Arti dan Fungsi MCB/MCCB

MCB
Singkatan MCB adalah Mini Circuit Breaker yang memiliki fungsi sebagai alat pengaman arus lebih. MCB ini memproteksi arus lebih yang disebabkan terjadinya beban lebih dan arus lebih karena adanya hubungan pendek. Dengan demikian prinsip dasar bekerjanya yaitu untuk pemutusan hubungan yang disebabkan beban lebih dengan relai arus lebih seketika digunakan electromagnet.

Bila bimetal ataupun electromagnet bekerja, maka ini akan memutus hubungan kontak yang terletak pada pemadam busur dan membuka saklar. MCB untuk rumah seperti pada pengaman lebur diutamakan untuk proteksi hubungan pendek, sehingga pemakaiannya lebih diutamakan untuk mengamankan instalasi atau konduktornya. Sedang MCB pada APP diutamakan sebagai pembawa arus dengan karakteristik CL (current limiter) disamping itu juga sebagai gawai pengaman arus hubung pendek yang bekerja seketika.

Arus nominal yang digunakan pada APP dengan mengenal tegangan 230/400V ialah: 1.2.4.6.10.16.20.25.35 dan 50 A disesuaikan dengan tingkat VA konsumen. Adapun kemampuan membuka (breaking capacity) bila terjadi hubung singkat 3 KA dan 6 KA (SPLN 108-1993). MCB yang khusus digunakan oleh PLN mempunyai tombol biru. MCB pada saat sekarang paling banyak digunakan untuk instalasi rumah ataupun instalasi industri maupun instalasi gedung bertingkat.

MCCB
Singkatan MCCB adalah Moulded Case Circuit Breaker. Fungsi MCCB adalah sebagai pemutus sirkit pada tegangan menengah.

Dalam memilih circuit breaker hal-hal yang harus dipertimbangkan adalah :

– Karakteristik dari sistem di mana circuit breaker tersebut dipasang.
– Kebutuhan akan kontinuitas pelayanan sumber daya listrik.
– Aturan-aturan dan standar proteksi yang berlaku.

Karakteristik sistem
1. Sistem tegangan
Tegangan operasional dari circuit breaker harus lebih besar atau minimum sama dengan tegangan sistem.
2. Frekuensi sistem
Frekuensi pengenal dari circuit breaker harus sesuai dengan frekuensi sistem. Circuit breaker Merlin Gerin dapat beroperasi pada frekuensi 50 atau 60 Hz.
3. Arus pengenal
Arus pengenal dari circuit breaker harus disesuaikan dengan besarnya arus beban yang dilewatkan oleh kabel, dan harus lebih kecil dari arus ambang yang diijinkan lewat pada kabel.
4. Kapasitas pemutusan
Kapasitas pemutusan dari circuit breaker harus paling sedikit sama dengan arus hubung singkat prospektif yang mungkin akan terjadi pada suatu titik instalasi dimana circuit breaker tersebut dipasang.
5. Jumlah pole dari circuit breaker
6. Jumlah pole dari circuit breaker sangat tergantung kepada sistem pembumian dari sistem.

Kebutuhan Kontinuitas Sumber Daya
Tergantung dari kebutuhan tingkat kontinuitas pelayanan sumber daya listrik, dalam memilih circuit breaker harus diperhatikan :
1. Diskriminasi total dari dua circuit breakaer yang ditempatkan secara seri
2. Diskriminasi terbatas (sebagian), diskriminasi hanya dijamin sampai tingkat arus gangguan tertentu.

Definisi Grounding (Pentanahan)

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.

Perlindungan dari tegangan tinggi Grounding dalam sistem instalasi listrik berungsi untuk mengurangi atau menghindari bahaya yang disebabkan oleh tegangan tinggi.misalnya bahaya petir dengan tegangan tinggi Penstabil tegangan Grounding dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan pada banyak sumber tegangan. Jika tidak terdapat titik referensi umum untuk  semua sumber tegangan, akan terjadi kesulitan antar masing-masing hubungan Mengatasi arus yang lebih Grounding juga berfungs untuk mengatasi arus yang berlebih, karena sistem grounding ini menyediakan level keselamatan baik kerusakan peralatan atau manusia

Fungsi grounding :

Dalam sistem elektronika ground berarti sebuah titik referensi umum atau tegangan potensial sama dengan “tegangan nol”. Ground bersifat relatif, karena dapat memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.

Ground juga berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.

Sistem grounding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah untuk memberikan perlindungan  pada seluruh sistem.

