VI KABEL LISTRIK

BUKU AJAR LISTRIK KAPAL

56

BAB VI KABEL LISTRIK (ELECTRIC CABLES) Pendahuluan

Materi Materi bab ini melipu meliputi ti macammacam-mac macam am isolas isolasii kabel kabel yang yang diguna digunakan kan diatas diatas kapal kapal berdasarkan karakteristik lingkungan kerja seperti suhu kerja, kondisi kelembaban udara dan beberapa hal lainnya. lainnya. Selain itu juga dibahas tipe-tipe tipe-tipe kabel dan penggunaannya penggunaannya di kapal sesuai dengan fungsi dan jenis peralatannya. Lingkungan di Kapal

Lingkun Lingkungan gan yang yang ada pada pada sebuah sebuah kapal kapal sangat sangatlah lah bervar bervarias iasii diband dibanding ingkan kan lingkungan yang ada di bangunan darat. Karena ruangan-ruangan yang ada di kapal dipengaruhi oleh banyak variabel seperti suhu, kelembaban udara, pengaruh udara laut, resiko terkena beban mekanis, dan lain-lain. Yang mana hal tersebut bersifat merusak fungsi fungsi kabel kabel sebagai sebagai penghant penghantar ar tenaga tenaga listr listrik. ik. Kondis Kondisii ini menyeb menyebabka abkan n peratu peraturan ran tentang kabel listrik di kapal lebih ketat dibandingkan di darat. Kabel sebagai bahan penghantar aliran listrik yang digunakan untuk instalasi di kapal terbuat dari bahan tembaga tembaga kecuali kecuali pada kasus kabel termokopel termokopel untuk peralatan instrumen dimana bahan logam khusus dan campuran seperti Cupro-nikel digunakan pada beberapa kabel. Kabel las yang digunakan pada reparasi kapal dan pekerjaan pada bangun bangunan an pengebo pengeboran ran minyak minyak lepas lepas pantai pantai (off-s (off-shor horee drilli drilling ng rig), rig), dan lain-l lain-lain ain menggunakan aluminium sebagai kawat konduktornya (kawat kabel)---(deter pilfering). Kabel Kabel dari dari bahan bahan tembaga tembaga (kawat (kawat kabel) biasan biasanya ya menggu menggunaka nakan n bahan bahan PVC atau atau beberapa bahan lainnya sebagai bahan isolasi. Isolasi kabel sangatlah penting karena isol isolas asii kabel kabel ters terseb ebut ut harus harus mamp mampu u meli melind ndung ungii konduk kondukto torr dari dari keru kerusa saka kan n yang yang disebabkan oleh kondisi buruk dari lingkungan kabel seperti air laut, beban mekanis, perubahan perubahan suhu dan lain-lain. lain-lain. Selain itu isolasi isolasi kabel harus sesuai dengan karakteris karakteristik tik listrik listrik dari konduktor dan juga arus listrik akan tergantung pada kondisi dari konduktor. Secara singkat beberapa kerusakan pada konduktor akan mengurangi area


57

luasan dari penampang konduktor sehingga akan meyebabkan tahanan listrik dari konduktor akan meningkat. Selanjutnya akan menyebabkan suhu konduktor akan menjadi lebih tinggi dari yang direncanakan. Kerusakan pada isolasi kabel akan berakibat pada tahanan isolasi yang keseluruhan mendekati nol yang selanjutnya akan berakibat terjadinya short sirkuit. Jadi jelaslah, perlu identifikasi kondisi yang ada di kapal dan di sekitar lokasi dimana kabel akan ditempatkan sebelum mempertimbangkan standar mutu (tipe) kabel yang mampu melindungi kabel dari situasi yang bersifat dapat merusak Kondisi dari ruangan-ruangan dan deck-deck yang ada di kapal sangatlah bervariasi tetapi pada dasarnya dapat dikelompokkan dalam 3 kondisi utama yaitu : -

Ruangan-ruangan

tertutup

untuk

permesinan

atau

ruangan

kerja

yang

mempunyai ciri-ciri karakter sebagai berikut : suasana yang berminyak, suhu tinggi atau rendah, kemungkinan kerusakan akibat beban mekanis atau kombinasi dari beberapa kondisi tersebut secara bersamaan. -

Ruangan-ruangan terbuka atau deck-deck yang mana mempunyai karakter lingkungan berminyak, kemungkinan kerusakan akibat beban mekanis, atau udara laut yang berkadar garam tinggi serta basah akibat air laut.

