ϕ (1.4) MODUL I KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK = (1.2) P S pf = cos (1.3) = (1.5) 1.1 Pendahuluan Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik 1

INSTALASI LISTRIK - Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri - Unissula Jl. Raya Kaligawe Km. 4 Telp. (024) 6583584 (8 lines) Faks. (024) 6582455 Semarang 50112 – Indonesia http://www.unissula.ac.id

MODUL I KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK 1.1

Pendahuluan

Terdapat tiga macam sifat-sifat beban listrik yaitu resistif, induktif dan kapasitif. Di dalam rangkaian listrik arus bolak – balik, terdapat tiga buah daya listrik yang diserap oleh beban, yaitu daya nyata P , daya reaktif Q , dan daya semu S . Apabila terdapat arus yang mengalir pada beban listrik sebesar I (A) dan besarnya tegangan adalah V (Volt), maka besarnya daya semu S (VA) yang dibutuhkan oleh beban listrik tersebut adalah :

S = VI

(1.1)

Sedangkan daya real

P (Watt) yang digunakan, dirumuskan sebagai :

P = S cos ϕ = VI cos ϕ

(1.2)

Sehingga :

cos ϕ = pf =

P S

(1.3)

P S

ϕ = cos −1  

(1.4)

cos ϕ adalah faktor daya (power factor, pf ). Untuk beban yang bersifat induktif, pf lagging di mana arusnya tertinggal dari tegangannya. Dan untuk beban yang bersifat kapasitif, pf leading di mana arusnya mendahului

Di mana

tegangannya.

ϕ

disebut sudut daya listrik, yang merupakan sudut antara daya

aktif dan daya semu juga merupakan sudut antara tegangan dan arus listrik. Dan besarnya daya reaktif

Q (KVAR) adalah :

Q = S sin ϕ = VI sin ϕ

(1.5)

Hubungan daya beban listrik digambarkan sebagai segitiga daya sebagai berikut :

S

Q ϕ

P Gambar 1.1 Segitiga Daya

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik

1


1.2

Percobaan 1 Karakteristik Beban Resistif

1.2.1 Dasar Teori Beban listrik yang bersifat resistif sering dijumpai dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh penggunaan beban listrik yang bersifat resistif adalah lampu pijar (dop). Lampu pijar sebagai beban listrik, akan menyerap arus listrik dan mengubah semua energi listrik yang didapatkannya menjadi energi cahaya dan energi panas semuanya. Contoh lain penggunaan beban listrik ang bersifat resistif adalah pemanas (heater), seterika listrik, kompor listrik, di mana beban listrik tersebut akan mengubah semua energi listrik yang diterimanya menjadi energi panas. Energi cahaya dan energi panas yang dihasilkan oleh beban listrik yang bersifat resistif merupakan energi nyata (real), sehingga beban jenis ini hanya mempunyai daya nyata P .

P = VI cos ϕ

(1.6)

Karena hanya mempunyai daya real

P , maka :

Q=0

(1.7)

Sehingga,

S=P

(1.8)

Karena nilai daya aktif

P sama dengan daya semu S , maka faktor daya pf dari

beban resistif mempunyai nilai 1, di mana :

pf = cos ϕ =

Dan sudut daya

ϕ

P =1 S

mempunyai nilai nol,

(1.9)

ϕ =0

S=P

Gambar 1.2 Segitiga Daya Beban Resistif

1.2.2. Tujuan Percobaan


2


1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang bersifat resistif 2. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pengaruh beban resistif terhadap daya listrik 3. Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pengaruh beban resistif terhadap faktor daya listrik 4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya dari beban resistif

1.2.3. Peralatan Yang Digunakan 1. 2. 3. 4. 5.

Multimeter digital Clamp Meter Lampu pijar Kotak hubung Kabel penguhubung

: : : : :

1 buah 1 buah 6 buah secukupnya secukupnya

1.2.4. Gambar Rangkaian Percobaan

Beban lampu pijar

Sumber Teg. AC

+ + input output MULTIMETER DIGITAL

Gambar 1.3 Rangkaian percobaan karakteristik beban resistif

1.2.5. Langkah Kerja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Siapkan semua peralatan yang digunakan Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.1. Tambahkan beban lampu pijar sesuai dengan petunjuk asisten praktikum Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.1. Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum

1.2.6. Hasil Percobaan


3


Tabel 1.1 Hasil percobaan karakteristik beban resistif No

Beban

V

(Volt)

I

(Ampere)

P

(Watt)

cos ϕ

1 2 3 4 5 6

1.2.7. Perhitungan  

Daya kompleks S Daya reaktif Q



cos

ϕ

1.2.8. Grafik 

Perubahan arus terhadap daya dan faktor daya : P = f (I ) ; S = f (I ) ; Q = f (I ) ; cos ϕ = f ( I )



Perubahan faktor daya terhadap daya listrik P = f (cos ϕ ) ; Q = f (cos ϕ ) ; S = f (cos ϕ )



Diagram segitiga daya

1.3.

Percobaan 2 Karakteristik Beban Induktif


4


1.3.1 Dasar Teori Beban listrik yang bersifat induktif antara lain adalah transformator, balas dari lampu TL, motor induksi satu fasa maupun tiga fasa yang biasa digunakan untuk menggerakkan kipas angin, pompa air, lift, eskalator, kompresor, konveyor dan lain-lain. Seperti beban listrik yang bersifat resistif yang menghasilkan panas sebagai wujud dari daya nyata (real), beban – beban listrik yang bersifat induktif juga menyerap daya reaktif yang bersifat imajiner (tak tampak) yang digunakan untuk menghasilkan medan magnet. Karena selain energi panas yang dihasilkan oleh beban listrik yang bersifat induktif, maka daya kompleks S terdiri dari dua yaitu daya real (aktif) P dan daya reaktif Q , di mana :

S = P + jQ

(1.10)


(1.11)


(1.12)

Beban listrik yang bersifat induktif mempunyai arus listrik yang tertingal dari tegangannya, karena sifat beban induktif yang menyimpan arus listrik, sehingga nilai faktor daya pf dari beban induktif adalah tertinggal atau disebut lagging (lag), di mana :

pf = cos ϕ =

P S

(1.13)

Dan sudut daya nya bernilai positif, di mana

P S

ϕ = cos −1  

(1.14)

S

Q ϕ

P Gambar 1.4 Segitiga Daya Beban Induktif



5


1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang bersifat induktif 2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban induktif terhadap daya listrik 3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban induktif terhadap faktor daya 4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya untuk beban induktif


Multimeter digital Clamp meter Lampu TL Kotak hubung Kabel penguhubung

: : : : :

1 buah 1 buah 6 buah secukupnya secukupnya


Beban lampu TL

Sumber Teg. AC


Gambar 1.5 Rangkaian percobaan karakteristik beban induktif

1.3.5. Langkah Kerja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Siapkan semua peralatan yang digunakan Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.2. Tambahkan beban lampu TL sesuai dengan petunjuk asisten praktikum Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.2. Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum

1.3.6. Hasil Percobaan Tabel 1.2 Hasil percobaan karakteristik beban induktif


6


No

Beban

V

(Volt)

I

(Ampere)

P

(Watt)

cos ϕ

1 2 3 4 5 6

1.3.7. Perhitungan  

Daya kompleks Daya reaktif Q



cos

S

ϕ

1.3.8. Grafik 








1.4.

