BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Instalasi Listrik Instalasi listrik adalah suatu bagian penting yang terdapat dalam sebuah bangunan gedung, yang berfungsi sebagai penunjang kenyamanan penghuninya. Di indonesia dalam dunia teknik listrik aturan yang ada antara lain PUIL ( Persyaratan Umum Instalasi Listrik).
2.2 Syarat-Syarat Instalasi Listrik Disamping Persyaratan Umum Instalasi Listrik dan peraturan mengenai kelistrikan yang berlaku, harus diperhatikan pula syarat-syarat lain yang berkaitan dalam pemasangan instalasi listrik, antara lain : a. Mudah digunakan Tujuan pemasangan instalasi listrik disebuah gedung adalah agar listrik dapat digunakan dengan mudah dan cepat. Pemilik tidak perlu bersusah payah menggunakan lsitrik untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, seperti penerangan, kegiatan yang menyangkut medik yang banyak menggunakan perlatan listrik.
b. Keandalan Dengan pemasangan yang baik dan benar, instlasi listrik dapat diandalkan dan memberikan manfaat seperti petujuan penggunaannya. Jadi kapan pun dibutuhkan, instalasi listrik dalam bangunan rumah sakit tersebut sudah siap digunakan dan berkinerja baik. c. Aman Pemilihan dan pemasangan bahan instalasi listrik yang baik dan benar dapat menjamin keamanan isntalasi dan perlengkapannya. Hal ini juga
5
bertujuan untuk menjamin keselamatan manusia, mahluk hidup lain, dan keamanan harta benda kita. Kesalahan pemilihan dan pemasangan bahan instalasi lisrtrik dapat mengakibatkan terjadinya kebakaran. d. Ramah lingkungan Dengan pemasangan dan penggunaan energi listrik yang baik dan benar, kita turut menjaga dan melindungi lingkungan sekitar. Pemanfaatan energi listrik dengan benar juga menghemat penggunaan energi listrik, dan pada akhirnya mengurangi eksplorasi potensi alam.
2.3 Bahan Penghantar Penghantar (inti) kabel biasanya terbuat dari bahan tembaga, baja, dan alumunium. Dalam kabel-kabel PVC terdapat penghantar-penghantar concentric yang berfungsi sebagai kawat netral yang digroundkan atau penghantar pengaman dan juga sebagai pengaman kejut. Penghantar-penghantar concentric biasanya terletak dibawah selubung plastic kabel PVC, untuk melindungi dari karat akibat pengaruh lingkungan. Dalam pemasangan instalasi listrik umumnya digunakan penghantar bahan tembaga atau alumunium dan yang kemurniannya sekurang-kurangnya 99,9%. Tahanan jenis tembaga lunak atau penghantar listrik telah dibakukan secara internasional tidak boleh melebihi 0,017241 ohm mm2/m dalam temperature 20oC. Sedangkan alumunium mempunyai tahanan jenis secara baku tidak boleh melebihi 0,028264 ohm mm2/m. Namun berat penghantar alumunium dan tembaga pada suhu 20oC dengan perbandingan masing-masing 2,7 dan 8,9. Untuk itu konstruksi jaringan dengan menggunakan penghantar tembaga tentu harus lebih kokoh. Namun bila diperhatikan diameter alumunium lebih besar 28% dari tembaga akan diperlukan isolasi yang lebih besar dibandingkan dengan tembaga. Dari pertimbangan diatas, bahwa untuk hantaran saluran udara lebih menguntungkan menggunkan konduktor alumunium dibanding dengan tembaga karena pertimbangan berat dan ridak diperlukan isolasi kabel sehingga konstruksi jaringannya lebih murah.
6
2.3.1
Pengertian Kabel Kabel adalah panjang dari satu atau lebih penghantar, baik yang berbentuk
solid maupun serabut yang masing-masing dilengkapi dengan isolasinya sendiri akan membentuk satu kesatuan.
Dengan demikian ada tiga hal pokok dari kabel yaitu: 1. Konduktor atau penghantar merupakan media untuk menghantarkan isolasi. 2. Isolasi merupakan bahan dielektrik untuk mengisolir dari yang satu terhadap yang lain dan juga terhadap lingkungannya. 3. Pelindung luar memberikan perlindungan terhadap kerusakan mekanis, pengaruh bahan kimia, api atau gangguan dari pengaruh lainnya yang merugikan.
2.3.2
Jenis Kabel Dilihat dari jenisnya penghantar dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu :
a. Kabel Instalasi Untuk kabel instalasi yang dipasang di tempat yang aman dan di dalam dinding digunakan kabel jenis NYA dan NYM. Dalam susunannya kabel NYA sangat sederhana, yaitu hanya terdiri dari penghantar tembaga plos dengan isolasi PVC, dan permukaannya licin. Karena itu NYA sangat mudah ditarik ke dalam pipa instalasi.
7
Gambar 2.1 kabel NYA Sedangkan kabel NYM adalah kabel yang memiliki beberapa penghantar dan memiliki isolasi luar sebagai pelindung.
