Perancangan Instalasi Listrik

PERANCANGAN INSTALASI

Instalasi Listrik Mustofa

1. TUJUAN PERANCANGAN INSTALASI LISTRIK

Tujuan perancangan suatu instalasi listrik adalah untuk menjamin :

       1.1. Keselamatan manusia, mahluk hidup lain dan keamanan harta benda

       1.2. Berfungsinya instalasi listrik dengan baik sesuai dengan maksud dan penggunaannya.

2. KETENTUAN UMUM PERANCANGAN

Rancangan instalasi listrik yang diperlukan baik untuk penerangan, daya, kendali, sinyal, dan lain-lain ditentukan oleh :

• Lokasi titik kebutuhan
• Beban tersambung instalasi
• Kebutuhan listrik
• Persyaratan teknis sistem proteksi, kendali, penghantar
• Persyaratan lingkungan (sosial,iklim, peraturan-praturan daerah, dll).

3. ISI RANCANGAN INSTALASI LISTRIK

3.1.      Gambar situasi, menunjukkan :

• letak gedung/lahan
• Situasi gedung/lahan

3.2.      Gambar instalasi/jaringan yang meliputi :

•  Rancangan tata letak perlengkapan instalasi listrik
• Rancangan gawai kendali
• Gambar rangkaian sirkit utama, sirkit cabang dan sirkit akhir
• Tanda gambar

3.3.      Diagram garis tunggal

• Diagram PHB lengkap
• Data beban terpasang dan jenisnya
• Sistem pembumian
• Ukuran dan jenis penghantar

3.4.      Gambar rinci fisik

• PHB
• Perlengkapan lain
• Cara pemasangan
• Cara pengoperasian

 3.5.     Perhitungan Teknis

• Susut tegangan
• Beban terpasang dan beban maksimum
• Arus hubung pendek dan daya hubung pendek
• Jenis penghantar dan KHA penghantar

3.6.      Bahan instalasi

• Jumlah dan jenisnya
• Spesifikasi teknis yang disyaratkan

3.7.      Uraian teknis

• Ketentuan sistem proteksi
• Prosedur pengujian
• Jadwal waktu pelaksanaan

3.8.      Perkiraan biaya 

4. MENGHITUNG KEBUTUHAN MAKSIMUM BEBAN PADA SIRKIT UTAMA DAN SIRKIT CABANG

4.1. Perhitungan kebutuhan ini di dasarkan atas jenis beban yang di rencanakan terpasang dan besarnya daya listrik.

4.2. Ketentuan-ketentuan perhitungan pada PUIL 2000 TABEL 4.3-1 untuk instalasi rumah tunggal dan jamak dan TABEL 4.3-2 untuk instalasi bukan rumah (data TABEL pada halaman lain).

Contoh 1 :

Soal : Tentukan kebutuhan maksimum dari instalasi rumah tinggal, disuplai oleh fase tunggal 240 Volt dengan beban seperti berikut :

24 buah titik penerangan

10 meter penerangan rel

9 buah KKB tunggal

8 buah KKB ganda

1 x 50 W kipas sedot

1 x 1000 W pemanas kawat (strip heater)

1 x 15 A KKK

1 x 10 kW dapur listrik

1 x 4,8 kW pemanas air yang dikendalikan

1 x 3 kW penerangan lapangan tenis

PENYELESAIAN :

Penentuan kebutuhan sesuai dengan Tabel 4.3.1 dan 4.3.

Kelompok beban A 1)

24 titik penerangan ditambah 10 meter penerangan rel ditambah 50 W kipas sedot = 45 titik

= 2 + 2 + 2 = 6A

Kelompok beban A 2)

3000 W penerangan lapangan tenis = 300/0,75× 0,75 = 9,4 A

Kelompok beban B 1)

9 KKB tunggal ditambah 8 KKB ganda = 25 titik

1000 W pemanas kawat = 1 titik

= 5 + 5 = 10 A

Kelompok beban C

15A KKK = 10 A

Kelompok beban C

10.000 W dapur listrik = 41,67 A x 0,5 = 20,8 A

Kelompok beban F

Pemanas air yang dikendalikan 4.800 W = 20 A

20 A ini lebih kecil dari jumlah beban dari kelompok beban lainnya, dengan demikian kebutuhan maksimum untuk beban ini adalah 0 (nol) A

Beban total = jumlah dari semua kelompok beban

= A 1) + A 2) + B 1) + B 2) + C + F

= 6 + 9,4 + 10 + 10 + 20,8 + 0

= 57,2 A

Contoh 2 :

