Analisis Karakteristik Busur Api Listrik Pada Tegangan Rendah Arus Searah (DC) Dipengaruhi Oleh Resistansi Konduktor

(1)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro ,

Vol. 18, No. 1, Agustus 2020, Hlm. 47 - 62, P-ISSN 1412-0372, E-ISSN 2541-089X, doi: http://dx.doi.org/10.25105/jetri.v18i1.7400

Analisis Karakteristik Busur Api Listrik Pada Tegangan Rendah Arus Searah (DC) Dipengaruhi Oleh Resistansi

Konduktor

Anjar Bryantiko Pangestu, Faiz Husnayain, dan Amien Rahardjo* Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Jl. Margonda Raya, Kecamatan Beji, Kota Depok, Jawa Barat, 16424, Indonesia

*E-mail: [email protected]

ABSTRACT

Arc faults are a fire-safety risk in both AC (alternating current) and DC wiring, but reliable detection of arc faults and determining the appropriate response is particularly difficult in DC plug-load circuits. This study will discuss the impact of impedance on arc interference characteristics in DC low voltage systems. Experiments were conducted involving accidents that increasingly occur using the arc chamber as a means of experimenting with independent variables including cable cross-sectional area and the number of fibers and control variables will consist of currents and voltages using devices using a Picoscope. In the analysis obtained values of the conductor resistance affect the characteristics of electric arcs. The smaller the value of the conductor resistance, the greater the value of the arc current produced. This is consistent with the values obtained from the study, when the smallest conductor resistance of 0,036 Ω obtained the highest value at the current value and electric arc power of 20,57 A and 19,43 W at the cross section of the conductor 1,5 mm2 with 24 fibers

Keywords: Arching, Low Voltage, Direct Current Protection, Arching Characteristics, Conductor Resistance

ABSTRAK

Gangguan busur api dapat menyebabkan terjadinya resiko kebakaran di tegangan bolak balik (AC) dan kabel arus searah (DC), tetapi untuk mendeteksi adanya busur api dibutuhkan suatu alat pengaman yang handal dan respon yang sesuai khususnya di tegangan arus searah (DC). Studi ini akan membahas karakteristik busur api listrik pada tegangan rendah arus searah (DC) dipengaruhi oleh resistansi konduktor.

Percobaan dilakukan dengan melakukan simulasi percobaan dengan kondisi yang

menyerupai kecelakaan yang kian terjadi menggunakan arc chamber sebagai sarana

percobaannya dengan variabel bebas bebas berupa luas penampang kabel dan jumlah

serabutnya serta variabel kontrolnya akan berupa arus dan tegangan yang diukur

(2)

menggunakan perangkat pengukuran Picoscope. Pada analisis didapat nilai dari resistansi konduktor berpengaruh terhadap karakteristik busur api listrik. Semakin kecil nilai resistansi konduktor maka semakin besar nilai arus busur api yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan nilai yang didapatkan dari penelitian, saat resistansi konduktor terkecil sebesar 0,052 Ω didapatkan nilai tertinggi pada nilai arus dan daya busur api listrik sebesar 20,57 A dan 19,493 W pada penampang konduktor 1,5 mm2 dengan 24 serabut.

Kata kunci: Busur Api Listrik, Tegangan Rendah Arus Searah, Karakteristik Busur Api, Resistansi Konduktor.

1. Pendahuluan

Pemerintah Republik Indonesia, dalam Keputusan Menteri ESDM Nomor 143K/20/MEM/2019, memperkirakan bahwa kebutuhan listrik di Indonesia setiap tahunnya meningkat sebesar 6,9% [1]. Sektor yang paling berpengaruh pada kenaikan ini adalah sektor Industri diikuti dengan sektor rumah tangga. Kecelakaan yang sering terjadi pada sektor rumah tangga diakibatkan oleh adanya hubung singkat yang dapat menyebabkan busur api listrik. Pemerintah juga telah menyatakan di dalam Peraturan Pemerintah No.79 tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional, bahwa pemerintah telah menargetkan porsi energi listrik dengan pembangkit energi terbarukan pada tahun 2025 paling sedikit 23% sepanjang nilai keekonomiannya terpenuhi [2]. Salah satu energi terbarukan yang dapat dijangkau hingga sektor rumah tangga adalah pemanfaatan PLTS dengan modul fotovoltaik. Namun konsep energi listrik pada sistem DC, gangguan pada busur api tidak mudah untuk dideteksi. Hal ini dikarenakan pada sistem DC arus normal tidak melewati nol. Akibatnya, arus busur api lebih mudah dipertahankan selama rentan waktu yang lama.

