Cara menentukan diameter kabel power listrik
Ada beberapa tahap untuk menentukan instalasi kelistrikan yang akan dipasang, baik di perumahan ataupun tempat industri. Adapun tahap - tahap yang harus dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Menghitung arus nominal
Kenapa arus nominal harus dihitung ? Alasannya adalah untuk menentukan seberapa besar penampang kabel dan berapa ukuran MCB yang akan kita gunakan. dari hasil ukuran nominal tersebut kita bisa tentukan MCB yang akan kita gunakan dalam hal ini MCB sebisa mungkin lebih tinggi dari arus yang dibutuhkan tetapi mendekati hasil perhitungan.
2. Memilih kabel sesuai dengan ukuran KHA
Ada dua cara untuk menentukan ukuran kabel, yang pertama dengan cara melihat tabel KHA kabel dan yang kedua dengan rumus.
Tabel Daya Hantar Kabel Tembaga pada Circuit Breaker
CIRCUIT BREAKER KABEL TEMBAGA
BAUT SCHOEN TERMINAL
(Ampere) (sqmm) BLOCK
16 2,5 M5 2,5-5 STB 30A
20 4 M5 2,5-5 STB 30A
25 6 M5 5,5-5 STB 30A
40 10 M6 10-6 STB 60A
63 16 M8 16-8 STB 100A
80 25 M8 25-8 STB 100A
100 35 M8 35-8 STB 100A
125 50 M10 50-10 STB 200A
160 70 M10 70-10 STB 200A
200 95 M12 95-12 STB 200A
250 *) 120 M12 120-12 STB 300A
300 *) 150 M12 150-12 STB300A
350 *) 185 M16 185-16 STB 400A
400 *) 240 M16 240-16 STB 400A
*) Untuk pemasangan dalam Box Enclosure direkomendasikan menggunakan Busbar Tembaga.
Rumus cara menentukan kabel power listrik q = ( L . N ) : ( Y . eV . E )
Keterangan :
q = Penampang kabel dalam mm L = Jarak dalam meter
N = Daya dalam watt Y = Daya hantar jenis
eV = Rugi tegangan dalam volt E = Tegangan dalam volt
Daya hantar jenis tembaga 56, aluminium 32.7 dan besi 7 3. Koreksi terhadap temperature
Dalam pemilihan suatu ukuran kabel perlu diperhatikan kondisi temperature. berikut adalah faktor koreksi terhadap temperatur sekitar kabel : Temperature 25 C x 1.03
Temperature 30 C x 1 Temperature 35 C x 0.94 Temperature 40 C x 0.87 Temperature 45 C x 0.79 Temperature 50 C x 0.71
standarkabeldalam “LuasPenampang”.Untukdiametertinggaldihitung dariluaspenampang tsb
dapatgunakan rumusini
A = 2 xL xIxcosθ /(R xu)→ 1 fasa A = 1,732 xIxL xcosθ /(R xu)→ 3 fasa A :luaspenampang minimum (mm²) L :panjang kabel(m)
I:kuatarus(A)
R :tahanan untuktmbaga (ohm) u :rugitegangan (volt)
cosθ :faktordaya
atau daritabelpenghantar(pabrik)sesuaidg beban maksimum yg akan digunakan
1. Mengetahui perhitungan antara kuat arus dan luas penampang pengantar ( luas penampang kabel)
Luas penampang kabel / pengantar sangat berpengaruh dalam daya hantar arus listrik yang melaluinya.
Dalam menghitung kebutuhan besar kabel dalam istilah luas penampang kabel perlu dibedakan menjadi dua jenis , yaitu:
a. Perhitungan luas penampang kabel untuk fasa tunggal, dan b. Perhitungan luas penampang kabel untuk tiga fasa.
Rumus untuk menghitung kebutuhan luas penampang kabel satu fasa adalah:
I = P / (E x Cos Phi)
Rumus untuk menghitung kebutuhan luas penampang kabel tiga fasa adalah:
I = P / (√3 x E x Cos Phi)
Dimana:
I = Arus beban listrik dalam satuan Ampere P = Beban yang dibutuhkan dalam Watt E = Tegangan antar fasa dalam Volt Cos Phi = Faktor Daya
Dalam menyesuaikan atau menentukan luas penampang kabel (besar kabel ) yang dibutuhkan perlu perhitungan teoritis dulu seperti diatas yang kemudian di sesuaikan dengan luas penampang atau besar kabel yang telah tersedia di pasaran.
