SINGLE AND THREE PHASE POWER SUPPLY UNTUK TRAINER KIT INSTALASI LISTRIK (R.507) TUGAS AKHIR DESMON

SINGLE AND THREE PHASE POWER SUPPLY

UNTUK TRAINER KIT INSTALASI LISTRIK (R.507)

TUGAS AKHIR

Oleh :

DESMON

3211001044

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III

Program Studi Teknik Elektro

Politeknik Negeri Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI BATAM

LEMBAR PENGESAHAN

SINGLE AND THREE PHASE POWER SUPPLY UNTUK TRAINER

KIT INSTALASI LISTRIK (R.507)

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya

Pada

Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam

DESMON 3211001044

Batam, 12 Juli 2013 Mengetahui / Menyetujui

ABSTRAK

Jumlah mahasiswa di Politeknik Negeri Batam terus meningkat setiap tahunnya sementara peralatan praktikum yang ada terbatas. Sebagai contoh, jumlah power supply trainer kit di R.507 hanya berjumlah tiga buah sementara jumlah bench (bangku kerja) yang tersedia untuk praktikum sebanyak lima buah, dengan peralatan trainer kit yang tidak memadai, dalam pelaksanaan pratikum simulasi instalasi listrik sering terhambat di akibatkan kekurangan power supply trainer kit, untuk memperlancar dalam pelaksanaan peratikum dibutuhkan tambahan power supply trainer kit.

Dalam tugas akhir ini merancang sebuah power supply trainer kit yang memiliki keluaran tegangan 3 phase sebesar 380 VAC, 1 phase sebesar 220/240 VAC dan untuk tegangan 12 dan 24 VAC menggunakan transformator step down. Bentuk dan ukuran power supply trainer kit sama dengan power supply electron A 24.10– A24.05, power supply trainer kit yang dibuat memiliki sistem pengaman untuk melindungi pengguna dan alat pada saat arus bocor.

ABSTRACT

Number of students in Batam Polytechnic continues to increase every year while the existing lab equipment is limited. For example, the number of power supply on the trainer kit R.507 amounted to only three pieces while the number of bench work is available for as many as five pieces of lab, with equipment inadequate trainer kit, in the implementation of the simulation practicum electrical installations often hampered in the causes shortage power supply trainer kits, to facilitate the implementation of the additional power supply needed pratikum trainer kit.

In this final trainer to design a power supply kit that has 3 phase output voltage of 380 VAC, 1 phase at 220/240 VAC and for 12 and 24 VAC voltage using a step-down transformer. The shape and size of the power supply trainer kit with power supply Electron A 24.10-A24.05, power supply kit made trainer has a safety system to protect the user and the device at the time of leakage current.

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan segala kasih dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul single and three phase power supply untuk trainer kit instalasi listrik (R.507) yang merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan program studi Diploma III Politeknik Negeri Batam.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Karena itu, kritik dan saran akan senantiasa penulis terima dengan senang hati.

Dengan segala keterbatasan, penulis menyadari pula bahwa laporan tugas akhir ini tidak akan terwujud tanpa bantuan, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Priyono Eko Santoyo selaku Direktur Politeknik Negeri Batam.

2. Bapak Sumantri Kurniawan Risandriya, ST.MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

3. Bapak Heru Wijanarko, ST selaku Kepala Program Studi Teknik Elektronika yang selalu memberikan motivasi dan dorongan agar kami selalu semangat. 4. Bapak Didi Istardi, M.Sc sebagai dosen wali kami yang telah menjadi orang tua

kami selama kami menjalani pendidikan.

5. Bapak Fauzun Atabiq, ST sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan-masukan bagi kami disetiap kesempatan dan telah menjadi orang tua kami selama mengerjakan tugas akhir ini.

6. Semua dosen dan instruktur Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu selama kami belajar di Politeknik Negeri Batam serta fasilitas, saran, kritikan yang membantu pengerjaan tugas ini dan Bu Fanny selaku pengurus TPS yang memperlancar administrasi pengurusan proyek kami.

7. Kedua Orang Tua saya yang selalu mendukung dan seluruh anggota keluarga yang memberi semangat.

8. Cahaya sari, Mega, Dewi, tomy dan semua teman kampus terutama jurusan teknik atas dukungan yang diberikan selama pengerjaan skripsi ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan dan selalu mencurahkan kasih dan karuniaNya, Amin.