Percobaan 3 Karakteristik Beban Kapasitif


7


1.4.1 Dasar Teori Beberapa contoh beban listrik yang bersifat kapasitif antara lainkapasitor dan motor sinkron. Fungsi dari kapasitor dan motor sinkron di dalam sistem tenaga listrik adalah sebagai reaktor, penyimpan tegangan, dan untuk perbaikan faktor daya. Seperti beban listrik yang bersifat induktif, beban – beban listrik yang bersifat kapasitif juga menyerap daya aktif dan daya reaktif yang bersifat imajiner (tak tampak), di mana daya reaktif ini digunakan untuk menghasilkan medan listrik. Daya kompleks S untuk beban kapasitif terdiri dari dua yaitu daya real (aktif) dan daya reaktif Q , di mana :

P

S = P − jQ

(1.15)


(1.16)


(1.17)

Beban listrik yang bersifat kapasitif mempunyai tegangan yang tertingal dari arus listrikya, karena sifat beban kapasitif yang menyimpan tegangan, sehingga nilai faktor daya pf dari beban kapasitif adalah mendahului atau disebut leading (lead), di mana :

pf = cos ϕ =

P S

(1.18)

Namun sudut daya nya bernilai negatif, di mana

P S

ϕ = cos −1  

(1.19)

P ϕ Q S

Gambar 1.6 Segitiga Daya Beban Induktif



8


1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami karakteristik beban listrik yang bersifat kapasitif 2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban kapasitif terhadap daya listrik 3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh beban kapasitif terhadap faktor daya 4. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami segitiga daya untuk beban kapasitif

1.4.3. Peralatan Yang Digunakan 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Multimeter digital Clamp meter Kapasitor Lampu Pijar Kotak hubung Kabel penguhubung

: : : : : :

1 buah 1 buah 6 buah 1 buah secukupnya secukupnya


Beban lampu pijar

Sumber Teg. AC

Beban Kapasitor


Gambar 1.7 Rangkaian percobaan karakteristik beban kapasitif

1.4.5. Langkah Kerja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Siapkan semua peralatan yang digunakan Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.3. Tambahkan beban kapasitor sesuai dengan petunjuk asisten praktikum Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.3. Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum



9


Tabel 1.3 Hasil percobaan karakteristik beban kapasitif No

Beban

V (Volt)

I

(Ampere)

P

(Watt)

cos ϕ

1 2 3 4 5 6

1.4.7.

Perhitungan

 

Daya kompleks S Daya reaktif Q



cos

ϕ

1.4.8. Grafik 








1.5.

Percobaan 4 Perbaikan Faktor Daya


10


1.5.1. Dasar Teori Di dalam metode perbaikan faktor daya, daya nyata (real) atau daya aktif sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya mempunyai nilai yang tetap, di mana :

P1 = P2 = P

(1.20)

Daya kompleks sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya adalah :

S1 =

P1 P = cos ϕ1 cos ϕ1

dan

S2 =

P2 P = cos ϕ 2 cos ϕ 2

(1.21)

Daya reaktif sebelum dan sesudah perbaikan faktor daya adalah :

P sin ϕ1 = P tan ϕ1 cos ϕ1 P = S 2 sin ϕ 2 = sin ϕ 2 = P tan ϕ 2 cos ϕ 2

QL 1 = S1 sin ϕ1 =

(1.22)

QL 2

(1.23)

Selisih nilai daya reaktif karena perbaikan faktor daya :

QC = QL1 − QL 2 = P tan ϕ1 − P tan ϕ 2 = P(tan ϕ1 − tan ϕ 2 )

(1.24)

QL1 QC S1

ϕ1

S2

QL 2

ϕ2

P Gambar 1.8 Perbaikan faktor daya

Nilai reaktansi kapasitif

XC dari kapasitor yang dipasang adalah : V V2 XC = = QC P(tan ϕ1 − tan ϕ 2 ) 2

(1.25)

Nilai kapasitansi dari kapasitor yang dipasang adalah :

C=

P(tan ϕ1 − tan ϕ 2 ) 1 = 2πfXC 2πfV 2

(1.26)

1.5.2. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa dapat memahami cara untuk memperbaiki faktor daya


11


2. Mahasiawa dapat menentukan besarnya nilai kapasitor untuk perbaikan faktor daya

1.5.3. Peralatan Yang Digunakan 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Multimeter digital Clamp meter Kapasitor Lampu TL Kotak hubung Kabel penguhubung

: : : : : :

1 buah 1 buah 6 buah secukupnya secukupnya secukupnya


Beban lampu TL

Sumber Teg. AC

Beban Kapasitor


Gambar 1.5 Rangkaian percobaan perbaikan faktor daya

1.5.5. Langkah Kerja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Siapkan semua peralatan yang digunakan Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan Hubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 220 V Catatalah parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.4. Tambahkan beban kapasitor sesuai dengan petunjuk asisten praktikum Catat kembali parameter yang ditunjukkan ke dalam tabel 1.4. Ulangi langkah 5 dan 6 sesuai dengan petunjuk asisten praktikum

1.5.6. Hasil Percobaan Tabel 1.4 Hasil percobaan perbaikan faktor daya


12


No

Beban

V

(Volt)

I

(Ampere)

P

(Watt)

cos ϕ

1 2 3 4 5 6

1.5.7. Perhitungan



S setiap perubahan Daya reaktif Q L dan QC setiap perubahan



cos



Nilai kapasitansi setiap perubahan



Daya kompleks

ϕ

setiap perubahan

1.5.8. Grafik 








MODUL II ILLUMINASI


13


2.1.