-

Ruangan-ruangan semi tertutup seperti ruang kantor, ruang akomodasi, dan ruangan kru/ABK lainnya dengan karakter dipengaruhi oleh udara laut dan beban mekanis.

Kondisi-kondisi yang berbeda dari ruangan seperti yang dinyatakan diatas akan berpengaruh terhadap spesifikasi peralatan yang akan dipasang di kapal seperti halnya kabel listrik yang akan digunakan. Akibat dari lingkungan yang merusak di kapal

Yang dimaksud dengan lingkungan yang bersifat merusak adalah kondisi lingkungan yang banyak memberikan andil terhadap terjadinya kerusakan peralatan peralatan di kapal. Lingkungan ini mempunyai karakter seperti : suhu tinggi, suhu rendah, kondisi kerja berminyak, terjadinya beban mekanis pada saat bekerja, udara laut, air laut. Adapun efek dari kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini :


58

Lingkungan Efek Pada Kabel Suhu Tinggi Isolasi meleleh atau permukaan isolasi mengeras Suhu Rendah Isolasi dan konduktor tembaga mudah patah Air laut atau udara Korosi pada armour/degradasi material isolator, korosi laut Minyak/kimia Beban mekanis

pada support Destruksi pada susunan kimia isolator Isolator dan konduktor pecah Tabel 6.1

Instalasi Kabel

Semua kabel boleh menerus dari terminal sampai dengan ke penggunaannya tetapi harus menghendari daerah-daerah dimana bersuhu tinggi, lembab dan yang mengandung minyak. Kabel tidak boleh melewati tangki minyak atau ruang pompa kecuali diberikan perlindungan pipa kedap air. Selain itu tidak boleh dilekatkan pada dinding penyekat panas. Jika tidak dapat dihindarkan maka harus diberi perlindungan dengan pipa menerus. Kabel yang melalui ruang muat harus dilindungi terhadap bahaya beban mekanik pada saat bongkar muat. Untuk ruang muat kelebihannya adalah dapat terlindungi dengan adanya beam, girder dan stiffener. Jalur kabel harus terletak dalam radius 15 ft dari magnetic compass. Pada kapal tanker jalur kabel yang menghubungkan bagian depan dan belakang kapal harus dengan cara antara lain : a. Terletak dibawah jalan/jembatan yang menghubungkan bagian belakang kapal (bagunan utama) ke fore castle dan diberikan perlindungan melalui terowongan baja atau pipa. b. Melekat pada plat

baja yang ditopang oleh penegar pada pegangan jembatan

(handrail). c. Terletak pada jalur kabel type structure pada geladak cuaca yang dilindungi dengan terowongan baja berpenutup dan terletak didalamnya agar terlindungi dari pengaruh lingkungan laut.


59

Konduktor

Konduktor adalah material yang dapat mengalirkan arus listrik dari suatu sumber menuju ke peralatan-peralatan listrik yang membutuhkan arus listrik. Bahan-bahan yang biasanya dipakai sebagai konduktor dapat dikelompokkan dalam 3 bentuk fisik : -

Konduktor logam; seperti tembaga, aluminium, bronze, dan wolfram.

-

Konduktor cair sering disebut dengan elektrolit seperti air raksa, sulphonamide acid, dan nitrit argentum.

-

Konduktor gas; biasa digunakan untuk lampu penerangan seperti argon, kripton, neon, dan helium. Selain sebagai konduktor juga berfungsi sebagai pewarna dari cahaya.

