Kawoel's Blog
Just For Sharing
November 28, 2014
Metode Pemilihan Kebutuhan Ukuran Kabel Listrik
Berikut tahap-tahap untuk
melakukan perkiraan kebutuhan ukuran kabel listrik mengacu pada IEE Wiring
Regulation lampiran 4.
Asumsi yang digunakan sebagai standard adalah sebagai berikut :
§ Peralatan
arus lebih yang melindungi kabel berupa MCB atau sekering (tidak termasuk
rewirable fuse). Karena re-writeable fuse baru akan putus pada level arus 50%
lebih tinggi dari MCB.
§ Kabel
umumnya menggunakan PVC dengan dua inti konduktor dan pentanahan, dengan rating
temperatur arus maksimum 70 degree celcius.
§ Peralatan proteksi memberikan perlindungan beban lebih,
(tidak hanya perlindungan hubung pendek)
§ Jika kabel diikat bersama-sama, harus memiliki ukuran
yang sama, menghantarkan besar arus yang sama, dan memiliki maksimum temperatur
yang sama. Dalam praktek, jarang ditemukan masalah ketika ketika kabel kabel
tersebut berbeda ukuran atau arus yang dihantarkan, tetapi kabel-kabel tersebut
harus se-tipe, dan dengan temperatur masksimum yang sama.
Sebagai catatan, dalam instalasi rumah tangga, biasanya
menggunakan 2.5 mm2 untuk kabel daya dan 1.5 mm2 untuk intalasi pencahayaan.
Prosedur berikut diperlukan untuk instalasi dengan menggunakan kabel yang cukup
panjang, atau instalasi daya diluar gedung atau penggunaan peralatan yang
membutuhkan arus besar.
Bagan
Prosedur
Yang perlu diperhatikan dalam
prosedur ini adalah melakukan pengecekan, meliputi :
· Syarat
current carrying capacity (Kuat Hantar arus , KHA)
· Syarat
jatuh tegangan
· Syarat
waktu pemutusan.
Jika salah satu persyaratan
diatas tidak terpenuhi, maka diharuskan menggunakan kabel dengan ukuran yang
lebih besar. Jika, persyaratan waktu pemutusan tidak terpenuhi dengan kabel
yang berukuran lebih besar, maka diperlukan proteksi RCD untuk melindungi dari
bahaya gagal pentanahan.
Step 1: menghitung arus nominal
Arus nominal (the nominal current) akan digunakan sebagai dasar
pemilihan rating MCB untuk melindungi system. Rating MCB harus lebih besar dari
arus yang dibutuhkan oleh peralatan yang terhubung. Hitung arus dengan membagi
daya terhadap tegangan yang disediakan. Selanjutnya pilih MCB yang memiliki
rating arus sebisa mungkin lebih tinggi tetapi mendekati hasil perhitungan.
Nilai ini kemudian disebut sebagai arus nominal.
Step
2: memilihn ukuran kaber yang sesuai dengan arus nominal
Untuk melakukan pemilihan
ukuran kabel yang sesuai terhadap arus nominal, mengacu ke table A.1.
Table A.1: Nominal
current-carrying capacity of general-purpose, two-core, PVC-insulated copper
cables at 30 degrees celcius. Source: IEE Wiring Regulations table
4D2A
Enclosed
in a wall mengacu
pada kabel yang tertutup plaster baik secara langsung maupun diproteksi
conduit.
Enclosed
in conduit mengacu
pada kabel yang terlindungi conduit atau ditempel pada permukaan dinding atau
ceiling.
Clipped
to a surface mengacu
pada kabel yang diikat pada jarak tertentu dari permukaan tidak rata seperti
dinding bata atau kaso/balok silang.
Free mengacu pada kabel dalam kondisi dimana kabel benar benar berada di udara bebas. Untuk kabel pada
kabel tray bisa juga dimasukkan dalam kategori ini,
Ada kondisi dimana tidak ada yang sesuai
dengan table A.1. Untuk keadaan seperti ini, harus dipilih ukuran yang paling
mendekati. Sebagai contoh, kabel untuk lighting kadangkala dipasang sebagian
dalam udara bebas, kadang melewati kotak hubung, dan sebagian lagi tertanam
dalam plester. Untuk kondisi seperti ini gunakan asumsi untuk pekerjaan kabel
dalam plester untuk kebutuhan pemilihan kabel.
Step 3: Koreksi terhadap
kondisi temperatur
Dalam pemilihan ukuran kabel sangat perlu memperhatikan
kondisi temperatur.Untuk rating nominal pada tabel A.1 mengasumsikan temperatur
tidak lebih dari 30 derajat celcius. Sedang untuk kondisi temperatur nominal yang lain maka dilakukan
perkalian KHA
(kuat hantar arus) dengan faktor koreksiberdasarkan kondisi temperatur (Tabel A.2).
Tabel A.2. Correction of current carrying
capacity of general purpose PVC cables for ambient temperatures different from
30 degrees celcius. Source: IEE Wiring Regulations table 4C1
Step 4: Koreksi terhadap cara grouping kabel
Arus nominal sebagaimana
ditinjukkan pada tabel A.1 mengasumsikan bahwa masing-masing kabel akan bekerja
seara terpisah, dengan tidak adanya kabel yang bekerja secara berdekatan,
sehingga kabel satu dengan lainnya akan berpengaruh pada kenaikan temperatur
satu dengan lainnya. Tabel A.3 menunjukkan faktor koreksi berhubungan dengan
metode grouping kabel. Sebagai catatan, untuk grouping kabel side by side dan tidak saling bersentuhan, penurunan rating arus cukup
kecil, akan tetapi jika kabel-kabel tersebut diikat menjadi satu, makan
penurunan rating arus akan cukup
signifikan.
