6

BAB II

DASAR TEORI

2.1 PERATURAN UMUM INSTALASI LISTRIK [7]

2.1.1 Peraturan

Sistem penyaluran dan cara pemasangan instalasi listrik di Indonesian harus

mengikuti aturan yang ditetapkan oleh PUIL (Peraturan umum Instalasi Listrik)

yang diterbitkan tahun 1977, kemudian direvisi tahun 1987 dan terakhir tahun

2000. Tujuan dari Peraturan umum Instalasi Listrik di Indonesia adalah:

1. Melindungi manusia terhadap bahaya sentuhan dan kejutan arus listrik.

2. Keamanan instalasi dan peralatan listrik.

3. Menjaga gedung serta isinya dari bahaya kebakaran akibat gangguan

listrik.

4. Menjaga ketenagaan listrik yang aman dan efisien.

Agar energi listrik dapat dimanfaatkan secara aman dan efisien, maka ada syarat-

syarat yang harus dipatuhi oleh pengguna energi listrik. Peraturan instalasi listrik

terdapat dalam buku Peraturan Umum Instalasi Listrik atau yang seing disingkat

dengan PUIL. Di mulai dari tahun 2000, kemudian direviri tahun 1987, dan

terakhir tahun 2000. Sistem instalasi listrik yang dimulai dari sumber listrik

(tegangan, frekwensi), peralatan listrik, cara pemasangan, pemeliharaan dan

keamanan, sudah diataur dalam PUIL. Jadi setiap perencana instalasi listrik,

instalatir (pelaksana), Operator, pemeriksa dan pemakai jasa listrik wajib

mengetahui dan memahami Peraturan Umum Instalasi listrik (PUIL). PUIL tidak

berlaku bagi beberapa sistem intalasi listrik tertentu seperti :

7

a. Bagian instalasi tegangan rendah untuk menyalurkan berita atau isyarat.

b. Instalasi untuk keperluan telekomunikasi dan instalasi kereta rel listrik.

c. Instalasi dalam kapal laut, kapal terbang, kereta rel listrik, dan kendaraan

yang digerakan secara mekanis.

d. Instalasi listrik pertambangan di bawah tanah.

e. Instalasi tegangan rendah tidak melebihi 25 V dan daya kurang dari 100

W.

f. Instalasi khusus yang diawasi oleh instansi yang berwenang (misalnya :

instalasi untuk telekomunikasi, pengawasan, pembangkitan, transmisi,

distribusi tenaga listrik untuk daerah wewenang instansi kelistrikan

tersebut).

Pada ayat 103 A1 dari PUIL merupakan peraturan lain yang berkaitan dengan

instalasi listrik, yakni :

a. Undang-Undang No. 1 tahun 1970, tentang Keselamatan Kerja.

b. Peraturan Bangunan Nasional.

c. Peraturan Pemerintah No. 18 tahun 1972, tentang Perusahaan Listrik Negara.

d. Peraturan lainnya mengenai kelistrikan yang tidak bertentangan dengan PUIL.

Suatu peralatan listrik boleh dipergunakan untuk instalasi apabila :

Memenuhi ketentuan-ketentuan PUIL 2000.

Telah mendapat pengesahan atau izin dari instansi yang berwenang (ayat 202

A2)

8

Berdasarkan ketentuan PUIL 2000 ayat 202 B1 : semua instalasi yang selesai

dipasang sebelum dipergunakan harus diperiksa dan diuji lebih dahulu.

2.1.2 Pengujian Peralatan Listrik [11]

Di negara kita semua peralatan listrik sebelum digunakan oleh konsumen harus

melalaui uji kelayakan. Menurut ayat 202 A2 semua peralatan listrik yang akan

dipergunakan instalasi harus memenuhi ketentuan PUIL. Di Indonesia peralatan

listrik diuji oleh suatu lembaga dari Perusahaan Umum Listrik Negara, yaitu

Lembaga Masalah Kelistrikan disingkat LMK. Peralatan listrik yang mutunya

diawasi oleh LMK dan disetujui, diizinkan untuk memakai tanda LMK. Bahan

yang berselubung bahan termoplastik, misalnya berselubung PVC, tanda ini

dibuat timbul dan diletakan pada selubung luar kabel. Lambang persetujuan ini

dipasang pada kabel yang berselubung PVC, misalnya kabel NYM. Sedangkan

unruk kabel yang kcelil seperti NYA, lambang persetujuan dari LMK berupa

kartu. Di negara kita peralatan listrik yang telah diawasi mutu produksinya oleh

LMK baru kabel-kabel buatan dalam negeri.

2.1.3 Simbol-simbol Instalasi Listrik [7]

Selain menguasai peraturan dan memiliki pengetahuan tentang peralatan instalasi,

seorang ahli listrik juga harus mahir membaca gambar instalasi. Denah ruangan

yang akan dilengkapi dengan instalasi pada umumnya digambar dengan skala 1 :

100 atau 1 : 50. Ukuran gambar menentukan ukuran lambang yang digunakan,

tetapi supaya hasilnya rapi maka perbandingan antara ukuran lambang haru

seragam. Jumlah lambang dibatasi sedapat mungkin hanya yang perlu digambar

saja dan sesederhana mungkin. Apabila ada alat yang lambangnya belum

9

dilakukan, maka dipilih suatu lambang dan artinya dijelaskan dalam gambar.

Lambang yang penting dapat digambar lebih tebal atau lebih besar sehingga lebih

menonjol.

