BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Pada era modern sekarang ini, telah t elah banyak masyarakat mengunakan mengunakan peralatan listrik. Seiring dengan perkembangan jaman, banyak bermunculan peralatan listrik dengan berbagai varian dan fungsi. Masyarakat setiap hari telah menggunakan alat - alat tersebut, maka secara tidak langsung mereka telah memanfaatkan energi listrik, yang mana semakin banyak peralatan listrik yang digunakan maka banyak pula energi listrik yang dibutuhkan. Dengan banyaknya energi listrik yang digunakan tersebut, tentunya akan banyak dampak yang diakibatkan. Selain biaya rekening listrik yang melonjak tentunya ada juga dampak kebakaran karena kegagalan ataupun kurangnya sistem proteksi pada hantaran instalasi. Perkembangan Perkembangan listrik sekarang sangat pesat, karena kebutuhan konsumtif masyarakat yang berangsur-angsur bertambah. Sehingga hal tersebut harus diimbangi dengan tingkat keamanan pada jenis panghantar sesuai dengan kemampuan daya hantar dan kebutuhan instalasi listrik. Keamanan listrik sangat penting karena semakin besar arus listrik yang digunakan maka semakin besar pula resiko yang dapat ditimbulkan. Dengan demikian kawat penghantar harus dapat menghantarkan arus listrik dengan tingkat keamanan yang terjaga agar tidak menimbulkan kerugian baik materi maupun non materi. Dengan demikian perlu adanya suatu penegasan atau pendidikan tentang peraturan paraturan standardisasi keamanan pada penghantar listrik sesuai dengan peraturanperaturan yang sah. Agar masyarakat dapat lebih banyak pengetahuan tentang kemungkinan resiko yang dapat ditimbulkan dari arus listrik itu sendiri. Serta solusi yang akan sangat bermanfaat untuk mencegah bahaya dari kurangnya pengetahuan masyarakat masyarakat terutama pada hantaran listik. Maka pada makalah ini, penulis akan membahas mengenai konduktor atau penghantar listrik.
B. TUJUAN Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makalah yang ini adalah: 1. Mahasiswa dapat mengetahui pemanfaatan hantaran listrik. 2. Mahasiswa dapat mengetahui apa sajakah jenis dan macam-macam sambungan kabel. 3. Mahasiswa dapat mengetahui jenis kabel untuk tegangan rendah dan tegangan t egangan menengah.
BAB II TEORI DASAR A. DEFINISI PENGHANTAR
Penghantar listrik atau kabel menurut KBBI tahun 1997 adalah Penghantar listrik atau kabel adalah kawat penghantar arus listrik berbungkus karet atau plastik. Menurut wikipedia Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energy listrik. Isolator disini adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari karet atau plastik, sedangkan konduktornya terbuat dari serabut tembaga ataupun tembaga pejal. Menurut http://www.total.or.id/info dalam situsnya, kabel adalah media untuk mengantarkan arus listrik atau informasi. Secara umum pengertian kabel adalah media penghantar tenaga listrik dari sumber tegangan listrik ke peralatan yang menggunakan tenaga listrik atau menghubungkan suatu peralatan listrik ke peralatan listrik lainnya. Bahan dari kabel ini beraneka ragam, khusus sebagai pengantar arus listrik, umumnya terbuat dari tembaga dan umumnya dilapisi dengan pelindung. Selain tembaga, ada juga kabel yang terbuat dari serat optik, yang disebut dengan fiber optic cable. Namun dalam hal ini yang akan kita bahas adalah kabel yang berfungsi untuk menghantarkan energi listrik. Dalam penyaluran tenaga listrik, ada banyak faktor yang mempengaruhi baik atau tidaknya penyaluran tersebut.
1. Jenis Bahan Konduktor
Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut: 1. Konduktifitasnya cukup baik. 2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup ti nggi. 3. Koefisien muai panjangnya kecil. 4. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.
Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:
Aluminium
‐nya 1,4x10‐5, titik leleh lebih dari 658oC dan tidak korosif. Daya hantar aluminium sebesar 35
m/ohm.mm2 atau kira‐kira 61,4% dari daya hantar tembaga. Aluminium murni mudah dibentuk karena lunak, kekuatan tariknya hanya 9 kg/mm2. Untuk itu jika aluminium digunakan sebagai penghantar yang dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau paduan aluminium. Penggunaan yang demikian biasanya pada : ACSR (Aluminium Conductor Reinforced).