Dalam meningkatkan nilai efisiensinya, salah satu upayanya adalah dengan

membuat proyek DC house atau rumah dengan konsep energi listrik DC dengan

sumber energi utamanya berupa modul PV. Namun, dengan konsep listrik DC yang

digunakan, tidak menutup kemungkinan terjadi arus hubung singkat terjadi dan

menyebabkan kecelakaan berupa kebakaran. Tercatat bahwa peristiwa kebakaran

akibat adanya arus hubung singkat listrik dalam kurun waktu 2011 - 2015 lebih dari

644 kasus [3].

(3)

Anjar Bryantiko Pangestu, dkk. “Analisis Karakteristik Busur Api Listrik …”

Hubung singkat terjadi akibat adanya suatu penghantar yang memiliki tegangan, terhubung dengan penghantar netral. Ketidakmampuan kabel atau penghantar dalam menopang besarnya arus yang melewati kabel akan menyebabkan kerusakan pada insulasi kabel dan timbul busur api listrik. Dalam realitanya, hubung singkat seringkali tidak dapat terdeteksi atau terbaca oleh sistem pengaman yang telah terpasang. Sistem pengaman yang terpasang hanya dapat mendeteksi ketika telah terjadi lonjakan listrik namun busur api listrik sering kali telah terjadi sebelum sistem pengaman dapat memutus aliran listrik. Berdasarkan hal tersebut, maka diperlukan suatu sistem pengaman yang lebih handal dalam mendeteksi gangguan. Upaya tersebut salah satunya adalah dengan melakukan studi lebih lanjut mengenai karakteristik sistem pengaman atau sistem proteksi agar dapat membuat suatu sistem proteksi yang lebih handal dan menekan resiko kecelakaan akibat adanya kerusakan sistem kelistrikan.

2. Kajian Pustaka

Dalam meningkatkan nilai efisiensi dan pengurangan konsumsi energi, salah satu upayanya adalah dengan membuat proyek DC house atau rumah dengan konsep energi listrik arus searah (DC) dengan sumber energi utamanya berupa modul sel surya (PV) [4], [5]. Namun, dengan konsep listrik arus searah (DC) yang digunakan, tidak menutup kemungkinan terjadinya busur api. Busur api ini dapat terjadi akibat adanya hubung singkat [6]. Dalam realitanya, busur api sering kali tidak dapat terdeteksi oleh alat pengaman hal ini dikarenakan hubung singkat berlangsung sangat cepat [7]. Busur api yang tidak dapat di deteksi oleh alat pengaman ini berpotensi menimbulkan hal- hal yang tidak diinginkan seperti kerusakan pada alat dan timbulnya percikan api karena hubung singkat yang akhirnya bisa menimbulkan kebakaran [8].

Percikan, intensitas panas yang tinggi, dan partikel pembakaran dihasilkan dari

proses terjadinya busur api. Ketika dua permukaan konduktif mendekat secara

bersamaan dan diikuti lompatan arus yang melewati sela antara konduktor akan terjadi

hubung singkat diikuti oleh percikan listrik karena nilai yang cukup dan udara disekitar

menjadi konduktif akibat ionisasi yang terjaga dengan baik selanjutnya akan

menimbulkan busur api [6], [9]. Busur api sering disebabkan oleh insulasi kabel yang

(4)

terdegradasi, ujung kabel yang terdampar, kawat yang menyentuh kabel ground [10].

