ϕ (1.4) MODUL I KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK = (1.2) P S pf = cos (1.3) = (1.5) 1.1 Pendahuluan Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik 1

(1)

(2)

P

Q S

ϕ

MODUL I

KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK

1.1 Pendahuluan

Terdapat tiga macam sifat-sifat beban listrik yaitu resistif, induktif dan kapasitif. Di dalam rangkaian listrik arus bolak – balik, terdapat tiga buah daya listrik yang diserap oleh beban, yaitu daya nyata

P

, daya reaktif

Q

, dan daya semu

S

.

Apabila terdapat arus yang mengalir pada beban listrik sebesar

I

(A) dan besarnya

tegangan adalah

V

(Volt), maka besarnya daya semu

S

(VA) yang dibutuhkan

oleh beban listrik tersebut adalah :

VI

S

=

(1.1)

Sedangkan daya real

P

(Watt) yang digunakan, dirumuskan sebagai :

ϕ

cos

VI

S

P

=

(1.2) Sehingga :

S

P

pf

=

ϕ

cos

(1.3)













=

−

S

P

1

cos

ϕ

(1.4)

Di mana

cos

ϕ

adalah faktor daya (power factor,

pf

). Untuk beban yang bersifat

induktif,

pf

lagging di mana arusnya tertinggal dari tegangannya. Dan untuk

beban yang bersifat kapasitif,

pf

leading di mana arusnya mendahului

tegangannya.

ϕ

disebut sudut daya listrik, yang merupakan sudut antara daya aktif dan daya semu juga merupakan sudut antara tegangan dan arus listrik. Dan besarnya daya reaktif

Q

(KVAR) adalah :

ϕ

sin

VI

S

Q

=

(1.5)

Hubungan daya beban listrik digambarkan sebagai segitiga daya sebagai berikut :

(3)

P

S

=

1.2 Percobaan 1

Karakteristik Beban Resistif

1.2.1 Dasar Teori

Beban listrik yang bersifat resistif sering dijumpai dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh penggunaan beban listrik yang bersifat resistif adalah lampu pijar (dop). Lampu pijar sebagai beban listrik, akan menyerap arus listrik dan mengubah semua energi listrik yang didapatkannya menjadi energi cahaya dan energi panas semuanya. Contoh lain penggunaan beban listrik ang bersifat resistif adalah pemanas (heater), seterika listrik, kompor listrik, di mana beban listrik tersebut akan mengubah semua energi listrik yang diterimanya menjadi energi panas.

Energi cahaya dan energi panas yang dihasilkan oleh beban listrik yang bersifat resistif merupakan energi nyata (real), sehingga beban jenis ini hanya mempunyai daya nyata

P

.

ϕ

cos

VI

P

=

(1.6)

Karena hanya mempunyai daya real

P

, maka :

0 =

Q

(1.7) Sehingga,

P

S

=

(1.8)

Karena nilai daya aktif

P

sama dengan daya semu

S

, maka faktor daya

pf

dari

beban resistif mempunyai nilai 1, di mana :

1 =

=

S

P

pf

cos

ϕ

(1.9)

Dan sudut daya

ϕ

mempunyai nilai nol,

ϕ

=

0

(4)

MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Beban lampu pijar

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang bersifat resistif

2. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pengaruh beban resistif terhadap daya listrik

3. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pengaruh beban resistif terhadap faktor daya listrik

4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya dari beban resistif

1.2.3. Peralatan Yang Digunakan

1. Multimeter digital : 1 buah 2. Clamp Meter : 1 buah 3. Lampu pijar : 6 buah 4. Kotak hubung : secukupnya 5. Kabel penguhubung : secukupnya

1.2.4. Gambar Rangkaian Percobaan

Gambar 1.3 Rangkaian percobaan karakteristik beban resistif

1.2.5. Langkah Kerja

1. Siapkan semua peralatan yang digunakan

2. Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan 3. Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V 4. Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.1.

5. Tambahkan beban lampu pijar sesuai dengan petunjuk asisten praktikum 6. Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.1.

7. Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum

(5)

Tabel 1.1 Hasil percobaan karakteristik beban resistif

No Beban

V

(Volt) (Ampere)

I

(Watt)

P

cos

ϕ

1 2 3 4 5 6 1.2.7. Perhitungan  Daya kompleks

S

 Daya reaktif

Q

 cos

ϕ

1.2.8. Grafik

 Perubahan arus terhadap daya dan faktor daya :

)

(I

f

P

=

;

S

=

f

(I

)

;

Q

=

f

(I

)

;

cos

ϕ

=

f

(

I

)

 Perubahan faktor daya terhadap daya listrik

)

(cos

ϕ

f

P

=

;

Q

=

f

(cos

ϕ

)

;

S

=

f

(cos

ϕ

)

 Diagram segitiga daya

(6)

P

Q S

ϕ

Beban listrik yang bersifat induktif antara lain adalah transformator, balas dari lampu TL, motor induksi satu fasa maupun tiga fasa yang biasa digunakan untuk menggerakkan kipas angin, pompa air, lift, eskalator, kompresor, konveyor dan lain-lain. Seperti beban listrik yang bersifat resistif yang menghasilkan panas sebagai wujud dari daya nyata (real), beban – beban listrik yang bersifat induktif juga menyerap daya reaktif yang bersifat imajiner (tak tampak) yang digunakan untuk menghasilkan medan magnet.

Karena selain energi panas yang dihasilkan oleh beban listrik yang bersifat induktif, maka daya kompleks

S

terdiri dari dua yaitu daya real (aktif)

P

dan daya reaktif

Q

, di mana :

jQ

P

S

=

+

(1.10)

ϕ

cos

VI

S

P

=

(1.11)

ϕ

sin

VI

S

Q

=

(1.12)

Beban listrik yang bersifat induktif mempunyai arus listrik yang tertingal dari tegangannya, karena sifat beban induktif yang menyimpan arus listrik, sehingga nilai faktor daya

pf

dari beban induktif adalah tertinggal atau disebut lagging

(lag), di mana :

S

P

pf

=

cos

ϕ

=

(1.13)

Dan sudut daya nya bernilai positif, di mana













=

−

S

P

1

cos

ϕ

(1.14)

Gambar 1.4 Segitiga Daya Beban Induktif

(7)

MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Beban lampu TL

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang bersifat induktif

2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban induktif terhadap daya listrik

3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban induktif terhadap faktor daya

4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya untuk beban induktif

1. Multimeter digital : 1 buah 2. Clamp meter : 1 buah 3. Lampu TL : 6 buah 4. Kotak hubung : secukupnya 5. Kabel penguhubung : secukupnya

Gambar 1.5 Rangkaian percobaan karakteristik beban induktif

5. Tambahkan beban lampu TL sesuai dengan petunjuk asisten praktikum 6. Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.2.

