KONDUKTOR [PDF]

Citation preview

KONDUKTOR Konduktor atau penghantar pada teknik tenaga listrik merupakan suatu bahan yang menyalurkan energi listrik dari satu titik ke titik yang lain. Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan antara lain : a) b) c) d) e) f)



Konduktifitasnya cukup baik Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi Koefisien muai panjangnya kecil Modus kenyalnya (modus elastisitas) cukup besar Daya hantar yang tinggi Tahanan jenis (resistivity) yang rendah



Bahan-bahan yang sering digunakan sebagai konduktor antara lain : a) Logam biasa, seperti : besi, tembaga, alumunium dan sebagainya b) Logam campuran (alloy), yaitu : sebuah logam dari tembaga yang di campur dalam jumlah tertentu dari logam jenis lainnya, yang berguna untuk menaikkan kekuatan mekanisnya. c) Logam paduan (composite), yaitu : dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara komperasi, peleburan atau pengelasan Tabel 1 Tahanan jenis beberapa bahan listrik



Nama Bahan Alumunium Besi Tembaga Keras Emas Tembaga Lunak Perak Timah



Tahanan jenis pada 0oC ( Ω mm2/m) 0,026 0,0885 0,016 0,0222 0,01589 0,0151 0,105



Tahanan jenis pada 20o C ( Ω mm2/m) 0,0278 0,0995 0,0177 0,0236 0,01742 0,01629 0,115



Berbagai kontruksi yang digunakan dalam konduktor antara lain : a) Kawat padat (solid wire) berpenampang bulat b) Kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan kosentris



c) Kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapat garis tengah luar yang besar Bentuk fisik yang digunakan pada konduktor antara lain : a) Konduktor telanjang b) Konduktor berisolasi Konduktor memiliki dua buah jenis karakteristik antara lain : 1. Karakteristik mekanik, dimana pada karakteristik ini menunjukan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik pada konduktor (SPLN 41-8:1981 menyatakan konduktor 70 mm2 beselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimal dari konduktor menghantarkan arus sebasar 275 A) 2. Karakteristik listrik yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (SPLN 41-10:1991 menyatakan konduktor 70 mm 2 beselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimal dari konduktor menghantarkan arus sebasar 275 A) Penghantar merupakan suatu benda yang berbentuk logam ataupun non logam yang bersifat konduktor atau dapat mengalirkan arus dari satu titik ke titik yang lain. Penghantar dapat berupa kabel ataupun berupa kawat penghantar. Kabel listrik adalah media untuk menghantar arus listrik ataupun informasi yang dilindungi isolasi dan keselurahan inti dilengkapi dengan selubung pelindung. Sedangkan kawat penghantar media untuk menghantar arus listrik ataupun informasi yang tidak diberi isolasi. Penghantar atau kabel sering digunakan untuk instalasi listrik umumnya menggunakan tembaga sebagai bahan konduktornya. Pemakaian tembaga sebagai penghantar adalah dengan pertimbangan bahwa tembaga merupakan suatau bahan yang mempunyai daya hantar yang baik. Berdasarkan kontruksinya penghantar diklasifikasikan sebagai berikut : a) Penghantar pejal (solid) yaitu penghantar yang berbentuk kawat pejal yang berukuran sampai 10 mm2. Tidak dibuat lebih besar dikarenakan untuk mempermudah pemasangan dan penggulungan b) Penghantar berlilit (stranded) merupakan penghantar terdiri dari beberapa urat kawat yang berlilit dengan ukuran 1 mm2 – 500 mm2