Sambungan listrik yang longgar, terpotongnya kawat oleh perabotan atau ditusuk oleh paku juga berpotensi menyebabkan busur api [11]. Salah satu contoh pengaman yang digunakan yang digunakan untuk mengatasi gangguan pada sistem tegangan rendah arus searah (DC) adalah MCB (Miniature Circuit Breaker) dan fuse. Perangkat tersebut berfungsi mendeteksi gangguan arus sisa, arus hubung singkat, dan arus lebih namun tidak dapat melindungi dari gangguan busur api [12]. Dalam sistem arus bolak balik (AC), busur api relatif pendek karena dapat padam ketika arus melewati tingkat nol dari siklus sinusoidal normal. Namun, sistem arus searah (DC) tidak memiliki garis silang level arus nol selama operasi normal. Akibatnya, kondisi lengkung lebih mudah dipertahankan dalam sistem arus searah (DC) selama rentang waktu yang relatif lama [13]. Durasi yang lama ini dapat menyebabkan busur api mempunyai energi yang sangat besar yang dapat membahayakan lingkungan sekitar bahkan dapat menyebabkan kebakaran [14]. Sedangkan untuk karakteristik energi besarnya tergantung pada arus dan waktu. Semakin besar arus dan durasi busur api, energi yang dikonsumsi akan semakin besar. Selanjutnya, arus yang nilainya besar akan menyebabkan frekuensi terjadinya busur api lebih banyak sehingga total energi yang dikonsumsi akan semakin lebih besar [15].

3. Metode Akuisisi Data

Pada bab ini, akan dijelaskan hasil dari percobaan simulasi busur api listrik tegangan rendah arus searah (DC) dan pengolahan data untuk melihat fenomena yang terjadi dengan meliputi arus, daya, waktu, dan energi pada busur api listrik yang dipengaruhi oleh resistansi konduktor dan mengetahui karakteristik bentuk gelombang busur api listrik pada tegangan arus searah (DC).

3.1 Perancangan Alat Pengambilan Data

Pada penelitian ini akan dilakukan pengambilan data untuk dapat mengetahui

karakteristik busur api listrik pada tegangan rendah. Proses pengambilan data dlakukan

guna mendapatkan data berupa gelombang sinyal arus dan tegangan yang disampling

menggunakan picoscope6. Adapun alat – alat yang digunakan dalam proses

(5)

pengambilan data ini seperti MCB (Miniature Circuit Breaker) 4A dan 6A, motor arus searah (DC), arc chamber aklirik, picoscope, clamp arus, probe tegangan, laptop (PC), media saluran (kabel), dan konektor kabel. Dapat di lihat skema alat penelitian yang ditunjukkan oleh Gambar 1.

Gambar 1 Skema alat penelitian busur api listrik

Percobaan eksperimen busur api listrik tegangan rendah arus searah (DC) ini

dilakukan dengan cara menghubung singkatkan kabel fasa dengan kabel netral secara

paralel, dimana umum terjadi pada intalasi tegangan rendah seperti perumahan,

pemukiman, dan pasar. Eksperimen ini nantinya akan menghubung singkatkan kabel

konduktor fasa dan netral secara paralel dengan variasi luas penampang kabel dan

variasi jumlah serabut pada konduktor kabel. Dimana luas penampang pada kabel

memiliki ukuran, mulai dari 0,5 mm

²

; 0,75 mm

²

; dan 1,5 mm

²

. Sedangkan variasi

jumlah serabut memiliki variasi mulai, dari 1 serabut, 4 serabut, 8 serabut, 16 serabut,

dan 24 serabut. Pada eksperimen ini pengambilan data dilakukan dengan

menggunakan beberapa komponen pengukuran seperti picoscope, clamp arus, dan

probe tegangan yang nantinya akan dianalisis. Analisis data tersebut merupakan

analisis karakteristik busur api listrik pada tegangan rendah arus searah (DC) yang

(6)

meliputi arus, daya, durasi, dan energi dari busur api listrik. Untuk memudahkan sinkronisasi data, grafik sinyal dipotong menggunakan software Picoscope6.

3.2 Langkah Pengambilan Data

Proses pengambilan data pada eksperimen ini meneliti resistansi konduktor pada kabel dengan variasi luas penampang dan jumlah serabut. Rangkaian ini menghubung singkatkan kabel tegangan rendah arus searah (DC) yang dipasang secara paralel melalui sumber tegangan yang telah terpasang peralatan pengaman berupa MCB (Miniature Circuit Breaker) untuk mencegah terjadinya arus yang tiba-tiba membesar dan mencegah kerusakan pada komponen peralatan listrik pada saat pengambilan data. Kabel yang digunakan untuk penelitian ini sepanjang 2m dimana dipasang secara paralel terhadap beban dengan ujung lainnya dikupas isolatornya agar dapat dihubungkan dengan kabel lain dengan panjang yang telah ditentukan. Ujung kabel yang tersambung dengan kabel 2m dikupas ujungnya agar konduktor kabel tidak terbungkus oleh isolatornya. Serabut konduktor yang terlihat dari kabel dipilin sesuai dengan yang diinginkan kemudian dimasukkan ke dalam chamber. Clamp arus dipasang pada kabel fasa dengan cara memasukkan kabel ke dalam lubang yang ada pada clamp arus. Sedangkan probe tegangan dipasang secara paralel pada kabel fasa dan netral. Kemudian clamp arus dan probe tegangan tersebut disambungkan pada picoscope. Data yang diambil meliputi arus dan tegangan ketika dihubung singkatkan sehingga mengalami busur api listrik. Berikut diagram alir dalam penelitian saat melakukan percobaan busur api listrik ditunjukkan oleh Gambar 2.