Batam, Juli 2013

DAFTAR ISI

Halaman LEMBAR PENGESAHAN i ABSTRAK ii ABSTRACT iii KATA PENGANTAR iv DAFTAR ISI vi DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan dan Manfaat 1

1.3 Rumusan Masalah 1

1.4 Batasan Masalah 2

1.5 Metodelogi Penulisan 2

1.6 Sistematika Penulisan 3

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Transformator 4

2.1.1 Prinsip Dasar Trasformator 4

2.1.2 Jenis-jenis transformator 5

2.2 Kontruksi kabel listrik

2.3 Jenis – jenis kabel listrik 6

2.4 MCB (Miniature Circuit Breaker) 13

2.4.1 Bagian-bagianMCB (Miniature Circuit Breaker) 14

2.4.2 Tiga macam fungsi MCB 15

2.5 Standar warna kabel Instalasi Listrik 15 2.6 Batasan-batasan arus dan pengaruhnya pada manusia 16 2.7 Earth Leakage Circuit Breaker(ELCB) 16

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POWER SUPPLY

TRAINER KIT 18

3.1 Perancangan 18

3.2 Perancangan kover 19

3.3 Perancangan gambar satu garis 19

3.4 Perancangan instalasi 19

3.5 Pembuatan kover power supply trainer kit 19

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 23

4.1 Pengujian 23

4.2 Pengujian arus jatuh nominal 23

4.3 Pengujian tombol tes ELCB 24

4.4 Pengujian gangguan arus bocor pada pengguna 24 4.5 Pengujian power supply terhadap beben 25 4.6 Pengujian power supply dengan beben maksimum 25 4.7 Pengujian rangkaian instalasi menggunakan insulation tester 27

4.8 Analisa data 27

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 28

5.1 Kesimpulan 28

5.2 Saran 28

DAFTAR PUSTAKA 29

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Transformator 4

2.2 Simbol transformator step-up 5

2.3 Simbol transformator step-down 6

2.4 Kabel NYA 7 2.5 Kabel NYM 7 2.6 Kabel NYY 8 2.7 Kabel NYAF 8 2.8 Kabel NYFGY 9 2.9 Kabel NYCY 9 2.10 Kabel BC 10 2.11 Kabel AAAC 10 2.12 Kabel ACSR 10 2.13 Kabel ACAR 11 2.14 Kabel NYMHYO 12 2.15 Kabel NYMHY 12

2.16 MCB (Miniature Circuit Breaker) 1 poles, 2 poles, 3 poles dan 4 poles 13

2.17 Bagian-bagian mcb 14

2.18 Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB), ELCB 3 phase dan 1 phase 16 2.19 Transformator arus dengan inti berbentuk gelang 17 3.1 Diagram system alat power suplly trainer kit instalasi listrik 18

3.2 Perancangan kover 20

3.3 Perancangan gambar satu garis 21

3.4 Perancangan gambar instalasi 22

4.1 Rangkaian pengujian arus jatuh nominal 23

4.2 Rangkaian pengujian tombol tes ELCB 24

4.3 Gangguan arus bocor pada manusia 24

4.4 Pengujian power supply terhadap motor dan kontaktor 25 4.5 Pengujian power supply dengan beban maksimum 26

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Standar warna kabel 15

2.2 Batasan-batasan arus dan pengaruhnya pada manusia 16

4.1 Pengujian pada beban manimum 25

4.2 Pengujian pada beban maksimum 26

4.3 Pengukuran tegangan pada terminal 26

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan akan peralatan penunjang praktikum yang memadai di Politeknik Negeri Batam semakin tinggi. Hal ini salah satunya diakibatkan oleh jumlah mahasiswa yang terus meningkat setiap tahunnya sementara peralatan praktikum yang ada terbatas. Sebagai contoh, jumlah power supply trainer kit di R.507 hanya berjumlah tiga buah sementara jumlah bench (bangku kerja) yang tersedia untuk praktikum sebanyak lima buah, dengan jumlah mahasiswa sebanyak 20 orang setiap praktikumnya, peralatan pratikum

Sistem kerja trainer kit ini adalah alat yang digunakan untuk menyuplai arus AC yang akan dimanfaatkan untuk mengaktifkan peralatan trainer kit instalasi listrik. Power supply trainer kit ini merupakan alat untuk mendukung dalam pelaksanaan pratikum simulasi instalasi listrik, power supply trainer kit ini memiliki keluaran tegangan 3 phase sebesar 380 VAC dan 1 phase sebesar 220/240 VAC.

