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.