Klasifikasi Konduktor - Website Staff UI

listrik dari satu titik ke titik yang lain. Penghantar ... Jenis-jenis isolasi yang dipakai pada penghantar listrik meliputi : ... JENIS KABEL. Diliha...

23 downloads 302 Views 680KB Size
Jenis Bahan Konduktor y

Bahan‐bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi  persyaratan‐persyaratan sebagai berikut: y p 1. Konduktifitasnya cukup baik. 2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi. 3. Koefisien muai panjangnya kecil. 4. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar. y g g g Bahan‐bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain: 1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya. 2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau  aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam  jjenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya. y gg y y 3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang  ( ) dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau  pengelasan (welding).

Definisi penghantar y Penghantar ialah suatu benda yang berbentuk logam ataupun 

non logam yang bersifat konduktor atau dapat mengalirkan arus  listrik dari satu titik ke titik yang lain. Penghantar dapat berupa  y g g p p kabel ataupun berupa kawat penghantar. y Kabel ialah penghantar yang dilindungi dengan isolasi dan  keseluruhan inti dilengkapi dengan selubung pelindung  bersama contohnya ialah kabel NYM, NYA dan sebagainya.. y Sedangkan kawat penghantar ialah penghantar yang tidak diberi  i l i  isolasai contohnya ialah BC (Bare Conductor), penghantar  h  i l h BC (B  C d )  h   berlubang (Hollow Conductor), ACSR (Allumunium Conductor  Steel Reinforced). dsb.

lanjutan y Menurut PUIL 2000 tata nama untuk kawat berisolasi atau kabel  y y y y y y y y y y y y

yang berlaku di Indonesia ialah sebagai berikut  :  b l k  di I d i  i l h  b i b ik    Penghantar  : N ‐ Terbuat dari tembaga NA ‐ Terbuat dari allumunium Isolasi  : Y ‐ Isolasi dari PVC (Poli Vinil Chlorid) 2Y ‐ Isolasi dari XLPE (Cross Linkage polyethiline) Selubung Dalam : G ‐ Selubung dari karet 2G ‐ Selubung dari karet butyl K ‐ Selubung dari timah hitam KL ‐ Selubung allumunium dengan permukaan licin g g p KWK   ‐ Selubung dari XLPE (Cross Linkage polyethiline)

lanjutan y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y

Y ‐ Selubung dari PVC 2Y ‐ Selubung dari polytelin Z ‐ Selubung dari pita seng S l b  d i  it   Perisai  : B ‐ Perisai dari pita baja F ‐ Perisai dari baja pipih L ‐ Perisai dari jalinan kawat baja Q  ‐ Perisai dari kawat baja berlapis seng R ‐ Perisai kawat baja bulat  1 lapis (RR – 2 lapis) Z ‐ Perisai dari kawat baja yang mempunyai bentuk huruf “Z”. Sepiral  : p D ‐ Sepiral anti tekan Gb ‐ Sepiral dari pita baja Selubung Luar  :  A ‐ Selubung dari Yute Y ‐ S l b Selubung dari PVC  d i PVC Bentuk penghantar kabel  : se ‐ Sektor Pejal sm ‐ Sektor Serabut re ‐ Bulat Pejal rm ‐ Bulat Serabut 

Penghantar berisolasi g y Penghantar berisolasi dapat berupa kawat berisolasi atau kabel. Batasan kawat berisolasi  y y y