Pendahuluan

Illuminasi atau penerangan sangat dibutuhkan oleh manusia untuk mengenali suatu objek secara visual. Organ tubuh yang mempengaruhi penglihatan, yaitu mata, syaraf dan pusat syaraf penglihatan di otak. Pada banyak industri, penerangan mempunyai pengaruh terhadap kualitas produk. Kuat penerangan baik yang tinggi, rendah, maupun yang menyilaukan berpengaruh terhadap kelelahan mata maupun ketegangan syaraf. Untuk memperoleh kualitas penerangan yang optimal IES (Illumination EngineeringSociety) menetapkan standar kuat penerangan untuk ruangan. Cahaya adalah suatu gejala fisis. Suatu sumber cahaya memancarkan energi. Sebagian dari energi ini diubah menjadi cahaya tampak. Perambatan cahaya di ruang bebas dilakukan oleh gelombang-gelombang elektromanetik. Jadi cahaya merupakan suatu gejala getaran. Gejala-gejala geteran sejenis dengan cahaya adalah gelombang-gelombang panas, radio, televisi, radar dan sebagainya. Gelombang-gelombang tersebut hanya berbeda frekuensinya saja. Silau disebabkan cahaya berlebihan yang langsung dari sumber cahaya atau hasil pantulan ke arah mata pengamat. Silau berpengaruh terhadap mata, yaitu ketidakmampuan mata merespon cahaya dengan baik, atau menyebabkan perasaan tidak nyaman, karena manik mata harus memicing disebabkan kontras yang berlebihan. IES mendefinisikan cahaya sebagai pancaran energi yang dapat dievaluasi secara visual. Secara sederhana, cahaya adalah bentuk energi yang memungkinkan makhluk hidup dapat mengenali sekelilingnya dengan mata. Hubungan kecepatan cahaya ( v ) dalam km/dt, dengan panjang gelombang ( λ ) dalam m dan frekuensi dalam Hz adalah :

λ=

v f

( 2.1 )

Kecepatan rambat v gelombang-gelombang elektromagentik di ruang bebas sama dengan 3.105 km per detik. Untuk lebih memahami tentang teknik illuminasi (penerangan), diperlukan suatu pengertian dan pemahaman terlebih dahulu mengenai definisi-definisi yang relevan tentang sudut ruang ( ω ), energi cahaya ( Q ), arus cahaya ( Φ ), intensitas cahaya ~

( I ), intensitas (kuat) penerangan ( E ), luminansi ( L ), dan beberapa faktor penerangan lainnya. Besaran penerangan yang sering dikacaukan pemahamannya adalah illuminasi (kuat penerangan) dan luminansi. Walaupun satuannya sama yang membedakan keduanya adalah kuat penerangan sebagai besaran penerangan yang dihasilkan oleh sumber penerangan, sedangkan luminansi merupakan kuat penerangan yang sudah dipengaruhi oleh faktor lain.

2.2.

Percobaan 1 Arus Cahaya Pada Lampu Penerangan


14


2.2.1. Dasar Teori Arus cahaya adalah aliran rata – rata energi cahaya yang dipancarkan oleh sebuah lampu penerangan. Arus cahaya disebut juga fluks cahaya. Arus cahaya didefinisikan sebagai jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya setiap detiknya. Besarnya arus cahaya dinyatakan dengan satuan lumen (lm), di mana :

Φ= Dengan

Q t

(2.2)

Φ Q t

: :

Arus cahaya (lumen,lm) Energi cahaya (lm.detik)

:

Detik

Setiap lampu penerangan mempunyai nilai efikesi, yaitu besarnya arus cahaya yang dihasilkan oleh sebuah lampu penerangan dalam setiap watt nya, di mana :

efikesi = Dengan

Φ P

efikesi : : Φ : P

(2.3) (lumen/watt) Arus cahaya (lm) watt

Energi cahaya disebut juga kuantitas cahaya

Q merupakan produk radiasi visual

pada rentang waktu tertentu, dinyatakan dengan :

Q = ∫ Φ .t .dt

(2.4)

2.2.2. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh perubahan tegangan terhadap arus cahaya pada sebuah lampu penerangan 2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh perubahan arus listrik terhadap arus cahaya pada sebuah lampu penerangan 3. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami pengaruh daya listrik terhadap arus cahaya pada lampu penerangan

2.2.3. Peralatan Yang Digunakan 1. 2. 3. 4.

Sumber tegangan AC variabel (autotrafo) Lampu Pijar Kabel Penguhubung Multimeter


15



Sumber Teg. AC Variabel

Beban lampu pijar


Gambar 2.1 Rangkaian percobaan arus cahaya pada lampu penerangan

2.2.5. Hasil Percobaan Tabel 2.1 Hasil percobaan arus cahaya pada lampu penerangan No V I P Ket. : (Ampere) (Watt) (Volt)

Efikesi lampu =

1

lm/Watt

2 3 4 5 6

2.2.6. Perhitungan •

Arus cahaya

Φ

2.2.7. Grafik

Φ = f (V ) ; Φ = f (I ) ; Φ = f (P) 2.3.

Percobaan 2 Intensitas Cahaya

2.3.1. Dasar Teori


16


Kawat tahanan yang dialiri arus listrik akan berpijar dan memancarkan cahaya. Sebuah sumber cahaya akan memancarkan energi cahaya ke semua arah. Tetapi energi radiasinya tidak merata. Jumlah energi radiasi yang dipancarkan sebagai cahaya ke suatu arah tertentu disebut Intensitas Cahaya. Intensitas cahaya diukur dalam satuan candela (cd). Istilah candela berasal dari kata candle yang berarti lilin, yang merupakan satuan tertua pada teknik penerangan, dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar. Foto meter standar primer merupakan black body radiasi yang intinya terbuat dari platina dan thorium osida, dan intensitas cahaya diukur pada temperatur platina (2042 K). Apabila sebuah sumber cahaya ditempatkan di titik pusat dalam ruangan berbentuk bola yang mempunyai jari-jari 1 meter, maka sumber cahaya tersebut akan memancarkan 1 candela (cd) ke setiap arah. Sehingga permukaan bola akan mendapatkan penerangan yang merata. Intensitas cahaya didefinisikan sebagai fluks cahaya per satuan sudut ruang yang dipancarkan ke suatu arah tertentu, di mana : ~

I= Dengan

Φ

(2.5)

ω ~

I Φ

ω

: : :

Intensitas cahaya (cd) Fluks cahaya (lm) sudut ruang (steradian,sr)

Sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam bola, dilingkupi oleh 4π steradian, sehingga sumber tersebut memancarkan fluks cahaya sebesar : ~

~

Φ = ω I = 4π I

(2.6)

2.3.2. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang intensitas cahaya pada sebuah lampu penerangan 2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami hubungan antara intensitas cahaya dan arus cahaya pada lampu penerangan


Sumber tegangan AC variabel (autotrafo) Lampu Pijar Kabel Penguhubung Lux Meter Multimeter


17



Luxmeter Sumber Teg. AC Variabel

Beban lampu pijar

h + input

+ output

MULTIMETER DIGITAL

Gambar 2.2 Rangkaian percobaan Intensitas cahaya pada lampu penerangan

2.3.5. Hasil Percobaan Tabel 2.2 Hasil percobaan Intensitas cahaya ~

No

V

(Volt)

I

P

(watt)

(cd)

Ket. : Jarak pengukuran = 1 m Efikesi lampu = lm/watt

1 2 3 4 5 6

2.3.6. Perhitungan • •

Arus cahaya Φ Hitung efikesi lampu sesungguhnya

2.3.7. Grafik

I = f (V ) ; I = f ( P ) ; I = f (Φ ) ~

2.4.