2.1.4 Gambar Instalasi Listrik

Gambar instalasi listrik secara umum dibagi dua bagian yaitu : menurut tujuan

dan Cara menggambar. Pembagian gambar menurut tujuan meliputi :

a. Diagram yang sifatnya menjelaskan : diagram dasar, diagram lingkaran

arus, dan diagram instalasi.

b. Diagram Pelaksanaan, yaitu : diagram pengawatan dan dan diagram

saluran

c. Gambar Instalasi.

d. Gambar situasi.

Sedangkan pembagian menurut cara mengambar dibedakan berdasarkan kepada :

cara menggambar dengan garis tunggal dan cara mengambar dengan garis ganda.

a. Diagram Dasar

Diagram dasar dimaksudkan untuk menjelaskan cara kerja suatu instalasi secara

elementar gambar 2.1 a memperlihatkan diagram dasar suatu perlengkapan

hubung bagi (PHB) yang digambar dengan cara disederhanakan, gambar 2.1 b

memperlihatkan diagram yang sama diagram secara terperinci.

10

Gambar 2.1 Contoh gambar instalasi

b. Diagram Lingkaran Arus

Diagram lingkaran arus maksudnya untuk menjelaskan cara kerja suatu rangkaian,

merencanakan suatu rangkaian yang rumit dan untuk mengatasi kerusakan yang

terjadi pada rangkaian. Diagram lingkaran arus digambarkan dengan saklar selalu

bergerak dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas.

c. Diagram Pengawatan

Diagram Pengawatan memperlihatakan cara pelaksanaan pengawatan peralatan

instalasi listrik.

d. Diagram Saluran

Diagram saluran memperlihatkan hubungan antara bagian-bagian instalasi.

Diagram ini dapat digambarkan berupa diagram topografis yang menggambarkan

saluran sebenarnya.

e. Gambar Instalasi dan Diagram Instalasi

Gambar instalasi dapat berupa titik beban tanpa digambarkan saluran instalasinya,

bagi seorang instalatir dapat menentukan sendiri letak saluran instalasinya tetapi

dengan ketentuan harus aman dari bahaya kebakaran / hubung singkat. Untuk

11

instalasi pada bangunan yang luas dan melayani beban yang banyak saluran-

salurannya harus digambarkan secara jelas. Pada gambar instalasi harus disertai

dengan diagram instalasi. Diagram instalasi ini memberikan gambaran hubungan

dengan meter listrik, jumlah beban yang harus dilayani, jenis kabel, dan kapasitas

pengaman yang harus dipasang pada instalasi sebenarnya. Gambar instalasi sering

dilengkapi dengan diagram instalasi. Gambar 2.2 memperlihatkan diagram

instalasi sederhana. Dari keterangan yang tercantum dalam diagram instalasi dapat

ditentukan apakah instalasinya sesuai dengan peraturan atau tidak.

Gambar 2.2 Contoh gambar diagram instalasi

f. Gambar Situasi

Gambar situasi memberikan gambaran secara jelas letak gedung serta instalasi

yang akan dihubungkan dengan jaringan PLN. Keterngan ini diperlukan oleh PLN

untuk memudahkan menetukan kemungkinan penyambungan serta pembiayaanya.

g. Diagram Garis Ganda dan Diagram Tunggal

Diagarm garis tunggal biasanya disebut digram perencanaan instalasi listrik,

sedangkan diagram garis ganda disebut diagram pelaksanaan. Diagram garis

tunggal diterapkan pada instalasi rumah sederhana maupun instalasi gedung –

gedung sederhana hingga gedung besar / bertingkat dan juga pada diagram panel

12

bagi dan rekapitulasi beban. Contoh diagram garis tunggal dapat dilihat pada

gambar 2.3

Gambar 2.3 Diagram garis ganda dan garis tunggal

2.2 KOMPONEN-KOMPONEN INSTALASI LISTRIK [11]

2.2.1 Komponen Pokok Instalasi

Komponen instalasi listrik merupakan perlengkapan yang paling pokok dalam

suatu rangkaian instalasi listrik. Dalam pemasangan instalasi listrik banyak

macamnya, untuk memudahkan bagi instalatir komponen tersebut dikelompokan :

Bahan Penghantar

Kotak Kontak

Fiting

Saklar

Pengaman

Peralatan Pelindung

Komponen instalasi listrik yang akan dipasang pada instalasi listrik, harus

memenuhi persyaratan sebagai berikut :

a. Keandalan, menjamin kelangsungan kerja instalasi listrik pada kondisi normal.

13

b. Keamanan, komponen instalasi yang dipasang dapat menjamin keamanan

system instalasi listrik.

c. Kontinuitas, komponren dapat bekerja secara terus menerus pada kondisi

normal.

2.2.2 Bahan Penghantar

a. Jenis bahan penghantar

Penghantar yang digunakan pada instalasi listrik pada umumnya digunakan bahan

tembaga dan alumunium. Untuk penghantar tembaga kemurniannya minimal 99,9

%. Tahanan jenis yang disyaratkan tidak melebihi 0,017241 ohm mm2/m pada

suhu 200⁰ C, atau sama dengan daya hantar 50 siemen =100% IACS (International

Annealid Copper Standard). Koefisien suhu pada suhu awal 200⁰ C adalah 0,04%

per derajat celcius. Bila terjadi kenaikan suhu 100⁰ C akan terjadi kenaikan

tahanan jenis 4%. Luas penamapang penghantar teambaga harus memenuhi

standar internasional.

b. Kabel instalasi berselubung

Penggunaan kabel instalasi berselubung jika dibandingkan dengan dalam pipa

diantaranya :

Lebih mudah dibengkokan.

Lebih tahan terhadap pengaruh asam dan uap atau gas tajam.

Sambungan dengan alat pemakai dapat ditiup lebih rapat.