Table A.3: Correction
of current carrying capacity for grouping of cables when bunched and clipped,
or clipped side-by-side. Source: IEE Wiring Regulations table 4B1
Step 5:
Koreksi terhadap faktor thermal enclosure
Jika kabel bersentuhan
dengan salah satu sisi insulation termal, kita dapat menyelesaikan perhitungan
sebagaimana dijelaskan pada tahap 2, yaitu dengan memilih arus nominal yang
lebih kecil. Akan tetapi jika kabel seluruhnya bersentuhan dengan material
insulation, maka hal ini kan berpengaruh besar terhadap kemampuan hantar
melewati panas, dan kita harus menurunkan rating
arus ke nilai yang sesuai. Niali koefisien perkalian yang sesuai dapat
diperoleh pada tabel A.4
Catatan, jika kabel melalui lubang yang ketat
baik di dinding maupun di persambungan, maka kondisi ini diasumsikan sebagai
kondisi ‘enclosed in insulating material’
Table A.4: Correction
of current carrying capacity for complete enclosure in thermal insulation.
Source: IEE Wiring Regulations table 52A
Step 6:
check the corrected rating
Jika rating arus setelah
dilakukan koreksi masih lebih tinggi dari arus nominal pada langkah 1, kemudian
kita telah merasa cukup puas untuk nilai `current
carrying capacity’ atau KHA (Kuat Hantar Arus) yang didapat, maka bisa
dilanjutkan ke tahap 7. Jika tidak, ambil nilai ukuran kabel yang lebih besar
dan ulangi lagi dari langkah 3.
Step 7:
Menghitung jatuh tegangan
Jika jatuh tegangan antara instalasi sumber
dengan peralatan listrik tidak lebih dari 4%. Dengan tegangan sistem 230 V,
bebarti jatuh tegangan tidak boleh lebih dari 9.2 V. Jatuh tegangan ini
disebabkan karena penghantar juga memiliki nilai hambatan, meski kecil tetapi
tidak sama dengan nol. Ketika temperatur kabel naik, maka nilai resisitansi
juga ikut naik, dan selanjutnya menyebabkan naiknya nilau jatuh tegangan. Untuk
itu sebagai patokan diambil untuk nilai resistansi pada temperatur 70 derajat
celcius.
Untuk mendapatkan nilai jatuh tegangan, dapat diperoleh
dengan mengalikan arus peralatan dengan resistansi kabel. Untuk mendapatkan
nilai resistansi kabel, kita kalikan panjang kabel terhadap nilai yang ditunjukan
pada tabel A.5.
Table A.5: Resistance
per metre of two-core cable, at 70 degress celcius. Figures are given for the
two power cores (for voltage drop and short-circuit current calculations), the
power and earth cores (for disconnection time calculations), and the earth
alone (for shock voltage calculations). Source: IEE Wiring
Regulations table 4D2B
Catatan : Arus nominal yang digunakan untuk bisa bekerja
dalam kondisi jatuh tegangan, adalah arus yang kita rencanakan untuk dapat
mengalir dalam kondisi normal.
3.1.8 Step 8: Melakukan pengecekan besar tegangan jatuh
Jika jatuh tegangan hasil perhitungan dalam
langkah 7 kurang dari 9.2 volt, pemilikan kabel sudah aman. Jika tidak, perlu
ukuran kabel yang lebih tinggi dan ulangi langkah 7.
3.2 Step 9: Mengecek waktu pemutusan dan atau tegangan
kejut
Jika cirkuit terlindungi oleh RCD (earth-fault
device) tidak perlu melakukan langkah ke 9 ini.
Waktu pemutusan (disconnection time) tergantung pada circuit
dimana kabel tersebut digunakan. Jika ditempatkan pada tempat beresiko tinggi
(kamar mandi, taman), waktu pemutusan harus tidak boleh lebih dari 0.4 detik.
Jika beresiko menengah, tegangan kejut harus kurang dari 50 V atau putus dalam
waktu 0.4 s. Jika pada tempat beresiko rendah (peralatan fixed) waktu pemutusan
harus kurang dari 5 s.
Tegangan kejut dihitung dengan mengalikan tahanan
penghantar pentanahan sepanjang kabel dengan
arus yang akan memutus peralatan proteksi dalam waktu 5 detik. (Tabel A.7)
Table A.7: `worst
case’ currents that will cause a protective device to trip in 5 seconds.
Source: MEM Ltd., product information. By worst-case is meant the smallest
current that will trip 95% of devices. Note that the MCB figures are identical
to those for 0.4 second tripping
Waktu pemutusan dicek dengan mendpatkan arus
yang akan memutus peralatan dalam waktu yang ditentukan ( 0.4 atau 5 detik),
dan menentukan arus yang mana yang mengalir saat gangguan pentanahan.