~

~

Percobaan 3 Intensitas Penerangan

2.4.1. Dasar Teori


18


Intensitas (kuat) penerangan atau illuminasi adalah pernyataan kuantitatif arus (fluks) cahaya yang jatuh pada permukaan suatu bidang. Intensitas penerangan dilambangkan dengan E , dan di ukur dengan satuan lux (lx), di mana :

E=

Φ A

Dengan

(2.7) : : :

E Φ A

Intensitas penerangan (lx) Fluks cahaya (lm) luas permukaan bidang (m2)

Apabila sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam ruangan berbentuk

bola, maka luas permukaan bola adalah 4πr = ωr ( r = jari-jari bola). Karena penyebaran cahaya meruang seluas permukaan bola, maka persamaan 2.7. menjadi : 2

E=

Φ ωr 2

2

(2.8)

Dengan memasukkan persamaan 2.6. ke dalam persamaan 2.8, maka intensitas penerangan menjadi : ~

~

ωI I E= 2 = 2 ωr r

(2.9)

Dengan menganggap sumber penerangan sebagai titik yang jaraknya h meter dari bidang penerangan, sehingga jarak h tegak lurus dengan titik penerangan, di mana h sama jari-jari r , maka : ~

I E= 2 h

(2.10)

2.4.2. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang intensitas penerangan atau illuminasi 2. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami tentang jarak penerangan terhadaap illuminasi




19



Luxmeter Sumber Teg. AC Variabel

Beban lampu pijar

h + input

+ output

MULTIMETER DIGITAL


2.4.5. Hasil Percobaan Tabel 2.3 Hasil percobaan Intensitas cahaya ~

No

h

E

(lux)

(m)

I

(cd)

Ket. : Tegangan lampu = Efikesi lampu =

volt lm/watt

1 2 3 4 5 6


Intensitas cahaya Arus cahaya Φ

~

I

2.4.7. Grafik

E = f (h ) ; I = f ( h ) ; Φ = f (h ) ~

2.5.

Percobaan 4 Sudut Penerangan

2.5.1. Dasar Teori


20


Apabila h adalah jarak tegak lurus sumber penerangan (titik X) dengan bidang penerangan di titik P, r adalah jarak antara sumber penerangan dengan titik Q, di mana keduanya membentuk sudut α , dan l adalah jarak antara P dan Q, seperti pada gambar berikut ini :

X

Kuat penerangan di titik P adalah : ~

I EP = 2 h

α

Kuat penerangan di titik Q adalah :

r

h

(2.11)

~

~

I I EQ = 2 = 2 2 r h +l

P

(2.12)

Q

l

Gambar 2.4. Sudut penerangan

Bila

r=

h cos α

(2.13)

Dapat di formulasikan kuat penerangan sepanjang bidang P – Q adalah : ~

I E = 2 cos 2 α h

(2.14)

2.5.2. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa penerangan 2. Mahasiswa penerangan

dapat mengerti dan memahami terhadap intensitas cahaya dapat mengerti dan memahami terhadap kuat penerangan

tentang

perubahan

sudut

tentang

perubahan

sudut




21



Sumber Teg. AC

h

Beban lampu pijar

α l Luxmeter



2.5.5. Hasil Percobaan Tabel 2.4 Hasil percobaan Intensitas cahaya No

l

r

α

(m)

(m)

E

(lux)

1

~

I

(lm)

Ket. : Tegangan lampu = Efikesi lampu = Tinggi h =

volt lm/watt m

2 3 4 5 6


Intensitas cahaya Arus cahaya Φ

~

I

2.4.7. Grafik

E = f (α ) ; I = f (α ) ; Φ = f (α ) ~

MODUL III INSTALASI PENERANGAN 3.1.

Pendahuluan


22


Untuk pemasangan suatu instalasi listrik, harus terlebih dahulu dibuat gambargambar perencanannya berdasarkan daerah bangunan, di mana instalasinya akan dipasang. Gambar-gambar rencana tersebut harus jelas, artinya dapat dibaca dan dimengerti oleh orang lain. Gambar-gambar rencana instalasi tersebut antara lain yaitu : 1. Gambar situasi, yaitu gambar untuk menyatakan letak bangunan, di mana instalasinya akan dipasang, serta rencana penyambungan dengan jaringan PLN. 2. Gambar instalasi, yaitu gambar yang menerangkan tentang penempatan semua peralatan yang akan dipasang dan sarana pelayanannya, rencana penyambungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya, dan data teknis yang penting dari setiap peralatan listrik yang akan dipasang. 3. Diagram garis tunggal (single line diagram), adalah diagram yang menerangkan hubungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya yang digambarkan dengan satu garis. 4. Diagram garis banyak (multi line diagram), adalah diagram yang menerangkan hubungan antara peralatan listrik dengan sarana pelayanannya yang digambarkan dengan lebih dari satu garis. Selain itu, dalam pemasangan instalasi listrik harus sesuai dengan standarisasi dan peraturan-peraturan yang berlaku. Tujuan dari standarisasi adalah untuk mencapai keseragaman mengenai ukuran, bentuk mutu barang, cara menggambar dan cara kerja. Dengan makin rumitnya konstruksi dan makin meningkatnya jumlah dan jenis barang yang dihasilkan, standarisasi menjadi suatu keharusan. Beberapa organisasi standarisasi internatsional antara lain International Electrotechnical Commission (IEC), International Organization for Standardization (ISO), International Electrical Electronic Engineering (IEEE). Di Indonesia terdapat suatu standarisasi untuk produk industri yaitu Standar Industri Indonesia (SII). Untuk bidang teknik listrik arus kuat, terdapat peraturan dan standarisasi yang dibuat oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) yang bekerja sama dengan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), yaitu Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL). Peralatan yang digunakan dalam instalasi listrik banyak sekali macamnya. Penggunaan peralatan instalasi tersebut tergantung dari kebutuhan dan pelayanan yang diminta dari seorang pelanggan, serta tergantung dari sifat ruangan dan keadaan lingkungan, di mana instalasinya akan dipasang. Beberapa jenis peralatan instalasi listrik yang digunakan antara lain : 1. Perlengkapan hubung bagi, adalah suatu perlengkapan untuk mengontrol dan membagi tenaga listrik dan melindungi rangkaian serta pemanfaatan rangkaian. 2. KWH meter, adalah peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur energi listrik yang digunakan pada suatu instalasi listrik. 3. Saklar, adalah peralatan listrik yang digunakan untk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik. Saklar banyak sekali macamnya tergantung dari penggunaan dan kebutuhannya. 4. Kontak tusuk (stop kontak), adalah peralatan listrik yang digunakan untuk menghubungkan alat pemakai listrik yang dapat dipindah-pindahkan dengan saluran yang dipasang tetap atau tidak tetap. Kontak tusuk harus


23


5.