Pelindung (Isolator)

Material isolator adalah suatu material yang digunakan untuk mengisolasi arus listrik atau dengan kata lain material ini mempunyai tahan yang sangat besar terhadap arus listrik. Biasanya terdiri dari bahan organik dan anorganik yang dihasilkan dari proses kimia. Material isolasi dapat diklasifikasikan dalam beberapa klas berdasarkan pada batas suhu maksimum yang diijinkan dengan klasifikasi sebagai berikut : Klas Y (O) A E B F G H

Temperatur Maksimum (o C) 90 105 120 130 155 180 718

Tabel 6.2 Isolator klas Y adalah bahan organik berserat (kertas, karbon, cotton, sutera) yang tidak dicelup dalam pernis atau dicelup material lain. Material ini ini juga termasuk termoplastik yang akan menjadi lunak pada suhu rendah. Isolator klas A adalah bahan berserat dan klas Y yang dicelup dalam pernish/compound atau dielektrik lainnya.


60

Isolator klas E adalah PVC powder Isolator klas B adalah bahan-bahan anorganik (mika, gelas, asbes, atau material lain yang mempunyai ketahanan panas yang tinggi. Bahan isolator klas F adalah bahan-bahan anorganik yang dicelup dengan polyurethane atau material lain pada suhu tinggi. Isolator klas H adalah bahan-bahan komposit dengan material dasar seperti mika, asbes, dan fiberglass yang dicelup dalam silikon, sedangkan material organik dalam klas ini adalah karet silikon. Isolator klas G adalah material anorganik seperti mikanit, mikatex, dan gelas. Sedangkan material organik dalam klas ini ada lah teflon. Secara fisik bentuk isolator dapat digolongkan dalam 3 kelompok yaitu : -

Bentuk padat; bahan ini dapat diperoleh dari bahan tambang, bahan berserat, keramik porselen, plastik, karet ebonit, dan bakelit dan semua bahan yang dipadatkan dan dilapisi dengan parafin. Bahan tambang adalah batu dolmite (CaCO3), asbes (tahan terhadap suhu tinggi), mika (elastis dan keras), mikanit, bahan-bahan berserat (tekstile, cotton, atau kayu), keramik dan porselin (karakternya bagus sebab mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi, diisolasi dengan baik, dapat dibebani dengan beban tekan, weather proof, corrosion proof, waterproof, tapi tidak tahan terhadap beban pukulan). Thermoplastic (bahan bahan plastik yang meleleh pada suhu lebih tinggi). Bahan-bahan yang dibuat memadat seperti lilin, parafin, bitumen, pernish, compound (material sejenis aspal) digunakan untuk menyambung kabel untuk mencegah korosi pada kabel.

-

Bentuk cair; isolator cair meliputi oli trafo, oli kabel, dan oli switch (OCB).

-

Bentuk gas; merupakan isolator yang oaling ringan seperti nitrogen, hidrogen, CO2, SF, dan sebagainya Kabel yang digunakan untuk marine use dan instalasi lainnya, sebagian besar

menggunakan bahan isolasi atau pelindung yang terbuat dari bahan berupa : -

Polyvinil Chloride (pvc)

-

Butyl rubber

-

Ethylene Propylene Rubber (epr)


-

Polythene

-

Cross-linked Polyethylene (xlpe)

-

Silicone Rubber

-

Mineral insulation (mi)

61

Karet alami dan juga Varnished-cambric digunakan digunakan secara luas sebagai bahan pelindung/isolasi kabel diatas kapal pada beberapa waktu yang lalu. Tetapi material tersebut mempunyai beberapa keterbatasan, terutama sekali pada kondisi suhu yang tinggi. Bahan tersebut tidak memuaskan bahkan mempercepat terjadinya kebakaran. Sehingga saat ini bahan tersebut sudah diganti dengan bahan sintetik agar memenuhi persyaratan ketahanan terhadap kebakaran (fire resistance) karena bahan tersebut menyebabkan kebakaran bertambah meluas diatas kapal. 1. Polyvinyl Chloride (pvc)