Soal : Tentukan kebutuhanmaksimum dari fase yang dibebani paling besar, dari beban berikut :

26 buah titik penerangan

24 meter KKB

15 A KKK

16,6 kW dapur listrik

4 kW unit AC

12,96 kW pemanas air sesaat

3,6 kW pengering pakaian (cucian)

yang disuplai dengan tiga fase, dan disusun sebagai berikut :

PENYELESAIAN :

Cara penentuan kebutuhan di fase yang terbesar bebannya sesuai dengan Tabel 4.3.1 dengan asumsi instalasi diusahakan seimbang antara fasenya, sebagai berikut :

Contoh 3 :

Soal :   Tentukan kebutuhan maksimum dari fase yang dibebani paling besar dari satu gedung rumah petak yang terdiri dari 80 unit petak, dengan beban berikut :

                                    -  Penerangan                                                  80 unit petak

                                    -  KKB                                                                        80 unit petak

                                    -  Dapur listrik                                                 17 unit petak

                                    -  2,5 kW (=10,4 A) pemanas kawat terpasang

                                       permanen                                                      80 unit petak

                                    -  Pemanas air cepat                                        80 unit petak

5. MENGHITUNG KEBUTUHAN BEBAN LISTRIK DENGAN CARA PENAFSIRAN

Penafsiran kebutuhan maksimum beban dari sirkit utama dan sirkit cabang dapat dilakukan jika :

5.1.      Karakteristik pemakaian beban tidak teratur (intermitten)dan daur tugas tertentu yang sulit di tetapkan

5.2.      Instalasi besar dan rumit

5.3.      Instalasi pada hunian khusus

Contoh :

1.      Rumah tinggal luas 500 meter persegi statistik pemakaian total 25 VA/m², pemakaian AC 60 % daya tersambung, Heater 10 % daya tersambung, penerangan taman 5 % daya tersambung .

l  Kebutuhan penerangan dan lain-lain dalam gedung

                                                                        =  500 X 25 VA / m²               = 12.500 VA

l  AC               =  60 % X 12.500 VA             =   7.500 VA

l  Taman          =  5 % X 2.500 VA                 =      750 VA

                                                                        Total kebutuhan                      =  20.750 VA  

            Faktor kebersamaan 80 % = 0,8 X 20.750 VA = 17.000 VA

1. Jaringan distribusi tenaga listrik melayani daerahperumahan menengah kebawah, panjang rute jaringan 2 km, jarak gawang 40 meter, statistik pemakaian 2,5 sambungan pertiang,  rata-rata 1200 VA / sambungan.

                        Kebutuhan daya listrik :

                        Jumlah tiang                = 2000/4 + 4 (jumlah penyulang 4)

                                                            =  54 tiang

                        Total sambungan rumah          = 54 x 2,5                    = 135 SR

                        Total daya                               = 135 x 12000 VA      = 162 kVA

                        Faktor kebersamaan                = 0,4

                        Kapasitas trafo gardu yang perlu di pasang :

                                                = 0,4 x 162 kVA = 64, 8 kVA

                                                                           ≈ 100 kVA

6. MENGHITUNG KEBUTUHAN BEBAN LISTRIK SIRKIT UTAMA DAN SIRKIT CABANG DENGAN CARA PENGUKURAN ATAU PEMBATASAN

6.1.      Cara pengukuran :

Hasil rekaman beban maksimum dengan nilai sama selama 15 menit adalah kebutuhan daya yang dihitung.

6.2.      Cara pembatasan :

Kebutuhan daya listrik dilihat dari arus pengenal pengaman atau setelan tetap alat proteksi.

7. KEBUTUHAN MAKSIMUM SIRKIT AKHIR.

Pada umumnya kebutuhan maksimum sirkit akhir dianggap sama dengan beban penuh tersambung atau berdasarkan :

7.1. Penaksiran bila daur kerja beban dapat diperkirakan atau kondisi naik turun (intermitten) atau pembebanan yang lama.

7.2. Nilai pengenal pemutus sirkit setelan tetap.

Ketentuan diatas tidak berlaku bagi sirkit akhir rumah yang tersambung peranti tunggal, atau KHA penghantar lebih kecil dari arus pengenal gawai pengaman.