6. 7. 8.

dibuat dari bahan yang tidak terbakar dan tahan lembab, dan harus cukup kuat. Kabel, adalah penghantar listrik yang digunakan untuk menghubungkan peralatan listrik yang satu dengan yang lain. Kabel listrik banyak macamnya sesuai dengan bahan penyusun isolasi dan bahan hantarannya. Untuk instalasi tiga fasa, terdapat standarisasi pewarnaan kabel yang digunakan :  Fasa 1 ( R ) : merah  Fasa 2 ( S ) : kuning  Fasa 3 ( T ) : hitam  Netral : biru  Pentanahan : hijau kuning Lampu pijar, merupakan sumber penerangan yang di dalamnya berupa hampa udara ataupun gas Lampu TL (neon), sumber penerangan di mana cahaya diperoleh karena ionisasi Kotak hubung, adalah peralatan listrik yang digunakan sebagai terminal bantu untuk penyambungan rangkaian instalasi listrik. Di dalam instalasi listrik, penyambungan kabel hanya boleh dilakukan di dalam kotak hubung, di mana sambungannya harus baik dan kuat.

3.2.

Percobaan 1 Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tunggal, Lampu Pijar Dan Stop Kontak

3.2.1. Tujuan Percobaan Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan satu lampu yang dilayani dengan satu saklar tunggal


24


3.2.2. Peralatan Yang Digunakan 5. Saklar Tunggal 6. Lampu Pijar 7. Stop Kontak 8. Kotak Hubung 9. Kabel Penguhubung 10. Multimeter 3.2.3. Gambar Rangkaian Percobaan Suplai

3

4 2

2

S1

3

L1

STK 1

Gambar 3.1 Single line diagram percobaan 3.1

Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

S1

L1

STK 1

L N Pe

Gambar 3.2 Multi line diagram percobaan 3.1


Tabel 3.1 Hasil Percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tunggal, Lampu Pijar Dan Stop Kontak

No

Posisi Saklar S1

Tegangan (V) L1

STK1


Arus (A) L1

STK1

Daya ( Watt ) L1

STK1

25


1

Off

2

On

3.2.5 Perhitungan ♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem ♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem

3.3.

Percobaan 2 Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Seri, Dua Buah Lampu Pijar Dan Stop Kontak

3.3.1. Tujuan Percobaan Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan dua lampu yang dilayani dengan satu saklar seri 3.3.2. Peralatan Yang Digunakan 1. Saklar Seri 2. Lampu Pijar


26


3. 4. 5. 6.

Stop Kontak Kotak Hubung Kabel Penguhubung Multimeter

3.3.3. Gambar Rangkaian Percobaan Suplai

3

4

5 3

2

S1

2

L1

L2

3

STK 1


Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

S1

L1

L2

STK 1

L N Pe



Tabel 3.2 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Seri, Dua Buah Lampu Pijar Dan Stop Kontak

No

Tegangan (V)

Posisi Saklar S1-1

S1-2

1

Off

Off

2

Off

On

L1


L2

STK1

Arus (A) L1

L2

Daya ( Watt ) STK1

L1

L2

STK1

27


3

On

Off

4

On

On

3.3.5. Perhitungan ♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem ♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem

3.4.

Percobaan 3 Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tukar, Dan Lampu TL

3.4.1. Tujuan Percobaan Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan dua lampu yang dilayani dengan dua saklar tukar 3.4.2. Peralatan Yang Digunakan 1. Saklar Tukar 2. Lampu TL 3. Kotak Hubung 4. Kabel Penguhubung 5. Multimeter


28


3.4.3. Gambar Rangkaian Percobaan Suplai

2

2

3 3

3

S1

2

S2

2

L1

L2


Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

S1

S1

L1

L2

L N



Tabel 3.3 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Menggunakan Saklar Tukar, Dan Lampu TL

No

Posisi Saklar S1

S2

1

Off

Off

2

Off

On

3

On

Off

4

On

On

Tegangan (V) L1


L2

Arus (A) L1

Daya ( Watt ) L2

L1

L2

29


3.4.5. Perhitungan ♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem ♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem

3.5.

Percobaan 4 Instalasi Penerangan Satu Fasa Sistem Seri - Paralel

3.5.1. Tujuan Percobaan Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan menggunakan system seri - paralel 3.5.2. Peralatan Yang Digunakan 1. Saklar Tunggal 2. Lampu Pijar 3. Kotak Hubung 4. Kabel Penguhubung 5. Multimeter 3.5.3. Gambar Rangkaian Percobaan

Suplai

2

3

2 2

4

2

3

2

2

2

2

30

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik S1

S2

S3

L1

L2

L3



Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

Kotak Hubung

S1

S2

S3

L1

L2

L3

L N


3.5.4. Hasil Percobaan Tabel 3.4 Hasil percobaan Instalasi Penerangan Satu Fasa Sistem Seri - Paralel

No

Tegangan (V)

Posisi Saklar S1

S2

S3

1

Off

Off

Off

2

Off

Off

On

3

Off

On

Off

4

Off

On

On

5

On

Off

Off

6

On

Off

On

L1

L2


Arus (A) L3

L1

L2

Daya ( Watt ) L3

L1

L2

L3

31


7

On

On

Off

8

On

On

On

3.5.5. Perhitungan ♦ Daya S (VA) untuk setiap beban dan sistem, baik saat sistem seri maupun sistem paralel ♦ Cos ϕ untuk setiap beban dan sistem, baik saat sistem seri maupun sistem paralel

3.6.

Percobaan 5 Instalasi Penerangan Satu Fasa Lengkap Peralatan Hubung Bagi Dan KWH Meter

menggunakan

3.6.1. Tujuan Percobaan Untuk memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi penerangan sederhana yang menggunakan peralatan hubung bagi dan kWh meter 3.6.2. Peralatan Yang Digunakan 6. Saklar Tunggal 7. Lampu Pijar 8. Stop Kontak 9. Kotak Hubung 10. Kabel Penguhubung 11. Multimeter 3.6.3. Gambar Rangkaian Percobaan

3

4

5 3

2

2

3

Hubung bagi

32

Modul S 1 1 - Karakteristik Beban Listrik S5

L3

L4

STK 2

Group 3 2

3

2



3.6.4. Hasil Perocobaan Tabel 3.5 Hasil percobaan 3.5 group 1 Posisi Tegangan Arus Saklar (V) (A) No S2 L1 STK1 L1 STK1 1

Off

2

On

Tabel 3.6 Hasil percobaan 3.5 group 2 Tegangan No Posisi Saklar (V) S2

S3

1

Off

Off

2

Off

On

3

On

Off

L2


Daya ( Watt ) L1

STK1

Arus (A)

Daya ( Watt )

L2

L2

33


4

On

On

Tabel 3.7 Hasil percobaan 3.5 group 3 Tegangan No Posisi Saklar (V) S4-1

S4-2

1

Off

Off

2

Off

On

3

On

Off

4

On

On

L3

L4

STK2

Arus (A) L2

L3

Daya ( Watt ) STK2

L3

L4

STK2

3.6.5. Perhitungan ♦ Daya S (VA) untuk setiap beban, setiap group, dan sistem ♦ Cos ϕ untuk setiap beban, setiap group dan sistem

MODUL IV INSTALASI TENAGA 4.1.