Cara menghitung kebutuhan Ampere pada MCB
Menghitung kebutuhan
ampere
3 Ø ( phasa
) I = P/ (Ö3).V.cos j
1 Ø ( phasa
) I = P/ V.cos j
P : Daya kW
V : Tegangan Volt
V : Tegangan Volt
Misal:
Sebuah motor
listrik 3 Ø mempunyai
daya : 10 kW
Berapa kebutuhan
Ampere pada MCB ?
nilai cos j minimal dari PLN = 0.85
I = P/ (Ö3).V.cos j
= 2000 / (Ö3).380.cos j
= 2000 / (Ö3).380.0,85
= 3.6 A
Arus nominal pada
Rating MCB harus lebih besar dari arus yang dibutuhkan oleh peralatan yang
terhubung. Pilih MCB yang mempunyai rating araus sebisa mungkin lebih tinggi
tetapi mendekati hasil perhitungan:
Ampere yang digunakan
pada MCB : 4 A
MCB, Kabel dan Beban Daya
Pada meteran listrik
PLN, biasanya kita akan menemukan sebuah perangkat yang dinamakan MCB. Umumnya,
kita berhubungan dengan alat ini untuk kepentingan menyalakan dan mematikan
arus listrik yang masuk ke dalam rumah. Sehingga, pengenalan kita mengenai
fungsi MCB cenderung mirip dengan fungsi saklar lampu di dalam rumah yang
digunakan untuk menyala-matikan lampu saja. Memang benar demikian adanya salah
satu dari fungsi MCB yang kita kenal. Namun, ada fungsi lain dari MCB yang cukup
penting untuk diketahui.
Fungsi lain MCB
Miniature Circuit
Breaker atau lebih dikenal dengan singkatan MCB, lebih ditujukan keberadaannya
untuk kepentingan membatasi beban arus listrik hingga level tertentu.
Pengertian level tertentu disini adalah besar beban / kapasitas arus listrik
yang diperkenankan untuk beredar dalam jaringan kabel di sebuah area (rumah /
ruangan). MCB tidak dibuat untuk mengatur (smart control) besar arus listrik.
Fungsinya hanya membatasi (dumb control) arus listrik saja. Berapa pun besar input daya ke dalam MCB, maka
daya listrik yang menjadi keluaran dibatasi hanya sebesar sesuai kapasitas dari
MCB saja. Jika terjadi perubahan besaran daya listrik melebihi kapasitas yang
dimilikinya, maka switch MCB akan turun (mati). Inilah fungsi lain dari MCB
yang kita perlukan, yaitu menjaga / membatasi gerak peredaran arus listrik agar
tetap pada porsinya.
Saya tidak tahu
bagaimana konsep tehnik kerja dari MCB. Namun, berdasarkan beberapa kejadian
yang saya berhasil tangkap, MCB bereaksi terhadap perubahan naik (lonjakan)
voltase dari input daya dan output daya. Lonjakan voltase input daya berasal
dari asupan listrik PLN, sedangkan lonjakan voltase output daya berasal dari
ketidaksesuaian perlakuan terhadap pemakaian daya di dalam rumah. Kondisi
lonjakan voltase ini juga mempengaruhi besar daya (Watt) arus listrik yang
sedang beredar dalam jaringan kabel.
Maksud ketidaksesuaian
perlakuan terhadap pemakaian daya adalah hal-hal yang berhubungan dengan
pemakaian daya di rumah diluar batas yang telah ditentukan. Baik dilakukan
dengan tidak sengaja; ataupun ketidaksesuaian kapasitas perangkat penunjang
beban arus listrik (seperti kabel dan MCB); maupun ketidakpahaman relasi /
hubungan antar perangkat penunjang beban arus listrik.
Pembahasan selanjutnya
lebih menitikberatkan pada ketidaksesuaian perlakuan terhadap pemakaian daya
dari dalam rumah. Karena faktor penyebab lonjakan voltase dari luar sangat
bergantung dari peran pihak PLN. Tidak ada yang dapat kita lakukan di bagian
itu.
Kapasitas MCB
Perhitungan besar daya
listrik (Watt), diperoleh berdasarkan perkalian antara satuan Ampere dengan
Volt (tegangan). Kita bisa mengetahui besar daya listrik terpasang dan masuk ke
dalam jaringan kabel di dalam rumah cukup dengan mengetahui besaran Ampere dan
Voltase yang tertera pada unit MCB di meteran PLN. Biasanya kode yang
menyatakan satuan Ampere didahului dengan huruf C, misalnya C4, C6, C10, C20
dan seterusnya. Sedangkan untuk kode yang menyatakan satuan Volt dapat langsung
dikenali dari tulisan yang tertera seperti 230V/400V. Misalnya, instalasi
listrik terpasang berkapasitas 1300VA ~ 220Volt, akan dikodekan dengan C6 dan
230V/400V. Kode C6 menunjukkan besaran 6 Ampere dan kode 230V menunjukkan
besaran tegangan sebesar 220 Volt. Jadi, untuk menghitung berapa besar daya
dari instalasi listrik terpasang di rumah, kita tinggal meng-kali-kan angka 6
dan 220 menjadi 1320 (Watt). Saya tidak mengetahui mengapa kode besaran voltase
tertera sebagai 230V/400V. Mungkin ada pengkodean tehnik listrik tersendiri
yang menjadikannya seperti itu.
Penggunaan MCB
Perangkat MCB ini
tidak hanya selalu harus digunakan bersamaan dengan perangkat meteran listrik
PLN. Alat ini dapat difungsikan berdiri sendiri dan dapat di temukan pembahasannya
pada artikel Memasang unit MCB. Fungsi MCB dalam box MCB dalam rumah lebih
ditujukan untuk kepentingan pembagian batas besar daya yang dapat digunakan
dalam sebuah jaringan kabel di satu / beberapa area / ruangan. Di bagian inilah
sering menimbulkan kerancuan dan kebingungan terhadap kondisi dan perilaku
listrik yang sebenarnya.
Dalam menetapkan
besaran kapasitas MCB yang hendak dipasang pada satu / beberapa area / ruangan,
dapat dilakukan dengan dua cara :permanen dan fleksibel.