8. SAMBUNGAN SIRKIT PADA SATU PERANTI ATAU SATU KOTAK KONTAK.

8.1.      Tersambung alat listrik secara tetap

            Daya tersambung = daya pengenal

8.2.      Dapur listrik 

9. JUMLAH TITIKBEBAN DALAM SIRKIT AKHIR

9.1.      Jumlah titik beban dalam suatu sirkit dapat dilihat pada TABEL 4.4.1.2 s/d 4.4.1.6 (PUIL 2000)

9.2.      Nilai maksimum besar beban yang tersambung tidak boleh melebihi KHA penghantar

Contoh 1 :

Tentukan jumlah KKB yang boleh dipasang pada sirkit akhir untuk kegunaan campuran dengan hantaran kabel tembaga 2,5 mm²

            Beban di bawah ini adalah di luar beban KKB :

            1 buah             pemanas ruangan permanen                                       = 2.400 W

            1 buah             fan (kipas angin) permanen                                        =      40 W

            1 buah             KKK untuk pemasangan fan  permanen        

                                    120 W yang berkaitan dengan pemanas

                                    ruangan dengan perubahan yang lambat                     =    120 W

            2 Buah sistem alaram permanen, masing–masing 60 W                      =    120 W

            6 buah titik penerangan masing-masing 60 W                                    =    360 W

                                                                                                          Total   = 3.040 W

PENYELESAIAN :

Dari tabel mengeai KHA, untuk penghantar tembaga dengan pemasangan di udara, fase tunggal diperoleh, untuk penghantar berukuran 2,5 mm² yang diamankan dengan pemutus sirkit, KHA penghantar adalah 25 A. Oleh karenanya nilai pengenl pemutus sirkit yang dipakai adalah 25 A.

           

            Dalam kolom 3 Tabel 4.4-3. beban maksimum untuk pemutus sirkit 25 A adalah 25 A, dan nilai dari beban-beban yang diluar KKB adalah sebagai berikut :

            Pemanas ruangan                    = 10    A

            Fan                                         =   0,2 A

            KK untuk Fan 120 watt          =   0,5 A

            2 sistem alaram                       =   0,5 A

            6 titik penerangan = 6 x 0,5    =    3   A

Total  = 14,2 A

           

            Sisa yang tersedia pada KKB adalah 25 A – 14,2 A = 10,8 A

Dari kolom 7 Tabel 4.4-3 untuk sirkit pada kondisi B, setiap KKB mempuyai nilai kontribusi 1 A. Jumlah KKB yang dapat disambungkan adalah 10,8 A/1 A = 11 buah (dibulatkan). Dengan demikian sirkit campuran terdiri dari 11 titik + 11 titik = 22 titik beban dan tidak melampaui jumlah maksimum 30 titik sesuai kolom 4 dari Tabel 4.4-3.

            Contoh 2 :

            Tentukan jumlah KKB yang dapat disambungkan pada suatu sirkit akhir campuran 240 V yang terdiri dari penghantar tembaga 4 mm², diamankan dengan suatu pengaman lebur setengah tertutup yang elemen bebannnya dapat diganti, dalam suatu instalasi bukan rumah.

            Dibawah ini adalah di luar KKB :

               KKB – 15 A                                              =  3.600 W

               2 buah penerangan masing-masing 60 W     =     120 W

               KK untuk Fan permanen 40 watt                =       40 W

                                                            Jumlah           =  3.760 W

           

            PENYELESAIAN :

            Dari Tabel Mengenai KHA diperoleh untuk penghantar tembaga 4 mm² yang dipergunakan untuk beban campuran adalah 20 A. Dengan demikian maka nilai maksimum dari pengaman lebur yang boleh dipakai adalah 20 A.

10. TITIK SAMBUNG SIRKIT AKHIR UNTUK PEMAKAIAN KHUSUS

Titik  sambung  pada sirkit akhir tidak dibatasi jumlahnya untuk pemakaian :

10.1.    Unit peragaan visual

10.2.    Perlengkapan listrik kecil misalnya mesin pemotong rumput.

10.3.    Penerangan tanda permanen/hias

10.4.    Penerangan panggung

10.5.    Penerangan luar misalnya lapangan tenis

10.6.    Penerangan tanda/lampu hias/umum

10.7.    Trafo untuk lampu TL.

            Besarnya daya tersambung dibatasi oleh kuat hantar arus penghantar.

11. SUSUNAN SIRKIT UTAMA, SIRKIT CABANG, SIRKIT AKHIR

11.1.    Penampang hantaran sirkit utama , dan sirkit cabang, dihitung berdasarkan daya tersambung, dan atau perkiraan beban terbesar yang dapat terjadi.