Pendahuluan

Dalam dunia industri, motor-motor listrik sering digunakan untuk membantu dan menjalankan proses produksi. Penggunaan motor listrik di dunia industri antara lain, untuk konveyor, sebagai penggerak pompa, kompressor, mixer, dan lain sebagainya. Motor listrik yang sering digunakan pada industri adalah motor induksi tiga fasa, dengan alasan karena harganya murah, perawatannya mudah, dan handal. Terdapat tiga macam cara pengasutan motor induksi tiga fasa secara konvensional, yaitu : 1. DOL (Direct On Line), adalah cara pengasutan yang menghubungkan secara langsung sumber tenaga dengan terminal belitan motor 2. Star-Delta, adalah cara pengasutan yang menggunakan hubungan bintang pada saatmotor start dan setelah motor berputar pada kecepatan nominalnya, hubungan belitan diubah menjadi delta 3. Autotransformator, adalah cara pengasutan di mana arus listrik yang masuk ke terminal stator diatur dengan autotransformator


34


Di dalam perencanaan instalasi tenaga motor –motor listrik, terdapat beberapa gambar / diagram, yang digunakan untuk mengetahui hubungan komponenkomponennya, yaitu : 1. Diagram rangkaian tenaga (utama), adalah diagram yang menggambarkan hubungan rangkaian dari sumber listrik sampai ke terminal motor listrik 2. Diagram rangkaian kontrol, adalah diagram yang menggambarkan hubungan komponen-komponen yang mengatur cara kerja motor listrik tersebut Komponen-komponen yang dipergunakan di dalam instalasi tenaga motor listrik antara lain : 1.

MCB, adalah pengaman yang digunakan untuk memutuskan rangkaian dan dilengkapi dengan pengaman termis untuk beban lebih dan rele untuk arus lebih atau hubung singkat. Pemilihan besarnya kapasitas MCB yang dipasang tergantung dari besarnya daya motor yang dilayani dan cara pengasutannya. Nilai nominal setelan tertinggi MCB sebagai pengaman rangkaian hubung singkat untuk pemutus tebaga adalah :  Motor induksi dengan pengasutan star-delat, DOL, atau tahanan luar adalah 2,5xIn  Motor induksi dengan pengasutan autotrafo dan motor sinkron adalah 2xIn  Motor rotor lilit dan arus searah adalah 1,5xIn

2.

TOLR, Thermal Over Load Relay adalah suatu peralatan pengaman yang berfungsi untuk mengamankan dan mendeteksi adanya arus lebih,mengisolir dan hanya memutuskan pada bagian yang berbeban saja. Jenis pengaman ini menggunakan prinsip bimetel, dimana panas yang terjadi akibat beban lebih pada bimetal diubah menjadi emergi mekanik. Kerja bimetal ini diatur sesuai dengan arus nominal pada beban

3.

Tombol tekan, adalah peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar, tetapi alat ini bekerja hanya sesaat saja, yaitu pada saat ditekan. Dan apabila tobol tersebut dilepaskan, maka rangkaian akan kembali seperti semula. Tombol tekan ada dua jenis, yaitu :  Tombol tekan NO, Normally Open adalah tombol tekan dalam keadaan normal terbuka  Tombol tekan NC, Normally Close adalah tombol tekan dalam keadaan normal tertutup

4.

Kontaktor, adalah suatu alat yang menghubungkan dan memutuskan rangkaian tenaga listrik. Alat ini bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik yang dihasilkan oleh kumparan magnetic. Kontaktor magnet terdiri dari beberapa bagian, antara lain :  Kontak utama, terdiri dari tiga buah kontak NO yang berfungsi sebagai saklar tenaga dan mempunyai kemampuan menghantarkan arus listrik yang lebih besar


35






4.2.

Kontak Bantu, terdiri dari beberapa kontak NO dan NC yang berfungsi untuk mengatur kerja kontak utama, mengatur rangkaian lain atu sebagai pengunci Coil (kumparan), bekerja sebagai magnet apabila terdapat arus listrik yang mengalirinya. Gaya magnet akan menarik logam yang dihubungkan dengan tuas untuk menggerakkan kontak-kontaknya.

PERCOBAAN 1 Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengasutan Direct On Line Hubung Bintang

4.2.1. Tujuan Percobaan □ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor induksi tiga fasa yang diasut secara DOL 4.2.2. Peralatan Yang Digunakan 11. MCB 12. Tombol tekan NO 13. Tombol tekan NC 14. Kontaktor magnetik 15. TOLR 16. Motor induksi tiga fasa 17. Kabel penghubung 18. Multimeter 4.2.3. Gambar Rangkaian Percobaan


36


L1

L2

L3

L1 F 95

Q1

96

S1 K1

1

3

5

2

4

6

A1 13

S2

A2

K1 14

95

97

96

98

TOLR A1

K1 A2

M

N

3

Rangkaian tenaga

Rangkaian kontrol

Gambar 4.1 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.1

SUMBER LISTRIK L1

L2

L3

N

T

N

MCB R

S

S2

S1

KONTAKTOR MAGNETIK 1

3

5

13

33

21

41

A1

2

4

6

14

34

22

42

A2

TOLR

U

V

W

95

97

96

98


M 3

37


Gambar 4.2 Diagram pengawatan percobaan 4.1

4.2.4. Hasil Percobaan Tabel 4.1 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengasutan Direct On Line Hubung Bintang Tegangan Motor Arus Motor Keterangan No S1 S2 Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn 1

-

On

2

On

-

4.3.

PERCOBAAN 2 Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengoperasian Dari Dua Tempat

4.3.1. Tujuan Percobaan □ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor induksi tiga fasa yang dioperasikan dari dua tempat 4.3.2. Peralatan Yang Digunakan 1. MCB 2. Tombol tekan NO 3. Tombol tekan NC 4. Kontaktor magnetik 5. TOLR 6. Motor induksi tiga fasa 7. Kabel penghubung 8. Multimeter 4.3.3. Gambar Rangkaian Percobaan

L1

L2

L3

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik Q1

L1 F

38 95 96


Rangkaian tenaga

Rangkaian kontrol

Gambar 4.3 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.2 SUMBER LISTRIK L1

L2

L3

N

T

N

MCB R

S

S3

S1

S4

S2


3

5

13

33

21

41

A1

2

4

6

14

34

22

42

A2

TOLR

U

V

95

97

96

98

W

M 3 Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik

39



4.3.4. Hasil Percobaan Tabel 4.2 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Pengoperasian Dari Dua Tempat Tegangan Motor Arus Motor No S1 S2 S3 S4 Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Keterangan 1

-

-

on

-

2

on

-

-

-

3

-

-

-

on

4

-

On

-

-

5

-

-

on

-

6

-

On

-

-

7

-

-

-

On

8 on 4.4. PERCOBAAN 3 Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Membalik Arah Putaran 4.4.1. Tujuan Percobaan : □ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi motor induksi tiga fasa dengan membali arah putaran motor 4.4.2. Peralatan Yang Digunakan : 1. MCB 2. Tombol tekan NO 3. Tombol tekan NC 4. Kontaktor magnetik 5. TOLR 6. Motor induksi tiga fasa 7. Kabel penghubung 8. Multimeter 4.4.3. Gambar Rangkaian Percobaan :