c) Penghantar serabut (fleksibel) merupakan penghantar yang banyak digunakan untuk tempat-tempat sulit, alat portable, alat ukur listrik dan pada kendaraan bermotor. Dengan ukuran kabel 0,5 mm2 – 400 mm2 d) Penghantar persegi (busbar) penampang penghantar ini berbentuk persegi empat yang biasanya digunakan pada PHB sebagai rel-rel pembagi atau rel penghubung. Penghantar bila ditinjau dari jumlah penghantar dalam satu kabel, penghantar dapat diklarifikasikan menjadi : a) Penghantar simplex adalah kabel yang dapat berfungsi untuk satu macam penghantar saja missal untuk fasa atau netral saja. Contohnya NYA 1,5 mm2 b) Penghantar duplex adalah kabel yang dapat menghantarkan dua aliran (dua fasa yang berbeda atau fasa dengan netral), setiap penghantarnya diisolasi kemudian diikat jadi satu menggunakan selubung. Contoh NYM 2 x 2,5 mm2 atau NYY 2 x 2,5 mm2 c) Penghatar triplex adalah kabel dengan tiga penghantar yang dapat menghantarkan listrik 3 fasa (R,S dan T) atau fasa, netral, dan arde. Contoh NYM 3 x 2,5 mm 2 atau NYY 3 x 2,5 mm2 d) Penghantar quadruplex adalah kabel dengan empat penghantar untuk mengalirkan arus 3 fasa dan pentanahan atau arus 3 fasa dan netral. Contoh NYM 4 x 2,5 mm 2 atau NYY 4 x 2,5 mm2



Kabel instalasi listrik yang biasa digunakan pada instalasi penerangan, merupakan jenis kabel yang banyak digunakan dalam instalasi rumah tangga untuk pemasangan tetap dan untuk pendistribusian arus listrik dari pembangkit ke konsumen. Jenis kabel instalasi listrik yang digunakan antara lain : a) 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 peraturan PUIL. NYA adalah tipe kabel udara yang memeliki 1 lapis isolasi sehingga mudah cacat dan tidak tahan air, juga mudah digigit tikus. Agar kabel ini aman maka kabel dipasang dalam pipa PVC atau saluran tertutup,



sehingga tidak mudah digigit tikus dan apabila isolasi terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang b) Kabel NYM Kabel NYM memiliki dua buah lapisan isolasi yang bisanya berwarna putih atau abu-abu, dengan inti 2, 3 dan 4. Kabel jenis ini digunakan pada lingkungan yang kering dan basah namun tidak boleh ditanam c) Kabel NYAF Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas tinggi d) Kabel NYY Kabel NYY memilik isolasi PVC berwarna hitam, ada yang berinti 2,3,dan 4. Kabel NYY digunakan untuk instalasi tertanam dan terbuat dari bahan isolasi yang tidak disukai tikus e) Kabel NYFGbY Kabel NYFGbY digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluran-saluran dan pada tempat terbuka dimana perlingungan terhadap gangguan mekanis dibutuhkan atau untuk tekanan rentangan yang tinggi selama dioperasikan f) Kabel ACSR Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari alumunium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antar tiang berjauhan mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi g) Kabel AAAC Kabel AAAC terbuat dari alumunium-magnesium-silicon campuran logam, kehantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide untuk member sifat yang lebih baik. AAAC memiliki suatu anti karat dan keuatan yang baik sehingga daya hantarnya lebih baik Tabel 2 Nomenklatur kode-kode kabel di Indonesia Huruf N NA Y



Keterangan Kabel standard dengan penghatar / inti tembaga Kabel dengan alumunium sebagai penghantar Isolasi PVC



G A Y M R Gb B I re rm Se Sm f ff Z D H Rd Fe -1 -0



Isoalsi karet Kawat berisolasi Selubung PVC untuk kabel luar Selubung PVC untuk kabel luar Kawar baja bulat (perisai) Kawat pipa baja (perisai) Pipa baja Untuk isolasi tetap diluar jangkauan tangan Penghantar padat bulat Penghantar bulat berkawat banyak Penghantar berbentuk pejal Penghantar dipilin bentuk sector Penghantar harus dipintal bulat Penghantar sangat fleksibel Penghantar z Penghantar 3 jalur yang ditengah sebagi pelindung Kabel untuk alat bergerak Inti dipilih bentuk bulat Inti pipih Kabel dengan sistem pengenal warna urat dengan hijau - kuning Kabel dengan sistem pengenal warna urat tanpa hijau - kuning



PEMILIHAN LUAS PENAMPANG PENGHANTAR 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”, sedangkan PUIL 2000 pasal 5.5.3.2 bahwa “penghantar sirkir akhir mensuplai dua motor atau lebih tidak boleh mempunyai KHA kurang dari jumlah arus beban penuh semua motor ditambah 25% dari arus beban penuh yang tersebar dalam kelompok itu”  Untuk arus searah : In = P/V  Untuk arus bolak-balik satu fasa : In = P/(V.cos α)  Untuk arus bolak-balik tiga fasa : In = P/( √ 3 .V.cos α)  KHA = 125% x In Dimana I = arus nominal beban (A) P = daya aktif (W) V = tegangan (V) cos α = factor daya



Tabel 3 Kuat Hantar Arus Kabel Jenis NYA Jenis Penghantar



Luas Penampang (mm2)



NYFA NYFAF NYFAZ NYFAD NYA NYFAw NYFAFw NYFAZw NYFADw NYL



0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 96



KHA terus menerus (A) Pemasangan dalam pipa 2,5 7 11 15 20 25 33 45 61 83 103 132 165 197



Pemasangan di udara 15 19 24 32 42 54 73 96 129 156 196 245 292



KHA pengenal gawai proteksi (A) Pemasangan dalam pipa 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63 80 100 125 160



Pemasangan di udara 10 10 20 25 35 50 63 80 100 125 160 200 250



Tabel 4 Kuat Hantar Arus Kabel Jenis NYM Jenis Kabel



NYIF NYIFL NYIFLw NYM/NYM-0 NYRAMZ NYRUZY NYRUZYr NYBUY NYLRZY Kabel fleksibel berisolasi PVC



Luas penampang (mm2) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240



KHA terus menerus (A)



KHA pengenal gawai proteksi (A)



18 26 34 44 61 82 108 135 168 207 250 292 335 382 453



10 20 25 35 50 63 80 100 125 160 200 250 250 315 400



Tabel 5 Kuat Hantar Arus Kabel Jenis NYY Jenis Kabel



Luas penampan g (mm2) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120



Judul Penelitian Jurnal Halaman Tahun Penulis Reviewer Tanggal



Berinti tunggal Di tanah 40 54 70 90 122 160 206 249 296 365 438 499



Di udara 26 35 46 58 79 105 140 174 212 269 331 386



KHA terus menerus (A) Berinti dua Berinti tiga dan empat Di tanah Di udara Di tanah Di udara 31 20 26 18,5 41 27 34 25 54 37 44 34 68 48 56 43 92 66 75 60 121 89 96 80 153 118 128 106 187 145 157 131 222 176 185 159 272 224 228 202 328 271 275 244 375 314 313 282



: Pengujian Keandalan Kabel Pada Kondisi Kelembaban Lingkungan : Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir : 6 halaman : 2000 : Johnny Situmorang, Puradw I.W.D.T Sony T, Demon Handoyono : I Gede Bayu Suarsa : 27 September 2016 REVIEW



Pada abstrak dituliskan pengujian kabel pada kondisi kelembaban dilakukan pada pemanasan listrik horizontal dengan kemampuan pemanasan hingga 30 oC. Sebagai hasil pengujian adalah kegagalan terjadi karena adanya penurunan arus dengan kenaikan resistan akibat kenaikan suhu. Sedangkan pengaruh kelembaban terhadap kegagalan belum diperoleh



hasil yang signifikan sesuai kondisi uji coba yang dilakukan. Demikian pula halnya bahwa waktu hingga mencapai kegagalan akan bertambah singkat dengan kenaikan suhu uji. Pada bagian pendahuluan dituliskan pengujian dilakukan untuk menentukan karakteristik kabel pada suhu relatif tinggi dan memperhatikan keadaan kelembaban lingkungan sekitar yang dilakukan dengan analisis keandalan. Untuk analisis tersebut, dilakukan pengujian hidup terakselerasi sebagai subsitusi terhadap pengamatan pengalaman pada operasi pada umumnya sulit dilakukan karena sistem pencatatan rata-rata kurang memadai. Dalam teori dituliskan bahwa secara umum pembahasan system kabel dapat dikategorikan berdasarkan : a. Ragam kabel dan koneksi untuk jenis kelas 1E dan bahan pembuatnya b. Identifikasi stressor, degradasi penuaan, mekanisme dan moda kegagalan potensial serta indicator efek penuaan c. Evaluasi terhadapa pengalaman operasi yang penting untuk pengkajian umur d. Evaluasi terhadap metode yang diusulkan untuk deteksi efek dan degradasi penuaan e. Pendekatan pengkajian umur system kabel yang dihubungkan dengan moda kegagalan Sistem kabel terdistribusi luas diseluruh kungkungan. Agar pengkajian umur layak, maka diperlukan stressor yang paling berpengaruh pada suatu lokasi sehingga dapat diperkirakan pola degradasi setempat yang paling mungkin. Ada empat pertimbangan yang dapat membantu identifiasi pola degradasi setempat yang serius yaitu keadaan keragaman lingkungan, daya tahan kabel, konfigurasi instalasi yang dibutuhkan sesuai fisik dan catatan pengalaman. Dalam hasil dan pembahan didapat bahwa mekanisme penuaan dipengaruhi oleh stressor dapat menyebabkan kegagalan sirkuit. Pada umumnya bahan isolasi akan mengalami pengerasan dan mengurangi elastisitas dengan tingkat perubahan dari 400% - 800% menurun menjadi 10% 15% . Peretakan atau patah mungkin terjadi karena kabel tergeser, kemungkinan adanya pengkerutan bahan yang cukup, adanya peregangan atau pengkerutan pada bagian yang dingin dari siklus suhu. Sedangkan untuk komponen logam, karena tidak bergerak, maka akan mempunyai mekanisme penuaan yang terbatas. Mekanisma yang menyebabkan kegagalan sirkuit



adalah korosi karena kandungan air, fatik, pemakaian, keadaan yang menjadi longgar lebih cepat karena fleksi, vibrasi, atau pemisahan koneksi yang berulang-ulang. Kegagalan adalah hasil dari ketidak mampuan sirkuit listrik melakukan fungsinya tergantung pada fungsi sirkuit maka moda kegagalan system kabel yang mungkin adalah resistansi seri naik karena sirkuit terbuka atau hubung singkat antara konduktor akibat lukanya isolasi yang terjadi pada suhu uji yang ekstrim tinggi. Secara umum konduktor logam dan komponen konektor system kabel mempunyai karateristik yang berkaitan dengan kejadian kenaikan resistansi dengan kenaikan suhu. Tabel 1 : Hubungan suhu dan waktu pemanasan hingga criteria kegagalan dan besarnya arus pada kondisi lingkungan Suhu oC 50 100 150



Arus awal mA 40 40 40



Arus Awal mA 36 34



Waktu hingga kegagalan > 7 jam 6 jam 3 jam 40 menit



Kesimpulan dari jurnal ini bahwa kegiatan sirkuit lisrtik melakukan fungsinya dengan moda kegagalan system kabel dimungkinkan terjadi resistansi seri naik dengan akibat kenaikan suhu. Pada sisi lain suhu uji yang meningkat akan mengakibatkan waktu hingga criteria kegagalan yang ditetapkan sebelum memberikan hasil yang signifikan yaitu pada kondisi kamar waktu yang memerlukan waktu lebih dari 7 jam. Kelebihan dari jurnal ini ialah dengan membaca abstraknya saja, pembaca dapat mengetahui pengujian apa yang dilakukan dan hasill dari pengujian tersebut. Konsep – konsep yang diberikan mudah dipahami, bahasa yang digunakan adalah bahasa sehari-hari yang digunakan untuk memaparkan materi Kekurangan dari jurnal ini ialah kurangnya penjelasan dari hasil penelitian yang di dapat sehingga saat membaca hasilnya dari tabel sulit dipahami dan dalam jurnal ini banyak kosa kata yang tidak mudah dimengerti, dan belum sesuai SPOK.