Bahan pvc telah digunakan secara luas sebagai bahan pelindung (isolasi) untuk kabel-kabel pada gedung dan untuk tegangan rendah instalasi darat. Walau demikian pada penggunaan diatas kapal memiliki batasan sebab bahan tersebut mempunyai sifat termoplastic dan batasan suhu operasional. Bahan PVC terdiri atas 2 yaitu PVC polymer dan PVC copolymer. Secara umum kedua tipe PVC tersebut digunakan sebagai bahan pelindung kabel diatas kapal. Untuk listrik, bahan campuran PVC memiliki sifat isolasi yang bagus untuk jaringan daya dan penerangan. Tetapi karena segi kehilangan daya listrik diinstalasi yang tinggi dan permitivitas yang tinggi sehingga bahan campuran tersebut tidak cocok untuk instalasi radio frekwensi, walau demikian kabel dengan PVC sebagai bahan isolasi sangat baik dipakai pada audio frekwensi untuk sistem instalasi komunikasi asalkan jaringannya panjang dan tahanannya tidak besar. Peningkatan suhu menyebabkan daya tahan sebagi isolator dari PVC menurun dengan cepat sehingga pada suhu 70 oC hanya kira-kira seperseribu dari nilai pada suhu 20 oC. PVC sebagai bahan termoplastik bersifat lenyur dan tidak keras/lunak dan akan selalu berubah pada suhu berbeda. Tetapi sifat dari bahan ini pada beberapa suhu akan tergantung pada komposisi bahan pada campuran ini. Jika suhu turun,


62

PVC akan mengeras dan pada akhirnya akan sangat rapuh saat instalasi tersebut mempunyai suhu dibawah titik beku (0 oC). Jika PVC ini merupakan campuran khusus maka akan mempunyai sifat yang lebih baik pada kondisi suhu rendah. Dapat dikatakan bahwa bahan ini akan sangat lentur pada suhu rendah dan sangat lunak pada suhu biasa. Oleh karena itu bahan ini digunakan secara luas karena sifatnya tersebut dan juga untuk suhu kerja yang meningkat. Dengan demikian, khusus suhu yang rendah, bahan PVC tidak dapat digunakan sebagai bahan pelindung kabel di kapal kecuali untuk bahan PVC campuran khusus. Pemakaian PVC pada suhu yang tinggi menyebabkan 3 hal yaitu kelenturan dan deformasi akibat pembebanandan penurunan panas bahan PVC. Suhu kerja maksimum yang diijinkan harus mengacu pada 3 faktor diatas. Kenaikan suhu ini menyebabkan kerusakan pada kondisi darurat atau kelebihan beban (over load). Bahan PVC yang umum digunakan agak lentur dan bila bekerja diatas suhu 70 oC akan mengurangi kelenturan. 2. Butyl Rubber

BR telah digunakan secara luas sejak pertengahan tahun 1950 sebagai bahan pengganti karet alami untuk bahan isolasi kabel diatas kapal. Bahan sitetis ini mempunyai kinerja yang bagus dan lebih menguntungkan dibandingkan dengan karet alami. Bahan isolasi dari karet alami merupakan bahan isolasim listrik yang sangat bagus dan mempunyai sifat mekanik yang kuat pada saat masih baru tetapi akan menurun sebagai efek oksidasi pada kenaikan suhu. Oksidasi menyebabkan bahan menjadi keras dan rapuh serta menyebabkan kabel konduktor jadi hancur atau sangat lunak yang dapat menyebabkan bahan isolasi ini mengalamim kerusakan. BR sebagian besar mampu mengatasi masalah oksidasi, tetapi BR mempunyai sifat kelenturan mekanik lebih rendah dibandingkan karet alami dan memerlukan penanganan lebih hati-hati untuk instalasi. Walaupun kekuatan tariknya tidak begitu baik dibandingkan karet alami, BR memiliki sifat kelistrikan yang sangat baik dan tahan diudara terbuka sehingga sangat bagus untuk penggunaan pada kabel tegangan tinggi. BR dapat bekerja dengan baik pada suhu sampai dengan 80 – 85 oC untuk waktu yang lama tanpa


63

mengalami oksidasi yang merugikan dibandingkan karet alami dengan suhu maksimum sampai 60 oC. Pada suhu yang sangat rendah BR menjadi lebih keras dibandingkan karet alami. Tetapi bahan ini sangat baik digunakan untuk semua pemakaian

diatas

kapal.