L1

L2

L1

L3

F 95

Modul Q1 1 - Karakteristik Beban Listrik

96

40

S1 1

3

5

1

3

5

13


Rangkaian tenaga

Rangkaian kontrol

Gambar 4.5 Diagram Rangkaian tenaga & kontrol percobaan 4.3 S1

SUMBER LISTRIK L1

L2

L3

N

T

N

MCB R

S

S3

S2



1

3

5

13

33

21

41

A1

1

3

5

13

33

21

41

A1

2

4

6

14

34

22

42

A2

2

4

6

14

34

22

42

A2

TOLR

U

V

95

97

96

98

W

M 3


41



4.4.4. Hasil Percobaan Tabel 4.3 Hasil percobaan Instalasi Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Membalik Arah Putaran Tegangan Motor Arus Motor No S1 S2 S3 Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Keterangan 1

-

on

-

2

on

-

-

3

-

-

on

4

on

5

-

on

-

6

-

-

on

-

7 on 4.5. PERCOBAAN 4 Instalasi Dua Buah Motor Dioperasikan Secara Mandiri

Induksi

Tiga

Fasa

Yang

4.5.1. Tujuan Percobaan : □ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi dua buah motor induksi tiga fasa yang dioperasikan secara mandiri 4.5.2. Peralatan Yang Digunakan : 1. MCB 2. Tombol tekan NO 3. Tombol tekan NC 4. Kontaktor magnetik 5. TOLR 6. Motor induksi tiga fasa 7. Kabel penghubung 8. Multimeter 4.5.3. Gambar Rangkaian Percobaan :

L1

L2

L3

L1 F

Q1

Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik 1

3

5

1

3

5

2

4

6

K2

K1 2

4

6

42

S3

S1

13

S3

13

S4

K1 14

K2 14


Rangkaian tenaga

Rangkaian kontrol


L2

L3

N

T

N

MCB R

S

S3

S4

S1

S2



1

3

5

13

33

21

41

A1

1

3

5

13

33

21

41

A1

2

4

6

14

34

22

42

A2

2

4

6

14

34

22

42

A2

TOLR1

U

V

TOLR2

95

97

95

97

96

98

96

98

W

U

V

M1

M2

3

3


W

43



4.5.4. Hasil Percobaan Tabel 4.4 Hasil percobaan Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang Dioperasikan Dari Satu Tempat Tegangan Arus M1 Tegangan M2 Arus M2 M1 No S1 S2 S3 S4 Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn 1

-

-

On

-

2

on

-

-

-

3

-

-

-

On

4

-

on

-

-

5

-

-

On

-

6

-

on

-

-

7

-

-

-

On

8 on 4.6. PERCOBAAN 5 Instalasi Dua Buah Motor Dioperasikan Secara Berurutan

Induksi

Tiga

Fasa

Yang

4.6.1. Tujuan Percobaan □ Dapat membaca dan memahami diagram rangkaian kontrol dan tenaga □ Dapat memahami dan terampil melaksanakan pemasangan instalasi dua buah motor induksi tiga fasa yang dioperasikan secara berurutan 4.6.2. Peralatan Yang Digunakan 1. MCB 2. Tombol tekan NO 3. Tombol tekan NC 4. Kontaktor magnetik 5. TOLR 6. Motor induksi tiga fasa 7. Kabel penghubung 8. Multimeter 4.6.3. Gambar Rangkaian Percobaan L1

L2

L3

L1 F

Q1 33

K1

S1

34 5 3 Modul 1 -1 Karakteristik Beban Listrik 1

K1

3

44

5

K2

2

4

6

13 2

4

6

S3

K1 14

21

13

S4

K2 14


Rangkaian tenaga

Rangkaian kontrol


L2

L3

N

T

N

MCB R

S

S3

S4

S1

S2



1

3

5

13

33

21

41

A1

1

3

5

13

33

21

41

A1

2

4

6

14

34

22

42

A2

2

4

6

14

34

22

42

A2

TOLR1

U

V

TOLR2

95

97

95

97

96

98

96

98

W

U

V

M1

M2

3

3

W



45


4.6.4. Hasil Percobaan Tabel 4.5 Tabel percobaan 4.5 Instalasi Dua Buah Motor Induksi Tiga Fasa Yang Dioperasikan Secara Berurutan Tegangan Arus M1 Tegangan M2 Arus M2 M1 No S1 S2 S3 S4 Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn Van Vbn Vcn Ian Ibn Icn 1

-

-

On

-

2

on

-

-

-

3

-

-

-

on

4

-

on

-

-

5

-

-

On

-

6

-

on

-

-

7

-

-

-

on

8

on

-

-

-

MODUL V PENGUJIAN RESISTANSI PADA INSTALASI LISTRIK 5.1.

Pendahuluan Bangunan gedung yang digunakan oleh manusia haruslah mempunyai

fungsi keselamatan, kenyamanan, kesehatan dan dan kemudahan. Persyaratan keselamatan sebagaimana terkandung di dalam Peraturan Pemerintah no 36 tahun

2005

tentang

Bangunan

Gedung

pasal

32

meliputi

persyaratan

kemampuan bangunan gedung untuk mendukung beban muatan, serta kemampuan bangunan gedung dalam mencegah dan menanggulangi bahaya kebakaran dan bahaya petir. Pemasangan instalalasi petir harus dipasang pada gedung yang terletak secara geografis merupakan daerah sambaran petir. Sistem penangkal petir yang dirancang dan dipasang harus dapat mengurangi secara nyata risiko kerusakan yang disebabkan sambaran petir terhadap bangunan gedung dan peralatan yang diproteksinya, serta melindungi manusia di dalamnya. Secara teknis, tahanan suatu elektroda pentanahan yang dihubungkan dengan sistem penangkal petir, harus mempunyai nilai resistansi yang sesuai dengan standar yang ditentukan. Karena, bila tahanan suatu grounding penangkal petir terlalu besar, dikhawatirkan tidak dapat dengan cepat menyalurkan arus listrik ke tanah, sehingga dapat membahayakan.


46


Selain

instalasi

penangkal

petir,

instalasi

listrik

sangat

harus

diperhatikan pada suatu bangunan gedung, hal ini terkandung pada pasal 36 PP 36 tahun 205. Pemasangan instalasi listrik harus sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) 04-0225-2000 atau yang lebih dikenal dengan nama Peraturan Umum Instalasi Listrik (PULI 2000). Bahan dan peralatan yang dugunakan pada instalasi listrik suatu bangunan gedung, haruslah sesuai dengan standar minimal yang dipersyaratkan, selain itu pemasangan instalasi listrik itu sendiri juga harus sesuai dengan prosedur dan standar yang berlaku. Untuk mengetahui baik dan buruknya suatu sistem pengetanahan instalasi dan instalasi listrik suatu bangunan, perlu dilakukan pengukuran atau pengujian tahanan resistansi pengetanahan dan isolasi instalasi listrik, yang dilakukan secara berkala dan berkesinambungan.