Steel Reinforced), ACR (Aluminum Conductor Alloy
Konstruksi
penghantar
dari
aluminum
dapat
dilihat
pada
gambar.Penggunaan alumium adalah untuk busbar dan karena alasan tertentu misalnya, karena alas an ekonomi, dibuat aluminium yang berisolasi, misalnya : ACSR‐OW. Menurut AS (American Standard Association) pada aluminium diberi penandaan sebagai berikut : 1. Aluminium, kemurnian 99% 1xxx 2. Paduan yang mayoritas terdiri dari : a. Tembaga 2xxx b. Mangan 3xxx c. Silikon 4xxx d. Magnesium 5xxx e. Magnesium dan silikon 6xxx f. Seng 7xxx
Tembaga
Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 Ohm.mm2/m pada suhu 20oC Koefisien suhu tembaga terhadap suhu adalah tidak linier seperti ditunjukkan pada gambar berikut.Pemakaian tembaga pada teknik listrik yang terpenting adalah sebagai penghantar, misalnya kawat berisolasi (NYA,NYAF), kabel (NYM,NYY, NYFGbY), busbar, lamel mesin dc, cincin seret pada mesin AC. Tembaga mempunyai ketahanan terhadap korosi, oksidasi. Massa jenis tembaga murni pada 20oC adalah 8,96 g/cm3, titik beku 1083oC. Kekuatan tarik tembaga tidak tinggi yaitu berkisar antara 20 hingg 40 kg/mm2, kekauan tarik batang tembaga akan naik setelah batang tembaga diperkecil penampangnya untuk dijadikan kawat berisolasi atau kabel. Untuk memperkecil batang tembaga digunakan batu tarik (die) yang besarnya beragam, makin keujung adalah makin kecil penampangnya. Makin kecil penampang kawat diperlukan, makin banyak tahapan batu tarik yang digunakan.
Bahan batu tarik yang digunakan untuk membuat kabel yag penampangnya besar diameternya adalah wolfram ‐karbida. Sedangkan pembuatan kawat yang diameternya kecil digunakan intan. Sesudah diadakan penarikan terhadap batang tembaga menjadi kawat, tembaga akan lebih lenting. Keadaan ini kurang baik digunakan sebagai kawat berisolasi atau kabel. Agar tembaga menjadi lunak kembali, perlu diadakan pemanasan. Namun harus diusahakan hendaknya selama proses pemanasan tersebut tidak terjadi oksidasi. Setelah proses pemanasan selesai, maka proses pembuatan kawat berisolasi atau kabel dapat dimulai.
Baja
Baja merupakan logam yang terbuat dari besi dengan campuran karbon. Berdasarkan campuran karbonnya, baja dikategorikan menjadi tiga yaitu Baja dengan kadar karbon rendah (0 hingga 0,25%), baja dengan kadar karbon menengah (0,25 sampai dengan 0,55%), baja dengan kadar karbon tinggi(diatas 0,55%). Meskipun konduktivitas baja rendah yaitu 7,7 m/Ohm.mm2, tetapi digunakan pada penghantar transmissi ACSR, fungsi baja dalam hal ini adalah menghemat pemakaian aluminium. Berdasarkan peretimbangan tersebut dibuat penghantar bimetal. Dua hal yang menguntungkan pada penghantar bimetal antara lain : 1. Pada arus bolak ‐balik ada kecenderungan arus melalui bagian luar konduktor (efek kulit). 2. Dengan melapisi baja menggunakan tembaga, maka baja sebagai penguat penghantar terhindar dari korosi.
Wolfram
Logam ini berwarnah abu‐abu keputihan, mempunyai massa jenis 20 g/cm3 Titik leleh 3410oC, titik didih 5900oC, tahanan jenis 0,055 Ohm.mm2/m. Wolfram diperoleh dari hasil tambang yang pemisahannya dari penambangan dengan menggunakan magnetik atau proses kimia. Dengan reaksi reduksi asam wolfram (H2WHO4) dengan suhu 700oC duiperoleh bubuk wolfram. Bubuk wolfram tersebut kemudian dibentuk menjadi batangan dengan suatu proses yang disebut dengan metalurgi bubuk yang menggunakan tekanan dan suhu tinggi (2000 atm, 1600oC) tanpa terjadi oksidasi. Dengan menggunakan mesin penarik, batang wolfram diameternya dapat dikecilkan menjadi 0,01 mm (penarikan dilakukan dalam keadaan panas). Penggunaan wolfram pada teknik listrik antara lain: filamen (lampu pijar, ampu halogen, lampu ganda), elektroda, dan tabung.