(8)

No Beban _(Volt)

V

_(Ampere)

I

_(Watt)

P

cos

ϕ

S

 Daya reaktif

Q

 cos

ϕ

1.3.8. Grafik

)

(I

f

P

=

;

S

=

f

(I

)

;

Q

=

f

(I

)

;

cos

ϕ

=

f

(

I

)

(cos

ϕ

f

P

=

;

Q

=

f

(cos

ϕ

)

;

S

=

f

(cos

ϕ

)

1.4. Percobaan 3

(9)

P

Q

S

ϕ

Beberapa contoh beban listrik yang bersifat kapasitif antara lainkapasitor dan motor sinkron. Fungsi dari kapasitor dan motor sinkron di dalam sistem tenaga listrik adalah sebagai reaktor, penyimpan tegangan, dan untuk perbaikan faktor daya. Seperti beban listrik yang bersifat induktif, beban – beban listrik yang bersifat kapasitif juga menyerap daya aktif dan daya reaktif yang bersifat imajiner (tak tampak), di mana daya reaktif ini digunakan untuk menghasilkan medan listrik. Daya kompleks

S

untuk beban kapasitif terdiri dari dua yaitu daya real (aktif)

P

dan daya reaktif

Q

, di mana :

jQ

P

S

=

−

(1.15)

ϕ

cos

VI

S

P

=

(1.16)

ϕ

sin

VI

S

Q

=

(1.17)

Beban listrik yang bersifat kapasitif mempunyai tegangan yang tertingal dari arus listrikya, karena sifat beban kapasitif yang menyimpan tegangan, sehingga nilai faktor daya

pf

dari beban kapasitif adalah mendahului atau disebut leading (lead),

di mana :

S

P

pf

=

cos

ϕ

=

(1.18)

Namun sudut daya nya bernilai negatif, di mana













=

−

S

P

1

cos

ϕ

(1.19)

Gambar 1.6 Segitiga Daya Beban Induktif

(10)

MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Beban lampu pijar Beban Kapasitor

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang bersifat kapasitif

2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban kapasitif terhadap daya listrik

3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban kapasitif terhadap faktor daya

4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya untuk beban kapasitif

1. Multimeter digital : 1 buah

2. Clamp meter : 1 buah

3. Kapasitor : 6 buah

4. Lampu Pijar : 1 buah

5. Kotak hubung : secukupnya

6. Kabel penguhubung : secukupnya

Gambar 1.7 Rangkaian percobaan karakteristik beban kapasitif

5. Tambahkan beban kapasitor sesuai dengan petunjuk asisten praktikum 6. Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.3.

(11)

Tabel 1.3 Hasil percobaan karakteristik beban kapasitif

No Beban

V

(Volt) (Ampere)

I

(Watt)

P

cos

ϕ

S

 Daya reaktif

Q

 cos

ϕ

1.4.8. Grafik

)

(I

f

P

=

;

S

=

f

(I

)

;

Q

=

f

(I

)

;

cos

ϕ

=

f

(

I

)

(cos

ϕ

f

P

=

;

Q

=

f

(cos

ϕ

)

;

S

=

f

(cos

ϕ

)

(12)

P 1

ϕ

₂ 1 S 2 S 1 L Q 2 L Q C Q 1.5.1. Dasar Teori

Di dalam metode perbaikan faktor daya, daya nyata (real) atau daya aktif sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya mempunyai nilai yang tetap, di mana :

P

₁

=

₂

=

(1.20)

Daya kompleks sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya adalah :

1 1 1 1

_ϕ

cos

P

S

=

dan 2 2 2 2

_ϕ

cos

P

S

=

(1.21)

Daya reaktif sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya adalah : 1 1 1 1 1 1

ϕ

sin

ϕ

tan

ϕ

cos

sin

P

S

Q

_L

=

(1.22) 2 2 2 2 2 2

ϕ

sin

ϕ

tan

ϕ

cos

sin

P

S

Q

_L

=

(1.23)

Selisih nilai daya reaktif karena perbaikan faktor daya :

(

1 2

)

2 1

2

1

−

=

tan

ϕ

−

tan

ϕ

=

tan

ϕ

−

tan

ϕ

=

Q

P

Q

_C _L _L (1.24)

Gambar 1.8 Perbaikan faktor daya

Nilai reaktansi kapasitif

XC

dari kapasitor yang dipasang adalah :

(

1 2

)

2 2

ϕ

tan

−

=

P

V

Q

V

XC

C (1.25) Nilai kapasitansi dari kapasitor yang dipasang adalah :

(

)

2 2 1

2

1 fV

P

fXC

C

π

ϕ

π

tan

−

=

(1.26) 1.5.2. Tujuan Percobaan

(13)

MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Beban lampu TL Beban Kapasitor

2. Mahasiawa dapat menentukan besarnya nilai kapasitor untuk perbaikan faktor daya

1. Multimeter digital : 1 buah 2. Clamp meter : 1 buah 3. Kapasitor : 6 buah 4. Lampu TL : secukupnya 5. Kotak hubung : secukupnya 6. Kabel penguhubung : secukupnya

Gambar 1.5 Rangkaian percobaan perbaikan faktor daya

5. Tambahkan beban kapasitor sesuai dengan petunjuk asisten praktikum 6. Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.4.