Pembuatan power supply trainer kit agar setiap praktikum dan keperluan mendapatkan hasil yang maksimal dan juga diharapkan bisa menjadi solusi terhadap kurangnya power supply yang ada di ruangan instalasi listrik 507.

1.2 Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dan manfaat dari tugas akhir yang di lakukan:

 Melengkapi kekurangan alat pratikum yang ada di Laboratorium.  Mempermudah dalam pelaksanaan pratikum simulasi instalasi listrik  Memperlancar pembelajaran pelaksanaan pratikum simulasi instalasi listrik 1.3 Rumusan Masalah

Dari penjelasan yang telah diuraikan pada bagian latar belakang dapat dibuat perumusan masalah sebagai berikut:

 Bagaimana melengkapi kekurangan power supply untuk trainer kit instalasi listrik perumahan di bengkel R507?

 Bagaimana mempermudah pelaksanaan pratikum simulasi instalasi listrik?  Bagaimana memperlancar pelaksanaan pratikum simulasi instalasi listrik?

1.4 Batasan Masalah

Agar pembuatan power supply trainer kit ini mencapai tujuan yang diharapkan, maka dari itu penulis membatasi beberapa permasalahan antara lain sebagai berikut:

 Dimensi dan ukuran power supply trainer kit sesuaikan dengan power supply trainer kit electron A 24.10– A24.05

 Tegangan pada terminal-terminal keluaran disesuikan dengan power supply trainer kit electron A 24.10 – A24.05 sebesar 3 phase 380 V dan 1 phase 220/240 V

 Daya maksimum power supply untuk keluaran 3 phase dan 1 phase ditentukan oleh besarnya nilai pengaman ELCB, 40 A dan 4 A.

 Standar warna kabel atau terminasi power supply trainer kit sesuai dengan standar PUIL 2000

1.5 Metodologi

Dalam menyusun laporan ini metodologi penyusunan yang digunakan oleh penulis adalah:

 Studi Literatur

Melakukan observasi peralatan praktikum di bengkel listrik jurusan teknik elektro Politeknik Negeri Batam, mempelajari dasar-dasar power supply trainer kit dan cara kerjanya.

 Perancangan dan pembuatan hardware

Pembuatan dan perancangan cover power supply trainer kit, merancang perkabelan atau intalasi agar terlihat rapi dan warna kabel sesuai PUIL 2000.  Implementasi dan uji coba

Melakukan pengujian alat yang akan dilaksanakan saat proses instalasi dan cover yang telah dibuat sesuai spesifikasi teknis dengan power supply trainer kit electron A 24.10 – A24.05. Setelah proses pengujian selesai akan dilakukan analisis dan perbaikan sistem kerja alat.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan merupakan bagian dari penulisan laporan yang mempunyai tujuan untuk mempermudah pembaca dalam memahami isi yang terkandung dalam laporan ini. Dalam penulisan laporan ini dibagi menjadi beberapa bagian bab berdasarkan pokok pembahasannya yaitu :

BAB I. Pendahuluan

Terdiri dari latar belakang masalah, tujuan dan manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi penulisan, sistematika penulisan.

BAB II. Landasan teori

penjelasan tentang teori-teori yang digunakan penulis untuk mendukung dalam menyelesaikan tugas akhir.

BAB III. Perancangan sistem

Menggambarkan desain instalasi dan mekanik secara lengkap.

BAB IV. Pengujian dan analisa data sistem

Menjelaskan tentang cara pengujian dan menganalisa sistem data hasil pengujian.

BAB V. Penutup

Berisi kesimpulan dari pembuatan tugas akhir serta saran-saran yang dapat membantu dalam pengembangan lebih lanjut.

BAB II

LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Transformator

Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan. Melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan (lilitan kawat), yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lain sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban, untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain, dan untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan atau mengalirkan arus bolak - balik antara rangkaian.

Gambar 2.1 Transformator

2.1.1 Prinsip Dasar Trasformator

diberi sumber tegangan V1 dan pada kumparan sekunder terdapat N2 lilitan maka pada kumparan sekunder terdapat tegangan sebesar :

...(2.1) Dengan :

V2 : tegangan sekunder (V) V1 : tegangan primer (V) N2 : jumlah lilitan sekunder N1 : jumlah lilitan primer

Di dalam transformator terjadi dua prinsip yaitu pada kumparan primer terjadi hukum oersted dan pada kumparan sekunder terjadi Hukum Faraday, yang mana bunyi dari kedua hukum adalah sebagai berikut :

 Hukum Oersted menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir pada kawat penghantar, maka disekitar kawat penghantar tersebut terjadi medan magnet.