Moblidenum
Logam ini mirip dengan wolfram dalam hal sifatnya, demikian pula dalam hal mendapatkannya. Moblidenum mempunyai massa jenis 10,2 g/cm3, titik leleh 2620oC, titik didih 3700oC,
53x10‐7 peroC, resistivitanya 0,048 Ohm mm2/m,
koefisien suhu 0,0047 peroC. Diantara penggunaan Moblidenum adalah pada, tabung sinar X, tabung hampa udara, karena Moblidenum dapat membentuk lapisan yang kuat dengan gelas. Sebagai campuran logam yang digunakan untuk keperluan yang keras, tahan korosi, bagian bagian yang digunakan pada suhu tinggi.
Platina
Platina merupakan logam yang berat, berwarnah putih keabu ‐abuan, tidak korosif, sulit terjadi peleburan dan tahan terhadap sebagian besar bahan kimia. Massa jenisnya 21,4 g/cm3, titik leleh 1775oC, titik didih 4530oC,
9x10‐7 peroC,
resistivitanya 0,1 Ohm mm2/m, koefisien suhu 0,00307 peroC. Platina dapat dibentuk menjadi filamen yang tipis dan batang yang tipis ‐tipis. Penggunaan platina pada teknik listrik antara lain adalah untuk elemen pemanas pada laboratorium tentang oven atau tungku pembakaran yang memerlukan suhu tinggi yaitu diatas 1300oC, untuk termokoupel platina ‐rhodium. Platina dengan diameter kurang lebih 1 mikron digunakan untuk menggantung bagian gerak pada meter listrik dan instrumen sensitif lainnya, bahan untuk potensiometer.
Air raksa
Air raksa adalah satu ‐satunya logam yang berbentuk cair pada suhu kamar. Resistivitasnya adalah 0,95 Ohm.mm2/m, Koefisien suhu 0,00027 peroC. Pada pemanasan diudara air raksa sangat mudah terjadi oksidasi. Air raksa dan campurannya khususnya uap air raksa adalah beracun. Penggunaan air raksa antara lain : gas pengisi tabung ‐tabung elektronik, penghubung pada saklar air raksa, cairan pada pompa difusi, elektroda pada instrumen untuk mengukur sifat elektris bahan dielektrik padat. Logam‐logam lain yang banyak digunakan pada teknik listrik diantaranya adalah, tantalium dan niobium. Tantalium dan niobium dipadukan dengan aluminium banyak digunakan sebagai kapasitor elektrolitik.
Dalam pemilihan jenis penghantar yang akan digunakan dalam suatu instalasi dan luas penghantar yang akan di pakai dalam instalasi tersebut ditentukan berdasarkan pertimbangan :
Kemampuan hantar arus.
Kondisi suhu.
Jatuh tegangan.
Kondisi lingkungan.
Kekuatan mekanis
Kemungkinan perluasan
2. Klasifikasi Konduktor
Klasifikasi konduktor menurut bahannya: 1. Kawat logam biasa, contoh: a. BBC (Bare Copper Conductor). b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor) 2. Kawat logam campuran (Alloy), contoh: a. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor) b. kawat logam paduan (composite), seperti: kawat baja berlapis tembaga (Copper Clad Steel) dan kawat baja berlapis aluminium (Aluminum Clad Steel). 3. Kawat lilit campuran, yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih, contoh: ASCR (Aluminum Cable Steel Reinforced).
Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya: 1. Kawat padat (solid wire) berpenampang bulat. 2. Kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris. 3. Kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar.
Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya: 1. Konduktor telanjang 2. Konduktor berisolasi, yang merupakan konduktor telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai dengan peruntukan tegangan kerja, contoh: a. Kabel twisted. b. Kabel NYY c. Kabel NYCY d. Kabel NYFGBY
3. Karakteristik Konduktor
Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor, yaitu: 1. Karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30° C, maka kemampuan maksimal dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A). 2. Karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN 41-10 : 1991, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A). 4. Konduktivitas listrik
Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik dan mempunyai rentang harga yang sangat luas. Logam atau material yang merupakan penghantar listrik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan orde 107 (ohm.meter) -1 dan sebaliknya material isolator memiliki konduktivitas yang sangat rendah, yaitu antara 10-10 sampai dengan 10-20 (ohm.m)-1. Diantara kedua sifat ekstrim tersebut, ada material semi konduktor yang konduktivitasnya berkisar antara 10-6 sampai dengan 10-4 (ohm.m)-1. Berbeda pada kabel tegangan rendah, pada kabel tegangan menengah untuk pemenuhan fungsi penghantar dan pengaman terhadap penggunaan, ketiga jenis atau sifat konduktivitas tersebut diatas digunakan semuanya. Konduktivitas
listrik adalah
ukuran
dari
kemampuan
suatu bahan untuk
menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujungujung sebuah konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik.
Konduktivitas
kuat medan listrik :
listrik didefinsikan
sebagai ratio dari rapat
arus terhadap
Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar. Logam Konduktivitas listrik ohm meter
Perak ( Ag ) ………………………. 6,8 x 107 Tembaga ( Cu ) ………………….. 6,0 x 107 Emas ( Au ) …………………….. .. 4,3 x 107 Alumunium ( Ac ) ………………. .. 3,8 x 107 Kuningan ( 70% Cu – 30% Zn )… 1,6 x 107 Besi ( Fe )
………………………… 1,0 x 107
Baja karbon ( Ffe – C ) …………. 0,6 x 107 Baja tahan karat ( Ffe – Cr ) …… 0,2 x 107
5. Kriteria mutu penghantar
Konduktivitas logam penghantar sangat dipengaruhi oleh unsur
– unsur pemadu,
impurity atau ketidaksempurnaan dalam kristal logam, yang ketiganya banyak berperan
– unsur pemandu selain mempengaruhi konduktivitas listrik, akan mempengaruhi sifat – sifat mekanika dan dalam proses pembuatan pembuatan penghantar itu sendiri. Unsur fisika lainnya. Logam murni memiliki konduktivitas listrik yang lebih baik dari pada yang lebih rendah kemurniannya. Akan tetapi kekuatan mekanis logam murni adalah rendah. Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri. Disamping persyaratan sifat listrik seperti konduktivitas listrik diatas, kriteria mutu lainnya yang juga harus dipenuhi meliputi seluruh atau sebagian dari sifat
– sifat atau
kondisi berikut ini, yaitu: a. komposisi kimia. b. sifat tarik seperti kekuatan tarik (tensile strength) dan regangan tarik (elongation). c. sifat bending. d. diameter dan variasi yang diijinkan. e. kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat, dan lain-lain.
B. KABEL LISTRIK
Kabel listrik adalah media untuk mengantarkan arus listrik ataupun informasi. Bahan dari kabel ini beraneka ragam, khusus sebagai pengantar arus listrik, umumnya terbuat dari tembaga dan umumnya dilapisi dengan pelindung. Selain tembaga, ada juga kabel yang terbuat dari serat optik, yang disebut dengan fiber optic cable. Penghantar atau kabel yang sering digunakan untuk instalasi listrik penerangan umumnya terbuat dari tembaga. Penghantar tembaga setengah keras (BCC ½ H = Bare Copper Conductor Half Hard ) memiliki nilai tahanan jenis 0,0185 ohm mm²/m dengan tegangan tarik putus kurang dari 41 kg/mm². sedangkan penghantar tambaga keras ( BCCH = Bare Copper Conductor Hard ), kekuatan tegangan tariknya 41 kg/mm². Pemakaian
tembaga sebagai penghantar adalah dengan pertimbangan bahwa tembaga merupakan suatu bahan yang mempunyai daya hantar yang baik setelah perak. Penghantar yang dibuat oleh pabrik yang dibuat oleh pabrik terdapat beraneka ragamnya. Berdasarkan besar tegangan, penghantar diklasifikasikan sebagai berikut :
Jenis kabel telanjang tegangan menengah 20kV antara lain : BCC = penghantar Tembaga. AAC = penghantar Aluminium. ACSR = penghantar Aluminium diperkuat dengan Baja.