Namun dalam hal ini lebih baik memilih besaran kabel lebih besar yang tersedia dilapangan, sebagai contoh dalam
perhitungan teoritis dibutuhkan luas penampang kabel 2mm2, maka perlu pembelian kabel dengan diameter 2,5mm yang tersedia dipasaran.
2. Mengetahui perhitungan susut tegangan / rugi tegangan
Kenapa terjadi susut tegangan? Mungkin itu pertanyaan yang sering muncul.
Susut tegangan atau rugi tegangfan terjadi karena adanya pergeseran arus listrik dengan saluran yang di aliri arus listrik tersebut.
Dalam pengantaran arus listrik disepanjang kabel pengantar akan terjadi pergesekan yang mengakibatkan kalor / panas yang terjadi yang membutuhkan sekian volt untuk hal tersebut.
Karena pengantar utama terdiri dari hantaran yang memiliki hambatan serta induktansi maka secara matematis terjadi susut tegangan atau rugi tegangan.
Besaran rugi atau susut tegangan dapat dihitung dengan rumus berikut:
∆V = √3.I.L (R’L Cos Phi + X’L sin Phi ) Dimana:
V = Susut tegangan,
I = Arus beban penuh pada pengantar (Ampere), L = Panjang pengantar (m),
R’L = Resistensi pengantar (Ω/m)
X’L = Reaktansi pengantar (Ω/m) Cos Phi = Faktor Daya.
Dalam sebuah instalasi listrik , susut tegangan atau rugi tegangan tidak dapat di hindarkan lagi , tetapi bisa dibatasi, usaha pembatasan ini untuk menghasilkan mutu listrik yang baik.
Dalam peraturan yang tertera dalam PUIL 2000 bahwa disebutkan total rugi tegangan antara terminal dan sembarang titik instalasi tidak boleh lebih dari 50% dari tegangan penegnal pada terminal konsumen.
Perencanaan Kabel Instalasi Listrik
1. Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik merupakan objek yang menjadi pokok permasalahan dalam perancangan kabel instalasi listrik. Untuk menhitung kuat arus listrik yag melewati kabel, perlu dibedakan antara instalasi fase satu dan fase tiga.
Instalasi fase satu
Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat arus listrik untuk instalasi fase satu adalah :
Dimana :
I = Kuat arus listrik maksimum yang boleh dilewati (ampere) P = Daya beban terpasang (watt)
E = Tegangan terpasang (volt) Instalasi fase tiga
Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat arus listrik untuk instalasi fase tiga adalah :
Dimana :
I = Luat arus listrik maksimum yag boleh dilewati (ampere) P = Daya beban terpasang (watt)
E = Tegangan terpasang L = Panjang kabel (meter)
2. Luas Penampang Kabel Instalasi Listrik
Untuk menentukan kabel yang paling cocok digunakan adalah dengan menghitung luas penampang kabel instalasi listrik.
Instalasi fase satu
dimana :
A = Luas penampang minimum kabel (mm) L = Panjang kabel (m)
I = Kuat arus yang melewati kabel (A)
(ohm meter)
Instalasi fase tiga
Dimana :
A = Luas penampang minimum kabel (mm)
L = Panjang kabel (m)
I = Kuat arus yang melewati kabel (A)
(ohm meter)
3. Peralatan Instalasi
Benda isolasi (Isolator) : digunakan untuk menutupi hantaran listrik agar aman.
Pipa instalasi : Pipa instalasi dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu pipa baja, pipa PVC, dan pipa fleksibel, masing-masing memiliki karakteristik dan keunggulan sendiri-sendiri.
Benda bantu : Ada bayak macam benda bantu yang digunakan dalam instalasi listrik seperti kotak sambung, kotak normal, kotak, sentral, kotak banula, dan kotak rangkaian ganda.
Saklar : saklar digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik.