y

y

y

adalah rakitan penghantar tunggal, baik serabut maupun pejal yang diisolasi, contoh  kawat berisolasi  : NYA NYAF Contoh kabel  : NYM‐O 4 X 2 mm2, 300/500 V  artinya kabel 4 inti tanpa penghantar (hijau – y 4 p p g ( j kuning) berpenghantar tembaga masing‐ g) p g g g masing luas penampangnya 2 mm2 berbentuk bulat, pelindung dalam dan selubung luar  PVC, tegangan nominal penghantar fasa‐netral 300 V, dan tegangan fasa‐fasa  500 V. NYY‐I 4 X 6 mm2, 0,6/1 KV  artinya kabel 4 inti berpenghantar tembaga masing‐masing luas penghantarnya 6 mm2  berbentuk bulat pejal  Selubung dalam dan selubung luar PVC  tegangan nominal  berbentuk bulat pejal. Selubung dalam dan selubung luar PVC, tegangan nominal  penghantar fasa‐netral (bumi) 0,6 KV dan tegangan antar penghantar fasa 1 KV. NYFGbY 3 X 120, sm, 18/30 KV  artinya kabel tiga inti berpenampang allumunium masing‐masing luas penampangnya  120 mm2 berbentuk sector serabut, pelindung dalam terbuat dari timah armaour terbuat  ,p g dari baja, pelindung dalam terbuat dari yute, tegangan nominal penghantar fasa dengan  netral (bumi) 18 KV dan tegangan antar penghantar fasa 30 KV.    Keterangan : Kabel yang penandaan menggunakan simbol I atau G pada guna terakhir menendakan  mempunyai hantaran PE (hijau  kuning). Kabel yang penandaaan menggunakan  mempunyai hantaran PE (hijau – kuning)  Kabel yang penandaaan menggunakan  symbol O atau X pada guna terakhir menandakan kebel tanpa penghantar PE.

PENGHATAR TANPA ISOLASI y Penghantar Tanpa Isolasi

y y y y

Hantaran tak berisolasi merupakan penghantar yang tidak dilapisi oleh  isolator,   isolator    Contoh penghantar tidak berisolasi  : BC (Bare Conductor) Penghantar Berlubang (Hollow Conductor) ACSR (Allumunium Conductor Steel Reinforced) ACAR (Alumunium Conductor Alloy Reinforced)

y y y y y y y y

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 l d k Isolasi dari Poly Ethiline Isolasi dari Yute Isoalsi kertas

JENIS KABEL JENIS KABEL y Dilihat dari jenisnya, penghantar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu :

1. Kabel Instalasi, 1  Kabel Instalasi Kabel instalasi biasa digunakan pada instalasi penerangan, jenis kabel yang  banyak digunakan dalam instalasi rumah tinggal untuk pemasangan tetap  ialah NYA dan NYM. Pada penggunaannya kabel NYA menggunakan pipa  untuk melindungi secara mekanis ataupun melindungi dari air dan  t k  li d i    k i  t   li d i d i  i  d   kelembaban yang dapat merusak kabel tersebut

Gambar  Konstruksi kabel NYA

LANJUTAN y Kabel NYA hanya memiliki satu penghantar berbentuk pejal, kabel ini pada 

umumnya digunakan pada instalasi rumah tinggal, sedangkan kabel NYM  umumnya digunakan pada instalasi rumah tinggal  sedangkan kabel NYM  adalah kabel yang memiliki beberapa penghantar dan memiliki isolasi luar  sebagai pelindung. Konstruksi dari kabel NYM terlihat pada gambar

Penghantar Tembaga

Isolasi PVC

Lapisan pembungkus inti

Selubung PVC

Gambar Konstruksi kabel NYM

2.  Kabel Tanah y Kabel tanah terbagi menjadi dua yaitu : g j y Kabel tanah thermoplastik tanpa perisai

Kabel tanah thermoplastik tanpa perisai seperti NYY, biasanya digunakan untuk  kabel tenaga pada industri. Kabel ini juga dapat ditanam dalam tanah, dengan  syarat diberikan perlindungan terhadap kemungkinan kerusakan mekanis. Pada  prinsipnya susunan NYY ini sama dengan susunan NYM. Hanya tebal isolasi dan  i i    NYY i i   d    NYM  H  t b l i l i d   selubung luarnya serta jenis PVC yang digunakan berbeda. Warna selubung  luarnya hitam. Untuk kabel tegangan rendah tegangan nominalnya 0,6/1 kV  dimana maksudnya yaitu 0,6 kV = Tegangan nominal terhadap tanah. 1,0 kV = Tegangan nominal antar penghantar.  Tegangan nominal antar penghantar. Penggunaan utama NYY sebagai kabel tenaga adalah untuk instalasi industri di  dalam gedung maupun di alam terbuka, di saluran kabel dan dalam lemari  hubung bagi, apabila diperkirakan tidak akan ada gangguan mekanis. NYY dapat  juga ditanam di dalam tanah asalkan diberi perlindungan secukupnya terhadap  k kemungkinan terjadinya kerusakan mekanis. ki  t j di  k k   k i Penghantar Tembaga