            Penampang hantaran sirkit akhir dihitung berdasarkan, daya tersambung pada sirkit tersebut dan karakteristik beban (motor listrik, dll).

11.2.    Penampang minimum sirkit utama adalah sebesar 4 mm². Demikian pula penampang minimal sirkit cabang.

11.3.    Semua sirkit harus bermula dari salah satu PHB kecuali sirkit utama.

11.4.    Besarnya tiap-tiap sirkit tidak boleh lebih kacil dari nilai pengenal arus gawai proteksi. Arus pengenal gawai proteksi tidak boleh lebih kecil dari arus beban maksimum sirkit yang diamankan.

11.5.    Penampang minimum sirkit akhir minimal 2,5 mm2 kabel inti tembaga.

12.       RANCANGAN PILIHAN HANTARAN.

12.1.    Besarnya kuat hantar arus penghantar, KHA dan pilihan penghantar berdasarkan arus :

12.1.1. Hitungan kebutuhan maksimum/beban maksimum sirkit.

12.1.2. Faktor perletakan/konstruksi yang dipilih (jumlah penghantar perjalur, di dalam/diatas tanah-bangunan).

12.1.3. Penggunaan penghantar, baik untuk kabel instalasi ataupun kabel fleksibel, kabel udara, ataupun penghantar tak berisolasi.

12.2.    Ukuran luas penghantar dinyatakan dalam (mm²). Untuk penghantar jenis kabel adalah luas intinya. (lihat Tabel 7.1-1, 7.1-2, 7.1-12, 7.1-16, PUIL 2000)

12.3.    Penggunaan kabel harus sesuai dengan penggunaan pada tabel 7.1-3, 7.1-4, 7.1-5, 7.1-6, PUIL 2000)

12.4.    Pembebanan terus-menerus penghantar, tidak boleh melebihi kuat hantar arus penghantar dan sebagai mana pada tabel-tabel tersebut diatas, dengan ketentuan faktor-faktor koreksi sebagai akibat kondisi lingkungan, faktor perletakan, perubahan jalur/lintasan penghantar, konstruksi perletakan. Sebagaimana tabel-tabel faktor koreksi pada buku PUIL 2000 Bab VII.

Lanjutan 12.4.

12.5.    Penghantar boleh dibebani melebihi kuat hantar arusnya dengan faktor pengali pada kondisi tertentu :

•         Pembebanan singkat.

            Faktor  Ks =

•         t d = Jumlah waktu kerja sampai penghantar dingin kembali.

•         t b =  Lama waktu kerja singkat maksimum 4 menit.

12.5.    Pembebanan intermitten .

•         Faktor  Ki = 0,875

•         ts = Waktu daur kerja maksimum 10 menit.

•         tr = Waktu pembebanan, maksimum 4 menit.

                       

                        Ketentuan ini tidak berlaku untuk penghantar tembaga dengan penampang maksimum 10 mm² dan alumunium dengan penghantar maksimum 16 mm².

13. BATASAN SUSUT TEGANGAN

13.1.    Susut tegangan ditentukan oleh parameter-parameter impedansikabel, karakteristik beban dan besarnya beban maksimum.

13.2.    Besarnya susut tegangan antara terminal konsumen dan sebarang titik pada instalasi listrik maksimum 1 % dari tegangan pelayanan. Dan pada jaringan saluran tegangan rendah + 5 %, - 10 %, pada titik sambung terminal konsumen.

13.3.    Besarnya beban yang dihitung pada instalasi listrik adalah :

13.3.1. Pada sirkit utama dan sirkit cabang sesuai ketentuan/prosedur hitungan . (lihat penjelasan sebelumnya).

13.3.2. Pada sirkit akhir beban tersambung total atau nilai arus pengenal gawai proteksi.

(kecuali untuk perhitungan arus asut motor, kerja solenoid, atau

operasi sejenis)

13.4.    Besarnya beban yang dihitung pada jaringan distribusi tegangan rendah, sesuai prosedur hitungan yang diyakini.

Lanjutan 13.4.

13.5.    Catatan pada instalasi domestik dan non domestik:

13.5.1. Jika pemilihan hantaran instalasi sesuai prosedur pada PUIL, maksimum panjang jalur 25 meter, susut tegangan bisa diabaikan.