Jenis kabel ber-isolasi tegangan menengah 20kV antara lain : N2XSY & NA2XSY.
Jenis kabel telanjang tegangan rendah 220Volt sama dengan 20kV : BCC, AAC, ACSR.
Jenis kabel ber-isolasi tegangan rendah 220volt antara lain : NYA, NYM, NYY, NYRGbY, NYFGbY, NYCY, NYCYRGbY, NYCYFGbY.
Berdasarkan konstruksinya, penghantar diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Penghantar pejal (solid); yaitu penghantar yang berbentuk kawat pejal yang berukuran sampai 10 mm². Tidak dibuat lebih besar lagi dengan maksud untuk memudahkan penggulungan maupun pemasangannya.
2. Penghantar berlilit (stranded); penghantarnya terdiri dari beberapa urat kawat yang berlilit dengan ukuran 1 mm² – 500 mm².
3. Penghantar serabut (fleksibel); banyak digunakan untuk tempat-tempat yang sulit dan sempit, alat-alat portabel, alat-alat ukur listrik dan pada kendaraan bermotor. Ukuran kabel ini antara 0,5 mm² - 400 mm².
4. Penghantar persegi (busbar); penampang penghantar ini berbentuk persegi empat yang biasanya digunakan pada PHB (Papan Hubung Bagi) sebagai r el-rel pembagi atau rel penghubung. Penghantar ini tidak berisolasi.
Adapun bila ditinjau dari jumlah penghantar dalam satu kabel, penghantar dapat diklasifikasikan menjadi: a)
Penghantar simplex ; ialah kabel yang dapat berfungsi untuk satu macam
penghantar saja (misal: untuk fasa atau netral saja). Contoh penghantar simplex ini antara lain: NYA 1,5 mm²; NYAF 2,5 mm² dan sebagainya. b) Penghantar duplex ; ialah kabel yang dapat menghantarkan dua aliran (dua fasa yang berbeda atau fasa dengan netral). Setiap penghantarnya diisolasi kemudian diikat menjadi satu menggunakan selubung. Penghantar jenis ini contohnya NYM 2x2,5 mm², NYY 2x2,5mm².
c) Penghantar triplex ; yaitu kabel dengan tiga pengantar yang dapat menghantarkan aliran 3 fasa (R, S dan T) atau fasa, netral dan arde. Contoh kabel jenis ini: NYM 3x2,5 mm², NYY 3x2,5 mm² dan sebagainya. d) Penghantar quadruplex ; kabel dengan empat penghantar untuk mengalirkan arus 3 fasa dan netral atau 3 fasa dan pentanahan. Susunan hantarannya ada yang pejal, berlilit ataupun serabut. Contoh penghantar quadruplex misalnya NYM 4x2,5 mm², NYMHY 4x2,5mm² dan sebagainya.
Jenis-jenis Kabel
1.
Kabel NYA
Kabel NYA berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar atau kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam sesuai dengan peraturan PUIL.. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus. Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/ conduit jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang.
2. Kabel NYM Kabel NYM 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.
3. Kabel NYAF Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi.
4. Kabel NYY Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya berwarna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), 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.
5. Kabel NYFGbY Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluran-saluran dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan mekanis dibutuhkan, atau untuk tekanan rentangan yang tinggi selama dipasang dan dioperasikan.
6. Kabel ACSR (Aluminum Conduct Steel Reinforced) 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 atau tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.
7. Kabel AAAC ( All Aluminium Alloy Conductor) 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.
8. Kabel ACAR Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR.
9. Kabel XLPE Kabel XLPE banyak digunakan pada instalasi indoor, outdoor, saluran pipa kabel ( bus duct ), dan sistem bawah tanah ( underground ). Kabel XLPE juga dapat atau biasa digunakan pada tegangan tinggi seperti pada pembangkit listrik, proses industri, dan lainnya. Selain itu kabel XLPE juga dapat digunakan pada berbagai kondisi seperti pada saat suhu tinggi.