Gambar 2 Diagram alir dalam penelitian

(7)

Proses pengolahan data yang dilakukan pada data arus dan tegangan yang diperoleh dari eksperimen. Data keluaran dari proses data logging pada alat akuisisi data (software pioscope6) saat eksperimen busur api listrik dilakukan adalah data dalam format ‘psdata’. Dalam eksperimen ini, picoscope6 juga dapat membantu dalam pemotongan sinyal yang akan difilter. Pemotongan sinyal perlu dilakukan karena pada saat pengambilan data sampling data yang tersimpan terlalu banyak. Data yang terlalu panjang akan berpengaruh pada kecepatan pemrosesan sinyal, oleh karena itu data perlu dipotong. Sinyal hasil potongan picoscope6 berisi sinyal saat kondisi normal dan sinyal saat terjadinya busur api listrik.

4. Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini, akan dijelaskan hasil dari percobaan simulasi busur api listrik tegangan rendah arus searah (DC) dengan meliputi arus, daya, waktu, dan energi pada busur api listrik yang dipengaruhi resistansi konduktor.

4.1 Karakteristik Bentuk Gelombang

karakteristik arus busur api listrik pada tegangan rendah arus searah (DC) 12 Volt pada beban motor arus searah (DC) yang telah diidentifikasi antara lain:

• Laju kenaikan dan maksimum arus biasanya selalu lebih besar dibanding arus normal.

• Dalam periode fenomena busur api listrik, gelombang arus mengalami laju kenaikan dan mengalami osilasi sesuai dengan karakteristik bentuk gelombang pada bebannya.

• Busur api listrik bukanlah fenomena dengan bentuk gelombang stasioner, segmen arusnya dapat berdampingan dengan segmen aliran arus normal.

• Pada busur api listrik paralel (paralel busur api), arusnya meningkat secara signifikan. Arus busur api lebih besar dibanding arus normal.

Sedangkan karakteristik tegangan pada saat terjadi busur api litrik dapat dilihat pada Gambar 3:

• Laju tegangan busur api listrik biasanya mengalami penurunan dibandingkan tegangan normal

• Tegangan konstan (bentuk dan nilainya) selama busur api listrik berlangsung

(8)

• Nilai tegangan naik saat arus bernilai negatif karena rotor yang berputar bertindak seperti layaknya generator yang akan menghasilkan tegangan keluaran saat rotor berputar dengan prinsip induksi elektromagnetik.

• Bentuk gelombang (waveform) tegangan dan arusnya memiliki polaritas sama

Gambar 3 Karakteristik tegangan dan arus busur api listrik

4.2 Nilai Arus Rata - Rata

Nilai arus maksimum merupakan nilai yang diperoleh dari gelombang arus mulai dari saat mulai terjadinya busur api listrik sampai berakhirnya busur api listrik.

Nilai arus maksimum pada setiap setiap luas penampang media saluran dengan jumlah serabut dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini:

Tabel 1 Nilai Arus Rata – Rata

Arus Maksimum (A)

Serabut Konduktor 0,5 mm² 0,75 mm² 1,5 mm²

1 16,614 17,75 17,80

4 17,892 18,91 19,32

8 18,282 19,48 19,66

16 18,72 19,66 19,89

24 19,29 20,12 20,57

Variasi luas penampang pada kabel dan variasi jumlah serabut pada

eksperimen menunjukkan bahwa perbedaan luas penampang dan banyaknya serabut

berpengaruh terhadap nilai arus maksimum pada busur api listrik. Pada Gambar 7

dapat dilihat grafik hasil eksperimen arus rata – rata saat terjadi busur api listrik, arus

maksimum terbesar saat terjadi busur api listrik dihasilkan oleh luas penampang kabel

1,5 mm

²

dengan variasi serabut 24 dengan nilai sebesar 20,57 A. Semakin kecil nilai

(9)

resistansi konduktor pada luas penampang pada kabel, maka semakin besar pula nilai arus yang dihasilkan. Sebaliknya semakin banyak jumlah serabut yang mengalami kontak, maka semakin besar pula arus yang akan dihasilkan.