 Hukum Faraday berbunyi bahwa medan magnet statis yang bergerak menurut fungsi waktu akan menghasilkan tegangan induksi yang kemudian menghasilkan arus listrik induksi.

2.1.2 Jenis-jenis transformator  Transformator Step-Up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

 Transformator Step-down

Transformator step-down adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih sedikit dari pada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

Gambar 2.3 Simbol transformator step-down

2.2 Kontruksi kabel listrik

Kebanyakan kabel dapat dianggap tersusun dari tiga bagian: bagian konduktor yang harus berpenampang lintang yang sesuai untuk dialiri dengan beban arus; bagian isolasi, yang memiliki warna atau nomor kode untuk identifikasi; dan bagian lapisan luar yang dapat mengandung sesuatu untuk memberi perlindungan terhadap kerusakan mekanis.

Konduktor suatu kabeldibuat dari tembaga ataupun alumunium dan bias berupa serabut ataupun pejal. Konduktor pejal hanya digunakan dalam pengkabelan instalasi tetepi dan biasanya dibentuk dalam kabel yang besar. Konduktor serabut lebih fleksibel dan berukuran dari 4,0 mm² hingga 25 mm² yang mengandung tujuh serabut. Konduktor 10 mm², sebagai contoh, memilika tujuh serabut berdiameter 1,35 mm yang secara kolektif membentuk tampang lintang kabel sekitar 10 mm². Konduktor di atas 25 mm² memiliki lebih dari tujuh serabut, tergantung pada ukuran kabelnya. Kabel fleksibel memiliki banyak serabut yang terbuat dari kabel yang sangat halus, sehelai rambut manusia. Ini memberi kualitas fleksibelitas tinggi bagi kabel.

2.3 Jenis - jenis kabel listrik  Kabel NYA

jika menggunakan kabel tipe ini lebih baik kabel di pasang di dalam pipah atau saluran penutup, karena selain tidak bisa di ganggu sama hewan pengerat dan tidak kenah air, juga apabila ada isolasi yang terkelupas (terbuka) tidak bisa tersentuh langsung sama manusia.

Gambar 2.4 Kabel NYA

 Kabel NYM

Kabel jenis ini hanya direkomendasikan khusus untuk instalasi tetap di dalam bangunan yang dimana penempatannya biasa diluar/ didalam tembok ataupun didalam pipa (conduit). Kabel NYM berinti lebih dari 1, memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam.

 Kabel NYY

Kabel ini dirancang untuk instalasi tetap didalam tanah yang dimana harus tetap diberikan perlindungan khusus (misalnya duct, pipa PVC atau pipa besi). Kabel protodur tanpa sarung logam. Instalasi bisa ditempatkan didalam dan diluar ruangan, dalam kondisi lembab ataupun kering. memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.

Gambar 2.6 Kabel NYY

 Kabel NYAF

Kabel ini direncanakan dan direkomendasikan untuk instalasi dalam kabel kotak distribbusi pipa atau didalam duct. Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi, kabel jenis ini sangat cocok untuk tempat yang mempunyai belokan – belokan tajam. Digunakan pada lingkungan yang kering dan tidak dalam kondisi yang lembab/basah atau terkena pengaruh cuaca secara langsung.

 Kabel NYFGbY/NYRGbY/NYBY

Kabel ini dirancang khusus untuk instalasi tetap dalam tanah yang ditanam langsung tanpa memerlukan perlindungan tambahan (kecuali harus menyeberang jalan). Pada kondisi normal kedalaman pemasangan dibawah tanah adalah 0,8 meter.

Gambar 2.8 Kabel NYFGbY/NYRGbY/NYBY

 Kabel NYCY

Kabel ini dirancang untuk jaringan listrik dengan penghantar konsentris dalam tanah, dalam ruangan, saluran kabel dan alam terbuka. Kabel protodur dengan dua lapis pelindung pita CU Kabel. Instalasi ini bisa ditempatkan diluar atau didalam bangunan, baik pada kondisi lembab maupun kering.

 Kabel BC

Kabel ini dipilin atau stranded, disatukan. Ukuran atau tegangan mak = 6 – 500 mm2 / 500 V Pemakaian = saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan.

Gambar 2.10 Kabel BC

 Kabel AAAC

Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik.

Gambar 2.11 Kabel AAAC

 Kabel ACSR

Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran Transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar

Gambar 2.12 Kabel ACSR

 Kabel ACAR

Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR.