Hantaran : hantaran atau kabel menurut fungsinya dapat dibagi menjadi tiga yaitu, Hantaran fase, hantaran netral, hantaran ground/pengaman.
Rumus untuk mencari nilai kapasitor :
Q=P (tan2 - tan 1) C=Q/(2 x π x V^2 )
Jika rumus diatas diterapkan pada system tegangan 220 dan frekwensi 50 Hz (umum dipakai di Indonesia), maka menjadi : C=Q/48400
Keterangan : Q : daya reaktif.
P : daya aktif.
Tan 2 : nilai tangen dari cos phi yang diharapkan.
Tan 1 : nilai tengen dari cos pi semula.
phi : 3,14 V : tegangan
C : nilai kapasitor dalam farad.
Rumus untuk mencari besarnya pembatas :
A=Va/V Keterangan :
A : besarnya pembatas (Ampere).
Va : besarnya daya Semu (VA) V : besarnya tegangan (volt).
Pertanyaan :
Sebuah kapasitas daya semu yang terpasang pada sebuah rumah adalah sebesar 900 VA. Jika tegangan yang digunakan adalah 220 volt, tentukan besarnya arus listrik yang mengalir pada rumah tersebut.
Jawab : A=Va/V
Sehingga diperoleh arus sebesar 4,1 ampere.
Untuk menghitung besarnya Kemampuan Hantar Arus (KHA) suatu kabel dengan beban motor :
KHA (Kemampuan Hantar Arus) Arus nominal 1 fase :
In = P / (V x I x Cos φ) Arus nominal 3 fase :
In = P / (√3 x V x I x Cos φ )
Sedangkan rumus untuk mencari KHA adalah 125% arus nominal.
Keterangan :
I = Arus peralatan (Ampere)
P = Daya masukan peralatan (Watt) V = Tegangan (Volt)
Cos φ = Faktor daya KHA= 125% x I nominal Keterangan :
KHA : besarnya kemampuan hantar arus suatu kabel.
I nominal : arus yang mengalir pada kabel : I = P/(Vcos pi) Pertanyaan :
suatu instalasi listrik industri memiliki kapasitas motor sebsesar 450 watt, cos pi sebesar 0,8. Sedangkan tegangannya memakai system 220 volt. Tentukan besarnya KHA untuk menentukan kabel yang dipakai?
Jawab :
I= P/(V cospi )
Dari persamaan diatas maka diperoleh I sebesar 2,56 ampere.
Sehingga, besarnya KHA adalah : 2,56 x 125% = 3,2 ampere. Sehingga kabel yang harus digunakan adalah yang dapat menghantarkan arus sebesar 3,2 tanpa ada gangguan dari internal kabel tersebut.
Toleransi rugi tegangan pada instalasi listrik penerangan dan tenaga :
Untuk rugi tegangan pada instalasi listrik penerangan maksimal adalah sebesar 2% dari tegangan kerja. Sedangkan untuk rugi tegangan pada instalasi listrik tenaga adalah sebesar 5% dari tegangan kerja.
Rumus untuk menghitung tahanan isolasi :
Tahanan isolasi = 1000 x tegangan kerja.
Pertanyaan :
Tentukanlah tahanan isolasi kabel motor minimal yang dibutuhkan jika diketahui tegangan kerja suatu motor adalah sebesar 660 volt.
Jawab :
Tahanan isolasi = 1000x 660 = 660 kilo ohm.
Rumus untuk menghitung luas penampang kabel :
Rugi tegangan dalam % :
q = ( L x U x 200)/(E x E x λ x U x λ) atau
q = (L x I x 200)/(E x p x λ)
Rugi tegangan dalam volt : q = (L x U x 2)/( E x ∆v x λ ) atau
q = ( L x I x 2)/(∆v x λ)
Keterangan :
P : beban dalam watt
f : tegangan antar 2 saluran (fase-netral) q : penampang saluran (mm2)
∆v : rugi tegangan dalam (volt)
∆U : rugi tegangan dalam %
L : panjang rute saluran (bukan panjang kawat)
λ : daya hantar jenis tembaga = 56, besi = 7, aluminium = 32,7 I : arus beban
Rumus menghitung tahanan pada tanah yang digunakan untuk system pentanahan penyalur petir :