Gambar 4 Grafik arus rata – rata saat terjadi busur api listrik

4.3 Nilai Daya Rata – Rata

Nilai daya maksimum merupakan nilai yang diperoleh dari perkalian antara gelombang arus maksimum dengan tegangan busur api listrik. Nilai daya maksimum dengan varisi luas penampang kabel dan jumlah serabut dapat dilihat pada Tabel 5.

Pada Gambar 8 dapat dilihat grafik hasil eksperimen daya rata – rata saat terjadi busur api listrik yang menghasilkan nilai daya maksimum terbesar dihasilkan oleh media saluran dengan luas penampang kabel 1,5mm

²

yang menggunakan variasi jumlah 24 serabut dengan nilai sebesar 19,493 W, hal ini dikarenakan besarnya nilai daya maksimum sebanding dengan nilai arus maksimum. Hal ini disebabkan karena nilai daya maksimum yang diperoleh merupakan hasi perkalian antara gelombang arus maksimum dengan tegangan busur api listrik.

y = 0,62x + 16,31 R² = 0,94

y = 0,55x + 17,54 R² = 0,91

y = 0,61x + 17,62 R² = 0,88

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

1 4 8 1 6 2 4

Arus (A)

Jumlah Serabut Konduktor

Kabel 0,5 Kabel 0,75 Kabel 1,5

(10)

Tabel 2 Nilai Daya Rata – Rata

Daya Maksimum (W)

1 10,895 13,386 14,301

4 11,768 15,140 16,067

8 12,309 15,864 16,904

16 12,885 16,154 16,904

24 13,561 17,065 19,493

Gambar 5 Grafik Daya rata – rata saat terjadi busur api listrik

4.4 Nilai Durasi

Nilai durasi merupakan nilai yang diperoleh dari waktu yang dibutuhkan saat proses busur api listrik. Satuan waktu yang dihasilkan busur api listrik adalah milisekon. Durasi pada busur api listrik ini sangat berpengaruh dengan tingkat kelelehan konduktor pada hubung singkat. Dimana semakin cepat durasi busur api listrik maka konduktor pada kabel juga semakin cepat meleleh. Begitu juga sebaliknya semakin lama durasi busur api listrik maka kabel konduktornya juga semakin lama untuk meleleh.

y = 0,64x + 10,35 R² = 0,99

y = 0,84x + 13,01 R² = 0,92 y = 1,12x + 13,37

R² = 0,90

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

1 4 8 1 6 2 4

Daya (W)

Jumlah Serabut Konduktor

Kabel 0,5 Kabel 0,75 Kabel 1,5 Linear (Kabel 0,5)

(11)

Tabel 3 Nilai Durasi

Durasi (s)

1 0,0072 0,0059 0,0055

4 0,0081 0,0067 0,0068

8 0,0089 0,0076 0,0069

16 0,0097 0,0076 0,0070

24 0,0100 0,0079 0,0076

Pada eksperimen ini, luas penampang pada kabel yang berbeda dan jumlah serabut dapat mempengaruhi nilai durasi. Semakin banyak jumlah serabut yang digunakan, semakin banyak pula waktu yang dibutuhkan untuk proses terbentuknya busur api listrik. Hal tersebut dapat kita perhatikan pada Tabel 6, kabel dengan luas penampang 0,5 mm

²

dengan variasi 24 serabut memiliki durasi tertinggi sebesar 0,01s dibandingkan dengan 1 serabut yang memiliki durasi sebesar 0,0072s. Pada Gambar 9 dapat dilihat grafik hasil eksperimen durasi saat terjadi busur api listrik Dapat dilihat dari grafik durasi pada Gambar 9 semakin lama durasi busur api listrik terjadi, maka semakin banyak pula serabut konduktor yang dihubung singkatkan. Hal ini dapat kita simpulkan bahwa lamanya durasi busur api listrik terjadi berbanding lurus dengan banyaknya jumlah serabut yang dihubung singkatkan.