Gambar 2.2 kabel NYM b. Kabel Tanah Kabel tanah dibedakan menjadi dua jenis: 1. Kabel tanah termoplastik tanpa perisai Untuk kabel termoplastik seperti NYY, penggunaan utamanya sebagai kabel tenaga ialah untuk instalasi insdutri didalam gedung maupun alam terbuka, disaluran kabel. NYY dapat juga ditanam dalam tanah, asalkan diberikan perlindungan secukupnya terhadap kemungkinan terjadinya kerusakan mekanis.
8
Gambar 2.3 kabel NYY 2. Kabel tanah termoplastik berperisai Kabel tanah termoplastik berperisai yang paling banyak digunakan di Indonesia ialah NYRGbY dan NYFBbY. NYRGbY lebih tahan terhadap tarikan daripada NYFGbY, perisainya juga sedikit lebih baik. NYRGbY dan NYFBbY digunakan dimana NYY tidak dapat digunakan karena adanya kemungkinan gangguan mekanis. Untuk ditanam didalam tanah umumnya digunakan kabel berperisai.
Gambar 2.4 kabel NYFGbY c. Kabel Fleksibel Kabel fleksibel biasanya digunakan untuk hubungan yang dapat dipindahpindahkan, jadi tidak dipasang tetap pada dinding, langit-langit dan sebagainya. Dan ditempat dengan kemungkinan gangguan mekanis atau perlakuan kasar harus digunakan kabel fleksibel.
9
2.3.3
Secara Standarisasi PUIL 2000 Secara standarisasi PUIL 2000 yang tertera dalam lampiran C pada
halaman 475 sampai 478 yang berjudul Nomenklatur kabel bahwa notasi huruf adalah sebagai berikut : A
: Selubung atau lapisan perlindungan luar dari bahan serat
AA
: Selubung atau perlindungan luar dua lapis dari bahan serat juga
B
: Perisai dari perisai pita baja ganda
C
: Penghantar konsentris tembaga
CE
: Penghantar konsentris pada masing-masing inti, dalam hal kabel berinti banyak
CW
: Penghantar konsentris pada masing-masing inti, yang dipasang secara berlawanan arah untuk kabel tegangan minimal 0,6/1kV
D
: Spiral anti tekanan
E
: Kabel dengan masing-masing intinya berselubung logam
F
: Perisai kawat baja pipih
G
: Spiral dari kawat baja pipih
G
: Isolasi karet/EPR
2G
: Isolasi karet butil dengan daya tahan lebih tinggi terhadap panas
Gb
: Spiral pita baja (mengikuti F atau R)
H
: Lapisan penghantar di atas isolasi, untuk membatasi medan listrik
K
: Selubung timbal
KL
: Selubung alumunium
KWK : Selubung dari pita tembaga yang terpasang dan dilas memanjang
10
L
: Perisai dari jalinan kawat bulat
N
: Kabel standard penghantar tembaga
NA
: Kabel standard penghantar alumunium
NF
: Kabel udara berisolasi dipilin
O
: Perisai terbuka dari kawat-kawat baja
Q
: Jalinan dari kawat-kawat baja berselubung seng
R
: Perisai dari kawat-kawat baja bulat
RR
: Dua lapisan perisai dari kawat-kawat baja bulat
S
: Perisai dari tembaga
SE
: Pelindung listrik dari pita tembaga yang menyelubungi masing-masing inti kabel
T
: Tali penggantung dari baja
2X
: Selubung isolasi dari XLPE
Y
: Selubung isolasi dari PVC
2Y
: Selubung isolasi dari polyethylene
Z
: Perisai dari kawat-kawat baja yang masing-masing mempunyai bentuk “Z”
Z
: Penghantar berisolasi dengan beban tarik.
2.4 Pemilihan Penghantar Dalam pemilihan jenis penghantar yang akan digunakan dalam suatu instalasi dan luas pengahantar yang akan dipakai dalam instalasi ditentukan berdasarkan pertimbangan dibawah ini : 11
1. Kemampuan Hantar arus (KHA) Untuk menentukan luas penampang penghantar yang diperlukan maka, harus di tentukan berdasarkan atas arus yang akan melewati penghantar tersebut. Arus nominal yang melewati suatu penghantar dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
a) Untuk sumber listrik arus searah (DC) :
(2.1)
b) Untuk arus bolak balik satu fasa :
(2.2)
c) Untuk arus bolak balik tiga tiga fasa :
(2.3)
Dimana : I = Arus Nominal (A) P = Daya Aktif (W) V = Tegangan (V) Cos φ = Faktor Daya Kemampuan hantar arus yang dipakai dalam pemilihan penghantar adalah 1,25 kali dari arus nominal yang melewati penghantar tersbeut. Apabila kemampuan hantar arus sudah diketahui maka tinggal menyesuaikan dengan tabel untuk mencari luas penampang penghantar yang diperlukan. 2. Drop Tegangan (susut tegangan) Susut tegangan antara PHB dan setiap titik beban, tidak boleh lebih dari 5% dari tegangan di PHB. Rugi tegangan biasanya dinyatakan dalam satuan persen % dalam tegangan kerjanya. 3. Kondisi Suhu Setiap penghantar memiliki suatu resistansi (R), jika penghantar tersebut dialiri oleh arus maka akan terjadi rugi-rugi I2.R,
yang kemudian rugi-rugi
tersebut berunah menjadi panas, jika dialiri dalam waktu t detik maka panas yang
12
terjadi ialah I2.R.t, jika dialiri dalam waktu yang cukup lama maka aka nada kemungkinan terjadinya kerusakan pada penghantar tersebut. 4. Kondisi Lingkungan Di dalam pemilihan jenis penghantar yang digunakan, harus disesuaikan dengan kondisi dan tempat penghantar tersebut akan ditempatkan . Apakah penghantar tersebut akan ditanam atau di udara. 5. Kekuatan Mekanis Penentuan luas penampang penghantar kabel juga harus diperhitungkan apakah kemungkinan adanya tekanan mekanis ditempat pemasangan kabel itu besar atau tidak, dengan demikian dapat diperkirakan besar kekuatan mekanis yang mungkin terjadi pada kabel terbut. 6. Kemungkinan Perluasan Setiap instalasi listrik yang akan dirancang dan dipasangkan dengan perkiraan penambahan beban yang akan dipasang pada waktu yang akan datang. Oleh Karena itu luas penampang harus dipilih setingkat diatas luas penampang yang sebenarnya, dengan tujuan jika dilakukan penambahan beban maka penghantar tersebut masih mencukupi.