Isolasi PVC

Lapisan pembungkus inti

Selubung PVC

Konstruksi kabel NYY

Kabel tanah thermoplastik berperisai Kabel tanah thermoplastik berperisai seperti NYFGbY, biasanya digunakan  apabila ada kemungkinan terjadi gangguan kabel secara mekanis, kabel  NYFGbY intinya tersiri dari penghantar tembaga, dengan isolasi PVC,  penggabungan dua atau lebih inti dilengkapi selubung atau pelindung yang  terdiri dari karet dan perisai kawat baja bulat. Perisai dan pembungkus  diikat dengan spiral pita baja, untuk menghindari korosi pada pita baja,  maka kabel di selubungi pelindung PVC warna hitam.

y

Konstruksi kabel NYFGbY

Kabel XLPE b l b kd k d l d d l y 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 4. armour 5. outer PVC sheath, black Gambar Kabel XLPE Gambar.

PEMILIHAN PENGHANTAR PEMILIHAN PENGHANTAR y Dalam pemilihan jenis penghantar yang akan 

digunakan dalam suatu instalasi dan luas penghantar  yang akan di pakai dalam instalasi tersebut ditentukan  b d berdasarkan pertimbangan : k b y Kemampuan hantar arus. y Kondisi suhu. K di i  h y Jatuh tegangan. y Kondisi lingkungan. K di i li k y Kekuatan mekanis  y Kemungkinan perluasan

KEMAMPUAN HANTAR ARUS KEMAMPUAN HANTAR ARUS y Kemampuan hantar arus yang dipakai dalam pemilihan 

penghantar adalah 1,25 kali dari arus nominal yang melewati  penghatar tersebut. (PUIL 2000  5.5.3.1 ), sedangkan untuk  penghantar sirkit akhir yang mensuplai dua motor atau lebih  tidak boleh mempunyai KHA kurang dari jumlah arus beban  penuh semua motor itu ditambah 25 % dari arus beban penuh  motor yang terbesar dalam kelompok tersebut ( PUIL 2000   5.5.3.2 ), apabila kemampuan hantar arus sudah diketahui maka  tinggal menyesuaikan dengan tabel untuk mencari luas  penampang  ang diperlukan  Berikut adalah salah satu tabel  penampang yang diperlukan. Berikut adalah salah satu tabel  antara luas penampang dengan kemampuan hantar arus  penghantar 

K H A terus menerus

Luas Jenis K abel

B erinti Tunggal

Berinti Tiga dan Empat

Penampang mm² Di tanah A

1

B erinti Dua

Di

Di

udara

tanah

A

A

Di

Di

Di

udara A

tanah A

udara A

2

3

4

5

6

7

8

1,5

40

26

31

20

26

18,5

2,5

54

35

41

27

34

25

4

70

46

54

37

44

34

6

90

58

68

48

56

43

10

122

79

92

66

75

60

16

160

105

121

89

98

80

NYFG bY

25

206

140

153

118

128

106

NYCY

35

249

174

187

145

157

131

NYC W Y

50

296

212

222

176

185

159

NYSY

70

365

269

272

224

228

202

NYCEY

95

438

331

328

271

275

244

NYSEY

120

499

386

375

314

313

282

NYHSY

150

561

442

419

361

353

324

NYKY

185

637

511

475

412

399

371

NYKBY

240

743

612

550

484

464

436

NYKFG bY

300

843

707

525

590

524

481

NYKRGY

400

986

859

605

710

600

560

500

1125

1000

-

-

-

-

NYY NYBY

Klasifikasi Konduktor ¾ Klasifikasi konduktor menurut bahannya:

1. kawat logam biasa, contoh: a. BBC (Bare Copper Conductor). ( pp ) b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor). 2. kawat logam campuran (Alloy), contoh: a. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor) ( y ) b. kawat logam paduan (composite), seperti: kawat baja  berlapis tembaga (Copper Clad Steel) dan kawat baja  p ( ) 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).