1. copper conductor,stranded 2. XLPE core insulation 3. extruded or lapped PVC bedding 4. galvanized steel wire armour 5. outer PVC sheath, black
Beberapa contoh jenis kabel:
1
2
4
5
3
6
7 Keterangan gambar:
1. Kabel NYA 2. Kabel NYM 3. Kabel NYAF 4. Kabel NYY 5. Kabel NYFGbY 6. Kabel ACSR 7. Kabel AAAC 8. Kabel ACAR tampak dari permukaan 9. Kabel ACAR tampak dari depan
8
9
Tabel 1 : Nomenklatur kode – kode kabel di Indonesia HURUF
N
KETERANGAN
Kabel standard dengan penghantar/inti tembaga.
NA
Kabel dengan aluminium sebagai penghantar.
Y
Isolasi PVC
G
Isolasi Karet
A
Kawat Berisolasi
Y
Selubung PVC (polyvinyl chloride) untuk kabel luar
M
Selubung PVC untuk kabel luar
R
Kawat baja bulat (perisai)
Gb
Kawat pipa baja (perisai )
B
Pipa baja
I
Untuk isolasi tetap diluar jangkauan tangan
re
Penghantar padat bulat
rm
Penghantar bulat berkawat banyak
Se
Penghantar bentuk pejal (padat)
Sm
Penghantar dipilin bentuk sektor
f
Penghantar halus dipintal bulat
ff
Penghantar sangat fleksibel
Z
Penghantar z
D
Penghantar 3 jalur yang di tengah sebagai pelindung.
H
Kabel untuk alat bergerak
Rd
Inti dipilih bentuk bulat
Fe
Inti pipih
-1
Kabel dengan system pengenal warna urat dengan hijau – kuning
-0
Kabel dengan system pengenal warna urat tanpa hijau – kuning.
Contoh :
Kabel NYA 4 re 1000 V
Menyatakan suatu kawat berisolasi untuk tegangan nominal 1000V, berisolasi PVC dan mempunyai penghantar tembaga padat bulat dengan luas penampang nominal 4 mm ².
Kabel NYM – 0 4 x 2,5 rm 500 V
Menyatakan suatu kabel berinti banyak untuk tegangan nominal 500 V, berisolasi dan berselubung PVC dan mempunyai penghantar tembaga bulat berkawat banyak dengan
luas penampang nominal 2,5 mm ², dengan sistim pengenal warna urat tanpa hijaukuning. Identifikasi Kabel Dengan Warna
Peraturan warna selubung penghantar dan warna isolasi inti penghantar harus diperhatikan pada saat pemasangan. Hal tersebut di atas diperlukan untuk mendapatkan kesatuan pengertian mengenai penggunaan sesuatu warna atau warna loreng yang digunakan untuk mengenal penghantare guna keseragaman dan mempertingi keamanan. a) Penggunaan warna loreng Hijau – kuning Warna hijau-kuning hanya boleh digunakan untuk menandai penghantar pembumian, pengaman dan penghantar yang menghubungkan ikatan penyama tegangan ke bumi. b) Pengunaan warna biru Warna biru digunakan untuk menandai penghantar netral atau kawat tengah, pada instalasi listrik dengan penghantar netral. Untuk menghindarkan kesalahan, warna biru tersebut tidak boleh digunakan untuk menandai penghantar lainnya. c) Penggunaan warna kabel berinti tunggal Untuk pengawatan di dalam perlengkapan listrik disarankan hanya mengunakan kabel dengan satu warna., khususnya warna hitam. d) Pengenal untuk inti atau rel Untuk kabel dengan isolasi dari bahan polyethylene disingkat dengan PE, polyvinyl chloride disingkat dengan PVC, cross linked polyethylene disingkat dengan XLPE.