2.5 Panel Hubung Bagi (PHB) PHB adalah panel hubung bagi / papan hubung bagi / panel berbentuk lemari (cubicle), yang dapat dibedakan sebagai : Panel utama / MDP
: Main Distribution Panel
Panel cabang / SDP
: Sub Distribution Panel
Untuk PHB sistem tegangan rendah, hantran utamanya merupkan kabel feeder dan biasanya menggunakan kabel NYFGBY.
13
Didalam panel biasanya busbar / rel dibagi menjadi dua segmen yang saling berhubungan dengan saklar pemisah, yang satu mendapat saluran masuk dari APP (pengusaha ketenaga listrikan) dan satunya lagi dari sumber listrik sendiri (genset). Dari kedua busbar didistribusikan ke beban secara langsung atau melalui SDP dan atau SSDP. Tujuan busbar dibagi menjadi dua segmen ini adalah jika sumber listrik dari PLN mati akibat gangguan ataupun karena pemeliharaan, maka suplai ke beban tidak akan terganggu dengan adanya sumber listrik sendiri (genset) sebagai cadangan. Peralatan pengaman arus listrik untuk penghubung dan pemutus terdiri dari : a. Circuit Breaker (CB) MCB (Miniatur Circuit Breaker) MCCB (Mold Case Ciscuit Breaker) NFB (No Fuse Circuit Breaker) ACB (Air Circuit Breaker) VCB (Vacuum Circuit Breaker) b. Sekring dan pemisah Switch dan Disconnecting Switch (DS) Peralatan tambahan dalam PHB antara lain : a. Rele proteksi b. Trafo tegangan, trafo arus c. Alat-alat ukur besaran listrik : amperemeter, voltmeter, frekuensimeter, d. Lampu-lampu tanda e. Dan lain - lain Peralatan dan rangkaian dari busbar sampai ke beban seperti pada PHB sistem tegangan rendah. Contoh gambar diagram satu garis bias dilihat pada gambar di bawah ini :
14
Gambar 2.5 Diagram satu garis instalasi pada bangunan / gedung sistem Tegangan Menengah dan Tegangan Rendah 2.5.1
Syarat-syarat dari PHB sesuai dengan PUIL 2000
a. PHB untuk pemasangan diluar harus dipasang ditempat yang cukup tinggi sehingga tidak akan terndam saat banjir. b. Penyambungan saluran masuk keluar dari PHB harus menggunakan terminal, sehingga penyambungannya dengan komponen dapat dilakukan dengan mudah, teratur dan aman. c. Disekitar PHB harus terdaat ruang yang cukup luas sehingga pemeliharaan, pemeriksaan, perbaikan, pelayanan dan lalu lintas dapat dilakukan dengan mudah dan aman. d. Untuk memudahkan pelayanan dan pemeliaharaan, harus dipasang bagan sirkit PHB yang mudah dilihat.
15
e. Instrument ukur dan indicator yang dipasang pada PHB harus terlihat jelas dan harus ada petunjuk tentang besaran apa yang dapat diukur dan gejala apa yang ditunjukan.
2.6 Pengaman Alat pengaman berfungsi untuk memutus arus saat terjadi beban listirk berlebih dan terjadi hubung pendek (korsleting). Alat pengaman merupakan bagaian dari PHB (perlengkapan hubung bagi). Alat pengaman yang umum digunakan sebagai berikut : 1. MCB (Miniatur Circuit Breaker) MCB adalah suatu rangkaian pengaman yang dilengkapi dengan komponen thermos (bimetal) untuk pengaman lebih dan juga dilengkapi relay elektromagnetik untuk pengaman hubung singkat. MCB banyak digunakan untuk pengaman sirkit satu fasa dan tiga fasa. Keuntungan menggunakan MCB, yaitu : a) Dapat memutuskan rangkaian tiga fasa walaupun terjadi hubung singkat pada salah satu fasa. b) Dapat digunakan kembali setelah rangkaian diperbaiki akibat hubung singkat atau beban lebih. c) Mempunyai respon yang baik apabila terjadi hubung singkat atau beban lebih. Pada
MCB
terdapat
dua
jenis
pengaman
secara
thermis
dan
elektromagnetis, pengaman thermis berfungsi untuk mengamankan arus beban lebih sedangkan pengaman elektromagnetis berfungsi untuk mengamankan jika terjadi hubung singkat.