¾ Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya:

1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat. 2  kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai  2. kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai  dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu,  biasanya berlapis dan konsentris. y p 3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat  berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis  t tengah luar yang besar. h l    b

¾ Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya:

1. konduktor telanjang. 2  konduktor berisolasi  yang merupakan konduktor  2. konduktor berisolasi, yang merupakan konduktor  telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai  dengan peruntukan tegangan kerja, contoh: g p g g j , a. Kabel twisted. b. Kabel NYY c. Kabel NYCY  K b l NYCY d. Kabel NYFGBY

Karakteristik Konduktor y

Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor, yaitu: 1. karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik  dari konduktor  ang men atakan kekuatan tarik dari pada  dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada  konduktor (dari SPLN 41‐8:1981, untuk konduktor 70 mm 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  p y g y ( (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). menghantar arus adalah 275 A)

Konduktivitas listrik y Konduktivitas listrik adalah ukuran dari 

kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus  listrik  Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan  listrik. Jika suatu beda pada ujung‐ujung sebuah konduktor,muatan‐ muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan  g y p , g arus listrik. Konduktivitas listrik didefinsikan  sebagai ratio dari rapat arus terhadap kuat medan  li t ik : listrik

y 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  i l    k   h  li ik   b ik   iliki  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   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 dengan 10 4 (ohm.m) m)‐11. Berbeda pada kabel tegangan rendah,   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. g y

Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan  Paduannya Pada Suhu Kamar. y Logam Konduktivitas listrik ohm meter

Perak ( Ag ) ………………………. 6,8 x 107 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 )  Besi ( Fe ) ………………………… 1,0 x 107  1 0 x 107 Baja karbon ( Ffe – C ) …………. 0,6 x 107 Baja tahan karat ( Ffe – j Cr ) …… 0,2 x 1077

Kriteria mutu penghantar y

Konduktivitas logam penghantar sangat dipengaruhi oleh unsur  – unsur pemadu, impurity atau ketidaksempurnaan dalam  k i l l kristal logam, yang ketiganya banyak berperan dalam proses     k i  b k b  d l     pembuatan pembuatan penghantar itu sendiri. Unsur – unsur  pemandu selain mempengaruhi konduktivitas listrik, akan  mempengaruhi sifat  sifat mekanika dan fisika lainnya. Logam  mempengaruhi sifat – sifat mekanika dan fisika lainnya  Logam  murni memiliki konduktivitas listrik yang lebih baik dari pada  yang lebih rendah kemurniannya. Akan tetapi kekuatan mekanis  logam murni adalah rendah. logam murni adalah rendah Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas  yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu  y g yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri. g p gg p g

y 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)  b. sifat tarik seperti kekuatan tarik (tensile strength)  dan regangan tarik (elongation). c. sifat bending. d  di d. diameter dan variasi yang diijinkan.  d   i i   diiji k e. kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat,  dan lain‐lain.

Jatuh Tegangan Dalam penyaluran tenaga listrik dari suatu sumber  ke beban pada suatu instalasi, akan terjadi suatu  perbedaan tegangan antara tegangan di sisi sumber  dan tegangan  di sisi beban. Dimana tegangan pada  sisi sumber lebih besar dari pada tegangan di sisi  beban  hal ini disebabkan oleh adanya drop  beban. hal ini disebabkan oleh adanya drop  tegangan di dalam sistem instalasinya. Susut  tegangan antara terminal konsumen dan sembarang  titik dari instalasi tidak boleh  melebihi 5 % dari    tegangan   pengenal pada terminal konsumen (PUIL  2000 4.2.3.1 ).