1.5.6. Hasil Percobaan

(14)

No Beban _(Volt)

V

_(Ampere)

I

_(Watt)

P

cos

ϕ

1 2 3 4 5 6 1.5.7. Perhitungan

 Daya kompleks

S

setiap perubahan

 Daya reaktif

Q

L dan

Q

C setiap perubahan  cos

ϕ

setiap perubahan

 Nilai kapasitansi setiap perubahan

1.5.8. Grafik

)

(I

f

P

=

;

S

=

f

(I

)

;

Q

=

f

(I

)

;

cos

ϕ

=

f

(

I

)

(cos

ϕ

f

P

=

;

Q

=

f

(cos

ϕ

)

;

S

=

f

(cos

ϕ

)

MODUL II

ILLUMINASI

(15)

2.1. Pendahuluan

Illuminasi atau penerangan sangat dibutuhkan oleh manusia untuk mengenali suatu objek secara visual. Organ tubuh yang mempengaruhi penglihatan, yaitu mata, syaraf dan pusat syaraf penglihatan di otak. Pada banyak industri, penerangan mempunyai pengaruh terhadap kualitas produk. Kuat penerangan baik yang tinggi, rendah, maupun yang menyilaukan berpengaruh terhadap kelelahan mata maupun ketegangan syaraf. Untuk memperoleh kualitas penerangan yang optimal IES (Illumination EngineeringSociety) menetapkan standar kuat penerangan untuk ruangan.

Cahaya adalah suatu gejala fisis. Suatu sumber cahaya memancarkan energi. Sebagian dari energi ini diubah menjadi cahaya tampak. Perambatan cahaya di ruang bebas dilakukan oleh gelombang-gelombang elektromanetik. Jadi cahaya merupakan suatu gejala getaran. Gejala-gejala geteran sejenis dengan cahaya adalah gelombang-gelombang panas, radio, televisi, radar dan sebagainya. Gelombang-gelombang tersebut hanya berbeda frekuensinya saja.

Silau disebabkan cahaya berlebihan yang langsung dari sumber cahaya atau hasil pantulan ke arah mata pengamat. Silau berpengaruh terhadap mata, yaitu ketidakmampuan mata merespon cahaya dengan baik, atau menyebabkan perasaan tidak nyaman, karena manik mata harus memicing disebabkan kontras yang berlebihan.

IES mendefinisikan cahaya sebagai pancaran energi yang dapat dievaluasi secara visual. Secara sederhana, cahaya adalah bentuk energi yang memungkinkan makhluk hidup dapat mengenali sekelilingnya dengan mata. Hubungan kecepatan cahaya (

v

) dalam km/dt, dengan panjang gelombang (

λ

) dalam m dan frekuensi

dalam Hz adalah :

f

v

=

λ

( 2.1 )

Kecepatan rambat

v

gelombang-gelombang elektromagentik di ruang bebas sama

dengan 3.105_{km per detik.}

Untuk lebih memahami tentang teknik illuminasi (penerangan), diperlukan suatu pengertian dan pemahaman terlebih dahulu mengenai definisi-definisi yang relevan tentang sudut ruang (

ω

), energi cahaya (

Q

), arus cahaya (

Φ

), intensitas cahaya (

I

~ ), intensitas (kuat) penerangan (

E

), luminansi (

L

), dan beberapa faktor

penerangan lainnya. Besaran penerangan yang sering dikacaukan pemahamannya adalah illuminasi (kuat penerangan) dan luminansi. Walaupun satuannya sama yang membedakan keduanya adalah kuat penerangan sebagai besaran penerangan yang dihasilkan oleh sumber penerangan, sedangkan luminansi merupakan kuat penerangan yang sudah dipengaruhi oleh faktor lain.

(16)

2.2.1. Dasar Teori

Arus cahaya adalah aliran rata – rata energi cahaya yang dipancarkan oleh sebuah lampu penerangan. Arus cahaya disebut juga fluks cahaya. Arus cahaya didefinisikan sebagai jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya setiap detiknya.

Besarnya arus cahaya dinyatakan dengan satuan lumen (lm), di mana :

t

Q

_

=

Φ

(2.2)

Dengan

Φ

: Arus cahaya (lumen,lm) 

Q

: Energi cahaya (lm.detik)

t

: Detik

Setiap lampu penerangan mempunyai nilai efikesi, yaitu besarnya arus cahaya yang dihasilkan oleh sebuah lampu penerangan dalam setiap watt nya, di mana :

P

efikesi

=

Φ

(2.3)

Dengan

efikesi

: (lumen/watt)

Φ

: Arus cahaya (lm)

P

: watt

Energi cahaya disebut juga kuantitas cahaya

Q

_ merupakan produk radiasi visual

pada rentang waktu tertentu, dinyatakan dengan :

∫

Φ

=

t

dt

Q

_

.

(2.4)

2.2.2. Tujuan Percobaan

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh perubahan tegangan terhadap arus cahaya pada sebuah lampu penerangan

2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh perubahan arus listrik terhadap arus cahaya pada sebuah lampu penerangan

3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh daya listrik terhadap arus cahaya pada lampu penerangan

1. Sumber tegangan AC variabel (autotrafo) 2. Lampu Pijar

3. Kabel Penguhubung 4. Multimeter

(17)

Gambar 2.1 Rangkaian percobaan arus cahaya pada lampu penerangan

Tabel 2.1 Hasil percobaan arus cahaya pada lampu penerangan

No

V

(Volt) (Ampere)

I

(Watt)

P

1 2 3 4 5 6 2.2.6. Perhitungan • Arus cahaya

Φ

2.2.7. Grafik

)

(V

f

=

Φ

;

Φ

=

f

(I

)

;

Φ

=

f

(P

)

2.3. Percobaan 2 Intensitas Cahaya MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Variabel Beban lampu pijar

Ket. :

(18)

Kawat tahanan yang dialiri arus listrik akan berpijar dan memancarkan cahaya. Sebuah sumber cahaya akan memancarkan energi cahaya ke semua arah. Tetapi energi radiasinya tidak merata. Jumlah energi radiasi yang dipancarkan sebagai cahaya ke suatu arah tertentu disebut Intensitas Cahaya.

Intensitas cahaya diukur dalam satuan candela (cd). Istilah candela berasal dari kata candle yang berarti lilin, yang merupakan satuan tertua pada teknik penerangan, dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar. Foto meter standar primer merupakan black body radiasi yang intinya terbuat dari platina dan thorium osida, dan intensitas cahaya diukur pada temperatur platina (2042 K).

Apabila sebuah sumber cahaya ditempatkan di titik pusat dalam ruangan berbentuk bola yang mempunyai jari-jari 1 meter, maka sumber cahaya tersebut akan memancarkan 1 candela (cd) ke setiap arah. Sehingga permukaan bola akan mendapatkan penerangan yang merata.