16
Gambar 2.6 MCB 2. MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) MCCB merupakan salah satu alat pengaman yang dalam proses operasinya mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pengaman dan sebagai alat penghubung. Jika dilihat dari dari segi pengaman, maka MCCB dapat berfungsi sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus beban lebih. Pada jenis tertentu pengaman ini, mempunyai kemampuan yang dapat diatur sesuai yang diinginkan.
Gambar 2.7 MCCB
2.6.1
Menghitung Kapasitas Pengaman Pemasangan kapsitas pengaman dalam PHB harus sesuai dengan
kebutuhan peralatan yang akan diamankan. Peralatan berupa mesin-mesin listrik seperti motor listrik akan membutuhkan arus yang besar, karena selain memiliki sifat arus induktif juga memerlukan torsi mula yang besar sat mesin mulai
17
berputar. Dengan demikian arus mula untuk mesin-mesin listrik biasanya memerlukan tiga kali arus nominal mesin. Berbeda dengan mesin-mesin listrik, untuk beban berupa lampu pijar, dan pemanas yang mana alat tersebut merupakan beban resistif sehingga arus yang mengalir dalam beban menjadi sefasa dengan tegangan. Dengan demikian daya yang tersedia menjadi optimal. Untuk menghitung kapasitas pengaman dapat dilakukan dengan persamaan sebagai berikut : a) Untuk sumber listrik arus searah (DC) : P = I x V watt
(2.4)
b) Untuk sumber listrik arus bolak balik (AC) : P = I x Vf x cos φ Watt (sistem satu fasa)
(2.5)
P = I x VL x cos φ x
(2.6)
Watt (sistem tiga fasa)
Vf = tegangan fasa-netral 220 Volt VL = tegangan fasa-fasa 380 Volt. Dari persamaan daya di atas dapat dihitung arus nominal (In) beban. (2.7) (2.8)
Sedangkan untuk menghitung besarnya pengaman Ip = In x k, dimana : In : arus nominal beban k : konstanta, k = 1,1 s/d 2,5 untuk pengaman beban lebih
2.7 Beban Listrik Beban listirk adalah piranti / peralatan yang menggunakan atau mengkonsumsi energi listrik. Jenis beban listrik yang akan dibahas secara garis besar adalah sebagai berikut : Untuk penerangan dengan lampu pijar, pemanas listrik yang bersifat resistif.
18
Untuk peralatan yang menggunakan motor-motor listrik (pompa air, alat pendingin / AC), penerangan dengan lampu tabung yang menggunakan ballast/trafo bersifat induktif (lampu TL, komputer, sodium, TV, dll). Jenis beban listrik dalam gedung / bangunan dapat dikelompokkan menjadi: 1. Penerangan 2. Stop kontak 3. Motor-motor listrik
2.7.1
Instalasi Penerangan Penerangan gedung merupakan pengunaan yang dominan, karena
dibutuhkan oleh semua gedung dan juga waktu penggunaannya yang panjang. Jumlah lampu yang digunakan akan mempengaruhi pembagian group dari panel penerangan, penampang penghantarnya dan pengamannya (sekring atau MCB) serta sakelar pengendalinya. Pada bangunan besar seperti perkantoran, rumah sakit, hotel, pabrik, mal, gedung olah raga dan sebagainya. Juga memerlukan penerangan untuk ruang kerja, lab, bengkel, ruang pertemuan, ruang pasien, ruang messin pada pabrik dan sebagainya. Untuk diluar bangunan, penerangan yang diperlukan adalah PJU (Peneranagn Jalan Umum), lampu dekorasi, lampu rekalme dan sebagainya.
2.7.2
Stop Kontak Stop kontak adalah istilah popular yang biasa digunakan sehari-hari.
Dalam PUIL 2000, stop kontak ini dinamakan KKB (Kotak Kontak Biasa) dan KKK (Kotak Kontak Khusus) KKB adalah kotak kontak yang dipasang untuk digunakan sewaktu-waktu (tidak secara tetap) bagi piranti listrik jenis ini apapun yang
memerlukannya,
asalkan
penggunaannya
tidak
melebihi
batas
kemampuannya. KKK adalah kotak kontak yang dipasang khusus untuk digunakan secara tetap bagi suatu jenis piranti listrik tertentu yang diketahui daya maupun tegangannya. Dengan demikian, KKK mempunyai tempat/lokasi tertentu dengan
19
beban tetap, dan dihubungkan langsung ke panel sebagai group tersendiri. Sedangkan KKB tersebar diseluruh bangunan dengan beban tidak tetap dan biasanya satu dengan group tegangan penerangan.
