolasi kabel listrik
dalam pipa PVC terhadap kesetimbangan suhu kabel dan lamanya waktu mencapai
suhu setimbang (steady state).
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut
1. Apa pengaruh pemakaian isolasi dan pipa PVC terhadap suhu kabel yang dialiri
arus listrik.
2. Apa pengaruh pemakaian isolasi dan pipa PVC terhadap lamanya suatu kabel
penghantar mencapai suhu setimbang (stedy state).
3. Apa pengaruh ketebalan isolasi terhadap suhu kebel yang dialiri arus.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengamati pengaruh
ketebalan isolasi kabel dalam pipa PVC terhadap kesetimbangan suhu kabel
sehingga dapat diketahui :
1. Hubungan antara tebal isolasi dalam pipa PVC dengan suhu kabel.
2. Hubungan antara tebal isolasi dalam pipa PVC dengan waktu kabel mencapai
suhu setimbang.
2 1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberi informasi bagaimana
pengaruh ketebalan isolasi terhadap suhu kesetimbangan kabel listrik jika kabel
tersebut ditempatkan di dalam pipa PVC.
1.5 Batasan Masalah
Agar pembahasan tugas akhir ini lebih terarah, penulis membatasi batasan
masalah sebagai berikut:
1. Kabel yang menjadi objek penelitian adalah kabel tembaga dengan luas
penampang 1 mm2, dilapisi dengan isolasi berbahan polyolefin, dengan ketebalan isolasi 2.07 mm, 2.62 mm, dan 2.99 mm dengan diameter pipa PVC
0.5 inchi, 0.75 inchi, 1.25 inchi, dan 1.5 inchi.
2. Proses pengambilan data dilakukan pada waktu dan kondisi cuaca yang relatif
sama yaitu saat cuaca cerah antara pukul 12.00-15.00 dengan suhu ruangan
29oC. Untuk itu pengukuran suhu kabel dianggap tidak dipengaruhi oleh kondisi
lingkungan sistem, seperti kelembapan udara, kecepatan angin, dan suhu udara
luar.
3. Posisi kabel saat pengukuran berada di tengah pipa PVC.
4. Parameter yang dibahas adalah suhu kabel dan suhu isolasi kabel.
5. Besar arus yang yang digunakan adalah 11 A.
6. Panjang kabel yang digunakan adalah 34 cm.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi Departemen
Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Penelitian dilakukan untuk mengetahui
pengaruh ketebalan isolasi kabel listrik dalam pipa PVC terhadap kesetimbangan
suhu kabel. Pertama-tama kabel listrik diberi isolasi polyolefin dengan ketebalan
yang berbeda beda yaitu 2.07 mm, 2.62 mm, dan 2.99 mm. Kabel yang telah diberi
isolasi kemudian dimasukkan ke dalam thermos berisi es, agar didapat suhu awal
kabel 25oC. Kemudian kabel tersebut dimasukkan ke dalam pipa PVC dengan
diameter yang bervariasi yaitu 0.5 inchi, 0.75 inchi, 1.25 inchi, dan 1.5 inchi.
Dimana masing-masing pipa PVC tersebut diberi 2 lobang kecil untuk tempat
3 thermometer yang akan digunakan untuk mengukur suhu inti dan suhu isolasi kabel
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2 (pada Subbab 3.7). Kabel yang telah
dimasukkan ke dalam pipa PVC tersebut dihubungkan dengan sumber arus 11 A
seperti pada Gambar 3.1 (pada Subbab 3.7). Kemudian kenaikan suhu yang dibaca
oleh thermometer dicatat setiap 5 menit sampai diperoleh suhu setimbang.
1.7 Sistematika Penulisan
Materi pembahasan dalam Tugas Akhir ini diurutkan dalam lima bab yang
diuraikan sebagai berikut:
BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan
penulisan, manfaat penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan
sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang teori perpindahan panas bahan isolasi.
BAB III : METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang tempat dan waktu penelitian, bahan pengujian,
alat penelitian dan spesifikasinya, variasi pengujian, prosedur
percobaan.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang data hasil percobaan, dan analisa data.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi tentang kesimpulan dan
saran.
