SESI / PERKULIAHAN KE : 6-7

TIK : Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa dapat :1. Menjelaskan hal-hal yang mempengaruhi tahanan suatu kabel2. Menjelaskan daya hantar jenis kabel3. Menjelaskan ketentuan atau persyaratan penghantar4. Menjelaskan aturan penamaan kabel listrik5. Menjelaskan dan menentukan jenis penghantar yang tepat untuk kondisi

pemakaian tertentu

Pokok Bahasan : Kabel Listrik

Deskripsi singkat :Kuliah ini akan membahas tentang kabel Listrik berdasarkan PUIL 2000 meliputi faktor-faktor yang mempengaruhi tahanan suatu kabel, daya hantar jenis kabel,persyaratan penghantar, aturan penamaan kabel listrik, dan penentuan penghantar. Materi kabel listrik ini sangat bermanfaat sebagai dasar atau acuan dalam melakukan perancangan dan instalasi kelistrikan khususnya dalam memilih dan menentukan jenis-jenis kabel dan penggunaannya pada kondisi yang berbeda.

Bahan Bacaan :1. Muhaimin “Instalasi Listrik I ”, Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik,

Bandung, 19952. Van Harten,P, Setiawan,E, “Instalasi Listrik Arus Kuat I”, Bina Cipta, Bandung , 19913. YAYASAN PUIL,”PUIL 2000”, Jakarta. 20004. Sugandi, Imam, dkk, ”Panduan Instalasi Listrik Untuk Rumah Berdasarkan PUIL

2000”, Yayasan Usaha Penunjang Tenaga Listrik, Jakarta,20015. Sumanto, ”Pengetahuan bahan untuk mesin dan listrik”, Andi Offset,

Yogyakarta,1996.

Pertanyaan Kunci/Tugas :Ketika Anda membaca bahan bacaan ini, gunakanlah pertanyaan-pertanyaan ini untuk membantu anda.

1. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi tahanan jenis kabel2. jelaskan apa yang dimaksud dengan daya hantar jenis kabel3. Apa yang dimaksudkan dengan massa jenis penghantar4. Jelaskan ketentuan atau aturan tata nama kabel5. Jelaskan ketentuan dalam penentuan penghantar

Tugas :Tugas / latihan secara lengkap ada pada penutup materi kabel listrik ini.

BAB VKABEL LISTRIK

5.1 PendahuluanFungsi penghantar adalah untuk menyalurkan energi dari satu titik ke titik yang lain.

Penghantar yang digunakan untuk instalasi listrik adalah berisolasi dan dapat berupa kawat berisolasi atau kabel. Ada juga penghantar tanpa isolasi seperti BC (bare conductor), penghantar berlubang(hollow conductor), ACSR(Aluminium Conductor Steel Reinforced), dan ACAR(Aluminium Conductor Alloy Reinforced)5.2 Tahanan Jenis Konduktor

Arus listrik yang mengalir pada penghantar selalu mengalami hambatan dari penghantar itu sendiri. Besarnya hambatan tergantung dari beberapa factor, yang antara lain ditentukan oleh jenis bahan. Ada bahan yang menghantarkan listrik dengan bagus, ada yang kurang bagus. Besarnya tahanan dapat dihitung dengan rumus:

59

dimana R : besar tahanan (hambatan ) dalam satuan Ohm. l : panjang kawat dalam satuan meter q : luas penampang kawat penghantar dalam meter kuadrat ρ : tahanan jenis dari bahan penghantar.

Dari rumus diatas didapatkan :

Sehingga satuan untuk ρ adalah Ohm m2/m, atau Ohm meter.5.3 Daya hantar jenis

Daya hantar atau konduktansi (conductance) atau G adalah kebalikan dari tahanan. G = 1/R. Satuan untuk daya hantar adalah 1/ohm atau mho.