Untuk

kondisi

basah

dimana

seluruh

bagian

terendam/terbenam, BR lebih baik dibandingkan karet alami. Tetapi BR dan karet alami sama-sama mudah terbakar. Saat ini BR telah digantikan oleh Ethylene Propylene Rubber (EPR) sebagai bahan isolasi kabel diatas kapal dan keduanya biasa disebut bahan isolasi elastomeric. 3. Ethylene Propelene Rubber

EPR merupakan karet sintetis yang mempunyai sifat lebih baik untuk kekuatan tarik, tahanan untuk menyerap panas. Sebagai bahan isolasi elastomeric, EPR adalah campuran dari EPR polymer biasa dengan berbagai macam bahan serta bahan kimia lainnya. Sama halnya dengan karet alami dan butyl rubber, EPR dipengaruhi oleh minyak dan zat pelarut lainnya. EPR bersifat memperlambat penjalaran api. Untuk kabel diatas kapal, EPR melapisi dan melindungi kabel dari minyak dan mencegah api menjalar (memperlambat api menjalar). Peraturan internasional membatasi suhu kerja maksimum bahan ini untuk kabel diatas kapal sebesar 85 oC. Perkembangan terbaru telah menghasilkan material EPR yang lebih keras dan diberi nama HEPR (Hard Ethylene Propylene Rubber). Bahan ini memiliki kekuatan tarik yang lebih besar dan dapat bekerja terur-menerus pada suhu tidak lebih dari 90 oC. 4. Polythene

Polythene adalah nama lain dari Polyethelene yang merupakan bahan thermoplastic yang mempunyai sifat isolasi yang bagus, faktor daya (power factor) yang sangat rendah dan permitivitas dielectric yang sangat bagus untuk high frekwensi seperti radar. Bahan ini sangat cepat meleleh pada titik sekitar 110 oC dan daya hantarnya menurun sehingga suhu kerjanya tidak boleh lebih dari 90 oC. Polythene sangat mudah terbakar. Bahan ini dapat digunakan untuk sirkuit daya (power sirkuit). Polythene digunakan untuk kabel radio frekwensi biasanya dilapisi dengan lapisan


64

logam dalam bentuk anyaman kawat. Secara keseluruhan ditutup dengan penyekat PVC sehingga kabel secara lengkap dapat memperlambat api menjalar. 5. Cross-linked Polyethelene (XLPE)

XLPE digunakan untuk melapisi kabel daya di darat pada instalasi tegangan tinggi (high voltage). Sifat XLPE hampir sama dengan EPR. Walaupun belum digunakan secara luas pada kapal, XLPE telah digunakan sebagai kabel daya pada bangunan lepas pantai (offshore) dimana suhu kerja maksimum sama dengan EPR (90 oC). Kabel ini biasa digunakan di kapal (marine use) pada tegangan normal. XLPE sebagaimana EPR dapat mempercepat terjadinya kebakaran dan dipengaruhi oleh minyak dan cairan pelarut lainnya. Untuk itu harus dilapisi dengan bahan yang memperlambat nyala api. XLPE sebagai bahan isolsi untuk kabel listrik diatur pada BS 5468. 6. Silicone Rubber