14

2.2.3 Kontak Listrik

a. Kotak-kontak (stop kontak)

Kotak kontak merupakan tempat untuk mendapatkan sumber tegangan listrik yang

diperlukan untuk pesawat atau alat listrik. Tegangan Sunber listrik ini diperoleh

dari hantaran fasa dan netaral yang berasal dari PLN. Simbol dan jenis kotak

kontak dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Jenis Kotak Kontak

b. Kontak hubung bagi

Kotak PHB harus dibuat dari bahan yang tidak dapat terbakar, tahan lembab dan

kukuh (ayat 610 A1). Pada setiap hantaran fasa keluar suatu perlengkapan hubung

bagi harus dipasang pengaman arus (ayat 602 D1). Pada hantaran netral tidak

boleh dipasang pengaman arus, kecuali bila potensial hantaran netralnya tidak

selalu mendekati potensial tanah. Setiap peralatan listrik, kecuali kotak -kontak

dengan kemampuan hantar arus nominal 16 A atau lebih, harus merupakan

rangkaian akhir tersendiri kecuali jika peralatan tersebut bagian yang tidak

15

terpisahkan dari suatu unit instalasi (ayat 602 N1). Gambar 2.5 a memperlihatkan

diagram rangkaian akhir sederhana untuk satu fasa, dan gambar 2.5 b

menunjukkan bentuknya.

Gambar 2.5 Perlengkapan hubung bagi dan diagramnya

Kontak hubung bagi juga harus memenuhi persyaratan antara lain :

Kontak hubung bagi harus kokoh, terbuat dari bahan yang tidak mudah

terbakar dan tahan lembab.

Pada kontak hubung bagi yang berdiri sendiri sekurang-kurangnya harus

mempunyai satu saklar dengan kemampuan sakelar sekurang-kurangnya

sama dengan kemampuan arus nominal pengaman tetapi tidak kurang dari

10A.

Sakelar masuk boleh ditiadakan kalau kontak hubung bagi merupakan

suplai dari hubung bagi lainnya

Setiap hantaran fasa keluar harus dipasang pengaman arus.

Komponen-komponen penting dari kontak hubung bagi adalah :

a. Kontak rel, (panel) berfungsi sebagai terminal untuk menyambungkan pada

beberapa saluran ke beban.

b. Kotak pengaman.

16

c. Kotak Sakelar yang merupakan satu kesatuan dari kontak hubung bagi.

2.2.4 Fiting

Fiting adalah tempat memasang bola lampu listrik, dan menurut penggunaannya

dapat dibagi menjadi tiga jenis : fiting langit-langit, fiting gantung, dan fiting

kedap air.

a. Fiting langit-langit

Pemasangan fiting langit-langit ditempelkan pada langit-langit (eternit) dan

dilengkapi dengan roset. Roset diperlukan untuk meletakan / penyekerupan fiting

supaya kokoh kedudukannya pada langit-langit.

b. Fiting gantung

Pada fiting gantung dilengkapi dengan tali snur yang berfungsi sebagai penahan

beban bola lampu dan kap lampu, serta untuk menahan konduktor dari tarikan

beban tersebut.

c. Fiting kedap air

Fiting kedap air merupakan fiting yang tahan terhadap resapan/rembesan air.

Fiting jenis ini dipasang di tempat lembab atau tempat yang mungkin bisa terkena

air misalnya fiting untuk di kamar mandi. Konstruksi fiting ini terbuat dari

porselin, dimana bagian kontaknya terbuat dari logam kuningan atau tenbaga dan

bagian ulirnya dilengkapi dengan karet yang berbentuk cincin sebagai penahan

air.

17

2.2.5 Sakelar

Sakelar berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik.

Sakelar dan pemisah harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain :

a. Dapat dilayani secara aman tanpa harus memerlukan alat bantu

b. Jumlahnya harus sesuai hingga semua pekerjaan pelayanan, pemeliharaan, dan

perbaikan instalasi dapat dilakukan dengan aman.

c. Dalam keadaan terbuka, bagian sakelar atau pemisah bergerak harus tidak

bertegangan (ayat 206 B1).

d. Harus tidak dapat terhubungkan sendiri karena pengaruh gaya berat (ayat 206

B1).

e. Kemampuan sakelar minimal sesuai dengan gaya daya alat yang

dihubungkannya, tetapi tidak boleh kurang dari 5 A (ayat 840 C6).

Menurut konstruksinya sakelar dikelompokkan menjadi : sakelar kontak, sakelar

tumpuk atau sakelar paket, sakelar sandung, sakelar tuas, dan sakelar giling.

Sedangkan ditinjau dari cara kerjanya (jenis alat penghubungnya), dapat

dikelompokkan menjadi : sakelar putar, sakelar balik, sakelar tarik, sakelar

jungkit, dan sakelar tombol tekan. Jika ditinjau dari hubungan dan jenis alat

penghubung, sakelar dibedakan menjadi : sakelar tunggal, sakelar dwi-kutub

(kutub ganda), sakelar tri-kutub, sakelar seri, sakelar tukar dan sakelar silang.

Penggolongan sakelar berdasarkan penyambungannya dapat dijelaskan pada

gambar 2.6.

18

Gambar 2.6 Simbol sakelar berdasarkan prinsip hubungan sakelar

2.2.6 Pengaman

Pengaman adalah suatu alat yang digunakan untuk melindungi sistem instalasi

dari beban arus yang melebihi kemampuannya. Biasanya arus yang mengalir pada

suatu penghantar akan menimbulkan panas, baik pada saluran penghantar maupun

pada alat listriknya sendiri. Untuk mencegahnya digunakan pengaman lebur dan

pengaman otomat. Alat ini digunakan untuk :

Mengamankan system instalasi listrik (hantaran, perlengkapan listrik dan

alat / pesawat yang menggunakan listrik).