Pengertian permanen
(tetap) disini adalah setiap area hanya dibatasi hingga besaran tertentu saja.
Dengan cara ini, besar kapasitas listrik terpasang di bagi sedemikian rupa ke
setiap ruangan. Sehingga, sebesar apapun pemakaian daya yang terjadi dalam satu
ruangan, tidak akan mengganggu pemakaian daya di ruangan lainnya. Pada
kasus-kasus tertentu, cara ini memiliki sisi merugikan. Karena daya listrik
yang ada tidak dapat dipakai seluruhnya, walau pun daya tidak terpakai masih
tersedia dan memungkinkan untuk digunakan.
Misalnya, sebuah rumah
berdaya 30 Ampere (6600 Watt) ~ 220 Volt dibagi menjadi 3 MCB yang
masing-masing berkapasitas 10 Ampere untuk memenuhi kebutuhan daya 3 area /
ruangan dalam rumah. Akibatnya, pemakaian daya di setiap area / ruangan hanya
dapat dilakukan hingga batas 10 Ampere (2200 Watt) saja. Walau pun tidak
terjadi pemakaian daya di ruangan lainnya, pemakaian daya yang diperkenankan
tetap hanya 10 Ampere saja per ruangan. Sehingga, jika terjadi pemakaian daya
melebihi 10 Ampere di sebuah ruangan, hanya akan menyebabkan MCB ruangan itu
saja yang “trip”. Tidak akan berefek pada ruangan lainnya.
Pengertian fleksibel
(dinamis) adalah penggunaan daya di setiap area tidak dibatasi atau memiliki
besaran yang sama dengan kapasitas MCB pada meteran PLN. Dengan menerapkan cara
ini, seluruh daya listrik yang ada di seluruh rumah dapat diberdayakan hanya
dalam satu ruangan saja. Tentu saja dengan kondisi tidak ada pemakaian daya di
ruangan lainnya. Sisi merugikan dalam penerapan cara ini adalah jika terjadi
pemakaian daya secara bersamaan dan jumlahnya di atas kapasitas listrik
terpasang, maka akan berefek ke seluruh rumah.
Misalnya, sama dengan
kondisi contoh rumah sebelumnya, hanya kapasitas MCB yang terpasang di
masing-masing ruangan adalah 30 Ampere. Akibatnya, daya yang tersedia (30
Ampere) dapat dimanfaatkan sepenuhnya dalam satu ruangan saja. Namun, cara ini
memiliki kecenderungan untuk pemakaian daya melebihi kapasitas listrik
terpasang. Jika terjadi pemakaian daya dengan formasi : Ruangan 1 = 10
Ampere, Ruangan 2 = 10 Ampere, Ruangan 3 = 11 Ampere; maka MCB pada
meteran PLN akan “trip” (jatuh). Dan ini akan berefek pada seluruh ruangan /
area rumah.
Jika kita sama sekali
tidak mengerti mengenai listrik, pembagian daya secara permanen adalah pilihan
yang lebih mudah dan aman untuk diterapkan di rumah. Cara ini akan memudahkan
kita untuk mengetahui dengan cepat jika terjadi masalah listrik di salah satu
ruangan. Dampak lain dari penerapan cara ini adalah “memaksa” penghuni rumah
yang menempati ruangan tersebut bertindak efektif dalam pemakaian daya listrik
di ruangannya.
Besar pembagian daya
menggunakan MCB ini, tidak harus sama di setiap ruangan. Kita dapat memasang
besaran kapasitas MCB sesuai dengan kebutuhan dan fungsi ruangan. Ada baiknya
menggunakan parameter / ukuran berdasarkan frekuensi aktivitas harian yang
berlangsung dalam ruangan. Misalnya, memasang kapasitas MCB lebih besar untuk
area dapur daripada area kamar tidur / ruang keluarga. Namun hal penting untuk
diperhatikan adalah menghindari total kapasitas MCB yang terpasang di dalam
rumah melebihi kapasitas MCB pada meteran PLN. Ini semata-mata untuk menjaga
keamanan dan kenyamanan pemakaian daya listrik sehari-hari.
Kapasitas kabel menahan beban voltase (Volt)
Besar kapasitas beban
voltase yang menjadi keluaran MCB ini harus diimbangi dengan kapasitas yang
sama pada kabel dalam menahan beban voltase. Besar fisik kawat tembaga yang
diperkenankan boleh lebih besar ataupun lebih kecil dari kapasitas listrik
terpasang. Tergantung dari kebutuhan dan tujuan pemakaian, namun yang
terpenting harus dapat menahan beban voltase sesuai tertera pada MCB
(230/400V). Kode ini tertera pada pembungkus kabel sebagai 300 / 500V.
Ketidaksesuaian kemampuan menahan beban voltase pada kawat tembaga (lebih
kecil), akan membuat kondisi kawat mudah menjadi panas. Pada titik tertentu,
suhu panas yang dihasilkan mampu me-leleh-kan karet pembungkus kawat. Jika
sudah mencapai kondisi seperti ini, biasanya switch MCB akan mudah “trip”.
Kapasitas kabel dalam menahan beban daya (Watt)
Tabel di bawah ini,
saya peroleh dari situs beralamat http://teguhpati.blogspot.com/2012/09/rumus-menentukan-diameter-kabel.html?m=1. Anda dapat membaca pembahasan mengenai
detail tehnik dari tabel ini pada alamat tadi. Judul kolom ke-2 adalah “Penampang Kabel (mm²)” yang mana dalam artikel ini diartikan
sebagai besar fisik kawat tembaga. Sedangkan judul kolom ke-3 adalah “Kemampuan membawa Arus
(Ampere)” yang dalam artikel
ini diartikan sebagai besar beban arus listrik (daya). Angka-angka pada tabel ini menjelaskan
kesesuaian antara besar fisik kawat tembaga dengan beban arus listrik yang
mampu dilewatinya / dihantarkan.