Intensitas cahaya didefinisikan sebagai fluks cahaya per satuan sudut ruang yang dipancarkan ke suatu arah tertentu, di mana :

ω

Φ

=

~

I

(2.5)

Dengan

I

~ : Intensitas cahaya (cd)

Φ

: Fluks cahaya (lm)

ω

: sudut ruang (steradian,sr)

Sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam bola, dilingkupi oleh 4π steradian, sehingga sumber tersebut memancarkan fluks cahaya sebesar :

~ ~

I

π

ω

=

4 =

Φ

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang intensitas cahaya pada sebuah lampu penerangan

2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami hubungan antara intensitas cahaya dan arus cahaya pada lampu penerangan

3. Kabel Penguhubung 4. Lux Meter

(19)

MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Variabel Beban lampu pijar Luxmeter h 2.3.4. Gambar Rangkaian Percobaan

Gambar 2.2 Rangkaian percobaan Intensitas cahaya pada lampu penerangan

Tabel 2.2 Hasil percobaan Intensitas cahaya

No

V

(Volt) (watt)

P

~

I

(cd) 1 2 3 4 5 6 2.3.6. Perhitungan • Arus cahaya

Φ

• Hitung efikesi lampu sesungguhnya

2.3.7. Grafik

)

(

~

V

f

I

=

;

(

)

~

P

f

I

=

;

I

= f

( )

Φ

~ 2.4. Percobaan 3 Intensitas Penerangan 2.4.1. Dasar Teori

Ket. :

Jarak pengukuran = 1 m

Efikesi lampu = lm/watt

(20)

Intensitas (kuat) penerangan atau illuminasi adalah pernyataan kuantitatif arus (fluks) cahaya yang jatuh pada permukaan suatu bidang. Intensitas penerangan dilambangkan dengan

E

, dan di ukur dengan satuan lux (lx), di mana :

A

E

=

Φ

(2.7)

Dengan

E

: Intensitas penerangan (lx)

Φ

: Fluks cahaya (lm)

A

: luas permukaan bidang (m2)

Apabila sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam ruangan berbentuk bola, maka luas permukaan bola adalah 2 2

4 π

r

=

ω

r

(

r

= jari-jari bola). Karena

penyebaran cahaya meruang seluas permukaan bola, maka persamaan 2.7. menjadi : 2

r

E

ω

Φ

=

(2.8)

Dengan memasukkan persamaan 2.6. ke dalam persamaan 2.8, maka intensitas penerangan menjadi : 2 2

r

I

r

I

E

~ ~

=

ω

(2.9) Dengan menganggap sumber penerangan sebagai titik yang jaraknya

h

meter dari

bidang penerangan, sehingga jarak

h

tegak lurus dengan titik penerangan, di

mana

h

sama jari-jari

r

, maka :

2

h

I

E

~

=

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang intensitas penerangan atau illuminasi

2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang jarak penerangan terhadaap illuminasi

(21)

MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Variabel Beban lampu pijar Luxmeter h 2.4.4. Gambar Rangkaian Percobaan

Tabel 2.3 Hasil percobaan Intensitas cahaya No _(m)

h

_(lux)

E

~

I

(cd) 1 2 3 4 5 6 2.4.6. Perhitungan • Intensitas cahaya

I

~ • Arus cahaya

Φ

2.4.7. Grafik

)

(h

f

E

=

;

(

)

~

h

f

I

=

;

Φ

=

f

( )

h

2.5. Percobaan 4 Sudut Penerangan 2.5.1. Dasar Teori

Ket. :

Tegangan lampu = volt

Efikesi lampu = lm/watt

(22)

P

Q

h

r

l

α

X

Apabila

h

adalah jarak tegak lurus sumber penerangan (titik X) dengan bidang

penerangan di titik P,

r

adalah jarak antara sumber penerangan dengan titik Q, di

mana keduanya membentuk sudut

α

, dan

l

adalah jarak antara P dan Q, seperti

pada gambar berikut ini :

Gambar 2.4. Sudut penerangan

Bila

α

cos

h

r

=

(2.13)

Dapat di formulasikan kuat penerangan sepanjang bidang P – Q adalah :

α

2 2

cos

~

h

I

E

=

1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang perubahan sudut penerangan terhadap intensitas cahaya

2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang perubahan sudut penerangan terhadap kuat penerangan

5. Multimeter

Kuat penerangan di titik P adalah : 2

h

I

E

_P ~

=

(2.11) Kuat penerangan di titik Q adalah :

2 2 2

l

h

I

r

I

E

Q

+

=

~ ~ (2.12)

(23)

Tabel 2.4 Hasil percobaan Intensitas cahaya No _(m)

l

_(m)

r

α

_(lux)

E

~

I

(lm) 1 2 3 4 5 6 2.5.6. Perhitungan • Intensitas cahaya

I

~ • Arus cahaya

Φ

2.4.7. Grafik

)

(

α

f

E

=

;

(

)

~

α

f

I

=

;

Φ

=

f

( )

α

MODUL III

INSTALASI PENERANGAN

3.1. Pendahuluan MULTIMETER DIGITAL input output + - + -Sumber Teg. AC Beban lampu pijar Luxmeter h l α

Ket. :

Tegangan lampu = volt

Efikesi lampu = lm/watt

Tinggi h

= m

(24)

Untuk pemasangan suatu instalasi listrik, harus terlebih dahulu dibuat gambar-gambar perencanannya berdasarkan daerah bangunan, di mana instalasinya akan dipasang. Gambar-gambar rencana tersebut harus jelas, artinya dapat dibaca dan dimengerti oleh orang lain. Gambar-gambar rencana instalasi tersebut antara lain yaitu :

1. Gambar situasi, yaitu gambar untuk menyatakan letak bangunan, di mana instalasinya akan dipasang, serta rencana penyambungan dengan jaringan PLN.

2. Gambar instalasi, yaitu gambar yang menerangkan tentang penempatan semua peralatan yang akan dipasang dan sarana pelayanannya, rencana penyambungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya, dan data teknis yang penting dari setiap peralatan listrik yang akan dipasang. 3. Diagram garis tunggal (single line diagram), adalah diagram yang

menerangkan hubungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya yang digambarkan dengan satu garis.

4. Diagram garis banyak (multi line diagram), adalah diagram yang menerangkan hubungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya yang digambarkan dengan lebih dari satu garis.