 

Jenis-jenis Bahan Isolasi Pada Kabel

Definisi kabel  tembaga :

Kabel tembaga adalah :kabel dengan penghantar tembaga dan biasanya dipakai dalam instalasi tenaga listrik dan alat-alat kontrol, sehingga biasanya disebut kabel instalasi

Ada dua jenis kabel tembaga berdasarkan bahan penghantar, fungsi dan susunan isolasinya
Ciri-ciri kabel tembaga berdasar bahan penghantarnya :

• bentuknya padat dan berurat banyak
• bahan dari alumunium murni dan campuran

ciri-ciri kabel tembaga fungsi dan susunan isolasinya:

• untuk keperluan instalasi listrik rumah tinggal, instalasi pesawat elektronika,panel tenaga dan distribusi
• menggunakan isolasi PVC dan XLPE

Ada tiga hal pokok dari kabel yaitu :

1. Konduktor : merupakan bahan untuk menghantarkan arus listrik
2. Isolator : merupakan bahan dielektrik untuk menisolasi dari penghantar yang satu dengan yang lain dan juga terhadap lingkungannya.
3. Pelindung luar : merupakan bahan pelindung kabel dari kerusakan mekanis, pengaruh bahan-bahan kimia elektrolysis, api atau pengaruh-pengaruh luar lainnya yang merugikan.

Penentuan besar kecil dan jumlah serabut/inti yang digunakan dapat diketahui dari PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik).

Tabel Nomenklatur Kode-kode kabel di Indonesia

Kode	Keterangan
N	Kabel standard dengan penhantar/inti tembaga
NA	Kabel dengan penghantar alumunium
Y	Isolasi PVC
G	Isolasi karet
A	Kawat berisolasi
Y	Selubung PVC (Polyvinyl Chloride) untuk kabel luar
M	Selubung PVC untuk kabel luar
R	Kawat baja bulat (perisai)
Gb	Kawat pipa baja (perisai)
B	Pipa baja
I	Untuk isolasi tetap diluar jangkauan tangan
re	Penghantar padat buat
rm	Penghantar bulat berkawat banyak
Se	Penghatar bentuk pejal(padat)
Sm	Penghantar diplilin bentuk sektor
f	Penghantar halus dipintal bulat
ff	Penghantar sangat fleksibel
Z	Penghantar Z
D	Penghantar 3 jalur yang ditengah sebagai pelindung
H	Kabel untuk alat bergerak
Rd	Inti dipilin bentuk bulat
Fe	Inti pipih
-1	Kabel dengan sistem pengenal warna urat dengan hijau-kuning
-0	Kabel dengan sistem pengenal warna urat tanpa hijau-kuning

Syarat penandaan

1. Kode pengenal

NYA re rm

Kode Huruf	keterangan
N	: kabel jenis standard dengan tembaga sebagai penghantar
Y	: Isolasi PVC
A	: Kawat berisolasi
re	: Penghantar padat bulat
rm	: Penghantar bukat berkawat bayak

Contoh :
NYA 4 re 1000 V
Menyatakan suatu kawat berisolasi untuk tegangan nominal 1000 V,berisolasi PVC dan mempunyai peghantar tembaga padat bulat denagn luas penampang nominal 4 mm2

NYM -0 2,5 rm 500 V
Menyatakan suatu kabel berinti banyak untuk tegangan nominal 500 V,berisolasi dan berselubung PVCserta mempunyai penghantar tembaga bulat berkawat banyak dengan luas penampang 2,5 mm2, denga sistem pengenal warna urat tanpa hijau-kuning

2. Standar warna

Warna kabel diperuntukkan bagi penggunaan sistem tenaga.untuk kabel informasi dan data sampai saat ini belum ada standar pemberian warna kabel. Warna untuk kabel tenaga  sesuai standar PUIL meliputi :

Earth (pentanahan) : warna majemuk hijau-kuning, tidak boleh untuk tujuan lain
Kawat netral : warna biru,jika instaasi tanpa hantaran netral

Kawat Fase :

Fase 1 (fase R) : Merah
Fase 2 (fase S) : Kuning
Fase 3 (fase T) : Hitam

Atau
Earth (pentanahan) : hijau / kuning + garis kuning

Netral : Hitam
Fase 1 (fase R) : Merah
Fase 2 (fase S) : Kuning
Fase 3 (fase T) : Biru

Identifikasi kabel tembaga berdasarkan bahan penghantarnya :

* Kabel tembaga jenis BCC1/2H

BCC1/2H : Half Hard Bare Cooper Conductor, yaitu : penghantar tembaga setengah keras. Kabel tembaga jenis ini mempunyai  bentuk padat atau berurat banyak dengan ukuran antara 6-500 mm