Kapasitas kabel dalam menahan beban daya
(Watt), kurang-lebih konsepnya mirip dengan kapasitas kabel dalam menahan beban
tegangan (Volt). Namun disini lebih menitik beratkan pada besar fisik kawat
tembaga dalam kabel. Jadi, keluaran daya (Watt) MCB juga harus diimbangi dengan
kapasitas yang sama dengan kemampuan kabel menahan beban daya (Watt). Kemampuan
kabel dalam menahan beban daya lebih ditentukan oleh ukuran fisik kawat tembaga
yang dimilikinya. Anda dapat melihatnya pada angka yang tertera pada tabel
tabel di atas.
Pengertiannya disini
adalah untuk kapasitas listrik 4400 Watt, kita tidak harus menggunakan kabel
dengan fisik kawat tembaga 2,5mm². Maksud fungsi ketebalan fisik kawat tembaga
2,5mm² disini adalah dapat digunakan untuk menahan beban penggunaan daya hingga
4400 Watt. Jadi, jika instalasi listrik terpasang di rumah 4400 Watt dan anda
hendak menggunakan seluruh daya 4400 Watt untuk menjalankan satu / beberapa
perangkat elektronik sekaligus, maka kabel yang disarankan untuk itu adalah
kabel dengan (minimum) fisik kawat tembaga 2,5mm².
Contoh lain : pada
instalasi listrik terpasang 4400 Watt (20 Ampere), tidak ada masalah jika anda
hendak memasang dan menggunakan kabel dengan besar fisik kawat tembaga 1,5mm²
untuk kebutuhan pemakaian perangkat elektronik hingga batas daya sebesar 3960
Watt (18 Ampere). Memang lebih kecil dari fisik kawat tembaga yang digunakan
untuk menahan beban daya seluruh kapasitas listrik terpasang sebesar 4400 Watt,
dan itu tidak masalah, selama penggunaan pemakaian dayanya maksimal 3960 Watt
saja.
Apa yang terjadi jika
pemakaian daya melebihi 3960 Watt? Saya belum pernah mencoba mempraktekkannya.
Teori yang ada di kepala saya adalah hal itu masih dapat dilakukan tanpa
membuat MCB trip, namun dengan resiko kabel akan menjadi panas setelah
pemakaian dalam waktu cukup lama. Sama dengan kasus kelebihan beban voltase,
suhu panas yang dihasilkan kawat tembaga mampu me-leleh-kan pembungkus kawat
dan pada titik tertentu akan menyebabkan MCB trip.
Ukuran ideal fisik kawat tembaga
Jika mengacu pada
tabel kemampuan hantar arus di atas, fisik kawat tembaga berukuran 0,75mm² pada
tegangan 220 Volt mampu untuk menahan beban daya hingga sebesar 12 Ampere x 220
Volt = 2640 Watt. Jadi, kabel dengan fisik kawat tembaga 0,75mm² bisa digunakan
pada jaringan kabel untuk instalasi listrik terpasang mulai dari 450 hingga
2200 Watt. Benarkah demikian? Secara teori, hal tersebut adalah mungkin untuk
diterapkan. Dalam prakteknya, hampir setiap jaringan kabel di rumah siap huni
memiliki spesifikasi ukuran fisik kawat tembaga minimal 1,5mm² s/d 2,5mm².
Di dalam kehidupan
sehari-hari, pada rumah tinggal kelas menengah ke bawah, rata-rata konsumsi
daya listrik sebuah / beberapa perangkat elektronik pada umumnya berada pada
kisaran 100 hingga 1000 Watt. Walaupun terjadi pemakaian daya hingga melebihi
kapasitas listrik terpasang, hal tersebut akan diantisipasi dengan jatuhnya
switch MCB meteran PLN. Lalu, dengan kapasitas instalasi listrik terpasang
berada pada kisaran 450 s/d 2200 Watt, masihkah kiranya diperlukan fisik kawat
tembaga sebesar 2,5mm² sebagai spesifikasi dasar jalur kabel stopkontak?
Ataukah cukup hanya dengan menggunakan ukuran 1,5mm² saja? Jadi, ukuran mana
yang harus dipakai untuk digunakan pada instalasi jaringan kabel? 2,5mm² atau
1,5mm²? Atau sesuai berdasarkan angka yang tertera pada tabel di atas?
Menurut saya, sebesar
apapun ukuran fisik kawat tembaga, selama kemampuan hantar arusnya sama dengan
atau lebih besar dari kapasitas instalasi listrik terpasang, dapat
dikategorikan sebagai ukuran ideal. Namun, bagaimanapun juga, apa yang saya
nyatakan tidaklah memiliki dasar pengetahuan kelistrikan secara formal. Dasar
dari tindakan yang saya lakukan dalam menangani listrik hanyalah pengalaman
belaka (non formal). Untuk itu, parameter ukuran terbaik / ideal yang saya
ambil dalam menentukan ukuran kabel, cenderung pada efek yang berhasil saya
tangkap saat perangkat elektronik di rumah dioperasikan. Semakin rendah efek
negatif yang ditimbulkan, semakin baik kualitas kabel yang digunakan. Begitulah
kira-kira parameternya, dan itu bukan ukuran tehnik yang sebenarnya atau diakui
keabsahannya secara akademis. Sehingga, berlebihan atau tidaknya keputusan saya
dalam menentukan ukuran kawat tembaga sebesar 2,5mm² (pada jalur stopkontak)
dan 1,5mm² (pada jalur rumah lampu) dari sudut pandang akademis, saya tidak mau
terlalu memedulikannya.