e) Warna untuk kabel berselubung berinti tunggal Kabel berselubung berinti tunggal boleh digunakan untuk fase, netral, kawat tengah atau penghantar pembumian asalkan isolasi kedua ujung kabel yang terlihat (bagian yang dikupas selubungnya ) dibalut isolasi khusus yang berwarna. Untuk instalasi listrik - Fasa R merah - Fasa S kuning - Fasa T hitam - netral biru
Untuk pelengkapan listrik - U / X merah - V / Y kuning - W / Z hitam - Arde loreng hijau – kuning f) Warna selubung kabel Warna selubung kabel ditentukan sebagai berikut : - Kabel berisolasi tegangan pengenal (500 V)
putih
- Kabel udara berisolasi PE, PVC, XPLPE (600 – 1000 V)
hitam
- Kabel tanah berselubung PE dan PVC (600 – 1000 V)
hitam
- Kabel tanah berselubung PE, PVC > 1000 V
merah
Jenis-jenis Isolasi
Jenis-jenis isolasi yang dipakai pada penghantar listrik meliputi : Isolasi dari PVC (Poly Vinil Chlorid) Isoalsi dari XLPE (Cross Linkage Poly Ethiline) Isolasi dari karet Isolasi dari Poly Ethiline Isolasi dari Yute Isoalsi kertas Macam-macam sambungan kabel
Menurut PUIL 2000 pasal 7.11.1.1 “Penyambungan antar penghantar harus dilakukan dengan baik dan kuat dengan cara sebagai berikut: a. Penyambungan selongsong dengan sekrup. b. Penyambungan selongsong tanpa sekrup. c. Penyambungan selongsong dipres. d. Penyambungan solder (sambungan mati). e. Penyambungan dengan lilitan kawat. f. Penyambungan las atau las perak (sambungan mati). g. Penyambungan puntiran kawat padat dengan memuntir dan memakai las dop. Berdasarkan PUIL 2000 pasal 2.5.4 tentang Sambungan listrik dijelaskan bahwa : 2.5.4.1 Semua sambungan listrik harus baik dan bebas dari gaya tarik.
2.5.4.2 Sambungan antarpenghantar dan antara penghantar dan perlengkapan listrik yang lain harus dibuat sedemikian sehingga terjamin kontak yang aman dan andal. 2.5.4.3 Gawai penyambung seperti terminal tekan, penyambung puntir tekan, atau penyambung
dengan
solder
harus
sesuai
dengan
bahan
penghantar
yang
disambungnya dan harus dipasang dengan baik (lihat juga 2.5.4.4). 2.5.4.4 Dua penghantar logam yang tidak sejenis (seperti tembaga dan aluminium atau tembaga berlapis aluminium) tidak boleh disatukan dalam terminal atau penyambung punter kecuali jika alat penyambung itu cocok untuk maksud dan keadaan penggunaannya. 2.5.4.5 Sambungan penghantar pada terminal harus terjamin kebaikannya dan tidak merusakkan penghantar. Menyambung kabel fleksibel harus menggunakan sambung tekan (termasuk jenis sekrup), sambung solder atau 29 sambung puntir. Sepatu kabel harus disambungkan dengan mur baut secara baik. 2.5.4.6 Sambung puntir harus dilaksanakan dengan: a) menggunakan penyambung puntir; atau b) cara dilas atau disolder. Sebelum dilas atau disolder, sambungan itu harus dipuntir dahulu agar diperoleh sambungan yang baik secara mekanis dan listrik. 2.5.4.7 Bahan yang digunakan seperti solder, fluks, dan pasta harus terbuat dari jenis yang tidak berakibat buruk terhadap instalasi dan perlengkapan listrik. Macam sambungan kabel tersebut adalah : a. Ekor babi. Yaitu cara penyambungan kabel yang paling sederhana berbentuk ekor babi. Ini digunakan untuk mencabangkan atau menyambung dua atau lebih kabel. b. Sambungan punter. Yaitu menyambung dua kabel yang berbentuk garis lurus. Ada dua macam pada sambungan ini, yakni bell hangers dan western union. c. Turn Back. Yaitu menyambung dua kabel yang berbentuk satu garis lurus, dimana kabel ditekuk balik, dimaksudkan untuk mendapatkan sambungan yang lebih kuat. d. Single wrapped cable spice. Yaitu menyambung kabel yang bernadi banyak, menganyam sesuai dengan arah alurnya. e. Knotted tap joint. Adalah cara untuk mencabangkan kabel yang posisinya dalam satu bidang datar degan member suatu simpul agar sambungan lebih kuat.