Selain itu, dalam pemasangan instalasi listrik harus sesuai dengan standarisasi dan peraturan-peraturan yang berlaku. Tujuan dari standarisasi adalah untuk mencapai keseragaman mengenai ukuran, bentuk mutu barang, cara menggambar dan cara kerja. Dengan makin rumitnya konstruksi dan makin meningkatnya jumlah dan jenis barang yang dihasilkan, standarisasi menjadi suatu keharusan. Beberapa organisasi standarisasi internatsional antara lain International Electrotechnical Commission (IEC), International Organization for Standardization (ISO), International Electrical Electronic Engineering (IEEE). Di Indonesia terdapat suatu standarisasi untuk produk industri yaitu Standar Industri Indonesia (SII). Untuk bidang teknik listrik arus kuat, terdapat peraturan dan standarisasi yang dibuat oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) yang bekerja sama dengan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), yaitu Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL).

Peralatan yang digunakan dalam instalasi listrik banyak sekali macamnya. Penggunaan peralatan instalasi tersebut tergantung dari kebutuhan dan pelayanan yang diminta dari seorang pelanggan, serta tergantung dari sifat ruangan dan keadaan lingkungan, di mana instalasinya akan dipasang.

Beberapa jenis peralatan instalasi listrik yang digunakan antara lain :

1. Perlengkapan hubung bagi, adalah suatu perlengkapan untuk mengontrol dan membagi tenaga listrik dan melindungi rangkaian serta pemanfaatan rangkaian.

2. KWH meter, adalah peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur energi listrik yang digunakan pada suatu instalasi listrik.

3. Saklar, adalah peralatan listrik yang digunakan untk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik. Saklar banyak sekali macamnya tergantung dari penggunaan dan kebutuhannya.

4. Kontak tusuk (stop kontak), adalah peralatan listrik yang digunakan untuk menghubungkan alat pemakai listrik yang dapat dipindah-pindahkan dengan saluran yang dipasang tetap atau tidak tetap. Kontak tusuk harus

(25)

dibuat dari bahan yang tidak terbakar dan tahan lembab, dan harus cukup kuat.

5. Kabel, adalah penghantar listrik yang digunakan untuk menghubungkan peralatan listrik yang satu dengan yang lain. Kabel listrik banyak macamnya sesuai dengan bahan penyusun isolasi dan bahan hantarannya. Untuk instalasi tiga fasa, terdapat standarisasi pewarnaan kabel yang digunakan :

 Fasa 1 ( R ) : merah

 Fasa 2 ( S ) : kuning

 Fasa 3 ( T ) : hitam

 Netral : biru

 Pentanahan : hijau kuning

6. Lampu pijar, merupakan sumber penerangan yang di dalamnya berupa hampa udara ataupun gas

7. Lampu TL (neon), sumber penerangan di mana cahaya diperoleh karena ionisasi

8. Kotak hubung, adalah peralatan listrik yang digunakan sebagai terminal bantu untuk penyambungan rangkaian instalasi listrik. Di dalam instalasi listrik, penyambungan kabel hanya boleh dilakukan di dalam kotak hubung, di mana sambungannya harus baik dan kuat.

Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tunggal, Lampu Pijar Dan Stop Kontak

Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan satu lampu yang dilayani dengan

(26)

S 1 L 1 STK 1 Kotak Hubung Kotak Hubung Kotak Hubung L N Pe

3.2.2. Peralatan Yang Digunakan 5. Saklar Tunggal 6. Lampu Pijar 7. Stop Kontak 8. Kotak Hubung 9. Kabel Penguhubung 10. Multimeter

Gambar 3.1 Single line diagram percobaan 3.1

Gambar 3.2 Multi line diagram percobaan 3.1

Tabel 3.1 Hasil Percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tunggal, Lampu Pijar Dan Stop Kontak

No

Posisi

Saklar Tegangan ( V ) ( A ) Arus ( Watt ) Daya

S1 L1 STK1 L1 STK1 L1 STK1

S 1 L 1 STK 1

2 2 3

3 4

(27)

1 Off

2 On

3.2.5 Perhitungan

♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem

♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem

Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Seri, Dua Buah Lampu Pijar Dan Stop Kontak

Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan dua lampu yang dilayani dengan satu saklar seri

3.3.2. Peralatan Yang Digunakan 1. Saklar Seri

(28)

3. Stop Kontak 4. Kotak Hubung 5. Kabel Penguhubung 6. Multimeter

Tabel 3.2 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Seri, Dua Buah Lampu Pijar Dan Stop Kontak

No Posisi Saklar

Tegangan

( V ) Arus ( A ) ( Watt ) Daya

S1-1 S1-2 L1 L2 STK1 L1 L2 STK1 L1 L2 STK1 1 Off Off 2 Off On S 1 L 1 STK 1 Kotak Hubung Kotak Hubung Kotak Hubung L N Pe L 2 Kotak Hubung S 1 L 2 STK 1 3 2 3 3 5 Suplai L 1 2 4

(29)

3 On Off

4 On On

3.3.5. Perhitungan

Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tukar, Dan Lampu TL

Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan dua lampu yang dilayani dengan dua saklar tukar

3.4.2. Peralatan Yang Digunakan 1. Saklar Tukar

2. Lampu TL 3. Kotak Hubung 4. Kabel Penguhubung 5. Multimeter

(30)

Tabel 3.3 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tukar, Dan Lampu TL

No Posisi Saklar

Tegangan

S1 S2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 1 Off Off 2 Off On 3 On Off 4 On On S 1 L 2 3 2 2 3 Suplai 2 2 S 2 3 L 1 S 1 L 1 Kotak Hubung Kotak Hubung Kotak Hubung L N L 2 Kotak Hubung S 1

(31)

Instalasi Penerangan Satu Fasa Sistem Seri - Paralel

Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan menggunakan system seri - paralel 3.5.2. Peralatan Yang Digunakan

1. Saklar Tunggal 2. Lampu Pijar 3. Kotak Hubung 4. Kabel Penguhubung 5. Multimeter

2 2

Suplai ₃

2 2 2 2

(32)

Tabel 3.4 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Sistem Seri - Paralel

No Posisi Saklar

Tegangan

S1 S2 S3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3

1 Off Off Off 2 Off Off On 3 Off On Off 4 Off On On 5 On Off Off 6 On Off On S 1 Kotak Hubung Kotak Hubung Kotak Hubung L N Kotak Hubung S 2 S 3 L 1 Kotak Hubung L 2 Kotak Hubung L 3