Hingga saat ini, saya
belum pernah menemukan masalah pada jalur kabel stopkontak yang dipasang
menggunakan fisik kawat tembaga 2,5mm² pada rumah tinggal dengan instalasi
listrik terpasang berkapasitas 900, 1300 dan 2200 Watt. Kecuali, terjadi
kesalahan dalam instalasi pemasangan jalur dan sambungan kabelnya. Demikian
juga halnya untuk jalur kabel rumah lampu (1,5mm²). Ini juga yang menjadikan
alasan bagi saya untuk tetap tidak menggunakan kabel dengan fisik kawat tembaga
di bawah ukuran 2,5mm² (jalur stopkontak) dan 1,5mm² (jalur rumah lampu ).
Faktor penentu ukuran kawat tembaga
Hasil eksperimen yang
saya kerjakan selama 1 tahun memperlihatkan bahwa untuk menyalakan lampu
berkapasitas daya sebesar 5 Watt selama 24/7, cukup dengan menggunakan
fisik kawat tembaga sebesar 0,75 mm². Tidak perlu hingga 1,5 mm². Namun, ada
beberapa hal / faktor yang cukup rumit dalam penerapannya, terlebih lagi jika
kita membuat pencabangan dari / untuk stopkontak.
·
Faktor I – Perbedaan
ukuran kawat tembaga : Membuat pencabangan kabel untuk rumah lampu dengan
mengambil sumber daya dari jalur kabel stopkontak adalah hal biasa ditemukan
pada jaringan kabel di rumah siap huni. Mungkin hal itu memang telah menjadi
teknik standar untuk diterapkan di rumah siap huni. Seandainya besar ukuran
sambungan kabel rumah lampu 0,75mm² dan 2,5mm² untuk stopkontak; tidaklah mudah
membuat sambungan antar kabel yang rapi dari kedua ukuran kawat tembaga
tersebut. Bisa dilakukan, namun tidak mudah pengerjaannya.
·
Faktor II – Mudah
diperoleh : Tidak semua ukuran kabel mudah diperoleh dan dijual murah di
pasaran. Saya dengan mudah mendapatkan kabel dengan spesifikasi kawat 2,5 mm²
dan 1,5 mm² dari brand / merk yang sama di pasaran dengan harga grosir, tetapi
tidak demikian halnya untuk ukuran 1 mm² dan 0,75 mm².
·
Faktor III – Kemampuan
menahan beban : Jumlah pencabangan stopkontak yang menginduk pada satu jalur
kabel adalah kasus yang sering terabaikan. Faktor ini terlihat sepele namun
dalam prakteknya sering membawa masalah tidak terduga di kemudian hari. Semakin
banyak cabang stopkontak dibuat dari satu kabel induk, semakin besar
kemungkinan beban arus listrik yang harus ditanggung oleh kabel induk. Kita
tidak pernah menduga berapa besar beban arus listrik yang harus ditanggung oleh
sebuah kabel induk, karena tidak selamanya kita memperhatikan besar konsumsi
daya perangkat elektronik yang terhubung pada setiap stopkontak. Kita pun tidak
akan selalu mengingat sumber pencabangan dari stopkontak-stopkontak yang ada.
Tidak ada masalah untuk kasus kelebihan pemakaian daya, karena akan langsung
diantisipasi oleh MCB meteran PLN. Namun, bagaimana jika terjadi kenaikan
voltase? Batas waktu (time frame) dan besaran kenaikan voltase yang dapat
ditahan oleh kabel adalah dua hal berbeda yang (mungkin) bisa terjadi secara
bersamaan dengan efek yang sulit diprediksi. Walaupun pada titik tertentu akan
diantisipasi juga oleh MCB, berapa besar efek negatif telah dihasilkan terhadap
kabel sebelum MCB berhasil menghentikannya?
Faktor terakhir inilah
yang memaksa saya untuk tetap menggunakan kabel dengan ukuran fisik kawat lebih
besar daripada kapasitas listrik terpasang. Harapan saya atas efek tindakan ini
adalah saat listrik berada di atas kondisi normal, sebelum diputuskan alirannya
oleh MCB, kabel masih mampu menahan kelebihan beban tanpa menimbulkan efek
negatif pada sebagian / seluruh jaringan kabel.
Ide membuat jaringan
kabel menggunakan fisik kawat tembaga berukuran besar (di atas kapasitas
listrik terpasang) yang dibatasi oleh kapasitas MCB, telah saya terapkan
bersamaan dengan pengerjaan instalasi stabilizer 3000VA di rumah. Hasilnya,
hingga saat ini hanya dua penyebab MCB trip di rumah saya, yaitu lonjakan
voltase dari asupan listrik PLN atau pemakaian perangkat elektronik secara
bersamaan hingga melebihi kapasitas listrik terpasang.
Instalasi jaringan kabel yang ideal?
Idealnya, ada
pemisahan antar unit MCB untuk sambungan stopkontak dengan lampu dalam sebuah
jaringan kabel di sebuah rumah. Dengan demikian, kapasitas unit MCB untuk
masing-masing kebutuhan dapat dibedakan. Terpisahnya jalur lampu penerangan
dengan stopkontak, akan memudahkan kita untuk pemeliharaan dan perawatan serta
memodifikasi jalur distribusi (pencabangan stop kontak / rumah lampu) peredaran
arus listrik di rumah.
