Dasar-dasar perancangan instalasi listrik

Sebelum melakukan instalasi listrik, sebaiknya harus memahami betul perhitungan-perhitungan yang bersifat teknis yang berhubungan dengan pelaksanaan perancangan instalasi listrik tersebut.

Tujuan dari pemahaman tersebut tentunya untuk mendapatkan kualitas instalasi listrik yang baik, pemakaian standar yang berlaku dan tentunya penyesuaian dengan pengadaan material serta anggaran instalasi.

1. Mengetahui perhitungan antara kuat arus dan luas penampang pengantar ( luas penampang kabel)

Luas penampang kabel / pengantar sangat berpengaruh dalam daya hantar arus listrik yang melaluinya.

Dalam menghitung kebutuhan besar kabel dalam istilah luas penampang kabel perlu dibedakan menjadi dua jenis , yaitu:

1. Perhitungan luas penampang kabel untuk fasa tunggal, dan
2. Perhitungan luas penampang kabel untuk tiga fasa.

a. Rumus untuk menghitung kebutuhan luas penampang kabel satu fasa adalah:

I = P / (E x Cos Phi)

Sebelum menentukan luas penampang kabel, perlu di hitung KHA-nya lebih dahulu, KHA adalah Kemampuan Hantar Arus.
 
KHA = 125% x I nominal

Contoh pertanyaan:

Suatu instalasi listrik rumah tangga atau industri memiliki kapasitas 900Watt, cos phi sebesar 0,8, tegangan yang dipakai adalah 220Volt. Tentukan besarnya kemampuan hantar arus (KHA) untuk menentukan kabel yang dipakai?

Jawaban:

    I = P / (V x cos phi)

    I = 900 / (220 x 0,8)

Hasil KHA adalah = 125% x 5,114 A = 6,3925 A = 6,39A

Kemudian cari pada tabel kemampuan kabel yang mampu mengantarkan arus sebesar 6,39  Ampere. Tabel bisa saya update di posting selanjutnya saja, tapi anda bisa browsing dengan pencarian “tabel kemampuan penampang kabel “.

b. Rumus untuk menghitung kebutuhan luas penampang kabel tiga fasa adalah:

I = P / (√3 x E x Cos Phi)

Dimana:

• I = Arus beban listrik dalam satuan Ampere.
• P = Beban yang dibutuhkan dalam Watt.
• E = Tegangan antar fasa dalam Volt.
• Cos Phi = Faktor Daya

Contoh pertanyaan:
Suatu instalasi listrik industri (asumsi industri untuk pemakaian 3 phase) memiliki kapasitas 20.000 Watt, cos phi sebesar 0,8, tegangan antar phase yang dipakai adalah 415Volt.
Tentukan besarnya kemampuan hantar arus (KHA) untk menentukan kabel yang dipakai?

√3 = 1,73

Jawaban:

I = P / (√3 x E x Cos Phi)
I = 20.000 / (√3 x 415 x 0,8)
I = 20.000 / (1,73 x 332)
I = 20.000 / 574,36
I = 34,83 Ampere

Hasil KHA adalah = 125% x 34,83 A = 43,53 Ampere

Cari dalam tabel kemampuan kabel dengan satuan mm2 seperti soal pertama, yang mampu dilalui arus sebesar 43,53 Ampere.

Dalam menyesuaikan atau menentukan luas penampang kabel (besar kabel ) yang dibutuhkan perlu perhitungan teoritis dulu seperti diatas yang kemudian di sesuaikan dengan luas penampang atau besar kabel yang telah tersedia di pasaran.

Namun dalam hal ini lebih baik memilih besaran kabel lebih besar yang tersedia dilapangan, sebagai contoh dalam perhitungan teoritis dibutuhkan luas penampang kabel 2mm2, maka perlu pembelian kabel dengan diameter 2,5mm yang tersedia di pasaran.

2. Mengetahui perhitungan susut tegangan / rugi tegangan

Kenapa terjadi susut tegangan? Mungkin itu pertanyaan yang sering muncul.