Gambar 2.13 Kabel ACAR

 Kabel NYMHYO

Merupakan kabel jenis serabut dengan berintikan dua serabut. Kabel ini biasanya digunakan untuk soundsystem, loudspeaker, virtual video. Gunakan kabel jenis NYA/NYM untuk jembatan / hantaran listrik yang bersifat permanen. Untuk pemakaian daya yang besar seperti televisi, magicom, sanyo, kulkas, Ac gunakan jenis kabel ini secara langsung. Jenis kabel ini mampu menghantar hingga 700 VA sehingga aman dan menjadikan pembayaran rekening listrik menjadi murah. Untuk jenis kabel NYMHYO biasanya digunakan pada model Roll. Jika digunakan pada pemakaian daya yang besar seperti tersebut diatas hanya bersifat temporary atau sementara karena jenis kabel ini hanya mamapu menghantarkan listrik 20VA-50VA. Kurangi atau hilangkan pemakaian jenis kabel ini karena mudah sekali

Spin control berputar berdasarkan panas yang dikeluarkan oleh energi listrik. Untuk jenis kabel NYMHYO biasanya digunakan pada lampu taman.

Gambar 2.14 Kabel NYMHYO

 NYMHY

Kabel jenis ini khusus direkomendasikan untuk digunakan sebagai penghubung alat-alat rumah tangga yang sering dipindah pindah dan harus ditempat kering. Kabel ini mempunyai isolasi plastic tahan panas. Bilamana digunakan untuk penghubung alat pemanas, maka pada titik sambungannya antar alat dengan kabel, temperaturnya tidak boleh lebih dari 85 derajat Celcius, karena hal tersebut dapat membahayakan kabel itu sendiri

2.4 MCB (Miniature Circuit Breaker)

MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah komponen dalam instalasi listrik yang mempunyai peran sangat penting. Komponen ini berfungsi sebagai sistem proteksi dalam instalasi listrik bila terjadi beban lebih dan hubung singkat arus listrik (short circuit atau korsleting). Kegagalan fungsi dari MCB ini berpotensi menimbulkan hal-hal yang tidak diinginkan seperti timbulnya percikan api karena hubung singkat yang akhirnya bisa menimbulkan kebakaran.

2.4.1 Bagian-bagian MCB (Miniature Circuit Breaker)

Gambar 2.17 Bagian-bagian mcb

Di bawah ini keterangan dari Gambar 2.17 bagian-bagian MCB

1. Actuator Lever atau toggle switch, digunakan sebagai Switch On-Off dari MCB. Juga menunjukkan status dari MCB, apakah ON atau OFF.

2. Switch mekanis yang membuat kontak arus listrik bekerja.

3. Kontak arus listrik sebagai penyambung dan pemutus arus listrik. 4. Terminal tempat koneksi kabel listrik dengan MCB.

5. Bimetal, yang berfungsi sebagai thermal trip

6. Baut untuk kalibrasi yang memungkinkan pabrikan untuk mengatur secara presisi arus trip dari MCB setelah pabrikasi (MCB yang dijual dipasaran tidak memiliki fasilitas ini, karena tujuannya bukan untuk umum)

7. Solenoid. Coil atau lilitan yang berfungsi sebagai magnetic trip dan bekerja bila terjadi hubung singkat arus listrik.

8. Pemadam busur api jika terjadi percikan api saat terjadi pemutusan atau pengaliran kembali arus listrik.

2.4.2 Tiga macam fungsi MCB :

1. Pemutus Arus (simbol “x” dengan garis miring ke kiri) .

MCB ini mempunyai fungsi sebagai pemutus arus listrik ke arah beban. Dan fasilitas pemutus arus ini bisa dilakukan dengan cara manual ataupun otomatis. Cara manual adalah dengan merubah toggle switch yang ada didepan MCB (biasanya berwarna biru atau hitam) dari posisi “ON” ke posisi “OFF” dan bagian mekanis dalam MCB akan memutus arus listrik. Hal ini dilakukan bila kita ingin mematikan sumber listrik karena adanya keperluan perbaikan instalasi listrik.

2. Proteksi Beban Lebih (overload)

Fungsi ini akan bekerja bila MCB mendeteksi arus listrik yang melebihi rating-nya. Misalnya, suatu MCB mempunyai rating arus listrik 6 Amper tetapi arus listrik aktual yang mengalir melalui MCB tersebut ternyata 7 Amper, maka MCB akan trip dengan delay waktu yang cukup lama sejak MCB ini mendeteksi arus lebih tersebut.