Spesifikasi kabel yang
terpasangpun dapat disesuaikan dengan besar kebutuhan pemakaian daya dari
masing-masing jalur kabel. Namun, semua itu kembali pada keadaan awal rumah
yang kita tempati. Apakah saat rumah dibangun telah dipikirkan secara matang
pemasangan jaringan kabelnya? Bukan hal mudah dan murah untuk membuat jaringan
kabel yang ideal, dan kondisi ideal ini tidak akan kita temukan pada mayoritas
rumah siap huni. Terlebih lagi untuk rumah kelas menengah ke bawah.
Kenyataan yang ada,
kondisi jaringan kabel di mayoritas rumah siap huni mirip seperti benang kusut.
Terutama pada sambungan pencabangan antar kabel. Jangankan berharap pada
kondisi ideal, layak pakai pun (minimum-requirement) belum tentu terpenuhi.
Memang, tidak semua rumah siap huni memiliki instalasi jaringan kabel yang
buruk. Namun demikian, bukan berarti 100% aman dan layak untuk digunakan. Lalu,
seberapa besar tingkat ketidaksesuaian jaringan kabel yang masih dapat
ditoleransi? Apakah masih bisa disiasati agar kondisinya menjadi layak pakai?
Salah satu cara
termurah namun efektif untuk mendapatkan kondisi layak pakai adalah menyamakan
spesifikasi fisik kawat tembaga jalur kabel rumah lampu maupun stopkontak.
Jadi, kalaupun diperlukan tindakan penggantian kabel, hanya sebatas pada
spesifikasi untuk ukuran kabel yang berbeda saja (lebih kecil), tidak semua.
Kesulitan untuk mengerjakannya adalah setiap jalur kabel harus ditelusuri satu
per satu. Ini adalah cara yang saya kerjakan pertama kali untuk membenahi
jaringan kabel di rumah. Setelah kondisi semua kabel berada pada tingkat layak
pakai terendah / minimum-requirement, penyebab permasalahan pemakaian daya
dapat mudah diidentifikasikan. Umumnya, ada pada sambungan antar kabel yang
belum diperbaiki atau ketidaksesuaian / rendahnya kualitas stopkontak dan
saklar lampu.
Menggunakan cara ini,
setidaknya, kita bisa mendapatkan kondisi jaringan kabel layak pakai. Dengan
memahami distribusi arus listrik dalam jaringan kabel, kita dapat memerkirakan
sejauh mana pengembangan / perbaikan perlu dilakukan berdasarkan kondisi yang
ada.
Perlunya mengetahui jenis kabel
Sejak awal, saya
selalu berpedoman bahwa hanya ada dua jenis kabel yang bisa digunakan untuk
memenuhi kebutuhan media penghantar arus listrik di rumah, yaitu kabel tunggal dan
serabut. Itulah perbedaan fisik paling mendasar dan dapat langsung dikenali
mata telanjang dari kabel-kabel yang beredar dipasaran. Bagaimana kedua jenis
kabel ini memiliki “turunan”-nya, baru saya peroleh beberapa tahun kemudian
setelah membenahi jaringan kabel di rumah sendiri.
Turunan / strain dari
masing-masing kabel tersebut dapat langsung dikenali perbedaannya berdasarkan
tingkat ketebalan dan jumlah lapisan pembungkusnya. Hal yang menjadi parameter
hingga akhirnya saya menggunakan kabel tunggal untuk dipakai membangun jaringan
kabel di rumah adalah kemampuannya menangani beban arus listrik dengan baik.
Selain mudah ditemukan dipasaran dengan harga relatif lebih murah dari kabel
serabut, kabel tunggal juga banyak disarankan oleh praktisi listrik di lapangan
untuk dijadikan standar kabel pada jaringan kabel di rumah.
Ternyata, memang ada
perbedaan peruntukkan pemakaian kabel berdasarkan jenisnya. Peruntukkan
pemakaian kabel ini, diwakili dengan kode tertera pada pembungkusnya. Berbeda
kode, maka peruntukkan pemakaian kabel pun berbeda. Seringkali pengkodean ini
diabaikan karena kemiripan satu dengan lainnya. Sehingga akhirnya spesifikasi
ukuran kawat tembaga dan beban voltase yang digunakan sebagai parameter.
Misalnya, kabel untuk kebutuhan peralatan elektronik memiliki kode NYMHY dengan
spesifikasi kawat tembaga serabut 2 x 1,5mm² (NYMHY ~ 2 x 1,5mm² ~ 4 OM).
Ketika saya
membelinya, si penjual meng-klaim, bahwa jenis kabel tersebut mampu menahan
beban pemakaian daya perangkat elektronik berkapasitas hingga 2000 Watt pada
tegangan 220Volt (?). Kemudian, saya membuat panjangan stopkontak dengan kabel
jenis ini dan menggunakannya untuk pemakaian vacuum cleaner (Wet & Dry)
berdaya 800 Watt. Saat selama pemakaian vacuum cleaner itu sendiri harus diistirahatkan
selama 5 menit setelah 20 menit digunakan. Saya mengoperasikannya selama
kira-kira 1,5 jam untuk membersihkan genangan air. Tidak ada masalah apa pun.
Kabel tetap dingin dan kinerja perangkat elektronik tetap stabil. Dilihat
secara fisik kabel, biasa saja. Tidak sebesar kabel serabut berkode NYMHYrd-O ~
2 x 1,5mm² ~ 300/500V. Malahan hampir sama besarnya dengan kabel serabut
NYMHYrd-O ~ 2 x 0,75mm² ~ 300/500V.