2.7.3
Motor-motor Listrik Motor-motor
listrik
merupakan
beban
kedua
terbanyak
sesudah
penerangan, motor listrik digunakan untuk menggerakkan pompa, kipas angin, kompresor yang merupakan bagian penting dari pendingin udara, dan juga sebagai penggerak mesin-mesin industri, elevator escalator, dll. Motor dikategorikan sebagai motor fraksional (kurang dari 1HP), integral (diatas 1HP), dan motor kelas medium sampai sebesar (diatas 5HP).
2.8 Satuan-satuan Teknik Penerangan Satuan-satuan penting yang digunakan dalam teknik penerangan ialah: Satuan untuk intensitas cahaya : candela (cd) Satuan untuk flux cahaya : lumen (lm) Satuan untuk intensitas penerangan atau iluminasi : lux (lx) Satuan untuk sudut ruang ialah steradian (sr)
2.8.1
Steradian Radian adalah sudut pada titik tengah lingkaran antara dua jari-jari dimana
kedua ujung busurnya jaraknya sama dengan jari-jari tersebut (misal R = 1m) oleh karena keliling lingkaran = 2πR, maka 1 radian =
= 57,30
20
(2.9)
Gambar 2.8 Radian Sedangkan steradian adalah sudut ruang pada titik tengah bola antara jarijari terhadap batas luar permukaan bola sebesar kuadrat jari-jarinya.
Gambar 2.9 Steradian Karena luas permukaan bola = 4πR2, maka di sekitar titik tengah bola terdapat 4π sudut ruang yang masing-masing = 1 steradian. Jumlah steradian suatu sudut ruang dinyatakan dalam lambang ω (omega).
21
ω= 2.8.2
steradian
(2.10)
Intensitas Cahaya Menurut sejarah, sumber cahaya buatan adalah lilin (candela). Candela
dengan singkatan Cd ini merupakan satuan intensitas cahaya (I) dari sebuah sumber yang memancarkan energi cahaya ke segala arah. (cd)
(2.11)
Keterangan : I = Intensitas cahaya (cd) F = Flux cahaya (lumen) ω = Sudut ruang (steradian)
2.8.3
Flux Cahaya Flux cahaya adalah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya.
Φ adalah lambang untuk flux cahaya satuannya lumen. Satu lumen adalah fluks cahaya yang dipancarkan dalam 1 steradian dari sebuah sumber cahaya 1cd pada permukaan bola dengan jari-jari R = 1m.
2.8.4
Intensitas Penerangan Intensitas penerangan atau iluminansi disuatu bidang ialah flux cahaya
yang jatuh pada 1 m2 dari bidang itu. Satuan untuk intensitas penerangan adalah lux (lx), dan lambangnya E. Jadi 1 lux = 1 lumen per m2. Kalau suatu bidang yang luasnya A m2, diterangi dengan φ lumen, maka intensitas penerangan rata-rata dibidang itu sama dengan : Erata-rata =
lux.
(2.12)
Kalau 10 m2 diterangi dengan 1000 lumen, didapat: Erata-rata =
=
=100 lux.
22
(2.13)
2.8.5
Luminansi Luminansi adalah suatu ukuran untuk terang suatu benda. Luminansi yang
terlalu besar akan menyilaukan mata, seperti halnya sebuah lampu pijar tanpa armatur. Luminansi L suatu sumber cahaya atau suatu permukaan yang memantulkan cahaya adalah intensitas cahayanya dibagi dengan luas semu permukaan. Dalam bentuk rumus. Tabel 2.1 Pencahayaan Minimum yang direkomendasikan Fungsi Ruang
Tungkat
Keterangan
Pencahayaan (lux) Rumah Tinggal : Teras
60
Ruang Tamu
120-250
Ruangg Makan
120-250
Ruang Kerja
120-250
Ruang Tidur
120-250
Ruang Mandi
250
Dapur
250
Garasi
60
Perkantoran : Ruang Direktur
350
Ruang Kerja
350
Ruang Komputer
350
Gunakan armatur berkisi untuk mencegah silau akibat pentulan layar monit
Ruang Rapat
300
23
Ruang Gambar
750
Gunakan pencahayaan setempat pada meja gambar
Gudang Arsip
150
Raung Arsif Aktif
300
Lembaga Pendidikan : Ruang Kelas
250
Perpustakaan
300
Laboratorium
500
Ruang Gambar
750
Kantin
200
Hotel dan Restoran : Lobby dan koridor
100
Pencahayaan pada bidang vertikal sangat penting untuk menciptakan suasana / kesan ruang yang baik.
Ballroom
/
Ruang 200
Sistempencahayaanharus
Sidang
dirancanguntuk menciptakansuasana sesuaisistempengendalian“Switching ”
dan“dimming”
dapatdigunakan
untukmemperolehberbagai efekpencahayaan
24
Ruang Makan
250
Cafetaria
250
Kamar Tidur
150
Diperlukan lampu tambahan pada bagian kepala
Dapur
300
Rumah Sakit : Ruang Rawat Inap
250
Ruang Operasi, Ruang 300 Bersalin, Laboratorium, Ruang Reakreasi dan rehabilitasi Pertokoan
/
Ruang
Pamer : Ruang Pamer dengan 500
Tingkat
ukuran besar (misalnya
pencahayaan ini
mobil)
harus dipenuhi pada lantai. Untuk beberapa produk tingkat pencahayaan pada bidang vertikal juga penting.