BAB III ANALISIS
Kemampuan Hantar Arus (KHA)
Menurut PUIL 2000 pasal 5.5.3.1 bahwa “penghantar sirkit akhir yang menyuplai motor tunggal tidak boleh mempunyai KHA kurang dari 125% arus pengenal beban
penuh.” - Untuk Arus Searah : In = P/V (A) - Untuk Arus Bolak- balik Satu Fasa: In = P/(V.Cos φ) (A) - Untuk Arus Bolak- balik tiga Fasa: In = P/( .V.Cos φ) (A)
KHA = 125% X In
Dimana:
I = Arus Nominal Beban Penuh (A) P = Daya Aktif (W)tember 13, 200 V = Tegangan (V)
Cos φ = Faktor Daya
Tabel 2. Kemampuan hantar arus kabel instalasi berisolasi dan berselubung PVC Luas penampang
Kemampuan hantar
Kemampuan hantar arus
nominal kabel
arus maksimum
nominal maksimun pengaman
mm²
A
A
1.5
19
20
2.5
25
25
4
34
35
6
44
50
10
61
63
16
82
80
25
108
100
35
134
125
50
167
160
70
207
224
95
249
250
120
291
300
150
334
355
185
380
355
240
450
425
300
520
500
Menghitung Luas Penampang Kabel
Nilai resistance dan reactance pada kabel berbanding terbalik dengan luas penampang kabel sebagaimana rumus yg sudah sering kita temukan di pelajaran fisika sbb:
R = ρ L/A
R = nilai impedance kabel (resistance dan reactance)
ρ = tahanan jenis L = panjang cable A = luas penampang
Untuk menghitung voltage drop dapat menggunakan rumus sbb: Untuk 3 phase:
% Voltage Drop = I x (R cos.j + X sin.j ) x (L / 1000) x (100% x √3 / VLL)
Untuk 1 phase:
% Voltage Drop = 2 x I x (R cos.j + X sin.j ) x (L / 1000) x (100% / VLN)
I
=
current in ampere
R
=
Resistance in ohm/1000ft
X
=
Reactance in ohm/1000ft
VLL
=
Voltage Line to Line (3 phase)
VLN =
Voltage Line to neutral (1 phase)
L
Cable Length in Feet
=
Persyaratan besarnya maximum voltage drop yg diizinkan harus sesuai spesifikasi / standard yg digunakan, biasanya adalah sbb:
Main feeder ≤ 1 % Branch circuit ≤ 3 % Nilai resistance dan reactance bisa didapat dari catalog kabel vendor atau bisa mengacu standard yg dipakai misalnya Table 8 dan Table 9 NEC standard. Nilai cos.j bisa didapat dari factor daya misalnya factor daya PF= 0.85 maka cos.j = 0.85 kemudian nilai sin.j bisa didapat dari rumus trigonometri sbb: cos2j + sin2j = 1
Short Circuit Withstand Capability Setelah ukuran kabel ditentukan berdasarkan ampacity dan voltage drop, maka lakukan pengecekan ketahanan kabel terhadap arus short circuit. Biasanya data ketahanan kabel terhadap short circuit current bisa dilihat dari catalog kabel vendor, atau bisa menggunakan rumus sbb:
Minimum Cable size = Isc x √t / k t = duration of short circuit t = 0.04 for fuse protection = 0.06 for MCCB = 0.4 for VCB k = 135 for copper conductor with XLPE or EPR insulation
BAB IV PENUTUP
1. KESIMPULAN
Penghantar listrik atau kabel adalah media untuk mengantarkan arus listrik atau informasi. Bahan dari kabel ini beraneka ragam, khusus sebagai pengantar arus listrik, umumnya terbuat dari tembaga dan umumnya dilapisi dengan pelindung.
Nilai resistance dan reactance pada kabel berbanding terbalik dengan luas penampang kabel
Kemampuan Hantar Arus dipengaruhi oleh suhu penghantar yang di izinkan dan kondisi sekitar sejauh panas yang dipindahkan. Berarti kemampuan hantar arus untuk masing-masing penghantar berbeda ukuran dan spesifikasinya. KHA (Kekuatan Hantar Arus), dengan melihat pada jenis isolasi dan cara pemasangannya; susut tegangan maksimum sesuai impedansi kabel dan karakteristik beban; kinerja pada hubungan pendek dari arus gangguan yang mungkin terjadi dan karakteristik gawai proteksi; kekuatan mekanik dan pertimbangan fisik lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.anekabel.com/product/2/5/NYA-Cable http://iwan78.files.wordpress.com/2010/11/5_konduktor.pdf http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2120327-pengertian konduktor/#ixzz2BZndLyFe http://www.scribd.com/doc/58239048/Penghantar-Listrik
TUGAS MAKALAH
INSTALASI TENAGA
“ KONDUKTOR ”
SITTI FAUZIAH AHMAD 321 11 076 II B LISTRIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG 2012