3. Proteksi Hubung Singkat (Short Circuit)

Fungsi proteksi ini akan bekerja bila terjadi korsleting atau hubung singkat arus listrik. Terjadinya korsleting akan menimbulkan arus listrik yang sangat besar dan mengalir dalam sistem instalasi listrik.

2.5 Standar warna kabel Instalasi Listrik

 PUIL 2000 : Peraturan Umum Instalasi Listrik Tahun 2000  NEC 2002 : National Electrical Code

Table 2.1 standar warna kabel instalasi listrik

Warna Jalur

Merah Fasa R

Kuning Fasa S

Hitam Fasa T

Biru Netral

Kuning +Hijau Strip Ground

Merah DC Positif

2.6 Batasan-batasan arus dan pengaruhnya pada manusia

Apabila manusia memegang suatu bagian yang bertegangan maka sesuai dengan hukum Ohm akan mengalir arus dimana besarnya adalah pembagian tegangan dengan tahanan tubuh orang tersebut

Tabel 2.2 Batasan-batasan arus dan pengaruhnya pada manusia

Besar Arus Pengaruh pada tubuh manusia

0 – 0,9 mA Belum dirasakan pengaruhnya, tidak menimbulkan reaksi apa-apa.

0,9 – 1,2 mA Baru terasa adanya arus listrik, tetapi tidak menimbulkan akibat kejang, konstraksi atau kehilangan control.

1,2 – 1,6 mA Mulai terasa seakan-akan ada yang merayap di dalam tangan. 1,6 – 6,0 mA Tangan sampai ke siku merasa kesemutan.

6,0 – 8,0 mA Tangan mulai kaku, rasa kesemutan makin bertambah. 13 – 15 mA Rasa sakit tidak tertahankan, penghantar masih dapat

melepaskan dengan gaya yang besar sekali 15 – 20 mA Otot tidak sanggup lagi melepaskan penghantar. 20 – 50 mA Dapat mengakibatkan kerusakan pada tubuh manusia. 50 – 100 mA Batas arus yang dapat menyebabkan kematian

2.7 Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB)

Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) adalah suatu alat listrik yang dipergunakan sebagai pengaman bila terjadi arus bocor pada salah satu penghantar yang melalui alat tersebut.

Sakelar ini memiliki sebuah transformator arus dengan inti berbentuk gelang Gambar 2.19. Inti ini melingkari semua hantaran supply ke mesin atau sistem yang diamankan, termasuk penghantar netral.

Gambar 2.19 Transformator arus dengan inti berbentuk gelang

Dalam keadaan normal, jumlah arus yang dilingkari oleh inti transformator sama dengan nol. Kalau ada arus bocor ke tanah, keadaan seimbang akan terganggu. Karena itu dalam inti transformator akan timbul suatu medan magnetik yang membangkitkan tegangan dalam kumparan sekunder. Apabila arus bocor tersebut mencapai pada suatu harga tertentu maka relay pada ELCB akan bekerja melepaskan kontak-kontaknya.

Berdasarkan PUIL 2000 pada bagian 3.15.1.2 pemilihan ELCB untuk proteksi tambahan dari sentuhan langsung dipilih ELCB dengan arus operasi arus sisa pengenal 30 mA.

keterangan

a. Kumparan sekunder b. Detektor arus gangguan c. Mekanisme penahan d. Tombol uji

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN POWER SUPPLY TRAINER

KIT

3.1 Perancangan

Tugas akhir ini adalah merancang dan membuat power supply trainer kit sebagai alat supply arus listrik. Power supply trainer kit, alat yang dibutukan pada alat trainer kit instalasi listrik diruangan laboratorium instalasi listrik. Tegangan keluaran dari power supply untuk 3 phase sebesar 380 Volt AC, keluaran 1 phase 220 Volt AC dan untuk keluaran 12 Volt, 24 Volt AC mengunakan trafo step down dengan besar arus 5 Amper. Adapun system diagram blok rancangan power supply trainer kit dapat dilihat pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram system alat power suplly trainer kit instalasi listrik

Dalam perancangan dan pembuatan power supply, saklar yang digunakan STARTER

(SKLAR) ON / OFF

Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) 3 phase

Lamp indikator

Soket & kabel extention

Transformator Daya

Soket 12 V, 24 V & test (bazer) Lamp indikator MCB (Miniature Circuit

arus mengalir ke ELCB 3 phase dan mengalir ke lampu indikator, lampu indikator akan menyala yang artinya arus listrik mengalir dari ELCB ke lampu, soket dan kabel extention.Dari ELCB 3 phase, arus disalurkan menuju transformator step down 1 phase untuk diturunkan tegangan dan keluaran tegangan menjadi 12 VAC dan 24 VAC.