Melindungi/membatasi arus lebih yang disebabkan oleh pemakaian beban

yang berlebihan dan akibat hubung singkat antara fasa dengan fasa, fasa

dengan netral atau fasa dengan badan (body).

Melindungi hubung singkat dengan badan mesin atau perlengkapan

lainnya.

19

Pengaman lebur harus memutuskan rangkaian yang diamankan kalau arusnya

menjadi terlalu besar. Bagian pengaman yang memutuskan rangkaian disebut

patron lebur. Untuk aus nominal sampai dengan 25 A, menurut ayat 630 B15

harus digunakan patron lebur jenis D, yaitu berupa patron ulir dan biasanya

digunakan maksimum 63 A.

2.2.7 Peralatan Pelindung dan Hantaran Listrik [11]

a. Pipa Instalasi

Pipa instalasi digunakan untuk pemasangan kabel listrik yang dihubungkan

dengan sakelar, kotak-kontak, kotak hubung bagi dan sambungan listrik lainya,

serta untuk melindungi bahaya listrik terhadap sentuhan langsung dengan

manusia. Pipa ini terbuat dari pelat dan PVC (pipa union). Pipa ini dibuat

beberapa macam ukuran agar lebih ekonomis pemakaiannya berdasarkan garis

tengah (inchi), sedangkan panjang pila pada umumnya sama yaitu 400 cm. Besar

dan jumlah kawat yang boleh dimasukkan dalam pipa diatur oleh peraturan. Jenis

kabel yang dimasukan dalam pipa adalah NYA atau NGA, tetapi untuk jenis kabel

NYM tidak perlu dimasukkan dalam pipa, karena sudah aman terhadap bahaya

sentuhan langsung dengan manusia.

b. Sengkang (klem)

Sengkang atau klem adalah suatu bahan yang dipakai untuk menahan pipa agar

dapat dipasang pada dinding atau langit-langit. Sengkang dibuat dari pelat besi,

serupa dengan bahan pipa. Besar atau ukurannya disesuaikan dengan ukuran

pipanya. Sengkang dipasang dengan disekerupkan pada tempat menggunakan

sekrup kayu. Sengkang dipasang sebagai penahan kotak penyambung atau

20

pencabangan, potongan penyambung, sakelar, kotak-kontak, dan sebagainya

dengan jarak maksimum 10 cm dar benda tersebut. Untuk meninggikan

pemasangan pipa dipakai pelana, misalnya dekat kotak sekering, terkadang pada

kotak penyambungan atau pencabangan dan tempat lain yang diperlukan. Bentuk

sengkang ada beberapa macam, yaitu : sengkang setengah, sengkang ganda,

sengkang majemuk, dan sebagainya. Pembuatan berbagai macam sengkang

disesuaikan dengan keperluan pemakaiannya, seperti :

Sengkang setengah, dipakai pada tempat yang sempit.

Sengkang ganda , untuk dua pipa sejajar.

Sengkang majemuk, untuk pemasangan beberapa pipa yang sejajar.

c. Kotak sambung

Penyambungan kabel atau kawat dalam instalasi listrik harus dilakukan dalam

kotak sambung dan tidak boleh dilakukan dalam pipa, sebab dikhawatirkan akan

mengalami putus akibat penarikan, selain itu sambungan listrik dalam pipa pelat

akan memudahkan terjadi kontak listrik dengan pipa sehingga berbahaya bagi

manusia. Tujuan penyambungan kawat ada beberapa macam, seperti sambungan

lurus, pencabangan atau penyekatan. Banyaknya pencabanganpun bermacam-

macam sehingga perlu disediakan beberapa jenis kotak sambung. Kotak sambung

listrik dapat dilihat dari cabangnya, seperti : kotak sambung cabang satu, cabang

dua, cabang tiga dan cabang empat. Contoh kotak sambung listrik dan

penggunaanya dapat dilihat pada gambar 2.7. Pada dasarnya bentuk kotak

sambung tersebut ada dua macam, yaitu persegi dan bundar.

21

Gambar 2.7 Jenis-jenis kotak sambung

2.3 Resistans Insulasi Instalasi Listrik [12]

Resistans insulasi harus diukur antara konduktor aktif dan konduktor proteksi

yang dihubungkan ke susunan pembumian. Untuk keperluan pengujian ini,

konduktor aktif dapat dihubungkan bersama.

Tabel 2.1 Nilai minimum Resistans Insulasi

Resistans insulasi, yang diukur dengan voltase uji yang tercantum dalam Tabel

2.1 adalah memenuhi bila setiap sirkit, dengan peranti didiskoneksi, mempunyai

resistans insulasi tidak kurang dari nilai yang sesuai yang tercantum dalam Tabel

2.1

22

2.4 Sistem Pentanahan Instalasi Milik Langganan (IML) [13]

• Berbagai sistem pentanahan dalam PUIL SNI (04‐0225‐2000/Amd1‐2006)

• Ada lima macam skema pentanahan netral sistem, yaitu:

1. TN (Terra Neutral) System PNP (Pembumian Netral Pengaman), terdiri dari 3

jenis skema, yaitu:

a. TN‐C : Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar

tunggal di seluruh sistem dapat dilihat pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Sistem TN-C Fungsi netral dan proteksi tergabung dalam penghantar

tunggal di seluruh sistem

b. TN‐C‐S : Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam

penghantar tunggal di sebagian sistem dapat dilihat pada Gambar 2.9.

23

Gambar 2.9 Sistem TN-C-S Fungsi netral dan proteksi tergabung dalam

penghantar tunggal di sebagian sistem

c. TN‐S : Di mana digunakan penghantar proteksi terpisah di seluruh sistem dapat

dilihat pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10 Sistem TN-S

2. TT (Terra Terra), PP (Pembumi Pengaman)

Sistem tenaga listrik TT mempunyai satu titik yang dibumikan langsung.