13.5.2. Jika panjang jalur sirkit melebihi 25 meter, susut tegangan sirkit akhir cukup dihitung dengan arus beban 50 % dari nilai pengenal arus gawai proteksi.

14.       RANCANGAN MEMILIH GAWAI PROTEKSI

14.1.    Rancangan gawai proteksi dipilih berdasarkan :

• Sistem, dengan pentanahan atau tanpa pentanahan.
• Jenis gawai, gawai arus lebih, gawai arus hubung singkat, gawai arus bocor tanah.
• Arus pengenal gawai.

14.2.    Setiap sirkit harus dilindungi terhadap kegagalan operasi dengan gawai proteksi yang sesuai. Instalasi gawai proteksi ditempatkan pada PHB.

14.3.    Instalasi gawai Proteksi ditempatkan pada PHB.

15.       PROTEKSI SIRKIT PADA SISTEM PEMBUMIAN NETRAL LANGSUNG

15.1.    Setiap sakelar utama harus dipasang sedemikian rupa hingga apabila sakelar tersebut terbuka, gawai proteksi benar-benar tidak betegangan.

15.2.    Penempatan gawai proteksi pada rangkaian aktif dalam bentuk :

15.2.1. Pengaman lebur

15.2.2. Pengaman arus lebih

15.2.3. Pengaman arus bocor

15.3.    Penghantar netral tidak boleh dilengkapi gawai proteksi.

16.  PROTEKSI SIRKIT PADA SISTEM PEMBUMIAN NETRAL TIDAK LANGSUNG

Bila penghantar netral sistem dibutuhkan melalui suatu gawai atau tanpa pembumian pemakaian gawai proteksinya mengikuti ketentuan pada sistem dengan pembumian langsung dan dengan catatan :

16.1.    Setiap saklar utama harus membuka rangkaian yang dilindungi.

16.2.    Setiap sirkit yang keluar dari PHB harus diamankan pada setiap penghantar.

17. GAWAI PROTEKSI ARUS LEBIH DAN ARUS HUBUNG PENDEK

17.1.    Jenis-jenis gawai ini adalah :

• Pengaman lebur
• Pengaman semi tertutup (rewireable)
• MCB / MCCB
• Gawai lain yang setara

17.2.    Gawai proteksi arus lebih tidak dipakai sebagai gawai proteksi arus pendek

18. ARUS PENGENAL GAWAI PROTEKSI

18.1.    Arus pengenal gawai proteksi tidak boleh kurang dari arus beban maksimum, harus lebih kecil dari kuat hantar arus penghantar dan arus nominal gawai kendali.

18.2.    Nilai arus pengenal gawai proteksi tidak boleh lebih besar dari besar arus yang mengakibatkan susut tegangan sebesar 5 %.

18.3.    Jika memakai gawai proteksi dari jenis semi tertutup(rewireable), arus pengenal elemen tidak boleh lebih dari 0,8 KHA penghantar yang diproteksi pada perilaku beban terus menerus. (lihat Tabel 4.2 PUIL 2000)

18.4.    Jika modus operasi beban menyebabkan arus beban lebih besar dari KHA penghantar dalam waktu singkat, dapat dipakai arus pengenal gawai proteksi lebih besar dari KHA penghantar. Namun harus dilengkapi gawai proteksi hubung pendek.Contoh pemakaian pada mesin-mesin las, motor-motor listrik.

19. PENGELOMPOKAN SIRKIT BEBAN PADA PERLENGKAPAN HUBUNG BAGI

19.1.    Tiap PHB hanya melayani sebayak-banyaknya 6 sirkit keluar.

19.2.    Sirkit untuk instalasi tenaga terpisah dari sirkit instalasi penerangan.

19.3.    Kelompok sirkit fasa tunggal terpisah dari kelompok sirkit fasa tiga.

19.4.    Besar kuat hantar arus rel pada PHB minimal 125 % besar KHA penghantar sirkit masuk

19.5.    Besar arus pengenal sakelar masuk/sakelar minimal sama dengan besar kuat hantar arus penghantar.

20.  KETENTUAN RANCANGAN INSTALASI RUMAH SEDERHANA

20.1.    Tidak diperlukan gambar instalasi.

20.2.    Kabel yang dipakai type NYM dengan inti minimal 1,5 mm².

20.3.    Maksimum gawai proteksi 10 Amper.

20.4.    Jumlah titik beban maksimum 6 titik ditambah maksimum 3 kotak kontak.

20.5.    Memakai pembumian dengan elektroda bumi sesuai ketentuan.