Susut tegangan atau rugi tegangfan terjadi karena adanya pergeseran arus listrik dengan saluran yang di aliri arus listrik tersebut.

Dalam pengantaran arus listrik disepanjang kabel pengantar akan terjadi pergesekan yang mengakibatkan kalor / panas yang terjadi yang membutuhkan sekian volt untuk hal tersebut.

Karena pengantar utama terdiri dari hantaran yang memiliki hambatan serta induktansi maka secara matematis terjadi susut tegangan atau rugi tegangan.

Besaran rugi atau susut tegangan dapat dihitung dengan rumus berikut:

∆V = √3.I.L (R’L Cos Phi + X’L sin Phi )

Dimana:

• V = Susut tegangan.
• I = Arus beban penuh pada pengantar (Ampere).
• L = Panjang pengantar (m).
• R’L = Resistensi pengantar (Ω/m).
• X’L = Reaktansi pengantar (Ω/m).
• Cos Phi = Faktor Daya.

Toleransi susut tegangan atau rugi tegangan pada instalasi listrik penerangan adalah sebesar 2% dari tegangan kerja, sementara untuk instalasi tenaga adalah 5% dari tegangan kerja.
Contoh pertanyaan dan jawaban akan saya posting tersendiri karena penjelasannya lumayan panjang menyangkut material pengantar karena setiap material memiliki perbedaan nilai resistansi pada setiap diameternya dengan tabel khususnya.

Dalam sebuah instalasi listrik , susut tegangan atau rugi tegangan tidak dapat di hindarkan lagi , tetapi bisa dibatasi, usaha pembatasan ini untuk menghasilkan mutu listrik yang baik.
Dalam peraturan yang tertera dalam PUIL 2000 bahwa disebutkan total rugi tegangan antara terminal dan sembarang titik instalasi tidak boleh lebih dari 50% dari tegangan penegnal pada terminal konsumen.
Artikel tentang hubungan listik dan hukum Ohm : Hukum Ohm dalam ilmu listrik

3. Mengetahui cara menentukan nilai kebutuhan lampu pada sebuah ruangan.

Luas dan ketinggian ruangan menjadi pertimbangan penting dalam pemilihan daya penerangan yang akan diterapkan, tentunya dalam keputusan pemakaian jumlah lampu penerangan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi perhitungan penerangan sebuah ruangan dapat dihitung dengan rumus sebagaiu berikut:

n = Em . p . I /øl . ᶯr . d

Dimana:

• n = Jumlah titik lampu.
• Em = Kuat penerangan yang dibutuhkan dalam suatu ruangan.
• Øl = Illuminasi cahaya (lumen).
• p = Panjang ruangan.
• ᶯr = Faktor penggunaan ruangan (utility).
• d = Faktor depresiasi.

Tingkat kuat penerangan ( Em) memiliki kelas-kelas atau kategori yang berbeda tergantung pada jenis aktifitas yang dilakukan.

Untuk menentukan harga ᶯ harus dicari lebih dahulu harga K yaitu room indek yang tergantung pada tinggi rendahnya suatu lampu dari level lantai kerja dimana untuk penyinaran langsung, semi langsung dan merata yang bisa menggunakan rumus berikut:

K = p . I / h ( p + I)

Dimana:

• K = Room Indek.
• h = Tinggi sumber cahaya diatas bidang kerja (m).
• p = Panjang ruangan (m).
• I = Lebar ruangan (m).

Lebih jelas tentang simbol dalam ilmu listrik : Unit dan simbol dasar ilmu listrik

4. Mengetahui cara menentukan kebutuhan daya lampu penerangan

Perlu mengetahui rumus dasar menentukan daya listrik dari lampu sebagai berikut:

Wtotal = N Lampu x W1

Dimana:

• Wtotal = Total daya lampu.
• N Lampu = Jumlah Lampu.
• W1 = Daya setiap lampu.

Perancangan instalasi sangat diperlukan sebelum melakukan pekerjaan sehingga hasil yang diharapkan akan sesuai dengan yang diharapkan, memiliki kualitas yang standar dan tentunya akan mempermudah dalam perawatan selanjutnya.