(33)

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik

32

7 On On Off 8 On On On

♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem, baik saat sistem seri maupun

sistem paralel

♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem, baik saat sistem seri maupun sistem

paralel

Instalasi Penerangan Satu Fasa Lengkap menggunakan Peralatan Hubung Bagi Dan KWH Meter

Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan peralatan hubung bagi dan kWh meter

3.6.2. Peralatan Yang Digunakan 6. Saklar Tunggal 7. Lampu Pijar 8. Stop Kontak 9. Kotak Hubung 10. Kabel Penguhubung 11. Multimeter

S 5 L 4 STK 2 3 2 3 3 5 L 3 2 4 3 2 3 2 2 3 S 1 Hubung bagi Group 3 Group 2 Group 1

(34)

3.6.4. Hasil Perocobaan

Tabel 3.5 Hasil percobaan 3.5 group 1 No

Posisi

Saklar Tegangan ( V ) ( A ) Arus ( Watt ) Daya

S2 L1 STK1 L1 STK1 L1 STK1

1 Off

2 On

Tabel 3.6 Hasil percobaan 3.5 group 2

No Posisi Saklar Tegangan _{( V )} Arus _{( A )} _{( Watt )}Daya

S2 S3 L2 L2 L2

1 Off Off

2 Off On

(35)

4 On On

Tabel 3.7 Hasil percobaan 3.5 group 3

No Posisi Saklar Tegangan _{( V )} Arus _{( A )} _{( Watt )}Daya

S4-1 S4-2 L3 L4 STK2 L2 L3 STK2 L3 L4 STK2 1 Off Off 2 Off On 3 On Off 4 On On 3.6.5. Perhitungan

♦ Daya S (VA) untuk setiap beban, setiap group, dan sistem

♦ Cos ϕ

untuk setiap beban, setiap group dan sistem

MODUL IV

INSTALASI TENAGA

Dalam dunia industri, motor-motor listrik sering digunakan untuk membantu dan menjalankan proses produksi. Penggunaan motor listrik di dunia industri antara lain, untuk konveyor, sebagai penggerak pompa, kompressor, mixer, dan lain sebagainya. Motor listrik yang sering digunakan pada industri adalah motor induksi tiga fasa, dengan alasan karena harganya murah, perawatannya mudah, dan handal.

Terdapat tiga macam cara pengasutan motor induksi tiga fasa secara konvensional, yaitu :

1. DOL (Direct On Line), adalah cara pengasutan yang menghubungkan secara langsung sumber tenaga dengan terminal belitan motor

2. Star-Delta, adalah cara pengasutan yang menggunakan hubungan bintang pada saatmotor start dan setelah motor berputar pada kecepatan nominalnya, hubungan belitan diubah menjadi delta

3. Autotransformator, adalah cara pengasutan di mana arus listrik yang masuk ke terminal stator diatur dengan autotransformator

(36)

Di dalam perencanaan instalasi tenaga motor –motor listrik, terdapat beberapa gambar / diagram, yang digunakan untuk mengetahui hubungan komponen-komponennya, yaitu :

1. Diagram rangkaian tenaga (utama), adalah diagram yang menggambarkan hubungan rangkaian dari sumber listrik sampai ke terminal motor listrik 2. Diagram rangkaian kontrol, adalah diagram yang menggambarkan

hubungan komponen-komponen yang mengatur cara kerja motor listrik tersebut

Komponen-komponen yang dipergunakan di dalam instalasi tenaga motor listrik antara lain :

1. MCB, adalah pengaman yang digunakan untuk memutuskan rangkaian dan dilengkapi dengan pengaman termis untuk beban lebih dan rele untuk arus lebih atau hubung singkat. Pemilihan besarnya kapasitas MCB yang dipasang tergantung dari besarnya daya motor yang dilayani dan cara pengasutannya. Nilai nominal setelan tertinggi MCB sebagai pengaman rangkaian hubung singkat untuk pemutus tebaga adalah :

 Motor induksi dengan pengasutan star-delat, DOL, atau tahanan luar

adalah 2,5xIn

 Motor induksi dengan pengasutan autotrafo dan motor sinkron adalah

2xIn

 Motor rotor lilit dan arus searah adalah 1,5xIn

2. TOLR, Thermal Over Load Relay adalah suatu peralatan pengaman yang berfungsi untuk mengamankan dan mendeteksi adanya arus lebih,mengisolir dan hanya memutuskan pada bagian yang berbeban saja. Jenis pengaman ini menggunakan prinsip bimetel, dimana panas yang terjadi akibat beban lebih pada bimetal diubah menjadi emergi mekanik. Kerja bimetal ini diatur sesuai dengan arus nominal pada beban

3. Tombol tekan, adalah peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar, tetapi alat ini bekerja hanya sesaat saja, yaitu pada saat ditekan. Dan apabila tobol tersebut dilepaskan, maka rangkaian akan kembali seperti semula. Tombol tekan ada dua jenis, yaitu :

 Tombol tekan NO, Normally Open adalah tombol tekan dalam keadaan

normal terbuka

 Tombol tekan NC, Normally Close adalah tombol tekan dalam keadaan

normal tertutup

4. Kontaktor, adalah suatu alat yang menghubungkan dan memutuskan rangkaian tenaga listrik. Alat ini bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik yang dihasilkan oleh kumparan magnetic. Kontaktor magnet terdiri dari beberapa bagian, antara lain :

 Kontak utama, terdiri dari tiga buah kontak NO yang berfungsi sebagai

saklar tenaga dan mempunyai kemampuan menghantarkan arus listrik yang lebih besar

(37)

 Kontak Bantu, terdiri dari beberapa kontak NO dan NC yang berfungsi untuk mengatur kerja kontak utama, mengatur rangkaian lain atu sebagai pengunci

 Coil (kumparan), bekerja sebagai magnet apabila terdapat arus listrik

yang mengalirinya. Gaya magnet akan menarik logam yang dihubungkan dengan tuas untuk menggerakkan kontak-kontaknya.