5.2.

PERCOBAAN 1 Pengukuran Tahanan Pentanahan Instalasi

5.2.1. Dasar Teori Pengukuran

tahanan

pentanahan

dilakukan

dengan

menggunakan

metode tiga titik, di mana titik pertama merupakan batang pentanahan yang akan diukur resistansinya, titik ke dua dan ketiga merupakan batang pengentanahan bantu. Metoda tiga titik diperlihatkan pada gambar berikut ini :

A V 1

2

3

Gambar 5.1. Pengukuran tahanan pentanahan metode tiga titik

Bila titik 1 adalah elektroda batang pengetanahan, titik 2 adalah batang elektroda bantu yang merupakan elektroda potensial, sedangkan titik 3 adalah batang elektroda bantu yang merupakan elektroda arus, maka jika diberikan


47


tegangan arus bolak-balik dengan nilai konstan antara titik 1 dan 3, sehingga mengalirkan arus I pada saluran tersbut. Dan jika terjadi perbedaan beda potensial antara titik 1 dan 2 sebesar V , maka nilai tahanan pentanahan pada elektroda 1 adalah :

Rx =

V I

( 5.1.)

Jarak optimal yang paling baik untuk mendapatkan nilai resistansi adalah 5 sampai 10 meter untuk setiap elektroda, di mana jarak antara titik 1 dan 2 5 sampai 10 m, begitu juga jarak antara titik 2 dan 3 adalah 5 sampai 10 meter. Resistansi pentanahan yang baik menurut standart adalah kurang dari 10 Ω, namun pada prakteknya sering digunakan maksimal 2 Ω. 5.2.2. Tujuan Percobaan □ Dapat melakukan pengujian tahanan pentanahan suatu instalasi listrik □ Dapat melakukan pengujian tahanan pentanahan suatu instalasi petir □ Dapat menganalisa tentang permasalahan pada tahanan pentanahan 5.2.3. Peralatan Yang Digunakan 19. Earth Resistance Tester 20. Kabel penghubung 21. Pasak pentanahan 5.2.4. Gambar Rangkaian Percobaan merah kuning x

hijau E

y P

C

Gambar 5.2 Diagram Rangkaian Pengukuran Pentanahan

5.2.5. Langkah Kerja 8. Siapkan semua peralatan yang digunakan


48


9. Rangkailah semua peralatan sesuai dengan gambar percobaan di atas 10. Putarlah saklar pada pengukuran tegangan pentanahan, jika tegangan lebih dari 10 V, pengukuran dihentikan, karena terjadi kesalahan pada instalasi tersebut. 11. Lanjutkan pengukuran dengan nilai jarak x dan y yang bervariasi, antara 4 sampai 7 meter. 12. Catat nilai resistansi pada tabel 5.1. 5.2.6. Hasil Percobaan Tabel 5.1. Hasil pengukuran nilai tahanan pentanahan X Y

4 4

5

5 6

7

4

5

6 6

7

4

5

7 6

7

4

5

6

7

Rx Catatan : x dan y dalam satuan meter

5.3.

PERCOBAAN 2 Pengukuran Tahanan Isolasi Instalasi Listrik

5.3.1. Dasar Teori Resistansi isolasi dari suatu isolasi didefinisikan sebagai resistansi (dalam megohm) yang ditimbulkan oleh isolasi karena diterapkan tegangan DC. Arus yang dihasilkan disebut arus isolasi dan terdiri dari dua komponen yang utama, yaitu arus yang mengalir di dalam isolasi, yang terdiri dari arus kapasitansi, arus dielektrik absorpsi, dan arus konduksi tetap. Komponen yang kedua adalah arus yang mengalir diatas permukaan isolasi, yang sering disebut sebagai arus bocor. Teori pengukuran resistansi isolasi dan absorpsi dielektrik yaitu ketika suatu tegangan dc dari suatu tegangan tinggi, instrumen test dc isolasi tibatiba diterapkan pada isolasi, arus isolasi akan mulai pada suatu nilai yang tinggi, secara berangsur - angsur berkurang, dan akhirnya mencapai level off kenilai yang stabil. Resistansi isolasi awal yang rendah disebabkan oleh arus kapasitansi charging awal yang tinggi. Arus kapasitansi ini dengan cepat berkurang ke suatu nilai yang dapat diabaikan ( pada umumnya 15 detik). Resistansi isolasi awal yang rendah sebagian disebabkan oleh arus absorpsi dielektrik awal yang tinggi. Arus ini juga berkurang berdasarkan waktu, tetapi lebih secara berangsur-angsur, membutuhkan dari 10 menit sampai beberapa


49


jam untuk mencapai nilai yang dapat diabaikan. Resistansi isolasi bervariasi seperti halnya ketebalan dan kebalikannya sebagai area isolasi yang diuji. Suatu kurva yang diplot antara arus isolasi dan waktu ( atau resistansi isolasi dan waktu ) dikenal sebagai kurva dielektrik absorsi. PUIL 2000 mensyaratkan nilai resistansi isolaso minimum adalah sebagai berikut : No

Tegangan Normal Rangkaian

Tegangan Uji DC

Resistansi Isolasi

1

Tegangan ekstra rendah

250 V

≥ 0,25

2

Tegangan sampai 500 V

500 V

≥ 0,5

3

Tegangan di atas 500 V

1000 V

≥ 0,1

5.3.2. Tujuan Percobaan □ Dapat melakukan pengujian tahanan isolasi suatu instalasi listrik □ Dapat menganalisa tentang permasalahan pada tahanan isolasi 5.3.3. Peralatan Yang Digunakan 1. Insulasion Tester Digital 2. Kabel penghubung 3. Penunjuk waktu (jam) 5.3.4. Gambar Rangkaian Percobaan Sistem Instalasi Listrik

Sumber Listrik

Gambar 5.3 Diagram Rangkaian Pengukuran tahanan isolasi

5.3.5. Langkah Kerja 1. Siapkan semua peralatan yang digunakan 2. Matikan sumber listrik utama, dengan menurunkan tuas MCB 3. Lakukan pengukuran sesuai dengan gambar percobaan, untuk hubungan antara saluran fasa dengan netral


50


4. Lanjutkan pengukuran antara saluran fasa dengan saluran fasa yang lain 5. Catat nilai resistansi pada tabel 5.2. 5.3.6. Hasil Percobaan Tabel 5.2. Hasil pengukuran nilai tahanan isolasi No

Waktu

1

1 menit

2

10 menit

3

15 menit

Tahanan Fasa - Netral R-N


S-N

T-N

Tahanan Fasa – Fasa R-S

S-T

T-R

51

ϕ (1.4) MODUL I KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK = (1.2) P S pf = cos (1.3) = (1.5) 1.1 Pendahuluan Modul 1 - Karakteristik Beban Listrik 1

Recommend Documents