Toko Kue dan Makanan
250
Toko Buku dan Alat 300 Tulis Toko Perhiasan
500
Barang kulit dan Sapatu
500
Toko Pakaian
500
25
Pasar Swalayan
500
Toko Alat Litrik
250
Industri Umum : Gudang
100
Pekerjaan Kasar
100-250
Pekerjaan Sedang
200-500
Pekerjaan Halus
500-1000
Pekerjaan Amat Halus
1000-2000
Pemeriksaan Warna
750
Rumah Ibadah : Mesjid
200
Gereja
200
Vihara
200
Sumber : SNI, BSN, 2000
Tabel 2.2 Fluks Cahaya No
Type dan Daya Lampu (w)
I
Fluoresen
a.
Tabung Fluoresen,Warna standard :
Fluks Cahaya (lumen)
18
1050
18
1150
36
2500
36
2800
Tabung Fluoresen,Warna super (CRI 85):
b.
18
1350
16
3300
Kompak Fluoresen 2 pin - 2 tabung : 5
250
7
400
9
600
26
11
900
4 tabung - PL-C :
c.
II
III
10
600
13
100
18
1200
26
1800
2 tabung / Fluoresen kompak : 9
400
13
600
18
900
25
1200
Mercuri Tekanan Tinggi 50
1800
80
3700
125
6200
250
12700
400
22000
Halide Metal Daya Rendah : 70
5100
150
11000
250
20500
Daya Tinggi :
IV
250
170000
400
30500
1000
81000
Sodium Tekanan Tinggi Standard : 50
3500
70
5600
150
14500
250
27000
400
48000
27
CRI - 83 :
V
35
1300
50
2300
100
4800
Sodium Tekanan Rendah 18
1770
35
4550
55
7800
90
13000
135
20800
180
32500
Sumber : SNI, BSN, 2000
2.9 Penentuan Jumlah dan Kekuatan Lampu Faktor-faktor yang mempengaruhi penentuan jumah titik cahaya pada suatu ruangan : 1. Macam penggunaan ruangan (fungsi ruangan), setiap macam penggunaan ruangan mempunyai kebutuhan kuat penerangan yang berbeda-beda. 2. Ukuran ruangan, semakin besar ukuran ruangan semakin besar pula kuat penerangan yang dibutuhkan. 3. Keadaan dinding dan langit-langit (faktor refleksi), berdasarkan warna cat dari dinding dan langit-langit pada ruangan tersebut memantulkan atau menyerap cahaya. 4. Macam dan jenis lampu dan armature yang dipakai, tiap-tiap lampu dan armatur memiliki konstruksi dan karakteristik yang berbeda. Letak dan jumlah lampu pada suatu ruangan harus dihitung sedemikian rupa, sehingga ruangan tersebut mendapatkan sinar yang merata. Dan manusia yang berada didalam ruangan tersebut menjadi nyaman, penerangan untuk ruangan kerja harus dirancang sedemikian rupa sehingga pengaruh dari penerngan tidak membuat cepat mata lelah. Disamping
itu
harus
diperhatikan
pencahayaannya., sebagai berikut : 28
juga
perhitungan
tingkat
a. Tingkat Pencahayaan Rata-rata (Erata-rata). Tingkat pencahayaan pada suatu ruangan pada umunya didefinisikan sebagai tingkat pencahayaan rata-rata pada bidang kerja. Yang dimaksud dengan bidang kerja ialah bidang horizontal imajiner yang terletak 0,75 meter diatas lantai pada seluruh ruangan. Tingkat pencahayaan rata-rata Erata-rata (lux), dapat dihitung dengan persamaan : (2.14) Dimana : Ftotal = Fluks luminus total dari semua lampu yang menerangi bidang kerja (lumen). A
= luas bidang kerja (m2)
Kp
= koefisien penggunaan
Kd
= koefisien depresiasi (penyusutan)
b. Koefisien Penggunaan (kp) Sebagian dari cahaya yang dipancarkan oleh lampu diserap oleh armatur, sebagian dipancarkan ke arah atas dan sebagian lagi dipancarkan ke arah bawah. Faktor penggunaan didefinisikan sebagai perbandingan antara fluks luminus yang sampai dibidang kerja terhadap keluaran cahaya yang dipancarkan oleh semua lampu. Besarnya koefisien penggunaan dipengaruhi oleh faktor : 1. Distribusi intensitas cahaya dari armatur. 2. Perbandingan antara keluaran cahaya dari armatur dengan keluaran cahaya dari lampu didalam armatur. 3. Reflektansi cahaya dari langit-langit, dinding dan lantai. 4. Pemasangan armatur apakah menempel atau digantung di langit-langit. 5. Dimensi ruangan. Besarnya koefisien penggunaan untuk sebuah armatur diberikan dalam bentuk tabel yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat armatur yang berdasarkan hasil pengujian dari instansi terkait. Merupakan suatu kaharusan dari pembuat armatur untuk memberikan tabel kp karena tanpa tabel ini perancangan 29