Pertanyaannya, apakah
jenis kabel serabut NYMHY ~ 2 x 1,5mm² ~ 4 OM memiliki kemampuan yang sama
dengan jenis kabel tunggal NYM ~ 2 x 1,5mm² ~ 300/500V?
Atau dapatkan jenis
kabel serabut NYMHYrd-O ~ 3 x 2,5mm² ~ 300/500V dijadikan sebagai pengganti
jenis kabel tunggal NYM ~ 3 x 2,5mm² ~ 300/500V yang biasa digunakan untuk
menyambung terminal stopkontak di dinding?
Jawaban yang saya
peroleh dari si penjual kabel tadi adalah jenis kabel serabut (apapun
turunannya) bukan diperuntukkan pada kebutuhan menyambung terminal stopkontak
di dinding seperti jenis kabel tunggal. Terminal stopkontak di dinding terpasang
ditujukan untuk segala macam kebutuhan pemakaian daya. Salah satunya adalah
pemakaian daya listrik secara konstan. Seperti untuk pemenuhan kebutuhan daya
lemari es / kulkas.
Jenis kabel tunggal,
memang dirancang (salah satunya) untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Berbeda
dengan kabel serabut, yang dirancang untuk kebutuhan pemakaian daya sesekali
saja (tidak konstan). Dengan kata lain, kemampuan menghantarkan arus dari kabel
tunggal dan serabut adalah sama. Namun, penerapan pemakaiannya saja yang berbeda.
Kalau dipikir lebih
jauh, alasan peruntukkan kabel tunggal dan serabut yang disampaikan ini, cukup
masuk akal. Jika kita perhatikan, hampir semua produk perangkat elektronik
selalu dilengkapi dengan kabel serabut sebagai media penghantar input daya listriknya.
Namun, apakah memang demikian kebenarannya, saya tidak tahu.
Pernah dinyatakan di
salah satu artikel, bahwa saya selalu membuat panjangan stopkontak menggunakan
jenis kabel serabut NYMHYrd-O karena tingkat fleksibilitas menyesuaikan bentuk
ruang yang tinggi. Secara fisik kawat tembaga-pun, kabel serabut dinyatakan
lebih baik daripada kabel tunggal. Selama ini saya tidak pernah mengalami
masalah dengan pemakaian jenis kabel serabut NYMHYrd-O, karena memang selalu
digunakan untuk dijadikan panjangan stopkontak saja yang pemakaian dayanya
tidak konstan. Tidak pernah dijadikan sambungan stopkontak permanen di dinding.
Hingga saat ini,
penerapan peruntukkan jenis kabel terbaik bagi saya, tetap menganut pakem yang sebelumnya telah dikerjakan yaitu kabel
tunggal digunakan untuk dipasang di dinding dan kabel serabut sebagai panjangan
stopkontak saja. Bagaimanapun model dan tipe turunan kabel yang ada, tetap
mengacu pada pakem tersebut.
Memanfaatkan keberadaan MCB
Dengan adanya
pemahaman mengenai peruntukkan fungsi penggunaan setiap jenis kabel ini,
spesifikasi kabel lainnya yang perlu diketahui hanyalah sebatas pada fisik
ketebalan kawat tembaga dan kemampuan menahan beban voltase saja. Jika semua
spesifikasi kabel yang terpasang pada jaringan kabel sudah sesuai, maka kita
dapat memanfaatkan unit MCB untuk meminimalisir lamanya waktu kondisi
“overload” arus listrik yang terjadi.
Hal ini, setidaknya
dapat mencegah / menghindari kemungkinan terjadinya kerusakan perangkat
elektronik yang ada. Dengan demikian, pemilihan kapasitas MCB yang akan
dipasang dalam box MCB, harus benar-benar dipikirkan secara matang. Tindakan
ini akan menjadikan MCB berperan sebagaimana fungsi sebenarnya, yaitu menjaga
arus listrik tetap pada porsinya.
Kemungkinan MCB rusak
akibat dijadikan “gerbang pertama” dalam menghadapi setiap kondisi overload
arus listrik adalah cenderung pasti terjadi. Bagi saya, ini adalah salah satu
pilihan / cara terbaik dalam mengantisipasi kerugian yang lebih besar dari
kerusakan akibat kelebihan beban arus listrik.
Pengalaman saat
menangani penggantian kabel di rumah, membawa saya pada sedikit pemahaman
mengenai peran dan fungsi MCB dalam melengkapi keamanan instalasi listrik serta
kenyamanan pemakaian daya yang lebih baik di rumah. Berdasarkan beberapa
kode-kode yang tertera pada MCB di meteran PLN, kita dapat langsung mengenali
besar beban arus listrik dan kapasitas unit MCB serta spesifikasi fisik kawat
tembaga yang seharusnya ada dalam jaringan kabel.
Memang ada keterkaitan
erat antara beban daya listrik dengan fisik kawat tembaga dalam kabel. Untuk
mendapatkan standar kualitas listrik yang memadai, kapasitas dari faktor
pendukung keberadaannya perlu diperhitungkan secara matang. Umumnya,
permasalahan listrik yang terjadi di rumah, berkisar pada ketidaksesuaian
antara ketiga faktor (MCB, kabel dan beban daya) tersebut. Setidaknya, dengan
memenuhi standar ukuran sebagaimana yang seharusnya digunakan, kita dapat
terhindar dari kerugian atas kerusakan perangkat elektronik di rumah akibat
perilaku tidak terduga arus listrik dalam jaringan kabel di rumah.
Langganan:
Postingan (Atom)