3.2 Perancangan kover

Perancangan kover power supply trainer kit menggunakan software autocad yang di mana dimensi dan ukuran sama dengan trainer kit Electron A 24.10– A24.05. gambar skematik kover power supply dapat di lihat pada gambar.3.2

3.3 Perancangan gambar satu garis

Perancangan gambar satu garis yang dibuat menggunakan software autocad yang dimana gambar menunjukan jalur instalasi yang memudahkan untuk instalasi, Dapat di liat pada Gambar 3.3

3.4 Perancangan instalasi

Perancangan instalasi untuk power supply trainer kit menggunakan software autocad yang di mana instalasi yang di lakukan sesuai dengan drawing instalasi yang dibuat. Gambar drawing instalasi dapat memperjelas instalasi yang akan di lakukan, dapat di liat pada Gambar 3.4

3.5 Pembuatan power supply trainer kit

Pembuatan kover power supply trainer kit terbuat dari material alumunium, yang dibuat dengan mengikuti gambar dari desain yang ada pada Gambar 3.2 yang mana material di ukur sesuan dengan ukuran dan dipotong. Ukur tataletak kover ini dibending sesuai dengan ukuran yang di tentukan dalam desain dalam Gambar, tataletak komponen yang akan dibuat sesuai dengan komponen yang digunakan dalam pembutan power supply.

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

4.1 Pengujian

Pengujian yang di lakukan untuk memastikan sistem kerja power supply trainer kit bekerja dengan baik, adapun alat – alat yang di gunakan seperti multimeter, MCB dan ELCB. Pengujian yang dilakukan di Politeknik Negeri Batam.

4.2 Pengujian Arus Jatuh Nominal

Pengujian arus jatuh nominal yang akan di lakukan untuk mengetahui apakah benar arus jatuh pada ELCB sesuai dengan spesifikasi dari pabrik, pada saat terjadi arus bocor dan untuk membaca nilai arus jatuh menggunakan alat multimeter digital.

Gambar 4.1 Pengujian arus jatuh nominal

Cara pengujian, line atau netral di sambungkan ke ground maka ELCB akan jatuh, dari Percobaan diketahui bahwa dalam percobaan arus jatuh rata-rata ELCB yaitu sebesar 26,925 mA, selisih nilai tersebut relatif kecil dan masih dibawah nilai arus jatuh nominal spesifikasi dari pabrik yaitu sebesar 30 mA, selisih nilai pada saat percobaan dan spesifikasi ELCB di sebabkan keterlambatan alat ukur membaca dalam arus jatuh pada

4.3 Penggujian Tombol Tes ELCB

Pengujian tombol tes ELCB berfungsi untuk kita ketahui bahwa ELCB dalam keadaan bagus atau rusak. pengujian tombaol tes, ELCB harus di sambungkan dengan sumber listrik, ELCB harus dalam keadaan ON. Apabila ELCB tidak di sambungkan ke sumber listrik tombol tes tidak akan berfungsi saat di tekan.

Gambar 4.2 Pengujian tombol tes ELCB

Setelah tombol tes ELCB ditekan, ELCB jatuh seketika. ELCB jatuh karena arus gangguan yang timbul di dalamnya terhubung dengan cara yang sama seperti resistor 470 Ohm dan dihubungkan secara seri ke tombol penguji.

4.4 Pengujian gangguan arus bocor pada pengguna

Pengujian arus bocar, berfungsi untuk mengamankan pengguna apabila terjadi arus bocor pada saat pengguna rangkain terkena arus bocor.

Keterangan: 1. Sekering 2. MCB 3. ELCB 4. Lamp 5. Gambar manusia

Gambar 4.3 gangguan arus bocor pada pengguna

Apabila tahanan tubuh menyentuh rangka yang dimana rangkaian tersebut mengalami arus bocor maka ELCB jatuh seketika. Hal ini diakibatkan arus mengalir melewati tahanan tubuh manusia.