BKT instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang secara listrik terpisah dari

elektrode bumi sistem tenaga listrik dapat dilihat pada Gambar 2.11.

24

Gambar 2.11 Sistem TT

3. IT (Impedance Terra)

Sistem tenaga listrik IT mempunyai semua bagian aktif yang diisolasi dari

bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedans. BKT instalasi

listrik dibumikan secara independen atau secara kolektif atau ke pembumian

sistem dapat dilihat pada Gambar 2.12.

Keterangan

1) sistem dapat diisolasi dari bumi.

Netral boleh didistribusikan atau tidak didistribusikan.

Gambar 2.12 Sistem IT

25

2. 5 Perhitungan Energi Listrik [8]

Daya listrik adalah besaran listrik yang menyatakan besarnya energi yang

digunakan untuk mengaktifkan komponen atau peralatan listrik / elektronik.

Dengan kata lain, daya listrik atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Electrical

Power adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah sirkuit /

rangkaian. Sumber energi seperti tegangan listrik akan menghasilkan daya listrik,

Sedangkan beban yang terhubung dengannya akan menyerap daya listrik tersebut.

Dengan kata lain, Daya listrik adalah tingkat konsumsi energi dalam sebuah

sirkuit atau rangkaian listrik.

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam sirkuit

listrik. Satuan International Daya Listrik adalah Watt yang menyatakan

banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (Joule / detik).

Dirumuskan sebagai berikut:

P = V . I 2.1

Dimana:

P = Daya (watt atau W)

I = Arus (ampere atau A)

V = Tegangan (volt atau V).

26

Energi listrik atau daya listrik yang hilang pada penghatar dihitung dengan

persamaan energi dan daya listrik sebagai berikut:

𝑤 = 𝐼2𝑥 𝑅 𝑥 𝑡 2.2

𝑃 = 𝐼2𝑥 𝑅 2.3

Dimana :

W = Energi listrik (joule)

I = Arus (ampere)

R = Hambatan (ohm)

t = Waktu

P = Daya listrik (watt)

Menghitung Energi Listrik yang dikonsumsi, maka dihitung dengan persamaan :

𝐸 = 𝑃 𝑥 𝑡 2.4

Dimana :

E = Energi (kWh)

P = Daya nyata (Watt)

T = Waktu / jam nyala (jam)

Menghitung selisih pemakaian kWh selama 21 hari dari awal pemasangan

Eterpakai = Jumlah kWh awal − Jumlah kWh pengukuran 2.5

Eterpakai : Energi yang digunakan (kWh)

27

Jumlah kWh awal : 447.10 kWh

Jumlah kWh pengukuran : Jumlah pemakaian token selama 21 hari

Faktor penyebab jatuh tegangan dipengaruhi beberapa faktor

a. Panjang penghantar

Semakina panjang kabel penghantar yang digunakan, maka semakin besar

kerugian tegangan atau tegangan jatuh yang terjadi.

b. Besar arus

Semakin besar arus listrik yang mengalir pada penghantar, maka semakin

besar kerugian tegangan atau tegangan jatuh yang terjadi.

c. Tahanan jenis

Semakin besar tahanan jenis dari bahan penghantar yang digunakan, maka

semakin besar kerugian tegangan atau tegangan jatuh yang terjadi. Besar

kecilnya tahanan jenis penghantar tergantung pada bahan penghantar yang

digunakan.

d. Luas penampang penghantar

Semain besar ukuran luas penampang penghantar yang digunakan, maka

semakin kecil kerugian tegangan atau tegangan jatuh yang terjadi.

2.6 Karakteristik Listrik Dari Saluran [14]

Karakteristik listrik dari saluran ialah konstanta – konstanta saluran, yaitu :

tahanan R, induktansi L, konduktansi G, dan kapasitansi C. Pada saluran udara

konduktansi G sangat kecil sehingga dengan mengabaikan konduktansi G itu

perhitungan – perhitungan akan jauh lebih mudah dan pengaruhnya pun masih

dalam batas – batas yang dapat diabaikan.

28

Tabel 2.2 Resistivitas dari bahan – bahan Konduktor standar untuk berbagai

Temperatur

Material

Mikro – Ohm - cm

ρ0 ρ20 ρ25 ρ50 ρ75 ρ80 ρ100

Cu 100 % 1,58 1,72 1,75 1,92 2,09 2,12 2,26

Cu 97,5 % 1,63 1,77 1,80 1,97 2,14 2,18 2,31

Al 61 % 2,60 2,83 2,89 3,17 3,46 3,51 3,74

Rumus mencari resistivitas penghantar

𝑅 = 𝜌𝑙

𝐴 2.6

Dimana :

Ρ = Resistivitas bahan konduktor pada suhu

l = Panjang penghantar (cm)

A = luas penampang konduktor (𝑐𝑚2)

2.7 SAMBUNGAN TENAGA LISTRIK TEGANGAN RENDAH (SLTR) [1]

Sambungan tenaga listrik tegangan rendah (SLTR) adalah sambungan listrik

dengan tegangan pelayanan sebesar 220 / 380 Volt dan dengan daya sebesar-

besarnya 197 kVA. Konstruksi Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah

dimulai dari titik sambung di Jaringan Tegangan Rendah sampai dengan Alat

Pembatas dan Pengukur (APP) pada bangunan pelanggan baik melalui Saluran

Udara maupun Bawah Tanah. Batas tingkat mutu pelayanan adalah + 5 % sampai

29

± 10 % dari tegangan pelayanan secara keseluruhan. Jatuh tegangan pada

Sambungan Tenaga Listrik dibatasi 1 % dan untuk listrik pedesaan 2% .