4.2. PERCOBAAN 1

Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengasutan Direct On Line Hubung Bintang

□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor

induksi tiga fasa yang diasut secara DOL 4.2.2. Peralatan Yang Digunakan

11. MCB

12. Tombol tekan NO 13. Tombol tekan NC 14. Kontaktor magnetik 15. TOLR

16. Motor induksi tiga fasa 17. Kabel penghubung 18. Multimeter

(38)

Rangkaian tenaga Rangkaian kontrol

Gambar 4.1 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.1

L1 F S1 S2 K1 K1 13 14 A1 A2 95 96 N 3

M

L3 L2 L1 Q1 K1 TOLR A1 A2 97 98 96 95 1 3 5 6 4 2 T O L R 95 96 98 97 5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK M C B U V W T S R N L3 L2 L1 N SUMBER LISTRIK S1 S2 1 3

(39)

Gambar 4.2 Diagram pengawatan percobaan 4.1

Tabel 4.1 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengasutan Direct On Line Hubung Bintang

No S1 S2 Tegangan Motor Arus Motor Keterangan

Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn

1 - On

2 On -

Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengoperasian Dari Dua Tempat

induksi tiga fasa yang dioperasikan dari dua tempat 4.3.2. Peralatan Yang Digunakan

1. MCB

L1 L3

L2 L1

(40)

T O L R 95 96 98 97

M

5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK M C B U V W T S R N L3 L2 L1 N SUMBER LISTRIK S2 S4 1 3 S1 S3

(41)

Tabel 4.2 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengoperasian Dari Dua Tempat

No S1 S2 S3 S4 Tegangan Motor Arus Motor

Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Keterangan 1 - - on - 2 on - - - 3 - - - on 4 - On - - 5 - - on - 6 - On - - 7 - - - On 8 on - - - 4.4. PERCOBAAN 3

Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Membalik Arah Putaran

4.4.1. Tujuan Percobaan :

induksi tiga fasa dengan membali arah putaran motor 4.4.2. Peralatan Yang Digunakan :

1. MCB

4.4.3. Gambar Rangkaian Percobaan :

L1

F L3

L2 L1

(42)

T O L R 95 96 98 97

M

5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK 1 M C B U V W T S R N L3 L2 L1 N SUMBER LISTRIK S2 S3 1 3 S1 5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK 2 1 3

(43)

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik

42

Tabel 4.3 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Membalik Arah Putaran

No S1 S2 S3 Tegangan Motor Arus Motor

Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Keterangan 1 - on - 2 on - - 3 - - on 4 on - 5 - on - 6 - - on 7 on - - 4.5. PERCOBAAN 4

Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang Dioperasikan Secara Mandiri

4.5.1. Tujuan Percobaan :

□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi dua

buah motor induksi tiga fasa yang dioperasikan secara mandiri 4.5.2. Peralatan Yang Digunakan :

1. MCB

4.5.3. Gambar Rangkaian Percobaan : L1 L2 L3 Q1 1 3 5 1 3 5 L1 F S1 S3

(44)

T O L R 1 95 96 98 97

M1

3 5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK 1 M C B U V W T S R N L3 L2 L1 N SUMBER LISTRIK S2 S1 1 3 S4 T O L R 2 95 96 98 97

M2

3 5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK 2 U V W 1 3 S3

(45)

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik 44

Tabel 4.4 Hasil percobaan Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang Dioperasikan Dari Satu Tempat

No S1 S2 S3 S4

Tegangan

M1 Arus M1 Tegangan M2 Arus M2

Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn 1 - - On - 2 on - - - 3 - - - On 4 - on - - 5 - - On - 6 - on - - 7 - - - On 8 on - - - 4.6. PERCOBAAN 5

Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang Dioperasikan Secara Berurutan

□ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi dua

buah motor induksi tiga fasa yang dioperasikan secara berurutan 4.6.2. Peralatan Yang Digunakan

1. MCB

L3 L2 L1 Q1 1 3 5 1 3 5 L1 F S1 K1 33 34

(46)

T O L R 1 95 96 98 97

M1

3 5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK 1 M C B U V W T S R N L3 L2 L1 N SUMBER LISTRIK S2 S1 1 3 S4 T O L R 2 95 96 98 97

M2

3 5 6 4 2 13 14 21 22 33 34 41 42 A1 A2 KONTAKTOR MAGNETIK 2 U V W 1 3 S3

Gambar 4.9 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.5

(47)

Tabel 4.5 Tabel percobaan 4.5 Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang Dioperasikan Secara Berurutan

No S1 S2 S3 S4

Tegangan

M1 Arus M1 Tegangan M2 Arus M2

Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn 1 - - On - 2 on - - - 3 - - - on 4 - on - - 5 - - On - 6 - on - - 7 - - - on 8 on - - -

MODUL V

PENGUJIAN RESISTANSI PADA INSTALASI LISTRIK

Bangunan gedung yang digunakan oleh manusia haruslah mempunyai fungsi keselamatan, kenyamanan, kesehatan dan dan kemudahan. Persyaratan keselamatan sebagaimana terkandung di dalam Peraturan Pemerintah no 36 tahun 2005 tentang Bangunan Gedung pasal 32 meliputi persyaratan kemampuan bangunan gedung untuk mendukung beban muatan, serta kemampuan bangunan gedung dalam mencegah dan menanggulangi bahaya kebakaran dan bahaya petir.

Pemasangan instalalasi petir harus dipasang pada gedung yang terletak secara geografis merupakan daerah sambaran petir. Sistem penangkal petir yang dirancang dan dipasang harus dapat mengurangi secara nyata risiko kerusakan yang disebabkan sambaran petir terhadap bangunan gedung dan peralatan yang diproteksinya, serta melindungi manusia di dalamnya. Secara teknis, tahanan suatu elektroda pentanahan yang dihubungkan dengan sistem penangkal petir, harus mempunyai nilai resistansi yang sesuai dengan standar yang ditentukan. Karena, bila tahanan suatu grounding penangkal petir terlalu besar, dikhawatirkan tidak dapat dengan cepat menyalurkan arus listrik ke

(48)

Selain instalasi penangkal petir, instalasi listrik sangat harus diperhatikan pada suatu bangunan gedung, hal ini terkandung pada pasal 36 PP 36 tahun 205. Pemasangan instalasi listrik harus sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) 04-0225-2000 atau yang lebih dikenal dengan nama Peraturan Umum Instalasi Listrik (PULI 2000). Bahan dan peralatan yang dugunakan pada instalasi listrik suatu bangunan gedung, haruslah sesuai dengan standar minimal yang dipersyaratkan, selain itu pemasangan instalasi listrik itu sendiri juga harus sesuai dengan prosedur dan standar yang berlaku.