Jatuh Tegangan Jatuh Tegangan g g y Penyebab Jatuh Tegangan???? y Jarak antara sumber dengan beban. y Sambungan pada kabel penghantar y Ukuran kabel penghantar

Jatuh Tegangan y Akibat Dari jatuh Tegangan??? y Mesin atau motor tidak akan beroperasi secara 

maksimal akibat tidak sesuai tegangan nominal motor. k i l  kib   id k  i    i l  y Mengakibatkan kerusakan pada peralatan elektronika.

Contoh pada Industri

y Berdasarkan hasil dari pengukuran berbagai beban yang telah 

dilakukan.Berikut gambaran sistem tegangan listrik pada distribusi  pembebanan listrik. INCOMING PLN

SDP

LV-MDB

384 V

377-379V

BEBAN

359 V

Dari gambar diatas terlihat bahwa tegangan keluaran trafo sebesar 384 Volt dan sampai ke mesin tegangannya turun hingga 359 Volt, Persentase jatuh tegangan yang terjadi berdasarkan perhitungan jatuh tegangan didapat sebesar 6,5%. Hasil tersebut kurang baik karena batas toleransi Vdrop tegangan jatuh adalah 5%.

Solusi??? y Tegangan output pada trafonya sudah rendah antara 382‐

384 volt, sehingga tegangan kerja hingga ke mesin‐mesin  mencapai 376‐359 p 37 359 volt. Tegangan kerja yang dibutuhkan  g g j y g mesin‐mesin yang di suplai trafo, tidak sesuai dengan  kebutuhan mesin tersebut sebesar 380 volt seperti motor‐ motor untuk menjalankan mesin. Maka untuk trafo  j tersebut perlu dilakukan perubahan tap trafo agar  tegangan keluaran trafo mencapai 400 volt dan tegangan  p p j 39 3 volt sampai ke beban mesin produksi menjadi 390‐380

CONTOH KASUS 2 y Penentuan Ukuran Penghantar. Untuk menghindari terjadinya kerusakan yang disebabkan oleh ketidakmapuan penghantar mengalirkan arus listrik maka menurut PUIL 2000 7.1.1.1 semua penghantar yang digunakan harus dirbuat dari bahan yang memenuhi syarat, sesuai dengan tujuan penggunaanya serta telah diperiksa dan diuji menurut standar penghantar yang dikeluarkan atau diakui oleh instansi yang berwenang. Selain itu untuk menghindari terjadinya kerusakan pada sebuah penghantar, maka luas penampang penghantar harus diperhitungkan dengan teliti, karena kerusakan pada sebuah penghantar dapat diakibatkan oleh arus yang melalui l l i penghantar h t t tersebut b t melebihi l bihi kapasitas k it KHA KHAnya. Di Dimana kapasitas KHA penghantar adalah 125% dari arus nominal.

Contoh Perhitungan y Beban yang dipakai adalah beban dengan daya 250 Watt, maka 

y y y y y

perhitungannya sbb : Arus nominal yang didapat adalah1,207 A, dari arus nominal ini maka  KHA dapat dihitung sebagai berikut : KHA = 125% x In KHA = 125% x 1,207 A KHA = 1,508 A 5 Sesuai dengan tabel KHA penghantar yang ada ukuran penghantar  yang digunakan adalah 3 x 1.5 mm2. Sedangkan ukuran penghantar  yang dipakai adalah 3 x 2,5 mm2. Hal ini berdasarkan pertimbangan  untuk spare jika ada penambahan  Hal ini berdasarkan pertimbangan, untuk spare jika ada penambahan  daya di masa yang akan datang dan supaya drop tegangan pada  penghantar tersebut kecil.

y Biasanya dilapangan, besarnya arus pada 

penghantar dapat diukur dengan menggunakan  alat tang ampere. Pada tang amper selain dapat mengukur arus dapat juga untuk t k mengukur k besarnya b tegangan, daya, dan cos phi.

Penyebab Kerusakan y Ukuran penghantar yang tidak sesuai dengan besarnya 

beban. (arus yang melalui penghantar tersebut  melebihi kapasitas KHAnya) y Bahan dari penghantar  y Sambungan yang tidak bagus