2.8 Meter Prabayar [10]

Meter energi untuk sistem prabayar adalah meter statik fase tunggal

terkoneksi langsung (direct connected meter) dengan cara pengawatan dua kawat.

Meter harus mempunyai kemampuan mendeteksi dan mengukur energi dan daya

listrik secara total sampai harmonisa ke 15 dari dua arah (forward dan reverse).

Acuan untuk perhitungan pemakaian kWh menggunakan nilai arus terbesar dari

hasil pengukuran sensor arus pada fase dan netral.

Tabel 2.3 Nilai pengenal dan spesifikasi

2.8.1 Kelas Komponen

Komponen utama pada meter energi, yaitu: mikro-prosesor, layar tampilan

(display), kapasitor untuk catu daya, komponen untuk sistem pengukuran,

rele/kontaktor, varistor, super kapasitor, sistem konverter (ADC / DAC), dan

kristal, harus memiliki kualitas kelas industri dan dibuktikan dengan sertifikat

keaslian produk (certificate of origin) atau data pendukung dari pabrikan

30

komponen. Super kapasitor harus mampu mencapai kapasitas penuhnya bila

dienerjais maksimal 60 menit dan harus mampu mencatu daya layar tampilan

serta sistem meter selama minimum 48 jam menyala terus menerus.

2.8.2 Fitur

Fitur minimum dari meter prabayar dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Fitur minimum

2.9 Persyaratan Pengamanan Terhadap Penyalahgunaan

Meter harus dapat memberikan pengamanan terhadap upaya-upaya

penyalahgunaan (tampering), meliputi:

a) Pengawatan terbalik.

b) Sirkit arus dihubung-langsung (by-pass).

c) Kawat netral diputus pada kabel saluran masuk pelayanan (SMP).

d) Kawat netral diputus pada kabel SMP dan dipasang alat pengatur tegangan

pada instalasi pelanggan.

e) Injeksi arus pada kawat fase dan atau netral.

31

f) Induksi medan magnet dari luar minimal 400 mT (4000 Gauss).

g) Pembukaan tutup terminal (termasuk dalam keadaan tidak bertegangan).

Bila terjadi penyalahgunaan selain pembukaan tutup terminal, meter harus tetap

mengukur secara normal serta menambah kWh pakai (mengurangi kredit token)

dan meter tidak dapat diisi token kredit baru (kecuali engineering token). Pada

saat kredit mencapai nol, rele harus membuka untuk memutus pasokan daya ke

konsumen. Untuk semua jenis penyalahgunaan, sebelum dilakukan perbaikan,

meter harus dapat merekam kejadian dan atau memberikan indikasi terus menerus

sesuai kemampuannya dalam mengaktifkan tampilan. Pada saat tampilan meter

dapat aktif kembali dan penyalahgunaan belum diperbaiki, maka meter harus

mampu menampilkan indikasi penyalahgunaan tersebut. Meter harus mampu

menyimpan status terakhir keadaan rele, dan mengkondisikan sesuai keadaan

tersebut pada saat supply normal kembali.

2.9.1 Segel Pengaman

Meter harus mempunyai fasilitas untuk segel pengaman terdiri dari:

a. Segel metrologi dua buah terpasang pada tutup kotak meter

b. Segel PLN satu buah, terpasang pada tutup terminal.

2.10 Persyaratan Mekanikal

Persyaratan mengikuti butir 5 IEC 62055-31 untuk meter pasangan dalam,

dengan tambahan ketentuan, yaitu: PCB, Rele, komponen bantu harus dipasang

secara kuat dan tidak terpengaruh oleh goncangan.

32

2.10.1 Kotak Meter

Konstruksi kotak meter sedemikian sehingga tidak dapat dibuka tanpa

merusak segel. Kotak meter dapat dikonstruksi secara terpadu dengan MCB,

bentuk tidak ditetapkan secara khusus, tetapi meter harus dilengkapi dengan pelat

dasar (base plate) dari bahan logam dan tahan karat. Ketentuan segel pada kotak

meter jenis ini mengikuti SPLN D3.003 : 2008.

2.10.2 Terminal

Terminal harus dari jenis press screw system (baut pengencang konduktor

kabel dilengkapi dengan pelat penekan) dan mampu menerima kabel masukan

ukuran 6 s/d 16 mm² dari jenis aluminium atau tembaga. Terminal pembumian

harus tersambung secara listrik dengan terminal netral dan bagian meter berbadan

logam yang dapat diakses. Konfigurasi dan susunan terminal dapat dilihat pada

gambar 2.13.

Gambar 2.13 Konfigurasi dan susunan terminal

33

CATATAN Pada penginstalasian, terminal ‘G’ harus dihubungkan dengan sistem

pembumian instalasi konsumen.

2.10.3 Tutup Terminal

Tutup terminal harus dapat menutup semua terminal, baut pengencang

konduktor kabel dan sebagian dari insulasi kabel.

2.10.4 LED Indikator

Meter harus dilengkapi minimal tiga buah lampu LED indikator menyala

terang, dengan ketentuan warna dan fungsi sebagai berikut :

merah : Imp / kWh (keluaran pulsa)

kuning : penyalahgunaan (tamper)

hijau : catu daya dan informasi jumlah pulsa token rendah. Untuk jumlah

pulsa token rendah, warna LED indikator berubah menjadi merah dan

berkedip.

Setiap LED harus dituliskan fungsinya.

2.10.5 Papan Tombol

Papan tombol (keypad) terbuat dari bahan polimer dengan tombol angka 5

ada tanda timbul (noktah) dan harus terlindung dari kemungkinan tirisan cairan.

