Upload
lamquynh
View
237
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Instalasi Listrik
Instalasi listrik adalah suatu bagian penting yang terdapat dalam sebuah
bangunan gedung, yang berfungsi sebagai penunjang kenyamanan penghuninya.
Di indonesia dalam dunia teknik listrik aturan yang ada antara lain PUIL
( Persyaratan Umum Instalasi Listrik).
2.2 Syarat-Syarat Instalasi Listrik
Disamping Persyaratan Umum Instalasi Listrik dan peraturan mengenai
kelistrikan yang berlaku, harus diperhatikan pula syarat-syarat lain yang berkaitan
dalam pemasangan instalasi listrik, antara lain :
a. Mudah digunakan
Tujuan pemasangan instalasi listrik disebuah gedung adalah agar listrik
dapat digunakan dengan mudah dan cepat. Pemilik tidak perlu bersusah
payah menggunakan lsitrik untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, seperti
penerangan, kegiatan yang menyangkut medik yang banyak menggunakan
perlatan listrik.
b. Keandalan
Dengan pemasangan yang baik dan benar, instlasi listrik dapat diandalkan
dan memberikan manfaat seperti petujuan penggunaannya. Jadi kapan pun
dibutuhkan, instalasi listrik dalam bangunan rumah sakit tersebut sudah
siap digunakan dan berkinerja baik.
c. Aman
Pemilihan dan pemasangan bahan instalasi listrik yang baik dan benar
dapat menjamin keamanan isntalasi dan perlengkapannya. Hal ini juga
5
bertujuan untuk menjamin keselamatan manusia, mahluk hidup lain, dan
keamanan harta benda kita. Kesalahan pemilihan dan pemasangan bahan
instalasi lisrtrik dapat mengakibatkan terjadinya kebakaran.
d. Ramah lingkungan
Dengan pemasangan dan penggunaan energi listrik yang baik dan benar,
kita turut menjaga dan melindungi lingkungan sekitar. Pemanfaatan energi
listrik dengan benar juga menghemat penggunaan energi listrik, dan pada
akhirnya mengurangi eksplorasi potensi alam.
2.3 Bahan Penghantar
Penghantar (inti) kabel biasanya terbuat dari bahan tembaga, baja, dan
alumunium. Dalam kabel-kabel PVC terdapat penghantar-penghantar concentric
yang berfungsi sebagai kawat netral yang digroundkan atau penghantar pengaman
dan juga sebagai pengaman kejut. Penghantar-penghantar concentric biasanya
terletak dibawah selubung plastic kabel PVC, untuk melindungi dari karat akibat
pengaruh lingkungan.
Dalam pemasangan instalasi listrik umumnya digunakan penghantar bahan
tembaga atau alumunium dan yang kemurniannya sekurang-kurangnya 99,9%.
Tahanan jenis tembaga lunak atau penghantar listrik telah dibakukan secara
internasional tidak boleh melebihi 0,017241 ohm mm2/m dalam temperature 20oC.
Sedangkan alumunium mempunyai tahanan jenis secara baku tidak boleh melebihi
0,028264 ohm mm2/m.
Namun berat penghantar alumunium dan tembaga pada suhu 20oC dengan
perbandingan masing-masing 2,7 dan 8,9. Untuk itu konstruksi jaringan dengan
menggunakan penghantar tembaga tentu harus lebih kokoh. Namun bila
diperhatikan diameter alumunium lebih besar 28% dari tembaga akan diperlukan
isolasi yang lebih besar dibandingkan dengan tembaga.
Dari pertimbangan diatas, bahwa untuk hantaran saluran udara lebih
menguntungkan menggunkan konduktor alumunium dibanding dengan tembaga
karena pertimbangan berat dan ridak diperlukan isolasi kabel sehingga konstruksi
jaringannya lebih murah.
6
2.3.1 Pengertian Kabel
Kabel adalah panjang dari satu atau lebih penghantar, baik yang berbentuk
solid maupun serabut yang masing-masing dilengkapi dengan isolasinya sendiri
akan membentuk satu kesatuan.
Dengan demikian ada tiga hal pokok dari kabel yaitu:
1. Konduktor atau penghantar merupakan media untuk menghantarkan
isolasi.
2. Isolasi merupakan bahan dielektrik untuk mengisolir dari yang satu
terhadap yang lain dan juga terhadap lingkungannya.
3. Pelindung luar memberikan perlindungan terhadap kerusakan mekanis,
pengaruh bahan kimia, api atau gangguan dari pengaruh lainnya yang
merugikan.
2.3.2 Jenis Kabel
Dilihat dari jenisnya penghantar dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu :
a. Kabel Instalasi
Untuk kabel instalasi yang dipasang di tempat yang aman dan di dalam
dinding digunakan kabel jenis NYA dan NYM. Dalam susunannya kabel
NYA sangat sederhana, yaitu hanya terdiri dari penghantar tembaga plos
dengan isolasi PVC, dan permukaannya licin. Karena itu NYA sangat
mudah ditarik ke dalam pipa instalasi.
7
Gambar 2.1 kabel NYA
Sedangkan kabel NYM adalah kabel yang memiliki beberapa penghantar
dan memiliki isolasi luar sebagai pelindung.
Gambar 2.2 kabel NYM
b. Kabel Tanah
Kabel tanah dibedakan menjadi dua jenis:
1. Kabel tanah termoplastik tanpa perisai
Untuk kabel termoplastik seperti NYY, penggunaan utamanya
sebagai kabel tenaga ialah untuk instalasi insdutri didalam gedung
maupun alam terbuka, disaluran kabel. NYY dapat juga ditanam
dalam tanah, asalkan diberikan perlindungan secukupnya terhadap
kemungkinan terjadinya kerusakan mekanis.
8
Gambar 2.3 kabel NYY
2. Kabel tanah termoplastik berperisai
Kabel tanah termoplastik berperisai yang paling banyak digunakan
di Indonesia ialah NYRGbY dan NYFBbY. NYRGbY lebih tahan
terhadap tarikan daripada NYFGbY, perisainya juga sedikit lebih
baik. NYRGbY dan NYFBbY digunakan dimana NYY tidak dapat
digunakan karena adanya kemungkinan gangguan mekanis. Untuk
ditanam didalam tanah umumnya digunakan kabel berperisai.
Gambar 2.4 kabel NYFGbY
c. Kabel Fleksibel
Kabel fleksibel biasanya digunakan untuk hubungan yang dapat dipindah-
pindahkan, jadi tidak dipasang tetap pada dinding, langit-langit dan
sebagainya. Dan ditempat dengan kemungkinan gangguan mekanis atau
perlakuan kasar harus digunakan kabel fleksibel.
9
2.3.3 Secara Standarisasi PUIL 2000
Secara standarisasi PUIL 2000 yang tertera dalam lampiran C pada
halaman 475 sampai 478 yang berjudul Nomenklatur kabel bahwa notasi huruf
adalah sebagai berikut :
A : Selubung atau lapisan perlindungan luar dari bahan serat
AA : Selubung atau perlindungan luar dua lapis dari bahan serat juga
B : Perisai dari perisai pita baja ganda
C : Penghantar konsentris tembaga
CE : Penghantar konsentris pada masing-masing inti, dalam hal kabel berinti
banyak
CW : Penghantar konsentris pada masing-masing inti, yang dipasang secara
berlawanan arah untuk kabel tegangan minimal 0,6/1kV
D : Spiral anti tekanan
E : Kabel dengan masing-masing intinya berselubung logam
F : Perisai kawat baja pipih
G : Spiral dari kawat baja pipih
G : Isolasi karet/EPR
2G : Isolasi karet butil dengan daya tahan lebih tinggi terhadap panas
Gb : Spiral pita baja (mengikuti F atau R)
H : Lapisan penghantar di atas isolasi, untuk membatasi medan listrik
K : Selubung timbal
KL : Selubung alumunium
KWK : Selubung dari pita tembaga yang terpasang dan dilas memanjang
10
L : Perisai dari jalinan kawat bulat
N : Kabel standard penghantar tembaga
NA : Kabel standard penghantar alumunium
NF : Kabel udara berisolasi dipilin
O : Perisai terbuka dari kawat-kawat baja
Q : Jalinan dari kawat-kawat baja berselubung seng
R : Perisai dari kawat-kawat baja bulat
RR : Dua lapisan perisai dari kawat-kawat baja bulat
S : Perisai dari tembaga
SE : Pelindung listrik dari pita tembaga yang menyelubungi masing-masing
inti kabel
T : Tali penggantung dari baja
2X : Selubung isolasi dari XLPE
Y : Selubung isolasi dari PVC
2Y : Selubung isolasi dari polyethylene
Z : Perisai dari kawat-kawat baja yang masing-masing mempunyai bentuk
“Z”
Z : Penghantar berisolasi dengan beban tarik.
1.
2.
2.1.
2.2.
11
2.3.
2.4 Pemilihan Penghantar
Dalam pemilihan jenis penghantar yang akan digunakan dalam suatu
instalasi dan luas pengahantar yang akan dipakai dalam instalasi ditentukan
berdasarkan pertimbangan dibawah ini :
1. Kemampuan Hantar arus (KHA)
Untuk menentukan luas penampang penghantar yang diperlukan maka,
harus di tentukan berdasarkan atas arus yang akan melewati penghantar tersebut.
Arus nominal yang melewati suatu penghantar dapat ditentukan dengan
menggunakan persamaan berikut :
a) Untuk sumber listrik arus searah (DC) : I=PV
A (2.1)
b) Untuk arus bolak balik satu fasa : I=P
V x cosφA (2.2)
c) Untuk arus bolak balik tiga tiga fasa : I=P
√3 x V x cosφ(2.3)
Dimana :
I = Arus Nominal (A)
P = Daya Aktif (W)
V = Tegangan (V)
Cos φ = Faktor Daya
Kemampuan hantar arus yang dipakai dalam pemilihan penghantar adalah
1,25 kali dari arus nominal yang melewati penghantar tersbeut. Apabila
kemampuan hantar arus sudah diketahui maka tinggal menyesuaikan dengan tabel
untuk mencari luas penampang penghantar yang diperlukan.
2. Drop Tegangan (susut tegangan)
Susut tegangan antara PHB dan setiap titik beban, tidak boleh lebih dari
5% dari tegangan di PHB. Rugi tegangan biasanya dinyatakan dalam satuan
persen % dalam tegangan kerjanya.
12
3. Kondisi Suhu
Setiap penghantar memiliki suatu resistansi (R), jika penghantar tersebut
dialiri oleh arus maka akan terjadi rugi-rugi I2.R, yang kemudian rugi-rugi
tersebut berunah menjadi panas, jika dialiri dalam waktu t detik maka panas yang
terjadi ialah I2.R.t, jika dialiri dalam waktu yang cukup lama maka aka nada
kemungkinan terjadinya kerusakan pada penghantar tersebut.
4. Kondisi Lingkungan
Di dalam pemilihan jenis penghantar yang digunakan, harus disesuaikan
dengan kondisi dan tempat penghantar tersebut akan ditempatkan . Apakah
penghantar tersebut akan ditanam atau di udara.
5. Kekuatan Mekanis
Penentuan luas penampang penghantar kabel juga harus diperhitungkan
apakah kemungkinan adanya tekanan mekanis ditempat pemasangan kabel itu
besar atau tidak, dengan demikian dapat diperkirakan besar kekuatan mekanis
yang mungkin terjadi pada kabel terbut.
6. Kemungkinan Perluasan
Setiap instalasi listrik yang akan dirancang dan dipasangkan dengan
perkiraan penambahan beban yang akan dipasang pada waktu yang akan datang.
Oleh Karena itu luas penampang harus dipilih setingkat diatas luas penampang
yang sebenarnya, dengan tujuan jika dilakukan penambahan beban maka
penghantar tersebut masih mencukupi.
2.5 Panel Hubung Bagi (PHB)
PHB adalah panel hubung bagi / papan hubung bagi / panel berbentuk
lemari (cubicle), yang dapat dibedakan sebagai :
Panel utama / MDP : Main Distribution Panel
13
Panel cabang / SDP : Sub Distribution Panel
Untuk PHB sistem tegangan rendah, hantran utamanya merupkan kabel
feeder dan biasanya menggunakan kabel NYFGBY.
Didalam panel biasanya busbar / rel dibagi menjadi dua segmen yang
saling berhubungan dengan saklar pemisah, yang satu mendapat saluran masuk
dari APP (pengusaha ketenaga listrikan) dan satunya lagi dari sumber listrik
sendiri (genset).
Dari kedua busbar didistribusikan ke beban secara langsung atau melalui
SDP dan atau SSDP. Tujuan busbar dibagi menjadi dua segmen ini adalah jika
sumber listrik dari PLN mati akibat gangguan ataupun karena pemeliharaan, maka
suplai ke beban tidak akan terganggu dengan adanya sumber listrik sendiri
(genset) sebagai cadangan.
Peralatan pengaman arus listrik untuk penghubung dan pemutus terdiri dari :
a. Circuit Breaker (CB)
MCB (Miniatur Circuit Breaker)
MCCB (Mold Case Ciscuit Breaker)
NFB (No Fuse Circuit Breaker)
ACB (Air Circuit Breaker)
VCB (Vacuum Circuit Breaker)
b. Sekring dan pemisah
Switch dan Disconnecting Switch (DS)
Peralatan tambahan dalam PHB antara lain :
a. Rele proteksi
b. Trafo tegangan, trafo arus
c. Alat-alat ukur besaran listrik : amperemeter, voltmeter, frekuensimeter,
d. Lampu-lampu tanda
e. Dan lain - lain
14
Peralatan dan rangkaian dari busbar sampai ke beban seperti pada PHB
sistem tegangan rendah. Contoh gambar diagram satu garis bias dilihat pada
gambar di bawah ini :
Gambar 2.5
Diagram satu garis instalasi pada bangunan / gedung sistem Tegangan
Menengah dan Tegangan Rendah
2.5.1 Syarat-syarat dari PHB sesuai dengan PUIL 2000
a. PHB untuk pemasangan diluar harus dipasang ditempat yang cukup tinggi
sehingga tidak akan terndam saat banjir.
b. Penyambungan saluran masuk keluar dari PHB harus menggunakan
terminal, sehingga penyambungannya dengan komponen dapat dilakukan
dengan mudah, teratur dan aman.
c. Disekitar PHB harus terdaat ruang yang cukup luas sehingga
pemeliharaan, pemeriksaan, perbaikan, pelayanan dan lalu lintas dapat
dilakukan dengan mudah dan aman.
15
d. Untuk memudahkan pelayanan dan pemeliaharaan, harus dipasang bagan
sirkit PHB yang mudah dilihat.
e. Instrument ukur dan indicator yang dipasang pada PHB harus terlihat jelas
dan harus ada petunjuk tentang besaran apa yang dapat diukur dan gejala
apa yang ditunjukan.
2.6 Pengaman
Alat pengaman berfungsi untuk memutus arus saat terjadi beban listirk
berlebih dan terjadi hubung pendek (korsleting). Alat pengaman merupakan
bagaian dari PHB (perlengkapan hubung bagi).
Alat pengaman yang umum digunakan sebagai berikut :
1. MCB (Miniatur Circuit Breaker)
MCB adalah suatu rangkaian pengaman yang dilengkapi dengan
komponen thermos (bimetal) untuk pengaman lebih dan juga dilengkapi
relay elektromagnetik untuk pengaman hubung singkat. MCB banyak
digunakan untuk pengaman sirkit satu fasa dan tiga fasa. Keuntungan
menggunakan MCB, yaitu :
a) Dapat memutuskan rangkaian tiga fasa walaupun terjadi hubung
singkat pada salah satu fasa.
b) Dapat digunakan kembali setelah rangkaian diperbaiki akibat
hubung singkat atau beban lebih.
c) Mempunyai respon yang baik apabila terjadi hubung singkat atau
beban lebih.
Pada MCB terdapat dua jenis pengaman secara thermis dan
elektromagnetis, pengaman thermis berfungsi untuk mengamankan arus beban
lebih sedangkan pengaman elektromagnetis berfungsi untuk mengamankan jika
terjadi hubung singkat.
16
Gambar 2.6 MCB
2. MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
MCCB merupakan salah satu alat pengaman yang dalam proses operasinya
mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pengaman dan sebagai alat
penghubung. Jika dilihat dari dari segi pengaman, maka MCCB dapat
berfungsi sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus
beban lebih. Pada jenis tertentu pengaman ini, mempunyai kemampuan
yang dapat diatur sesuai yang diinginkan.
Gambar 2.7 MCCB
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
17
2.4.
2.5.
2.6.
2.6.1 Menghitung Kapasitas Pengaman
Pemasangan kapsitas pengaman dalam PHB harus sesuai dengan
kebutuhan peralatan yang akan diamankan. Peralatan berupa mesin-mesin listrik
seperti motor listrik akan membutuhkan arus yang besar, karena selain memiliki
sifat arus induktif juga memerlukan torsi mula yang besar sat mesin mulai
berputar. Dengan demikian arus mula untuk mesin-mesin listrik biasanya
memerlukan tiga kali arus nominal mesin.
Berbeda dengan mesin-mesin listrik, untuk beban berupa lampu pijar, dan
pemanas yang mana alat tersebut merupakan beban resistif sehingga arus yang
mengalir dalam beban menjadi sefasa dengan tegangan. Dengan demikian daya
yang tersedia menjadi optimal.
Untuk menghitung kapasitas pengaman dapat dilakukan dengan
persamaan sebagai berikut :
a) Untuk sumber listrik arus searah (DC) :
P = I x V watt (2.4)
b) Untuk sumber listrik arus bolak balik (AC) :
P = I x Vf x cos φ Watt (sistem satu fasa) (2.5)
P = I x VL x cos φ x √3 Watt (sistem tiga fasa) (2.6)
Vf = tegangan fasa-netral 220 Volt
VL = tegangan fasa-fasa 380 Volt.
Dari persamaan daya di atas dapat dihitung arus nominal (In) beban.
a¿∈¿ PV x cosφ
untuk sistem satu fasa (2.7)
b¿∈¿ P√3 x VL xcos φ
untuk sistem tiga fasa (2.8)
Sedangkan untuk menghitung besarnya pengaman Ip = In x k, dimana :
In : arus nominal beban
k : konstanta,
k = 1,1 s/d 2,5 untuk pengaman beban lebih
18
2.7 Beban Listrik
Beban listirk adalah piranti / peralatan yang menggunakan atau
mengkonsumsi energi listrik. Jenis beban listrik yang akan dibahas secara garis
besar adalah sebagai berikut :
Untuk penerangan dengan lampu pijar, pemanas listrik yang bersifat
resistif.
Untuk peralatan yang menggunakan motor-motor listrik (pompa air, alat
pendingin / AC), penerangan dengan lampu tabung yang menggunakan
ballast/trafo bersifat induktif (lampu TL, komputer, sodium, TV, dll).
Jenis beban listrik dalam gedung / bangunan dapat dikelompokkan menjadi:
1. Penerangan
2. Stop kontak
3. Motor-motor listrik
2.7.1 Instalasi Penerangan
Penerangan gedung merupakan pengunaan yang dominan, karena
dibutuhkan oleh semua gedung dan juga waktu penggunaannya yang panjang.
Jumlah lampu yang digunakan akan mempengaruhi pembagian group dari panel
penerangan, penampang penghantarnya dan pengamannya (sekring atau MCB)
serta sakelar pengendalinya.
Pada bangunan besar seperti perkantoran, rumah sakit, hotel, pabrik, mal,
gedung olah raga dan sebagainya. Juga memerlukan penerangan untuk ruang
kerja, lab, bengkel, ruang pertemuan, ruang pasien, ruang messin pada pabrik dan
sebagainya.
Untuk diluar bangunan, penerangan yang diperlukan adalah PJU
(Peneranagn Jalan Umum), lampu dekorasi, lampu rekalme dan sebagainya.
2.7.2 Stop Kontak
Stop kontak adalah istilah popular yang biasa digunakan sehari-hari.
Dalam PUIL 2000, stop kontak ini dinamakan KKB (Kotak Kontak Biasa) dan
19
KKK (Kotak Kontak Khusus) KKB adalah kotak kontak yang dipasang untuk
digunakan sewaktu-waktu (tidak secara tetap) bagi piranti listrik jenis ini apapun
yang memerlukannya, asalkan penggunaannya tidak melebihi batas
kemampuannya.
KKK adalah kotak kontak yang dipasang khusus untuk digunakan secara
tetap bagi suatu jenis piranti listrik tertentu yang diketahui daya maupun
tegangannya. Dengan demikian, KKK mempunyai tempat/lokasi tertentu dengan
beban tetap, dan dihubungkan langsung ke panel sebagai group tersendiri.
Sedangkan KKB tersebar diseluruh bangunan dengan beban tidak tetap dan
biasanya satu dengan group tegangan penerangan.
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.7.1.
2.7.2.
2.7.3 Motor-motor Listrik
Motor-motor listrik merupakan beban kedua terbanyak sesudah
penerangan, motor listrik digunakan untuk menggerakkan pompa, kipas angin,
kompresor yang merupakan bagian penting dari pendingin udara, dan juga sebagai
penggerak mesin-mesin industri, elevator escalator, dll. Motor dikategorikan
sebagai motor fraksional (kurang dari 1HP), integral (diatas 1HP), dan motor
kelas medium sampai sebesar (diatas 5HP).
1.
20
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8 Satuan-satuan Teknik Penerangan
Satuan-satuan penting yang digunakan dalam teknik penerangan ialah:
Satuan untuk intensitas cahaya : candela (cd)
Satuan untuk flux cahaya : lumen (lm)
Satuan untuk intensitas penerangan atau iluminasi : lux (lx)
Satuan untuk sudut ruang ialah steradian (sr)
2.8.1 Steradian
Radian adalah sudut pada titik tengah lingkaran antara dua jari-jari dimana
kedua ujung busurnya jaraknya sama dengan jari-jari tersebut (misal R = 1m) oleh
karena keliling lingkaran = 2πR, maka
1 radian = 360°2 π = 57,30 (2.9)
21
Gambar 2.8 Radian
Sedangkan steradian adalah sudut ruang pada titik tengah bola antara jari-
jari terhadap batas luar permukaan bola sebesar kuadrat jari-jarinya.
Gambar 2.9 Steradian
Karena luas permukaan bola = 4πR2, maka di sekitar titik tengah bola
terdapat 4π sudut ruang yang masing-masing = 1 steradian. Jumlah steradian suatu
sudut ruang dinyatakan dalam lambang ω (omega).
ω = AR2 steradian (2.10)
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
22
2.8.
2.8.1.
2.8.2 Intensitas Cahaya
Menurut sejarah, sumber cahaya buatan adalah lilin (candela). Candela
dengan singkatan Cd ini merupakan satuan intensitas cahaya (I) dari sebuah
sumber yang memancarkan energi cahaya ke segala arah.
I= Fω (cd) (2.11)
Keterangan :
I = Intensitas cahaya (cd)
F = Flux cahaya (lumen)
ω = Sudut ruang (steradian)
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.8.1.
2.8.2.
2.8.3 Flux Cahaya
Flux cahaya adalah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya.
Φ adalah lambang untuk flux cahaya satuannya lumen. Satu lumen adalah fluks
cahaya yang dipancarkan dalam 1 steradian dari sebuah sumber cahaya 1cd pada
permukaan bola dengan jari-jari R = 1m.
23
2.8.4 Intensitas Penerangan
Intensitas penerangan atau iluminansi disuatu bidang ialah flux cahaya
yang jatuh pada 1 m2 dari bidang itu. Satuan untuk intensitas penerangan adalah
lux (lx), dan lambangnya E. Jadi 1 lux = 1 lumen per m2. Kalau suatu bidang yang
luasnya A m2, diterangi dengan φ lumen, maka intensitas penerangan rata-rata
dibidang itu sama dengan :
Erata-rata = φA lux. (2.12)
Kalau 10 m2 diterangi dengan 1000 lumen, didapat:
Erata-rata = φA =1000
10 =100 lux. (2.13)
2.8.5 Luminansi
Luminansi adalah suatu ukuran untuk terang suatu benda. Luminansi yang
terlalu besar akan menyilaukan mata, seperti halnya sebuah lampu pijar tanpa
armatur.
Luminansi L suatu sumber cahaya atau suatu permukaan yang
memantulkan cahaya adalah intensitas cahayanya dibagi dengan luas semu
permukaan. Dalam bentuk rumus.
Tabel 2.1 Pencahayaan Minimum yang direkomendasikan
Fungsi Ruang Tungkat
Pencahayaan
(lux)
Keterangan
Rumah Tinggal :
Teras 60
Ruang Tamu 120-250
Ruangg Makan 120-250
Ruang Kerja 120-250
Ruang Tidur 120-250
Ruang Mandi 250
Dapur 250
24
Garasi 60
Perkantoran :
Ruang Direktur 350
Ruang Kerja 350
Ruang Komputer 350 Gunakan armatur
berkisi untuk
mencegah silau
akibat pentulan
layar monit
Ruang Rapat 300
Ruang Gambar 750 Gunakan
pencahayaan
setempat pada
meja gambar
Gudang Arsip 150
Raung Arsif Aktif 300
Lembaga Pendidikan :
Ruang Kelas 250
Perpustakaan 300
Laboratorium 500
Ruang Gambar 750
Kantin 200
Hotel dan Restoran :
Lobby dan koridor 100 Pencahayaan
pada bidang
vertikal sangat
penting untuk
menciptakan
suasana / kesan
ruang yang baik.
25
Ballroom / Ruang
Sidang
200 Sistempencahayaanharus
dirancanguntuk menciptakansuasana
sesuaisistempengendalian“Switching
” dan“dimming” dapatdigunakan
untukmemperolehberbagai
efekpencahayaan
Ruang Makan 250
Cafetaria 250
Kamar Tidur 150 Diperlukan lampu
tambahan pada
bagian kepala
Dapur 300
Rumah Sakit :
Ruang Rawat Inap 250
Ruang Operasi, Ruang
Bersalin, Laboratorium,
Ruang Reakreasi dan
rehabilitasi
300
Pertokoan / Ruang
Pamer :
Ruang Pamer dengan
ukuran besar (misalnya
mobil)
500 Tingkat
pencahayaan ini
harus dipenuhi
pada lantai. Untuk
beberapa produk
tingkat
pencahayaan
26
pada bidang
vertikal juga
penting.
Toko Kue dan Makanan 250
Toko Buku dan Alat
Tulis
300
Toko Perhiasan 500
Barang kulit dan Sapatu 500
Toko Pakaian 500
Pasar Swalayan 500
Toko Alat Litrik 250
Industri Umum :
Gudang 100
Pekerjaan Kasar 100-250
Pekerjaan Sedang 200-500
Pekerjaan Halus 500-1000
Pekerjaan Amat Halus 1000-2000
Pemeriksaan Warna 750
Rumah Ibadah :
Mesjid 200
Gereja 200
Vihara 200
Sumber : SNI, BSN, 2000
Tabel 2.2 Fluks Cahaya
No Type dan Daya Lampu (w)Fluks Cahaya
(lumen)
I Fluoresen
a. Tabung Fluoresen,Warna standard :
18 1050
18 1150
27
36 2500
36 2800
Tabung Fluoresen,Warna super (CRI 85):
18 1350
16 3300
b. Kompak Fluoresen 2 pin - 2 tabung :
5 250
7 400
9 600
11 900
4 tabung - PL-C :
10 600
13 100
18 1200
26 1800
c. 2 tabung / Fluoresen kompak :
9 400
13 600
18 900
25 1200
II Mercuri Tekanan Tinggi
50 1800
80 3700
125 6200
250 12700
400 22000
III Halide Metal
Daya Rendah :
70 5100
150 11000
250 20500
Daya Tinggi :
250 170000
28
400 30500
1000 81000
IV Sodium Tekanan Tinggi
Standard :
50 3500
70 5600
150 14500
250 27000
400 48000
CRI - 83 :
35 1300
50 2300
100 4800
V Sodium Tekanan Rendah
18 1770
35 4550
55 7800
90 13000
135 20800
180 32500
Sumber : SNI, BSN, 2000
2.9 Penentuan Jumlah dan Kekuatan Lampu
Faktor-faktor yang mempengaruhi penentuan jumah titik cahaya pada
suatu ruangan :
1. Macam penggunaan ruangan (fungsi ruangan), setiap macam penggunaan
ruangan mempunyai kebutuhan kuat penerangan yang berbeda-beda.
2. Ukuran ruangan, semakin besar ukuran ruangan semakin besar pula kuat
penerangan yang dibutuhkan.
3. Keadaan dinding dan langit-langit (faktor refleksi), berdasarkan warna cat
dari dinding dan langit-langit pada ruangan tersebut memantulkan atau
menyerap cahaya.
29
4. Macam dan jenis lampu dan armature yang dipakai, tiap-tiap lampu dan
armatur memiliki konstruksi dan karakteristik yang berbeda.
Letak dan jumlah lampu pada suatu ruangan harus dihitung sedemikian
rupa, sehingga ruangan tersebut mendapatkan sinar yang merata. Dan manusia
yang berada didalam ruangan tersebut menjadi nyaman, penerangan untuk
ruangan kerja harus dirancang sedemikian rupa sehingga pengaruh dari penerngan
tidak membuat cepat mata lelah.
Disamping itu harus diperhatikan juga perhitungan tingkat
pencahayaannya., sebagai berikut :
a. Tingkat Pencahayaan Rata-rata (Erata-rata).
Tingkat pencahayaan pada suatu ruangan pada umunya didefinisikan
sebagai tingkat pencahayaan rata-rata pada bidang kerja. Yang dimaksud
dengan bidang kerja ialah bidang horizontal imajiner yang terletak 0,75
meter diatas lantai pada seluruh ruangan. Tingkat pencahayaan rata-rata
Erata-rata (lux), dapat dihitung dengan persamaan :
Erata−rata= Ftotal x kp xkdA
(lux ) (2.14)
Dimana :
Ftotal = Fluks luminus total dari semua lampu yang menerangi bidang kerja
(lumen).
A = luas bidang kerja (m2)
Kp = koefisien penggunaan
Kd = koefisien depresiasi (penyusutan)
b. Koefisien Penggunaan (kp)
Sebagian dari cahaya yang dipancarkan oleh lampu diserap oleh armatur,
sebagian dipancarkan ke arah atas dan sebagian lagi dipancarkan ke arah bawah.
Faktor penggunaan didefinisikan sebagai perbandingan antara fluks luminus yang
sampai dibidang kerja terhadap keluaran cahaya yang dipancarkan oleh semua
lampu.
Besarnya koefisien penggunaan dipengaruhi oleh faktor :
30
1. Distribusi intensitas cahaya dari armatur.
2. Perbandingan antara keluaran cahaya dari armatur dengan keluaran cahaya
dari lampu didalam armatur.
3. Reflektansi cahaya dari langit-langit, dinding dan lantai.
4. Pemasangan armatur apakah menempel atau digantung di langit-langit.
5. Dimensi ruangan.
Besarnya koefisien penggunaan untuk sebuah armatur diberikan dalam
bentuk tabel yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat armatur yang berdasarkan
hasil pengujian dari instansi terkait. Merupakan suatu kaharusan dari pembuat
armatur untuk memberikan tabel kp karena tanpa tabel ini perancangan
pencahayaan yang menggunakan armatur tersebut tidak dapat dilakukan dengan
baik.
c. Koefisien Penyusutan dan Faktor Depresiasi (kd)
Lampu listrik setelah dipakai beberapa waktu akan mengalami pengotoran.
Akibat dari terjadinya pengotoran, intensitas penerangan yang sampai pada bidang
kerja menjadi berkurang.
Pengotoran pada lampu listrik sifatnya berbeda-beda, yaitu mulai dari :
1. Pengotoran ringan (daerah yang hampir tak berdebu)
2. Pengotoran sedang / biasa
3. Pengotoran berat (daerah banyak debu)
Pengotoran ringan terhadap sumber cahaya, biasanya terjadi pada ruang
kelas, laboratorium, dan sejenisnya. Untuk pengotoran sedang biasanya terjadi
pada ruangan yang berada dipinggir jalan seperti toko, supermarket dan
sejenisnya. Sedangkan untuk jenis pengotoran berat biasa terjadi di pabrik-pabrik
yang banyak menghasilkan debu seperti, pabrik kapur, keramik dan
sejenisnya.untuk faktor pengotoran dapat dilihat pada table efisiensi. Faktor
depresiasi juga ditentukan dari usia lampu. Bila tingkat pengotoran tidak
diketahui, maka faktor depresi yang diambil sebesar 0,8.
d. Jumlah armatur yang diperlukan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan
tertentu.
31
Untuk menghitung jumlah armatur, terlebih dahulu dihitung fluks luminus
total yang diperlukan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan yang direncanakan,
dengan menggunakan persamaan :
Ftotal= E x AKp x Kd
(lumen) (2.15)
Kemudian jumlah armatur dihitung dengan persamaan :
Ntotal= FtotalF 1 x n (2.16)
Dimana :
F1 = fluks luminus satu buah lampu
n = jumlah lampu dalam satu armature
2.10 Penempatan Sumber Cahaya (lampu)
Agar didapatkan sistem penerangan yang merata dalam suatu ruangan
harus diperhitungkan sedemikian rupa sesuai dengan jenis lampu yang digunakan.
Jarak penempatan sumber cahaya a, sedapat mungkin sama dengan tinggi efektif
lampu h, di atas bidang kerja. Jarak penempatan lampu yang berada paling pinggir
atau didekat dinding dapat dibuat 0,5 a. namun tidak mutlak seperti itu, hal itu
disesuaikan dengan jenis lampu yang digunakan dan karakteristik dari lampu yang
dipakai.
Gambar 2.10 Teknik Penempatan Titik Cahaya Lampu Pijar
Teknik penempatan lampu TL, perlu ada peneyesuaian, karena
karakteristik intensitas cahaya lampu TL brbeda dengan lampu pijar.
32
Gambar 2.11 Teknik Penempatan Titik Cahaya Lampu TL
2.11 Pemilihan Peralatan
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.11.1 Jenis Lampu
Pada saat sekarang, lampu listrik dapat dikategorikan dalam dua golongan,
yaitu : lampu pijar dan lampu pelepasan gas.
a. Lampu pijar
33
Lampu pijar menghasilkan cahayanya dengan pemansan listrik dari
kawat filamennya pada temperatur yang tinggi. Temperatur ini
memberi radiasi dalam daerah tampak dari spectrum radiasi yang
dihasilkan. Komponen lampu pijar terdiri dari :
1. Filament
2. Bola lampu
3. Gas pengisi, dan
4. Kaki lampu
b. Lampu pelepasan gas
Lampu ini tidak sama bekerjanya seperti lampu pijar. Lampu ini
bekerja berdasarkan pelepasan elktron secara terus menerus didalam
uap yang diionisasi. Kadang-kadang dikombinasikan dengan fosfor
yang dapat berpendar.
Pada umumnya lampu ini tidak dapat bekerja tanpa ballast sebagai
pembatas arus sirkit lampu.
Lampu pelepasan gas mempunyai tekanan gas tinggi atau tekanan
gas rendah. Gas yang dipakai adalah merkuri atau natrium. Salah satu
lampu pelepasan gas tekanan rendah dan memakai merkuri adalah
lampu fluoresen atau disebut TL.
c. Lampu fluoresen tabung
Lampu fluoresen tabung dimana sebagian besar cahayanya
dihasilkan oleh bubukfluoresen pada dinding bola lampu yang
diaktifkan oelh energy ultraviolet dari pelepasan energy electron.
Umumnya lampu ini berbentuk panjang yang mempunyai elektroda
pada kedua ujungnya, berisi uap merkuri pada tekanan rendah dengan
gas inert untuk penyalaannya.
Lampu fluoresen mempunyai dua sistem penyalaan, yaitu memkai
starter dan tanpa starter. Lampu fluoresen jenis tanpa starter TL-RS,
TL-X dan TL-M
2.12 Pentanahan
34
Pentanahan pengaman adalah suatu tindakan pengaman dala instalasi
listrik yang rangkaiannya ditanahkan dengan cara mentanahkan badan peralatan
yang diamankan melalui media elektroda atau penghantar.
Tujuan dari pentanahan yaitu menghindari tegangan sentuh pada peralatan
akibat tegangan induksi dari tegangan bolak balik. Dan akibat dari putusnya alat
pengaman.
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.12.1 Jenis Elektroda Pentanahan
1. Elektroda Pita
Alat ini di buat dari hantaran berbentuk pita, berpenampang bulat atau
hantaran pilin, umumnya ditanam dangkal dalam tanah. Elektroda ini dapat
ditanam secara dangkal pada kedalaman antara 0,5 sampai 1 meter dari
permukaan tanah, tergantung dari kondisi dan jenis tanah. Dalam pemasangannya
elektroda pita ini dapat ditanam dalam bentuk memanjang, radial, melingkar atau
kombinasi dari lingkaran dan radial.
35
0,5 -1 m0,5 -1 m 0,5 -1 m
(a). Radial (b). Lingkaran (c). Kombinasi lingkaran radial
Gambar 2.12. Jenis-jenis elektroda pita dan cara pemasangannya
2. Elektroda Batang
Elektroda bentuk batang ini adalah elektroda berbentuk pipa atau batang
profil atau logam lain yang ditanamkan tegak lurus ke dalam tanah dengan
kedalaman antara 1 sampai 6 meter.
Gambar 2.13 Elektroda batang
3. Elektroda Pelat
Elektroda plat adalah elektroda dari plat logam. Pada pemasangannya
elektroda ini dapat ditanam tegak lurus atau mendatar tergantung dari tujuan
penggunaannya. Bila digunakan sebagai elektroda pembumian pengaman maka
cara pemasangannya adalah tegak lurus dengan kedalaman kira-kira 1 meter di
bawah permukaan tanah dihitung dari sisi plat sebelah atas. Bila digunakan
sebagai elektroda pengatur yaitu mengatur kecuraman gradien tegangan guna
menghindari tegangan langkah yang besar dan berbahaya, maka elektroda plat
tersebut ditanam mendatar.
36
Gambar 2.14 Elektroda pelat
Tahanan jenis tanah sangat menentukan tahanan pentanahan dari
elektroda-elektroda pentanahan. Tahanan jenis tanah diberikan dalam satuan
Ohm-meter. Dalam bahasan di sini menggunakan satuan Ohm-meter, yang
merepresentasikan tahanan tanah yang diukur dari tanah yang berbentuk kubus
yang bersisi 1 meter.
Yang menentukan tahanan jenis tanah ini tidak hanya tergantung pada
jenis tanah saja melainkan dipengaruhi oleh kandungan moistur, kandungan
mineral yang dimiliki dan suhu (suhu tidak berpengaruh bila di atas titik beku air).
Oleh karena itu, tahanan jenis tanah bisa berbeda-beda dari satu tempat dengan
tempat yang lain tergantung dari sifat-sifat yang dimilikinya. Sebagai pedoman
kasar, tabel berikut ini berisikan tahanan jenis tanah yang ada di Indonesia.
Tabel 2.3 Tahanan Jenis Tanah
1 2 3 4 5 6 7
Jenis tanahTanah
rawa
Tanah
liat &
tanah
ladang
Pasir
basah
Kerikir
basah
Pasir dan
kerikil
kering
Tanah
berbatu
Resistansi
jenis (Ω-
m)
30 100 200 500 1000 3000
37
Tabel berikut ini dapat digunakan sebagai acuan kasar harga tahanan pentanahan
pada tanah dengan tahanan jenis tanah tipikal berdasarkan jenis dan ukuran
elektroda.
Tabel 2.4 Resistansi pembumian pada resistansi jenis ρ1 = 100 Ω-meter
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Jenis
elektrode
Pita atau penghantar lain Batang atau pipa
Pelat
vertical
dengan sisi
atas ± 1 m di
bawah
permukaan
tanah
Panjang (m) Panjang (m) Ukuran (m2)
Resistansi
pembumian
(Ω)
10 25 50 100 1 2 3 4 0,5x1 1x1
20 10 5 3 70 40 30 20 35 25
2.12.2 Elektroda Pentanahan
Untuk menentukan diameter elektroda pentanahan dapat dihitung :
ρ=R . 2. π .l
I η(4 . 1d ) (2.17)
Dimana :
ρ = tahanan jenis tanah (Ω)
R = tahanan pentanahan (Ω)
l = Panjang elektroda yang ditanam (m)
d = diameter batang elektroda pentanahan (m)
2.13 Generator Set (Genset)
38
Listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok dalam suatu kegiatan
sehari-hari. Dalam suatu kegiatan banyak menggunakan peralatan-peralatan yang
sangat tergantung pada kontinuitas daya listrik sehingga memerlukan pencatu
daya listrik pengganti diluar catu daya utama (PLN). Genset diperlukan suatu
sistem yang mampu mengatur penyaluran tenaga listrik, sehingga bila salah satu
sumber listrik mngalami gangguan, maka dapat diambil alih oleh sumber lain
(genset).
Pada saat sumber PLN mengalami gangguan secara otomatis genset akan
mengambil alih supply PLN ke supply genset. Sebaliknya, apabila sumber PLN
sudah normal kembali, maka unit alat tersebut secara otomatis akan
mengembalikan supply dari genset ke PLN. Alat yang dapat mentransfer kedua
sumber listrik tersebut disebut sebagai Automatic Main’s Failure (AMF).
39