* Kabel tembaga jenis BCCH

BCCH: Hard Bare Cooper Conductor, yaitu : penghantar tembaga keras. Kabel tembaga jenis ini mempunyai bentuk padat atau berurat banyak,dengan ukuran antara 6-500 mm

* Kabel tembaga jenis AAC

AAC : All Aluminium Conductor, yaitu  penghantar aluminium murni.Kabel tembag jenis ini bentuknya berurat banyak dengan ukurannya antara 16-100 mm

* Kabel tembaga jenis AAAC

AAAC : All Aluminium Alloy Conductor, yaitu :penghantar aluminium campuran. Kabel tambaga jenis ini mempunyai ukuran antara 16- 500 mm, dengan bentuk fisiknya berurat banyak

* Kabel tembaga jenis ACSR

ASCR: Aluminium Conductor Stell Reinvorced, yaitu : penghantar aluminium basa. Kabel tembaga Jenis ini mempunyai ukuran antara 16 – 680 mm, dengan struktur bentuknya berupa serabut

Kalkulasi Tegangan Jatuh Listrik

Apa arti praktis kalkulasi tegangan jatuh listrik bagi seorang perencana listrik ketenagaan? Kalkulasi ini adalah sama artinya dengan perencanaan ukuran-ukuran kabel daya dan sistem proteksi listrik ketenagaan yang aman suatu bangunan atau utilitas plant. Contohnya jika seorang insinyur listrik diminta untuk merancang ukuran kabel 3-fasa untuk suatu pompa submersible listrik 150 HP, 380 V yang akan digunakan sebagai pompa banjir( katakan banjir lumpur Porong Sidoarjo). Pompa tersebut berjarak 125 meter dari sumber listriknya(atau panel induknya), berapa ukuran kabel yang aman, tidak panas tetapi ekonomis, kemudian berapa ukuran rating pemutus tenaga (Circuit Breaker atau Fuse) agar dapat memproteksi kabel secara aman terhadap beban lebih.

Seorang mahasiswa calon insinyur atau ahli madya yang serius belajar disiplin ilmunya seharusnya menguasai program spread-sheet excel sehingga kalkulasi kelistrikan secara umum akan lebih cepat difahami, dilatih, dan diingat terus sebagai pegangan bagi seorang praktisi listrik ketenagaan. Karena variabel-variabel ukuran kabel yang banyak, dan pembebanan arus yang juga bervariasi tergantung dari kebutuhan beban listrik, maka menggunakan program excel adalah merupakan keharusan. Berikut ini bentuk formulasi dasar tegangan jatuh dalam bentuk format excel/ppt yang dapat dikembangkan lebih jauh untuk aplikasi yang berbeda.

Kalkulasi tegangan jatuh listrik sebenarnya berdasarkan hukum Ohm kemudian ditambahkan faktor reaktansi (induktif atau kapasitif) dan faktor daya, maka formulasinya untuk aplikasi tegangan rendah sampai tegangan menengah 20 KV dapat ditulis sbb :

Tegangan jatuh = 1.732*R*I*cos f + 1.732*X*I*sin f

dimana 1.732 adalah hasil akar 3 ( beban 3-fasa), I adalah arus beban, R adalah resistansi arus bolak-balik AC ( bukan arus searah DC) , X adalah reaktansi induktif, dan cos f adalah faktor daya.

Kemudian data-data resistansi kabel dapat dicari dari buku katalog spesifikasi kabel seperti Supreme, Kabel Metal, Kabelindo, Tranka, Voksel yang bisa diminta langsung ke fabrikannya atau produk luar negeri untuk industri perminyakan seperti Pirelli atau Okonite. Data resistansi kabel pada umumnya disajikan dalam bentuk satuan Ohm per-kilometer sebagai resistansi arus searah DC, artinya resistansi terbaca jika kita mengukur dengan alat ukur Ohm-meter. Yang kita perlukan adalah resistansi AC (arus bolak-balik), kalau ditampilkan resistansi AC pada suhu 90 derajat Celsius maka resistansinya menjadi lebih besar. Umumnya suhu inti konduktor kabel yang diizinkan adalah 70 derajat Celsius, jadi resistansinya lebih kecil dari tabel.

Rumus tegangan jatuh diatas dapat diaplikasikan untuk arus searah DC maka faktor daya = 1 sehingga formulasinya untuk kabel 2 jalur adalah Tegangan jatuh = 2*R*I dimana R adalah resistansi DC ( hasil pengukuran alat Ohm-meter) dan I adalah arus searah DC.