Gambar 6 Grafik durasi saat terjadi busur api listrik

y = 0,0007x + 0,0066 R² = 0,9776

y = 0,0005x + 0,0057 R² = 0,887

y = 0,0004x + 0,0054 R² = 0,8269

0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01

1 4 8 1 6 2 4

Durasi (s)

Jumlah Serabut Konduktor

(12)

4.5 Nilai Energi

Nilai energi merupakan nilai yang diperoleh dari perkalian antara total daya dengan banyaknya waktu yang dibutuhkan saat proses busur api listrik. Nilai energi pada setiap luas penampang kabel dan jumlah serabut dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 4 Nilai Energi

Energi (Ws)

1 0,078 0,079 0,079

4 0,095 0,102 0,109

8 0,109 0,120 0,117

16 0,125 0,123 0,118

24 0,136 0,135 0,148

Energi dihasilkan dari jumlah daya yang dihasilkan pada selang waktu tertentu.

Sehingga karakteristik energi mengikuti karakteristik durasi terjadinya busur api listrik. Pada Gambar 7 dapat dilihat grafik hasil eksperimen energi saat terjadi busur api listrik, energi terbesar saat terjadi busur api listrik dihasilkan oleh luas penampang kabel 1,5 mm

²

dengan variasi serabut 24 dengan nilai sebesar 0,148 Joule. Busur api listrik dengan resistansi konduktor terbesar dan jumlah serabut yang banyak, menyebabkan meleburnya serabut saat terjadi busur api listrik menjadi lama. Sehingga nilai energi maksimum dipengaruhi oleh durasi dan nilai daya yang dihasilkan.

Gambar 7 Grafik energi saat terjadi busur api listrik

y = 0,0145x + 0,0651 R² = 0,9949

y = 0,0134x + 0,0716 R² = 0,928

y = 0,0148x + 0,0697 R² = 0,893

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16

1 2 3 4 5

Energi (Ws)

Jumlah Serabut Konduktor

(13)

4.6 Fungsi Resistansi Konduktor

Nilai resistansi konduktor merupakan nilai yang diperoleh dari gelombang arus dan tegangan mulai dari saat terjadinya busur api listrik sampai berakhirnya busur api listrik. Nilai resistansi konduktor pada setiap setiap penampang konduktor media saluran dengan jumlah serabut dapat dilihat pada Tabel 8 berikut ini:

Tabel 5 Nilai Resistansi Konduktor

Resistansi Konduktor (Ws)

1 0,045 0,042 0,039

4 0,043 0,042 0,037

8 0,044 0,042 0,037

16 0,044 0,042 0,037

24 0,046 0,042 0,036

Pada Gambar 11 didapatkan nilai resistansi konduktor pada penampang konduktor 0,5mm2 dengan serabut dengan serabut 1 didapatkan nilai sebesar 0,045 Ω.

Hal ini sesuai dengan hukum Ohm dimana saat nilai resistansi konduktor naik maka nilai arus akan turun dengan tegangan yang sama. Tetapi pada saat percobaan didapatkan nilai arus tertinggi didapatkan pada 24 serabut bukan 1 serabut. Hal ini diakibatkan saat busur api listrik serabut terkecil mengalami peleburan pada konduktornya, sehingga arus yang mengalir tidak maksimal.

Gambar 8 Grafik resistansi konduktor saat terjadi busur api listrik

y = 0,000x + 0,044

R² = 0,177 y = -0,000x + 0,042

R² = 0,395 y = -0,001x + 0,039 R² = 0,585

0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05

1 4 8 1 6 2 4

Resistansi [R]

Jumlah Serabut Konduktor

(14)

5. Kesimpulan

Pada saat busur api listrik terjadi, gelombang arus dan tegangan berbeda dengan kondisi normal. Bentuk gelombang (waveform) tegangan dan arusnya memiliki polaritas yang sama, dimana gelombang arus dan tegangan mengalami laju kenaikan dan penurunan spike (osilasi) sesuai dengan karakteristik bentuk gelombang pada bebannya. Resistansi konduktor dipengaruhi pada jenis kabel, panjang kabel, jumlah serabut kabel, dan penampang konduktor kabel yang akan digunakan.

Karakteristik busur api listrik seperti, arus, tegangan, daya, durasi, dan energi yang dihasilkan dapat dipengaruhi oleh resistansi konduktor. Dari hasil eksperimen, resistansi konduktor terkecil sebesar 0,036 Ω didapatkan nilai tertinggi pada nilai arus dan daya busur api listrik sebesar 20,57 A dan 19,493 W pada penampang konduktor 1,5 mm2 dengan 24 serabut. Dapat kita simpulkan semakin kecil nilai resistansi konduktor, maka semakin besar nilai arus dan daya yang dihasilkan.