Dari rumus

Diperoleh G = 1/R = q/(pl)G = v (q/l)

v adalah daya hantar jenisDaya hantar jenis adalah kebalikan dari tahanan jenis. Jadi satuan untuk tahanan jenis

adalah 1/ohm meter.5.4 Pengaruh Suhu terhadap tahanan

Pengaruh kenaikan suhu terhadap tahanan adalah: a.memperbesar tahanan untuk logam-logam murni, kenaikan tahanan tersebut cukup

besar pada kenaikan suhu tertentu. jadi grafik suhu/tahanan merupakan garis lurus. Logam murni mempunyai koefisien suhu positif sebab dengan bertambahnya suhu, tahanan juga makin besar.

b. memperbesar tahanan untuk logam-logam paduan, tetapi disini kenaikannya relatif kecil dan tidak teratur, bahkan kadang-kadang dapat diabaikan.

c.memperkecil tahanan untuk elektrolit dan isolator, (kertas, karet,gelas, mika dsbnya) dan beberapa penghantar misalnya carbon. Jadi bahan-bahan tersebut mempunyai koefisien negatif.

Hubungan antara perubahan suhu terhadap nilai tahanan dapat dinyatakan dengan rumus:R2 = R1 { 1 + α(t2 –t1)}

dimana: R2 : besar tahanan pada suhu t2 (dalam ohm)R1 : besar tahanan pada suhu t1 (dalam ohm) t2 : suhu sebelum ada perubahan (dalam 0C) t1 : suhu sesudah terjadi perubahan (dalam 0C) α: Koefisien suhu tahanan.

Apabila t1 = 0o C, maka Rt = Ro (1 + α ot)dimana: Rt : besar tahanan pada suhu t

Ro : besar tahanan pada suhu 0o Cα : koefisien suhu tahanan.

5.5 Persyaratan Umum sebuah penghantara. Semua penghantar yang digunakan harus terbuat 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.b. Ukuran penghantar dinyatakan dalam ukuran luas penampang penghantar intinya dan satuannya dinyatakan dalam mm2.c. Ukuran luas penampang nominal kabel dan kabel tanah yang digunakan harus sesuai dengan PUIL 2000 tabel 7.1.1, tabel 7.1-1a dan tabel 7.1-1b(lampiran 11-12)d. Penampang nominal penghantar telanjang yang digunakan harus sesuai dengan tabel PUIL 2000 7.1-2 (lampiran 13)kecuali bila ditentukan oleh instalasi yang berwenang.e. penggunaan kabel harus sesuai dengan PUIL 2000 tabel 7.1-3 dan 7.1-4(lampiran 14-18), masing-masing untuk kabel instalasi dan kabel fleksibel.

5.6 Aturan Tata Nama KabelIdentifikasi penghantar dengan warna:

Untuk fasa 1 (R) = merahUntuk fasa 2 (S) = kuningUntuk fasa 3 (T) = hitamUntuk netral (N) = biruUntuk penghantar pembumian/pentanahan (PE) = kuning-hijau

Menurut PUIL 87 tatanama untuk kawat berisolasi atau kabel yang berlaku di Indonesia adalah sebagai berikut:

60

a. Penghantar:N = terbuat dari tembagaNA = terbuat dari aluminium

b. isolasiY = isolasi dari PVC (poli vinil chlorid)2Y = isolasi dari XLPE (cross linkage polythiline)

c. selubung dalam:G = selubung dari karet2G = selubung dari karet butylK = selubung dari timah hitamKL = selubung aluminium dengan permukaan licinKWK = selubung dari pita tembaga2X = selubung dari XLPE (cross linkage polyethiline)Y = selubung dari PVC2Y = selubung dari polyethilineZ = selubung dari pita seng

d. perisai:B = perisai dari pita bajaF = perisai dari baja pipihL = perisai dari jalinan kawat bajaQ = perisai kawat baja berlapis sengR = perisai kawat baja bulat 1 lapis (RR – 2 lapis)S = perisai dari tembagaZ = perisai dari kawat baja yang masing-masing mempunyai bentuk seprti huruf Z.

e. SpiralD = spiral anti tekanGb = spiral dari pita baja

f. Selubung luar :A = selubung dari yute MK selubung dari timah hitamY = selubung dari PVC

Bentuk penghantar kabel ada 4 macam yaitu:se = sector pejal sm = sector serabutre = bulat pejalrm = bulat serabut.