4.5 Pengujian power supply terhadap beben

Pengujian power supply trainer kit menggunakan alat trainer kit ,motor tiga phasa, kontaktor dengan tegangan 24 volt AC, dan push bottom. Dimana kontaktor berfungsi untuk mengatifkan motor, saat push bottom ditekan motor tiga phasa akan bekerja dengan tegangan 397 volt AC dan arus di komsumsi sebesar 5 amper

Gambar 4.4 Pengujian power supply terhadap motor dan kontaktor

Tabel 4.1 pengujian pada beban manimum

4.6 Pengujian power supply dengan beban maksimum

Pengujian maksimum yang di lakukan untuk mengetahui total arus pada alat trainer

NO Terminal Beban (amper)Arus Tegangan(volt) 1 soket 3 phase motor 3 phase 5 A 397 V

2 Extention lamp 15 watt 0,2 A 235 V

3 soket 24 VAC kontaktor 24 v 0,2 A 26,3 V

4 soket 12 VAC Lamp indikaotor 26,3 V

Gambar 4.5 pengujian beban maksimum

Tabel 4.2 Pengujian pada beban maksimum

No Beban maksimum Tegangan (volt) Total Arus (amper) 1 Motor 3 phasa 2 Lampu 3 Kontaktor 24 VAC 1 Relay 24 VAC 1 391,4 Volt AC 223.5 Volt AC 26,3 Volt AC 7,2 A

Tabel 4.3 Pengukuran tegangan pada terminal

NO Terminal Tegangan 1 soket 3 phase 397,8 V 2 Extention 235 V 3 soket 24 VAC 27,3 V 4 soket 12 VAC 13,6 V 5 Soket test 26,8 V

4.7 Pengujian rangkaian instalasi menggunakan insulation tester

Pengujian rangkaian instalasi yang dilakukan untuk mengukur nilai tahanan atau resistan (resistance) dari isolasi (insulation) yang membungkus bahan penghantar yang digunakan pada kabel listrik

Tabel 4.1 Pengujian instalasi menggunakan insulation tester

4.8 Analisa data

Dari pengujian power supply trainer kit yang di lakukan dengan beban minimum dan maksimum dari peralatan trainer kit yang ada di Politeknik Negeri Batam, total keseluruhan arus yang dipakai 7,2 A dimana ELCB tidak jatuh, dikarenakan total keseluruhan alat trainer kit di bawah kapasitas maksimum ELCB.

Dari hasil pengukuran data yang telah dilakukan bahwa nilai tahanan atau resistan kabel yang diukur dengan alat insulation tester didapat nilai tahanan 1000 MΩ, kabel dalam keadaan kabel bagus karena masih di atas 0,5 MΩ.

NO Terminal Tahanan

1 Line 1 dan ground 1000 MΩ 2 Line 2 dan ground 1000 MΩ 3 Line 3 dan ground 1000 MΩ 4 netral dan ground 1000 MΩ 5 Soket 24 V 1000 MΩ 6 Soket 12 V 1000 MΩ 7 Soket 0 V 1000 MΩ 8 Soket test 1000 MΩ

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan proses perancangan, pembuatan dan pengujian alat serta dengan membandingkan dengan yang telah ada dan dari data yang telah dapat, spesifikasi sebagai berikut :

 Dari alat yang telah di buat tegangan keluar dari soket yang ada 380 volt, 220 volt 12 volt dan 24 volt.

 Tenangan keluar dimanfaatkan untuk alat trainer kit yang ada.  Instalasi yang dipasang sesuai dengan gambar autocad. 5.2 Saran

Pada pengerjan tugas akhir ini tentu tidak lepas dari berbagai kelemahan dengan dan kekurangan, baik itu pada system maupun pada peralatan yang telah dibuat, tugas Akhir ini juga dapat dimanfaatkan untuk mempermuda dalam pembelajaran instalasi listrik, memperlancar dalam pelaksana pratikum.

DAFTAR PUSTAKA

1. file:///G:/Simple%20UPS%20System/Transformator%20%28trafo%29%20NEW.htm

Tanggal akses 30 Maret 2012, 15.45

2. http://www.instalasilistrikrumah.com/mcb-sebagai-proteksi-dan-pembatas-daya-listrik/

Tanggal akses 30 Maret 2012, 15.50

3. Badan Standardisasi Nasional. PUIL 2000. Jakarta, 2000.

4. Linsley Trevor, 2004, Instalasi Listrik Dasar edisi ketiga, Jakarta, Erlangga.

5. Scaddan Brian, 2004, Instalasi Listrik Rumah Tangga edisi kedua belas, Jakarta, Erlangga.

6. Zuhal, Prof, Dr, 2004, Prinsip Dasar Eletronika, Jakarta, Gramedia.

7. Amin Hasan,2008, Seri Dasar Ilmu Pengetahuan Alam 3 Listrik, Jakarta, Balai Pustaka.