SR merupakan bahan sintetis yang mempunyai tahanan yang besar pada suhu tinggi. Bahan ini lebih mahal dibandingkan dengan bahan lainnya tetapi untuk pemakaian khusus dapat dibenarkan karena memberikan sifat yang lebih unggul pada kabel. SR dapat bekerja secara terus-menerus pada suhu sampai dengan 150 oC dan bisa juga lebih. Ketika SR sebagai sasaran kebakaran, material terbakar dan berubah menjadi debu oksida silikon. SR sebagai isolasi listrik tidak begitu kuat pada suhu normal. SR tetap lentur pada suhu yang sangat rendah tetapi tahan terhadap minyak seperti halnya karet alami sehingga perlu pencegahan untuk melindunginya. Silicone rubber sebagai isolasi dari kabel biasanya dilapisi dengan anyaman (serabut) fibreglass sedangkan untuk kabel dengan kawat ganda biasa diberi penyekat terhadap panas, minyak dan kebakaran. Bahan jenis ini dapat bekerja terus menerus dengan suhu kerja diatas 85 oC. British Standard no. 6889 mengisyaratkan SR sebagai bahan isolasi untuk kabel .

7. Bahan Mineral

Yang termasuk dalam material ini adalah oksida magnesium dimana kabel penyekatnya berupa material sebagaimana pada tabel berikut ini :


Bahan Isolator Elastomeric Compound : - Karet alam atau sistetis - Butyl rubber - Ethylene Propylene Rubber - Cross-Linked Polyethylene - Karet Silikon Thermoplastic Compound : - PVC (general purpose) - PVC (kualitas tahan panas) Material lain : Mineral

65

Maximum Temperature (oC) 60 80 85 85 95 60 75 95

Tabel 6.3 Sheating (Pelindung/Penyekat)

Sheating digunakan untuk memberikan perlindungan terhadap kabel listrik. Sheating atau pelindung ini secara sederhana berupa pelindung kabel terhadap kekuatan mekanik atau melindungi kabel terhadap kebakaran, uap, bahan kimia, minyak dan bahan lainnya ataupun kombinasi dari salah satu faktor tersebut. Pada penggunaan kabel dalam bidang perkapalan atau marine used, sheating terdiri dari : •

Polyvinyl Chloride (PVC)

•

PolyChloropene (Neophene)

•

Chloro Sulphonat Polyethelene (Csp, Hypalon)

•

Silicone Rubber

•

Lead

•

Copper

Type Kabel

Penggunaan kabel di kapal disesuaikan dengan fungsinya yaitu sebagai penghantar daya untuk kebutuhan listrik di kapal. Sistem instalasi daya di kapal dibagi dalam beberapa kelompok yaitu : 1.

Sistem Daya dan Penerangan (Power and Light System)


66

Type kabel yang digunakan adalah S, SO, dan ST untuk sistem daya yang besar. Sedangkan untuk peralatan lampu portable, alat-alat bengkel dan alat-alat bantu lainnya. 2.

Sistem Komunikasi (Interior Communication System) Untuk kapal barang kabel type SGA digunakan untuk sistem daya dan penerangan. Type MSCA digunakan untuk semua multikonduktor kecuali pada sistem indukator suhu.sedangkan untuk kasus-kasus tertentu digunakan kabel type PBJX dan PBTX.

3.

Sistem Telepon (Telephone System) Type SGA dan MSCA penggunaannya

sama pada IC system. Sedangkan type

TTHFWA digunakan pada kabel ganda yang berpilin. 4.

Sistem Elektronika (Electronic System) Type SGA dan MSCA penggunaannya sama dengan IC system. Sedangkan untuk type TTRSA dan RG coaxial dipakai untuk penggunaan yang memerlukan

perlindungan yaitu pada sirkuit elektronik dan hubungan antena.

Referensi :

1.

2. 3.

Biro Klasifikasi Indonesia; [1996]; “ Rules for Electrical Instalation”; Vol. IV; BKI; Jakarta. Harington, Roy L.; [1992]; “Marine Engineering ”; SNAME; New York. Watson, George Oliphant; [1983]; “Marine Electrical Practice”; Butterworth & Co.; London.

VI KABEL LISTRIK

Recommend Documents