Pada kabel atau kawat berisolasi harus dicantumkan tanda pengenal pembuat pada selubung luar, serta tanda pengujian (untuk buatan Indonesia ialah LMK). Jarak antara tanda pengenal yang satu dengan yang lain tidak boleh lebih dari 50 cm.5.7 Penentuan Penghantar5.7.1 Identifikasi dengan warna

PUIL 2000[7.2] memberi ketentuan tentang warna isolasi penghantar. Warna loreng hijau kuning hanya boleh digunakan untuk menandai penghantar pembumian penghantar pengaman dan penghantar penyama tegangan bumi[7.2.2.1].

Warna biru hanya digunakan untuk menandai penghantar netral atau kawat tengah [7.2.3.1]. Untuk perkawatan perlengkapan lainnya disarankan agar hanya digunakan satu warna, khususnya hitam. Jika diperlukan satu warna tambahan lagi untuk identifikasi dianjurkan untuk mendahulukan warna coklat[7.2.4.1].5.7.2 Kabel rumah dan kabel instalasi

Jenis penghantar yang banyak digunakan untuk instalasi rumah ialah kabel rumah berurat satu NYA dan kabel berurat banyak NYM.

PUIL 2000 [4.2.2.2.1] menetapkan bahwa setiap penghantar harus mempunyai KHA yang tidak kurang dari arus yang mengalir didalamnya. Untuk itu, KHAnya tidak boleh kurang dari kebutuhan maksimum yang ditentukan dalam [4.3.2] untuk sirkit utama dan sirkit cabang atau dalam [4.3.5] untuk sirkit akhir.

Menurut [4.2.2.2.2] untuk kabel dikelilingi oleh bahan isolasi keseluruhannya atau dikelilingi untuk sebagian KHA harus diturunkan dengan faktor penurunan KHA sebagai berikut.

61

Tabel 5.1 Faktor penurunan KHA

Penampang kabel DikelilingiKeseluruhan Sebagian

1-6 m2 40% 60%10-25 mm2 50% 63%

Dalam instalasi rumah ruang 150 mm diatas langit-langit diruang atap harus dianggap berisi isolasi termal dan KHA kabel yang dipasang diruang tersebut harus ditentukan sesuai apakah dikelilingi keseluruhannya atau dikelilingi sebagian jika isolasi termal dipasang.

Sirkit fase tunggal : Penghantar netral suatu sirkit utama konsumen, sirkit cabang atau sirkit akhir harus mempunyai KHA tidak kurang dari penghantar aktif yang terkait atau jika terdapat lebih dari satu penghantar aktif dengan jumlah penghantar tersebut.

5.7.3 Penampang dan KHA penghantarLuas penampang penghantar sirkit yang digunakan terkait pada kebutuhan maksimum

sirkit, dan ditentukn oleh KHA penghantar keadaan sekeliling seperti suhu dan isolasi termal dan susut tegangan yang diperkenankan ialah 5%. Selain itu harus dipertimbangkan pula kemungkinan perluasan instalasi dikemudian hari. Untuk instalasi permanen rumah tinggal, luas penghantar minimum adalah 1,5 mm2. Menurut [4.5.1] dan [4.6.1] penghantar sirkit utama konsumen dan sirkit cabang harus mempunyai penampang tidak kurang dari 4 mm2 untuk penghantar berisolasi dan berpenyangga, hal ini terutama didasarkan atas kekuatan mekanis penghantar.

Pada umumnya KHA penghantar yang digunakan disetiap sirkit tidak boleh lebih rendah di bawah nilai pengenal gawai proteksi sirkit [4.6.3.1] dan [4.6.4.1]

5.7.4 Penghantar NetralPenghantar netral bersama dapat digunakan untuk sirkit utama pelanggan dan sirkit

cabang [4.7.1], tetapi tidak boleh diguanakan untuk dua atau lebih sirkit akhir [4.7.2]. pengecualiannnya dimungkinkan sesuai [4.7.2.1] berikut:

Penghantar netral bersama dapat digunakan untuk penyambungan pada perlengkapan di bawah ini:a. Peranti fase banyak integral dan luminer yang disambung pada sirkit akhir sistem fase dua, tiga kawat dan fase tiga empat kawat.b. Unit penyuplai tersendiri, seperti pelat panas dan bagian tungku yang terpisah dari suatu dapur listrik yang disuplai dari sirkit akhir terpisah dari afse berbeda dan diperlakukan sebagai peranti tunggal sesuai dengan [4.3.6.1]c. Kelompok luminer fase tungggal yang disusun untuk disambungkan pada sirkit akhir sistem dua fase tiga kawat, atau sistem tiga fase empat kawat, dengan ketentuan bahwa:1. Sirkit tersebut di kontrol dan diamankan dengan pemutus sirkit yang bekerja pada semua penghantar aktif , dan2. Kontinuitas dari penghantar sirkit netral tidak tergantung pada terminal di luminer atau sakelar kontrold. Peranti seperti pemanas air yang disupali dari sumber supalai alternatif, asalkan:1. Hanya satu suplai dapat disambung pada suatu saat, dan2. Kedua suplai mempunyai sakelar pemisah bersama.

5.7.5 Susut TeganganSusut tegangan antara sisi masuk PHB konsumen dan sembarang titik dri instalasi sesuai

[4.2.3.1] tidak boleh melebihi 5% dari tegangan nominal(220 V) pada terminal konsumen bila semua penghantar dari instalasi dialiri arus sesuai kebutuhan.

Untuk instalasi rumah, variasi berikut dapat digunakan untuk menentukan susut tegangan:

a. Untuk sirkit dengan panjang tidak melebihi 25 m susust tegangan di sirkit akhir dapat diabaikan

b. Untuk sirkit dengan panjang jalan melebihi 25 m susut tegangan di sirkit akhir harus ditentukan dengan menggunakan arus 50% dari nilai pengenal arus gawai penagaman yang dipasang sesuai [4.2.8] atau [4.3.5.5]

62

PenutupTerdapat berbagai penandaan kabel yang berlaku penandaan kawat berisolasi tau kabel

menunjukkan konstruksi, banyaknya inti, bahan dan tegangan nominalnya, warna penghantar pada kabel mengikuti standar.Tugas/Latihan1. Suatu balok arang (carbon) dengan ukuran 1 cm x 1cm x 50 cm. Tahanan jenis arang pada 20 o

C adalah 3,5 x 10-5 ohm meter.a. Berapakah besarnya tahanan antara 2 sisi yang berbentuk bujur sangkar

(ans R = 17,5 x 10-2 ohm)b. Berapakah besranya tahanan antara 2 sisi yang berbentuk empat persegi panjang.(ans R =

0,7 x 10-4 ohm)2. Koefisien suhu tembaga (Copper) adalah 39,3 x 10-4. Tahanan pada suhu 20o C adalah 30

ohm. Kemudian bahan dipanasi sampai t sebesar 80o C. Hitunglah tahanan pada t = 80o C. (ans R2 = 37,07 ohm)

6. tahanan jenis tembaga pada suhu 20o C adalah 1,77 x 10-8 ohm meter, α = 0,0038. Hitungtlah tahanan jenis pada 30oC (ans 1,84 x 10-8 ohmmeter).

7. NAYFGbY 3 x 120, sm, 18/30 kV artinya kabel 3 inti berpenghantar aluminium masing-masing luas penampangnya 120 mm2 berbentuk sector serabut, selubung dalam terbuat dari PVC, berperisai baja pipih dan armour dari pita baja, pelindung luar PVC, tegangan nominal penghantar fase dengan netral (bumi) 18 kV dan tegangan antar fasa 30 kV.

8. NAKBA 3 x 100,sm, 6/10 kV artinya kabel 3 inti berpenghantar aluminium masing- masing luas penampangnya 100 mm2, berbentuk sector serabut, pelindung dalam terbuat dari timah hitam, perisai dari pita bajadan selubung laur terbuat dari yute, tegangan nominal antar fasa dengan netral 6 kV dan tegangan anatr penghantar fasa 10 kV.

63