pencahayaan yang menggunakan armatur tersebut tidak dapat dilakukan dengan baik. c. Koefisien Penyusutan dan Faktor Depresiasi (kd) Lampu listrik setelah dipakai beberapa waktu akan mengalami pengotoran. Akibat dari terjadinya pengotoran, intensitas penerangan yang sampai pada bidang kerja menjadi berkurang. Pengotoran pada lampu listrik sifatnya berbeda-beda, yaitu mulai dari : 1. Pengotoran ringan (daerah yang hampir tak berdebu) 2. Pengotoran sedang / biasa 3. Pengotoran berat (daerah banyak debu) Pengotoran ringan terhadap sumber cahaya, biasanya terjadi pada ruang kelas, laboratorium, dan sejenisnya. Untuk pengotoran sedang biasanya terjadi pada ruangan yang berada dipinggir jalan seperti toko, supermarket dan sejenisnya. Sedangkan untuk jenis pengotoran berat biasa terjadi di pabrik-pabrik yang banyak menghasilkan debu seperti,
pabrik
kapur, keramik dan
sejenisnya.untuk faktor pengotoran dapat dilihat pada table efisiensi. Faktor depresiasi juga ditentukan dari usia lampu. Bila tingkat pengotoran tidak diketahui, maka faktor depresi yang diambil sebesar 0,8. d. Jumlah armatur yang diperlukan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan tertentu. Untuk menghitung jumlah armatur, terlebih dahulu dihitung fluks luminus total yang diperlukan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan yang direncanakan, dengan menggunakan persamaan : (2.15) Kemudian jumlah armatur dihitung dengan persamaan : (2.16) Dimana : F1
= fluks luminus satu buah lampu
n
= jumlah lampu dalam satu armature
30
2.10
Penempatan Sumber Cahaya (lampu) Agar didapatkan sistem penerangan yang merata dalam suatu ruangan
harus diperhitungkan sedemikian rupa sesuai dengan jenis lampu yang digunakan. Jarak penempatan sumber cahaya a, sedapat mungkin sama dengan tinggi efektif lampu h, di atas bidang kerja. Jarak penempatan lampu yang berada paling pinggir atau didekat dinding dapat dibuat 0,5 a. namun tidak mutlak seperti itu, hal itu disesuaikan dengan jenis lampu yang digunakan dan karakteristik dari lampu yang dipakai. ½a
a
a
½a
Gambar 2.10 Teknik Penempatan Titik Cahaya Lampu Pijar Teknik penempatan lampu TL, perlu ada peneyesuaian, karena karakteristik intensitas cahaya lampu TL brbeda dengan lampu pijar.
½a
a
a
½a
Gambar 2.11 Teknik Penempatan Titik Cahaya Lampu TL
31
2.11
Pemilihan Peralatan
2.11.1 Jenis Lampu Pada saat sekarang, lampu listrik dapat dikategorikan dalam dua golongan, yaitu : lampu pijar dan lampu pelepasan gas. a. Lampu pijar Lampu pijar menghasilkan cahayanya dengan pemansan listrik dari kawat filamennya pada temperatur yang tinggi. Temperatur ini memberi radiasi dalam daerah tampak dari spectrum radiasi yang dihasilkan. Komponen lampu pijar terdiri dari : 1. Filament 2. Bola lampu 3. Gas pengisi, dan 4. Kaki lampu b. Lampu pelepasan gas Lampu ini tidak sama bekerjanya seperti lampu pijar. Lampu ini bekerja berdasarkan pelepasan elktron secara terus menerus didalam uap yang diionisasi. Kadang-kadang dikombinasikan dengan fosfor yang dapat berpendar. Pada umumnya lampu ini tidak dapat bekerja tanpa ballast sebagai pembatas arus sirkit lampu. Lampu pelepasan gas mempunyai tekanan gas tinggi atau tekanan gas rendah. Gas yang dipakai adalah merkuri atau natrium. Salah satu lampu pelepasan gas tekanan rendah dan memakai merkuri adalah lampu fluoresen atau disebut TL. c. Lampu fluoresen tabung Lampu fluoresen tabung dimana sebagian besar cahayanya dihasilkan oleh bubukfluoresen pada dinding bola lampu yang diaktifkan oelh energy ultraviolet dari pelepasan energy electron. Umumnya lampu ini berbentuk panjang yang mempunyai elektroda pada kedua ujungnya, berisi uap merkuri pada tekanan rendah dengan gas inert untuk penyalaannya.