Masing-masing tombol harus dapat beroperasi minimum 20.000 kali. Konstruksi

papan tombol dapat menjadi satu dengan meter atau terpisah (remote). Jika

terpisah papan tombol harus dilengkapi layar tampilan berbentuk electronic

display. Konfigurasi angka mengikuti standar telefoni 12 digit (3 kolom – 4 baris)

seperti pada gambar 2.14.

34

Gambar 2.14 Papan tombol (keypad)

2.10.6 Layar Tampilan dan Indikator

Layar dari LCD dan menggunakan latar cahaya (back-light) atau

menggunakan sistem lain yang lebih baik dan effisien, seperti LED atau teknologi

lain yang lebih maju. Layar tampilan harus didukung oleh memori tak-terhapus

(non-volatile), minimum 4 kbyte, dilengkapi super kapasitor untuk pemberi catu

daya jika listrik padam. Super kapasitor harus mempunyai kemampuan mencatu

daya layar tampilan minimum 48 jam menyala terus menerus. Layar tampilan

mempunyai dua baris informasi:

a. Baris pertama untuk Simbol dan Kode, dengan tinggi karakter minimum

4,5 mm.

b. Baris kedua untuk Teks dalam Bahasa Indonesia, dengan ukuran karakter

minimum: lebar 4 mm dan tinggi 8 mm.

35

Gambar 2.15 Informasi pada layar tampilan

Kode pada baris pertama menampilkan informasi mengenai:

b. Nomor kode singkat (short-code).

c. Jumlah digit dari token yang sudah dimasukkan pada Teks baris kedua.

Teks pada baris kedua, mempunyai sekurang-kurangnya 8 digit dalam satu

kesatuan waktu dan berjalan dari kanan ke kiri, menampilkan:

a. Angka token yang telah dimasukkan melalui papan tombol

Sebagai contoh adalah Gambar 2.15, yang memperlihatkan tampilan

setelah token 2341-2453-2318-1346-6750 telah berhasil dimasukkan. 346-

6750 adalah 7 angka terakhir yang ditampilkan pada layar. Jumlah dari

digit yang dimasukkan ditampilkan pada Kode yaitu 20.

36

CATATAN

Proses Enter dalam pengisian token setelah 20 digit token dimasukan,

dapat menggunakan metode delay waktu persetujuan, atau menekan

tombol

b. Informasi mengenai respon pemasukkan token, seperti tercantum pada

Tabel 2.3.

Jika token diterima akan ditampilkan nilai kWh beli dan kemudian jumlah

total sisa kWh. Perubahan tampilan nilai kWh beli dan total kWh

berselang 1 detik dengan nyala tampilan informasi 2 detik, diikuti dengan

simbol ’kWh’. Contoh: 12345678901234567890 (nomer token yang

dimasukkan) – (informasi dari meter) – 156 (nilai kWh beli) – 245 (nilai

total kWh).

c. Informasi nilai dari parameter yang diukur.

d. Informasi dari kode singkat yang tampil pada Kode baris pertama.

e. Indikasi dan peringatan beban-lebih.

f. Informasi terkait penyalahgunaan.

g. Informasi lain yang terkait dengan operasi meter

37

Tabel 2.5. Tampilan informasi teks

CATATAN: *) Untuk tampilan teks yang menggunakan sistem 7-LED. Bila

tampilan menggunakan sistem yang lebih baik maka tulisan tersebut dapat

disesuaikan.

2.11 Informasi Parameter yang Diukur

Informasi parameter yang harus ditampilkan secara terus menerus adalah

nilai sisa/saldo kredit dan simbol kWh.

2.11.1 Informasi kode singkat

Tampilan kode-singkat dengan masukan manual melalui papan tombol,

sekurang-kurangnya menampilkan informasi:

Sisa kredit (kWh)

Energi kumulatif (kWh)

Tegangan rms (V)

Arus rms (A)

Daya sesaat (W)

Batas daya (W)

ID meter

Indeks tarif

Jumlah trip karena beban

lebih

38

Jumlah sumber listrik

padam

Durasi alarm

Batas-rendah kredit

alarm

Kodifikasi yang digunakan tercantum pada Lampiran A. Untuk keperluan

evaluasi, data / event / history ditempatkan pada memori tak-terhapus dan

sekurang-kurangnya mampu merekam 50 kejadian terakhir, meliputi : gabungan

informasi dari: meter off, beban lebih, penyalahgunaan, pembukaan tutup atau

terminal, credit run out, reset meter, kredit token. Transfer data (download)

menggunakan komputer dengan standar acuan IEC 62056-21: 2002-05, meter

kontinyu kirim data dengan sinkronisasi setiap 30 detik dengan kecepatan kirim

baud rate: 4800 bps atau 9600 bps.

2.11.2 Respon Terhadap Beban Lebih

Beban yang melebihi daya terpasang, harus direspon dengan bunyi buzzer dan

tampilan pada teks ” ” dan bila:

Beban-lebih berlangsung kontinyu selama 45 detik, rele harus membuka

dan menutup kembali secara otomatis setelah 150 detik.

Selama 30 menit terjadi beban-lebih tidak kontinyu beberapa kali dengan

akumulasi waktu 45 detik, rele harus membuka dan menutup kembali

secara otomatis setelah 150 detik.

Bila akumulasi waktu tersebut kurang dari 45 detik, data akumulasi waktu di-reset

kembali ke nol.

39

Selama 30 menit terjadi pembukaan rele akibat beban-lebih 5 kali berturut-

turut, rele harus membuka dan menutup kembali secara otomatis setelah

45 menit.