Daftar Pustaka

[1] “Keputusan Menteri ESDM Nomor 143K/20/MEM/2019.”

https://jdih.esdm.go.id/storage/document/Kepmen-esdm-143- Thn%202019%20RUKN%202019.pdf

[2] Indonesian Government, “Indonesian Government Law No 79 In 2014 About National Energy Policy,” p. 8, 2014.

http://ditjenpp.kemenkumham.go.id/arsip/terjemahan/2.pdf

[3] “Berdasarkan data Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) periode Agustus 2011-2015.”

https://inarisk.bnpb.go.id/pdf/BUKU_IRBI_2018.pdf

[4] T. Taufik and M. Taufik, “The DC House Project: Promoting the use of

renewable energy for rural electrification,” 2012 Int. Conf. Power Eng. Renew.

Energy, ICPERE 2012, no. July, pp. 3–6, 2012, doi:

10.1109/ICPERE.2012.6287254.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/6287254

[5] T. Taufik, “The DC House project: An alternate solution for rural

electrification,” Proc. 4th IEEE Glob. Humanit. Technol. Conf. GHTC 2014,

(15)

pp. 174–179, 2014, doi: 10.1109/GHTC.2014.6970278.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/6970278

[6] A. K. Mishra, A. Routray, and A. K. Pradhan, “Detection of arcing in low voltage distribution systems,” IEEE Reg. 10 Colloq. 3rd Int. Conf. Ind. Inf.

Syst. ICIIS 2008, no. c, pp. 9–11, 2008, doi: 10.1109/ICIINFS.2008.4798477.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/4798477

[7] J. M. Martel, M. Anheuser, and F. Berger, “A study of arcing fault in the low- voltage electrical installation,” Electr. Contacts, Proc. Annu. Holm Conf.

Electr. Contacts, pp. 199–209, 2010, doi: 10.1109/HOLM.2010.5619540.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/5619540

[8] D. Gokhan Ece, F. M. Wells, and H. G. Senel, “Analysis and detection of arcing faults in low-voltage electrical power systems,” Mediterr. Electrotech.

Conf. - MELECON, vol. 3, 1994, doi: 10.1109/melcon.1994.380949.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/380949

[9] J. J. Andrews, “Update on NFPA 70e,” Conf. Rec. - IAS Annu. Meet. (IEEE Ind. Appl. Soc., vol. 2, pp. 1276–1279, 2003.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/1257714

[10] G. D. Gregory and G. W. Scott, “The arc-fault circuit interrupter, an emerging product,” Conf. Rec. - Ind. Commer. Power Syst. Tech. Conf., vol. 34, no. 5, pp. 48–55, 1998, doi: 10.1109/ICPS.1998.692533.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/692533

[11] G. Parise, L. Martirano, U. Grasseli, and L. Benetti, “The Arc Fault Circuit Protection,” vol. 00, no. C, pp. 1817–1822, 2001.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/955778

[12] P. Duan, L. Xu, X. Ding, C. Ning, and C. Duan, “An arc fault diagnostic method for low voltage lines using the difference of wavelet coefficients,”

Proc. 2014 9th IEEE Conf. Ind. Electron. Appl. ICIEA 2014, pp. 401–405, 2014, doi: 10.1109/ICIEA.2014.6931196.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/6931196

[13] D. A. Dini, P. W. Brazis, and K. H. Yen, “Development of arc-fault circuit-

interrupter requirements for photovoltaic systems,” Conf. Rec. IEEE

(16)

Photovolt. Spec. Conf., pp. 001790–001794, 2011, doi:

10.1109/PVSC.2011.6186301.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/6186301

[14] IEEE1584, IEEE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations. 2018.

https://remote-lib.ui.ac.id:2082/document/8716849

[15] E. Carvou, N. Ben Jemaa, S. Tian, Z. Belhaja, and B. Jusselin, “Electrical arc characterization for ac-arc fault applications,” Electr. Contacts, Proc. Annu.

Analisis Karakteristik Busur Api Listrik Pada Tegangan Rendah Arus Searah (DC) Dipengaruhi Oleh Resistansi Konduktor

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro ,