PERANCANGAN INSTALASI TENAGA LISTRIK 1 FASA

PERANCANGAN INSTALASI TENAGA LISTRIK 1 FASA

A. Ketentuan umum

1. Rancangan instalasi listrik harus memenuhi ketentuan PUIL ini dan peraturan yang tersebut dalam ketentuan yang terkait.

2. Rancangan instalasi listrik harus berdasarkan persyaratan dasar yang ditentukan dalam perancangan seperti :

a. Keselamatan manusia dan ternak dan keamanan harta benda

b. Berfungsinya instalasi listrik dengan baik sesuai dengan maksud penggunaannya, serta 

c. Memenuhi proteksi untuk keselamatan seperti yang telah ditentukan. 

3. Sebelum melakukan perencanaan harus dilakukan penilaian (assessment) dan survey lokasi.

B. Ketentuan Rancangan Instalasi Listrik

Rancangan instalasi listrik ialah berkas gambar rancangan dan uraian teknik, yang digunakan sebagai pedoman untuk melaksanakan suatu instalasi listrik.Rancangan instalasi listrik harus dibuat dengan jelas, serta mudah dibaca dan dipahami oleh para teknisi listrik. Untuk itu harus diikuti dengan standar yang berlaku. Rancangan instalasi listrik meliputi beberapa hal berikut ini:

1. Gambar situasi yang menunjukkan dengan jelas letak gedung atau bangunan tempat instalasi tersebut akan dipasang dan rancangan penyambungannya dengan sumber tenaga listrik.

2. Gambar instalasi listrik meliputi :

a. Rancangan tata letak yang menunjukkan dengan jelas letak perlengkapan listrik beserta sarana  kendalinya, seperti titik lampu, kotak kontak, sakelar, motor listrik, PHB dan lain-lain.

b. Rancangan hubungan perlengkapan listrik dengan gawai pengendalinya seperti hubungan lampu dengan sakelarnya, motor dengan pengasutnya, dan dengan gawai pengatur kecepatannya, yang merupakan bagian dari sirkit akhir atau cabang dari sirkit akhir.

c. Gambar hubungan antara bagian sirkit akhir tersebut dan PHB yang bersangkutan, ataupun pemberian tanda dan keterangan yang jelas mengenai hubungan tersebut.
d. Tanda ataupun diagram yang jelas mengenai setiap perlengkapan listrik.

C. Papan Hubung Bagi Konsumen (PHBK)
Pada Sirkit Utama Konsumen Jenis sambungan dan dayanya dari APP dapat berupa sirkit fase satu atau sirkit fase tiga sesuai dengan kebutuhan konsumen. Untuk sirkit satu fase, jumlah konduktornya ada tiga, yaitu konduktor fase, konduktor netral dan konduktor proteksi. Konduktor proteksi ini pada PHBK dicabangkan dari konduktor netral dan dihubungkan melalui konduktor pembumi dengan elektroda bumi. Konduktor proteksi ini dihubungkan ke APP pada bagian konduktivitas terbuka (BKT) APP. 

Untuk sirkit fase tiga, jumlah konduktornya ada lima diantaranya, tiga konduktor fase, satu konduktor netral dan satu konduktor proteksi, yang juga berawal dari pencabangan konduktor netral. Berdasarkan PUIL penampang minimum untuk konduktor sirkit utama konsumen adalah 4 mm2. Untuk kebutuhan penampang yang lebih besar tergantung kepada besarnya dari instalasi rumah.Jika kebutuhan daya 11.000 VA, maka sirkit fase satu, voltase 220 V adalah: 

     I = 11.000 VA/220 V = 50 A.

Maka konduktor-konduktor NYA atau NYM yang digunakan berdasarkan tabel adalah luas penampang konduktor 10 mm2.

Bila digunakan sirkit fase tiga, voltase kerja 220 V/380 V, maka

      I = 11.000 VA/380 √3 = 16,7 A.

Berdasarkan besar arus di atas, maka konduktor NYA atau NYM yang digunakan adalah dengan lauas penampang 2,5 mm2 sudah mencukupi. Tetapi dengan ketentuan mengenai batas minimum, maka digunakan konduktor penampang 4 mm2. 

Instalasi rumah berdaya kecil misalnya 450 VA. PHBK utama hanya berupa satu kotak sekring  dengan sakelar kendalinya untuk melayani satu sirkit akhir yang terdiri atas beberapa titik   lampu dan kotak kontak. Hubungan PHBK berupa kotak sekering 450 VA dengan  pembumian sistem TN-S (PNP) yang dihubungkan pada APP.

                               

                                     

Gambar Hubungan Perlengkapan PHBK dengan pembumian system TN-S

                                               

Gambar. PHBK menggunakan sekring, dan  MCB

Ukuran PHBK yang lebih besar adalah paket dengan daya sambung 900 VA, 1300 VA, 220 VA,  dan seterusnya.

                                             

Gambar. PHBK Dua Grup

                                      

Gambar PHBK Terbuat dari Plastik Keras

Sakelar masuk PHBK harus mempunyai kemampuan minimum 10 A dan arus minimum sama  besar dengan arus nominal konduktor masuk.     

Gambar. PHBK dan Kotak Kontak

Penyambungan saluran masuk dan saluran keluar pada PHBK harus menggunakan terminal,  agarpenyambungan dengan komponen dapat dilakukan dengan mudah, teratur dan aman.

D. Penempatan Titik Beban dan Saklar
1. Penempatan Titik Lampu

Tingkat iluminasi yang memadai merupakan unsur dasar bagi rumah tangga modern. Seringkali hasil yang baik diperoleh dengan kombinasi pencahayaan dari titik lampu yang permanen dan armatur yang tidak dipasang tetap. Penempatan titik lampu menjadi penting untuk memperoleh hasil pencahayaan yang diingini.

2. Penempatan Titik Kotak Kontak

Kotak kontak sebaiknya ditempatkan di dekat ujung dinding dari pada di tengah untuk menghindarinya terhalang karena penempatan mebel atau lemari yang besar. Kotak kontak sebaiknya ditempatkan kurang lebih 30 cm di atas lantai dengan dilengkapi penutup/proteksi atau 30 cm di atas landasan bidang kerja meja

3. Penempatan Sakelar Dinding

Sakelar dinding biasanya ditempatkan kurang lebih 120 cm di atas lantai di jalan yang biasa dilalui. Jika harus dilayani dengan membuka pintu terlebih dahulu, maka sakelar dinding ditempatkan di dekat dan di sisi daun pintu masuk atau di tiap ujung gang atau tangga.

E. Penghubung Lampu dan Kotak-kontak
Sakelar adalah gawai pemutus dan penyambung rangkaian listrik dalam keadaan berbeban atau tanpa beban. Sakelar ini disebut juga saklar beban. Pada sakelar terdapat nilai arus dan voltase kerjanya yang harus sesuai atau lebih besar dari pada beban yang dilayaninya, tetapi tidak kurang dari 5 A. Berdasarkan segi pemasangan sakelar dibedakan atas jenis terpasang pada permukaan dan jenis terpasang rata permukaan. Sedangkan dari keadaan lingkungan terdapat pula sakelar yang tahan cuaca atau kedap air.

F. Tusuk Kontak

PUIL 2011 menyatakan (510.4.1.4.1) bahwa dalam suatu instalasi, lubang kotak kontak dengan voltase pengenal tertentu tidak boleh dapat dimasuki tusuk kontak dengan voltase pengenal yang lebih rendah lihat (414.4.3).

Lubang kotak kontak dengan arus pengenal tertentu tidak boleh dapat dimasuki tusuk kontak dengan arus pengenal yang lebih besar, kecuali bagi kotak kontak atau tusuk kontak dengan arus pengenal setinggi-tingginya 16 A (510.4.1.4.2) . Pada kotak kontak dan tusuk kontak harus tercantum voltase tertinggi dan arus terbesar yang diperbolehkan (510.4.1.5). Tusuk kontak untuk voltase instalasi listrik domestik tidak boleh dipakai untuk menjalankan dan mematikan mesin atau peranti portabel dengan daya lebih dari 2 kW dengan arus pengenal lebih dari 16 A (510.4.1.6).

Kotak kontak yang ditempatkan pada lantai harus tertutup dalam kotak lantai yang khusus diizinkan untuk penggunaan ini (510.4.2.4). Kotak kontak fase satu, baik yang berkutub dua maupun tiga harus dipasang sedemikian hingga kutub netralnya berada di sebelah kanan atau di sebelah bawah kutub bervoltase. Kotak kontak harus dipasang tidak kurang setinggi minimum 1,25 m dari lantai. Jika dipasang kurang dari 1,25 m, kotak kontak harus terutup.

G. Pengelompokkan Beban

1. Jenis Beban

Beban yang terdapat dalam rumah dan bangunan beragam sesuai dengan keadaan penghuni dan jenis bangunannya.

2. Jumlah Maksimum Titik Beban di Sirkit Akhir

Jumlah maksimum titik beban yang dapat dihubungan paralel pada suatu sirkit ditentukan dalam peraturan PUIL 2011 (2.4.1.2) sampai (2.4.2.5). Untuk lebih jelasnya perhatikan tabel di bawah. Ketentuan ini tidak berlaku untuk sirkit akhir yang menyuplai perlengkapan yang mempunyai nilai nominal lebih dari 20 A, atau lebih dari 20 A per fase, sirkit akhir yang hanya mempunyai satu titik beban berupa perlengkapan tersebut. Jumlah titik beban yang dapat dihubungkan pada suatu sirkit akhir tergantung pada nilai nominal gawai roteksi, yang nilai maksimumnya tidak boleh melebihi KHA konduktor sirkit.

2.1. Perhitungan Kebutuhan Maksimum

Perhitungan kebutuhan beban listrik sangat diperlukan agar pemanfaatan energi tersebut sesuai dengan kebutuhan, dengan kata lain adalah hemat dan tidak boros. Untuk itu tujuan memperkirakan kebutuhan beban adalah sebagai berikut:

1). Untuk mengetahui beban tersambung total

2). Untuk menetapkan kebutuhan maksimum beban

3). Untuk menetapkan daya sambung untuk melayani beban ditambah daya untuk memenuhi perluasan di kemudian hari

4). Untuk membuat rancangan rinci lebih lanjut.

Perhitungan Kebutuhan Maksimum di Sirkit Utama Konsumen dan Sirkit Cabang

Perhitungan kebutuhan maksimum di sirkit diatur dalam ketentuan (2.3). Sedangkan kebutuhan maksimum di sirkit utama konsumen dan sirkit cabang diatur (2.3.1.1.), dengan ketentuan, dipilih salah satu cara seperti di bawah:

a. Dengan perhitungan sesuai dengan ketentuan (2.3.2)

b. Dengan penaksiran sesuai dengan ketentuan (2.3.3)

c. Dengan pengukuran atau pembatasan sesuai dengan ketentuan (2.3.4).

Khusus untuk instalasi rumah tinggal dan rumah ganda ketentuannya terdapat dalam PUIL 2011 (2.3.2.2). Perhitungan kebutuhan maksimum untuk tiap fase dari instalasi harus ditentukan berdasarkan tabel di bawah.

2.2.   Bahan Instalasi Listrik

Pengertian bahan instalasi istrik adalah bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan instalasi listrik. Adapun bahan-bahannya antara lain :

a. KwH Meter

KwH adalah alat penghitung pemakaian energy listik. Alat ini bekerja menggunakan metode induksi medan magnet dimana medan magnet tersebut menggerakan piringan yang terbuat dai alumanium. KwH Meter adalah alat yang berfungsi mengukur pemakaian daya yang digunakan oleh pelanggan baik domestik maupun non-domestik. Prinsip Kerja KwH Meter adalah dalam alat ukur energy listrik, kumparan–kumparan arus dan tegangan merupakan suatu belitan pada dua buah magnet.Kumparan arus akan membangkitkan fluks megnet dengan nilai berbanding lurus dengan besar arus. Terjadinya perputaran dari piringan alumanium karena interaksi dari kedua medan magnet ini. Kemudian putaran piringan ditransfer pada roda-roda pencatat. Pada transfer mati nilai putaran piringan alumanium ke roda-roda pencatat dilakukan kalibrasi untuk memperoleh nilai energi terukur dalam besaran KwH (Kilo Watt Hours)

                                  

Gambar KwH Meter(sumber :http://ibnubahrulrama.blogspot.com/)

Keterangan :

• Cp   = inti besi kumparan tegangan
• Cc   = inti besi kumparan arus
• Wp  = kumparan tegangan
• Wc  = kumparan arus
• D     = kepingan roda alumanium
• J      = roda-roda pencatat (regester)
• M    = magnet permanen sebagai pengerem keing alumanium,saat beban kosong
• S     = kumparan penyesuai beda fase arus dan tegangan

Untuk menghitung jumlah pemakaian daya yang digunakan yaitu dengan menggunakan rumus :

P = V x I daya semu

P = V x I x cos φ daya nyata

Q = V x I x sin φ daya reaktif

Dimana:

• P         = Daya
• V        = Tegangan
• I          = Arus
• Cos φ  = faktor daya
• Sin φ   = factor daya

b. MCB

Gambar. MCB 1 Phasa dan 3 Phasa

MCB (Miniatur Circuit Breaker) adalah alat instalasi listrik yang digunakan untuk membatasi pemakaian daya atau arus yang terpasang pada pelanggan listrik. MCB yang biasa digunakan pada rumah tinggal dan ada dipasaran yaitu 4A, 6A, 10A, 16A, 25A, 32A dan lain sebagainya.Nominal MCB ditentukan dari besarnya arus yang bisa ia hantarkan, satuan dari arus adalah Ampere.

MCB (Miniatur Circuit Breaker) merupakan saklar yang berfungsi untuk mengamankan peralatan terhadap beban lebih.MCB sendiri dalam proses kerjanya hamper sama dengan Sekring.Hanya saja Sekring mengamankan peralatan yang diakibatkan hubung singkat.Apabila terjadi gangguan pada instalasi rumah misalnya beban yang terpasang tidak sesuai dengan daya yang terpasang maka secara otomatis MCB akan memutuskan arus listrik.

Prinsip kerja MCB sangat sederhana, ketika ada arus lebih maka arus lebih tersebut akan menghasilkan panas pada bimetal, saat terkena panas bimetal akan melengkung sehingga memutuskan kontak MCB (Trip). Selain bimetal, pada MCB biasanya juga terdapat solenoid yang akan mengtripkan MCB ketika terjadi grounding (ground fault) atau hubung singkat (short circuit).