32
Lampu fluoresen mempunyai dua sistem penyalaan, yaitu memkai starter dan tanpa starter. Lampu fluoresen jenis tanpa starter TL-RS, TL-X dan TL-M
2.12
Pentanahan Pentanahan pengaman adalah suatu tindakan pengaman dala instalasi
listrik yang rangkaiannya ditanahkan dengan cara mentanahkan badan peralatan yang diamankan melalui media elektroda atau penghantar. Tujuan dari pentanahan yaitu menghindari tegangan sentuh pada peralatan akibat tegangan induksi dari tegangan bolak balik. Dan akibat dari putusnya alat pengaman. 2.12.1 Jenis Elektroda Pentanahan 1. Elektroda Pita Alat ini di buat dari hantaran berbentuk pita, berpenampang bulat atau hantaran pilin, umumnya ditanam dangkal dalam tanah. Elektroda ini dapat ditanam secara dangkal pada kedalaman antara 0,5 sampai 1 meter dari permukaan tanah, tergantung dari kondisi dan jenis tanah. Dalam pemasangannya elektroda pita ini dapat ditanam dalam bentuk memanjang, radial, melingkar atau kombinasi dari lingkaran dan radial. 0,5 -1 m
(a). Radial
0,5 -1 m
0,5 -1 m
(b). Lingkaran
(c). Kombinasi lingkaran radial
Gambar 2.12. Jenis-jenis elektroda pita dan cara pemasangannya
33
2. Elektroda Batang Elektroda bentuk batang ini adalah elektroda berbentuk pipa atau batang profil atau logam lain yang ditanamkan tegak lurus ke dalam tanah dengan kedalaman antara 1 sampai 6 meter.
Gambar 2.13 Elektroda batang 3. Elektroda Pelat Elektroda plat adalah elektroda dari plat logam. Pada pemasangannya elektroda ini dapat ditanam tegak lurus atau mendatar tergantung dari tujuan penggunaannya. Bila digunakan sebagai elektroda pembumian pengaman maka cara pemasangannya adalah tegak lurus dengan kedalaman kira-kira 1 meter di bawah permukaan tanah dihitung dari sisi plat sebelah atas. Bila digunakan sebagai elektroda pengatur yaitu mengatur kecuraman gradien tegangan guna menghindari tegangan langkah yang besar dan berbahaya, maka elektroda plat tersebut ditanam mendatar.
0.5 s/d 1 m
Pelat 0.5 x 1 m
2
Gambar 2.14 Elektroda pelat
34
Tahanan jenis tanah sangat menentukan tahanan pentanahan dari elektroda-elektroda pentanahan. Tahanan jenis tanah diberikan dalam satuan Ohm-meter. Dalam bahasan di sini menggunakan satuan Ohm-meter, yang merepresentasikan tahanan tanah yang diukur dari tanah yang berbentuk kubus yang bersisi 1 meter. Yang menentukan tahanan jenis tanah ini tidak hanya tergantung pada jenis tanah saja melainkan dipengaruhi oleh kandungan moistur, kandungan mineral yang dimiliki dan suhu (suhu tidak berpengaruh bila di atas titik beku air). Oleh karena itu, tahanan jenis tanah bisa berbeda-beda dari satu tempat dengan tempat yang lain tergantung dari sifat-sifat yang dimilikinya. Sebagai pedoman kasar, tabel berikut ini berisikan tahanan jenis tanah yang ada di Indonesia. Tabel 2.3 Tahanan Jenis Tanah 1
2
3
4
5
6
Tanah Jenis tanah
Tanah
liat &
Pasir
Kerikir
rawa
tanah
basah
basah
200
500
7
Pasir dan
Tanah
kerikil
berbatu
kering
ladang Resistansi jenis (Ω-
30
100
1000
3000
m) Tabel berikut ini dapat digunakan sebagai acuan kasar harga tahanan pentanahan pada tanah dengan tahanan jenis tanah tipikal berdasarkan jenis dan ukuran elektroda. Tabel 2.4 Resistansi pembumian pada resistansi jenis ρ1 = 100 Ω-meter 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Pelat Jenis elektrode
Pita atau penghantar lain
Batang atau pipa
vertical dengan sisi atas ± 1 m di
35
bawah permukaan tanah Panjang (m) Resistansi pembumian (Ω)
Ukuran (m2)
Panjang (m)
10
25
50
100
1
2
3
4
0,5x1
1x1
20
10
5
3
70
40
30
20
35
25
2.12.2 Elektroda Pentanahan Untuk menentukan diameter elektroda pentanahan dapat dihitung : (2.17) Dimana : ρ = tahanan jenis tanah (Ω) R = tahanan pentanahan (Ω) l = Panjang elektroda yang ditanam (m) d = diameter batang elektroda pentanahan (m)
2.13 Generator Set (Genset) Listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok dalam suatu kegiatan sehari-hari. Dalam suatu kegiatan banyak menggunakan peralatan-peralatan yang sangat tergantung pada kontinuitas daya listrik sehingga memerlukan pencatu daya listrik pengganti diluar catu daya utama (PLN). Genset diperlukan suatu sistem yang mampu mengatur penyaluran tenaga listrik, sehingga bila salah satu sumber listrik mngalami gangguan, maka dapat diambil alih oleh sumber lain (genset). Pada saat sumber PLN mengalami gangguan secara otomatis genset akan mengambil alih supply PLN ke supply genset. Sebaliknya, apabila sumber PLN sudah normal kembali, maka unit alat tersebut secara otomatis akan mengembalikan supply dari genset ke PLN. Alat yang dapat mentransfer kedua sumber listrik tersebut disebut sebagai Automatic Main’s Failure (AMF).
36