2.11.3 Respon Terhadap Batas Kredit

Pada saat nilai kredit mencapai batas-rendah, LED indikasi warna hijau

berubah menjadi merah-berkedip dan buzzer berbunyi. Bunyi dapat dihentikan

dengan menekan sembarang tombol pada papan tombol. Jika dalam xxx menit

kemudian, tidak ada kredit token yang dimasukkan, buzzer berbunyi lagi.

Semakin rendah nilai kredit token, semakin cepat durasi bunyi . Batas-rendah

harus dapat diatur secara mudah melalui papan tombol yang berinteraksi dengan

kode singkat pada layar tampilan.

CATATAN:

- Waktu tunda dapat diatur melalui papan tombol dengan kode 123xxx,

dengan xxx = waktu dalam menit.

- Peringatan batas-rendah kredit dapat diatur melalui papan tombol dengan

kode 456xx, dengan xx = energi dalam kWh, minimum 05 kWh.

Bila kredit mencapai nol, rele harus membuka secara otomatis dan hanya dapat

menutup kembali setelah dimasukkan kredit token baru.

2.11.4 Respon Terhadap Penyalahgunaan

Meter harus mampu merespon terhadap upaya penyalahgunaan seperti

tercantum pada Tabel 2.6.

40

Tabel 2.6 Reaksi meter terhadap penyalahgunaan

2.11.5 Respon Terhadap Kegagalan Proses Internal

Meter harus dapat mendeteksi kegagalan proses internalnya dan mampu

memberikan perintah membuka rele untuk memutus pasokan daya. Pada kondisi

ini meter tidak dapat digunakan lagi, semua LED padam, buzzer berbunyi

kontinyu tiap detik dan meter harus diganti.

2.11.6 Diagram Rangkaian

Diagram rangkaian harus dipasang pada bagian sekitar terminal. Setiap

terminal harus diberi label identifikasi. Jumlah sensor dan rele serta notasi

terminal pada label identifikasi tersebut harus tergambar pada diagram rangkaian.

41

2.12 Persyaratan Klimatik

Persyaratan mengikuti Butir 6 IEC 62055-31 untuk meter pasangan dalam,

dengan tambahan ketentuan bahwa batas atas suhu uji untuk pengujian-pengujian

pengaruh klimatik mengikuti batas atas dari julat penyimpanan dan transportasi.

Setiap setelah pengujian, meter harus tidak memperlihatkan tanda kerusakan dan

perubahan informasi dan dapat beroperasi normal.

2.12.1 Julat Suhu

Julat suhu meter adalah sebagaimana tercantum pada Tabel 2.7.

Tabel 2.7. Julat suhu

2.13 Persyaratan Elektrikal

Persyaratan mengikuti Butir 7 IEC 62055-31 untuk meter pasangan dalam,

dengan tambahan ketentuan berikut.

2.13.1 Proteksi Tegangan Surja dan Tegangan Lebih Injeksi

Meter harus dilengkapi dengan varistor atau surge absorber untuk dapat

memotong tegangan lebih dan surja. Meter harus tetap terlindungi dari kerusakan

bila terjadi tegangan dan arus-lebih secara kontinyu dari kedua sisi (sumber dan

beban) yang melebihi julat operasi pada IEC 62055-31 butir 7.2. Hal ini

42

dimaksudkan untuk melindungi meter dari kerusakan dan kesalahan dalam

pengukuran.

2.13.2 Perubahan Akurasi Akibat Pengaruh Arus Lebih dan Pemanasan

Sendiri

Batas perubahan prosentase kesalahan akibat pengaruh arus lebih waktu-

singkat dan pemanasan sendiri tercantum pada Tabel 2.8.

Tabel 2.8. Batas kesalahan akibat arus lebih dan pemanasan sendiri

2.14 Persyaratan Ketelitian

Persyaratan mengikuti butir 8 IEC 62055-31, kecuali disebutkan secara

khusus pada ketentuan berikut.

2.14.1 Kondisi Acuan Untuk Pengukuran Ketelitian

Persyaratan kondisi uji untuk pengukuran ketelitian adalah sebagai

berikut:

a) Meter harus diuji dengan selungkup terpasang dan tutup berada pada

posisinya; semua bagian yang dimaksudkan untuk dihubungbumikan harus

terhubung dengan pembumian.

b) Kondisi acuan tercantum pada Tabel 2.9.

43

Tabel 2.9. Kondisi acuan

CATATAN

Bila pengujian dilakukan tidak pada julat suhu acuan, hasil uji harus

dikoreksi menggunakan koefisien suhu yang sesuai untuk meter yang

diuji.

Pengujian dilakukan pertama-tama dengan meter terhubung normal dan

setelah itu koneksi dari sirkit tegangan dan sirkit arus dibalik. Setengah

dari perbedaan antara kedua kesalahan (error) adalah variasi kesalahan.

Karena fase medan eksternal tidak diketahui, pengujian dilakukan pada

0,05 In pada faktor daya 1 dan 0,1 In pada faktor daya 0,5.

2.14.2 Batas Kesalahan Akibat Variasi Arus

Prosentase kesalahan meter untuk setiap arah pengukuran pada semua

sensor harus tidak melebihi batas yang ditetapkan pada Tabel 2.10.

44

Tabel 2.10. Batas kesalahan akibat variasi arus

Pengujian dua arah pengukuran pada semua sensor hanya dilakukan untuk faktor

daya 1.

2.14.3 Batas Kesalahan Akibat Besaran-besaran Berpengaruh

Pertambahan prosentase kesalahan akibat besaran-besaran berpengaruh

terhadap kondisi acuannya, tidak boleh melampaui batas-batas sebagaimana

ditetapkan pada Tabel 2.11.

Tabel 2.11. Batas kesalahan akibat pengaruh besaran