Berapa jatuh tegangan kerja yang diizinkan. Jika tegangan rumah 220 Volt dan misalnya kita menerima dari sumber PLN hanya 200 Volt berari jatuh tegangan 10%, maka hal ini akan mengganggu performance motor listrik mesin pendingin (Air Conditioner atau Kulkas) atau pompa air. Jatuh tegangan maksimum 5% dari sumber ke beban konsumen masih dapat diterima sistem (misalnya sumber 400 Volt dan kita sebagai konsumen menerima tegangan kerja setelah dibebani sebesar 380 Volt), tetapi untuk perencanaan terkadang ada yang menetapkan 2,5 %, tergantung untuk aplikasi dimana dan semuanya akan mempengaruhi total biaya instalasi listrik.

Sebagai referensi online, pembaca dapat meng-click link-link situs Okonite atau General Electric untuk studi perbandingan aplikasi tegangan jatuh, tetapi ingat rating tegangan listrik Amerika berbeda dengan Indonesia, jadi kita harus mengkonversikan dahulu dan pula mereka menggunakan standar ukuran kabel AWG( lihat tabel konversi AWG dan mm2 dibawah). Silahkan pembaca melatih formulasi tegangan jatuh ini dengan excel dengan data dari berbagai sumber dan silahkan dikembangkan lebih jauh.

Sistem Satuan dan Ukuran Standar Kelistrikan

Sistem Satuan

Pada awal perkembangan teknik pengukuran, dikenal dua sistem satuan yaitu sistem metrik (dipelopori Perancis sejak 1795) dan sistem CGS (centimeter-gram-second) yang dipelopori oleh Amerika Serikat dan Inggris (kedua Negara ini juga menggunakan sistem metrik untuk kepentingan internasional). Dan sejak tahun 1960 dikenalkan Sistem Internasional (SI Unit) sebagai kesepakatan internasional.

Ada enam besaran yang dinyatakan dalam sistem SI, yaitu:

tabel1. besaran dalam sistem SI.

Secara praktis besaran listrik yang sering digunakan adalah volt, amper, ohm, henry dsb. Kini sistem SI sudah membuat daftar besaran, satuan dan simbol dibidang kelistrikan dan kemagnetan yang berlaku internasional.

Tabel 2. Besaran dan simbol kelistrikan dalam sistem SI.

Ukuran Standar Kelistrikan

Ukuran standar dalam pengukuran sangat penting, karena sebagai acuan dalam peneraan alat ukur yang diakui oleh komunitas internasional. Ada enam besaran yang berhubungan dengan kelistrikan yang dibuat sebagai standart, yaitu standar amper, resistansi, tegangan, kapasitansi, induktansi, kemagnetan dan temperatur.

1. Standar ampere, menurut ketentuan Standar Internasional (SI) adalah arus konstan yang dialirkan pada dua konduktor didalam ruang hampa udara dengan jarak 1 meter, diantara kedua penghantar menimbulkan gaya = 2 x 10-7 newton/m panjang.

2. Standar resistansi, menurut ketentuan SI adalah kawat alloy manganin resistansi 1Ώ yang memiliki tahanan listrik tinggi dan koefisien temperature rendah, ditempatkan dalam tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan temperatur atmospher.

3. Standar tegangan, ketentuan SI adalah tabung gelas Weston mirip huruf H memiliki dua elektrode, tabung elektrode positip berisi elektrolit mercury dan tabung electrode negatip diisi elektrolit cadmium, ditempatkan dalam suhu ruangan. Tegangan electrode Weston pada suhu 20°C sebesar 1.01858 V.

4. Standar Kapasitansi, menurut ketentuan SI, diturunkan dari standart resistansi SI dan standar tegangan SI, dengan menggunakan sistem jembatan Maxwell, dengan diketahui resistansi dan frekuensi secara teliti akan diperoleh standar kapasitansi (Farad).

5. Standar Induktansi, menurut ketentuan SI, diturunkan dari standar resistansi dan standar kapasitansi, dengan metode geometris, standar induktor akan diperoleh.

6. Standart temperature, menurut ketentuan SI, diukur dengan derajat Kelvin besaran derajat kelvin didasarkan pada tiga titik acuan air saat kondisi menjadi es, menjadi air dan saat air mendidih. Air menjadi es sama dengan 0°Celsius = 273,16°Kelvin, air mendidih 100°C.

7. Standar luminasi cahaya, menurut ketentuan SI adalah Kandela yaitu yang diukur berdasarkan benda hitam seluas 1 m2 yang bersuhu hk lebur platina ( 1773 oC ) akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 x 105 kandela.

Semoga bermanfaat,