Untuk mengetahui baik dan buruknya suatu sistem pengetanahan instalasi dan instalasi listrik suatu bangunan, perlu dilakukan pengukuran atau pengujian tahanan resistansi pengetanahan dan isolasi instalasi listrik, yang dilakukan secara berkala dan berkesinambungan.

Pengukuran Tahanan Pentanahan Instalasi

Pengukuran tahanan pentanahan dilakukan dengan menggunakan metode tiga titik, di mana titik pertama merupakan batang pentanahan yang akan diukur resistansinya, titik ke dua dan ketiga merupakan batang pengentanahan bantu. Metoda tiga titik diperlihatkan pada gambar berikut ini :

V

A

1 2 3

Gambar 5.1. Pengukuran tahanan pentanahan metode tiga titik

Bila titik 1 adalah elektroda batang pengetanahan, titik 2 adalah batang elektroda bantu yang merupakan elektroda potensial, sedangkan titik 3 adalah batang elektroda bantu yang merupakan elektroda arus, maka jika diberikan

(49)

tegangan arus bolak-balik dengan nilai konstan antara titik 1 dan 3, sehingga

mengalirkan arus

I

pada saluran tersbut. Dan jika terjadi perbedaan beda

potensial antara titik 1 dan 2 sebesar

V

, maka nilai tahanan pentanahan pada

elektroda 1 adalah :

I

V

R

x

=

( 5.1.)

Jarak optimal yang paling baik untuk mendapatkan nilai resistansi adalah 5 sampai 10 meter untuk setiap elektroda, di mana jarak antara titik 1 dan 2 5 sampai 10 m, begitu juga jarak antara titik 2 dan 3 adalah 5 sampai 10 meter. Resistansi pentanahan yang baik menurut standart adalah kurang dari 10 Ω, namun pada prakteknya sering digunakan maksimal 2 Ω.

□ Dapat melakukan pengujian tahanan pentanahan suatu instalasi listrik □ Dapat melakukan pengujian tahanan pentanahan suatu instalasi petir □ Dapat menganalisa tentang permasalahan pada tahanan pentanahan 5.2.3. Peralatan Yang Digunakan

19. Earth Resistance Tester 20. Kabel penghubung 21. Pasak pentanahan

E P C

x y

merah kuning

hijau

Gambar 5.2 Diagram Rangkaian Pengukuran Pentanahan

(50)

9. Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan di atas

10. Putarlah saklar pada pengukuran tegangan pentanahan, jika tegangan lebih dari 10 V, pengukuran dihentikan, karena terjadi kesalahan pada instalasi tersebut.

11. Lanjutkan pengukuran dengan nilai jarak x dan y yang bervariasi, antara 4 sampai 7 meter.

12. Catat nilai resistansi pada tabel 5.1. 5.2.6. Hasil Percobaan

Tabel 5.1. Hasil pengukuran nilai tahanan pentanahan

X 4 5 6 7

Y 4 5 6 7 4 5 6 7 4 5 6 7 4 5 6 7

Rx

Catatan : x dan y dalam satuan meter

Pengukuran Tahanan Isolasi Instalasi Listrik

Resistansi isolasi dari suatu isolasi didefinisikan sebagai resistansi (dalam megohm) yang ditimbulkan oleh isolasi karena diterapkan tegangan DC. Arus yang dihasilkan disebut arus isolasi dan terdiri dari dua komponen yang utama, yaitu arus yang mengalir di dalam isolasi, yang terdiri dari arus kapasitansi, arus dielektrik absorpsi, dan arus konduksi tetap. Komponen yang kedua adalah arus yang mengalir diatas permukaan isolasi, yang sering disebut sebagai arus bocor.

Teori pengukuran resistansi isolasi dan absorpsi dielektrik yaitu ketika suatu tegangan dc dari suatu tegangan tinggi, instrumen test dc isolasi tiba-tiba diterapkan pada isolasi, arus isolasi akan mulai pada suatu nilai yang tinggi, secara berangsur - angsur berkurang, dan akhirnya mencapai level off kenilai yang stabil. Resistansi isolasi awal yang rendah disebabkan oleh arus kapasitansi charging awal yang tinggi. Arus kapasitansi ini dengan cepat berkurang ke suatu nilai yang dapat diabaikan ( pada umumnya 15 detik). Resistansi isolasi awal yang rendah sebagian disebabkan oleh arus absorpsi dielektrik awal yang tinggi. Arus ini juga berkurang berdasarkan waktu, tetapi lebih secara berangsur-angsur, membutuhkan dari 10 menit sampai beberapa

(51)

jam untuk mencapai nilai yang dapat diabaikan. Resistansi isolasi bervariasi seperti halnya ketebalan dan kebalikannya sebagai area isolasi yang diuji. Suatu kurva yang diplot antara arus isolasi dan waktu ( atau resistansi isolasi dan waktu ) dikenal sebagai kurva dielektrik absorsi.

PUIL 2000 mensyaratkan nilai resistansi isolaso minimum adalah sebagai berikut :

No Tegangan Normal Rangkaian Tegangan Uji DC Resistansi Isolasi

1 Tegangan ekstra rendah 250 V

≥

0 ,

25

2 Tegangan sampai 500 V 500 V

≥

0 ,

5

3 Tegangan di atas 500 V 1000 V

≥

0 ,

1

□ Dapat melakukan pengujian tahanan isolasi suatu instalasi listrik □ Dapat menganalisa tentang permasalahan pada tahanan isolasi 5.3.3. Peralatan Yang Digunakan

1. Insulasion Tester Digital 2. Kabel penghubung 3. Penunjuk waktu (jam)

Sumber Listrik Sistem Instalasi Listrik

Gambar 5.3 Diagram Rangkaian Pengukuran tahanan isolasi

2. Matikan sumber listrik utama, dengan menurunkan tuas MCB

(52)

4. Lanjutkan pengukuran antara saluran fasa dengan saluran fasa yang lain 5. Catat nilai resistansi pada tabel 5.2.

Tabel 5.2. Hasil pengukuran nilai tahanan isolasi

No Waktu Tahanan Fasa - Netral Tahanan Fasa – Fasa

R-N S-N T-N R-S S-T T-R

1 1 menit 2 10 menit 3 15 menit