RSS

Pengantar Instalasi Listrik

26 Feb

BAB 1

PENGANTAR

  1. A. Umum

Energi listrik telah menjadi kebutuhan utama bagi masyarakat modern. Energi listrik telah mengubah peradaban manusia menjadi lebih mudah, cepat, efisien dan produktif di semua bidang kehidupan. Energi listrik digunakan di bidang transportasi, industry manufaktur maupun jasa, antariksa, militer, kedokteran, pendidikan, perbankan, olahraga, perumahan dan lain-lain.  Hampir semua aktifitas umat manusia, mulai dari masyarakat yang ada di pelosok pedesaan, masyarakat perkotaan, dunia usaha, terlebih bagi masyarakat dunia industri, sangat tergantung pada  ketersediaan energi listrik.  Listrik sangat   bermanfaat   untuk  memajukan   kesejahteraan umum, mencerdaskan kehidupan bangsa, meningkatkan perekonomian dalam rangka mewujudkan masyarakat adil dan makmur yang   merata material dan spiritual. Listrik  memiliki fungsi  dan peranan yang sangat  vital dan strategis, karena berperan memenuhi hajat hidup orang banyak dan  menunjang pembangunan nasional.

Mengingat fungsi dan peranannya, maka ketersediaan dan pemanfaatan listrik harus diwujudkan secara andal, aman dan akrab lingkungan (3A) Sejak pertama kali ditemukan, listrik terus mengalami perkembangan. Hal ini terlihat dari usaha-usaha yang telah, sedang dan akan dilakukan dalam pengembangannya. Usaha-usaha pengembangan energy listrik dilakukan mulai dari pembangkitan, penyaluran dan pemanfaatannya.

Seiring dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan energy listrik, maka harus diimbangi dengan teknologi instalasi listrik yang semakin baik pula. Hal ini terlihat dari semakin kompleksnya penggunaan instalasi listrik  dan semakin besarnya nilai tegangan dan arus yang digunakan. Hal ini menuntut penggunaan teknologi instalasi listrik yang sesuai dengan penggunaannya, misalnya penggunaan pengaman, bahan konduktor, bahan isolasi dan gawai.  Pengaman, bahan konduktor, bahan isolasi dan gawai terus mengalami perkembangan baik dari rating/kapasitasnya, mutu (kulaitasnya)nya  maupun dari segi arsitektur (bentuk) dan sensitivitas (kepekaannya)nya.

Selain perkembangan teknologi instalasi listrik, peningkatan kualitas sumber daya manusia (SDM) di bidang ketenagalistrikan juga harus terus dilakukan. Ketersediaan tenaga-tenaga terampil dan kompeten diharapkan dapat menjawab tuntutan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terus berkembang. Hal ini dilakukan dengan melakukan standarisasi kompetensi dari lembaga atau badan yang ditunjuk untuk melakukan uji kompetensi.

Energi listrik merupakan energy listrik sekunder karena merupakan hasil konversi dari energy listrik primer, seperti energy kinetik, energi potensial dan energy panas. Energi listrik yang merupakan hasil konversi dari energi lain memiliki beberapa keuntungan, diantaranya dapat dikonverikan lagi menjadi bentuk-bentuk energi lain, seperti panas, cahaya, bunyi, dan mekanik. Keuntungan energi listrik selengkapnya adalah :

  1. Mudah dibangkitkan
  2. Mudah disalurkan, baik dalam jarak dekat maupun dalam jarak jauh
  3. Mudah diubah menjadi bentuk energi lain
  4. Mudah dinaikkan dan ditutunkan tegangannya
  5. Bersih (ramah lingkungan)

Energi listrik sering juga disebut tenaga listrik atau daya listrik. Listrik memiliki kecepatan sama dengan kecepatan cahaya, yaitu 3 x 108 m/detik atau 300.000 km/detik. Proses pembagkitan, penyaluran dan pemanfaatan energi listrik merupakan system yang sangat kompleks karena meliputi beberapa sub system. Karena kompleksitasnya tersebut, maka system tenaga listrik dibagi menjadi beberapa system, yaitu:

  1. System pembangkitan
  2. System transmisi
  3. System distribusi, yang dibagi menjadi dua sub system, yaitu:

-          Sub system distribusi primer

-          Sub system distribusi sekunder

  1. System pemanfaatan (utilisasi)

Energi listrik pertama kali dibangkitkan pada pusat-pusat pembangkit yang berkapasitas besar. Pembangkitan energi listrik pada pusat pembangkit dapat berupa pembangkit listrik tenaga air (PLTA), pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), pembangkit listrik tenaga gas (PLTG), gabungan pembangkit listrik tenaga gas dan uap (PLTGU), pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD), pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) dan lain-lain. Generator pada pusat pembangkit membangkitkan tegangan menegah yang berkisar 6,6 kV sampai 24 kV yang tergantung dari kebutuhan dan pabrikan pembuat generator. Tidak ada standar umum mengenai keluaran generator.

Selain pembangkit yang disebutkan di atas, terdapat pula pembangkit lain, namun umumnya daya listrik yang dibangkitkan kecil, misalnya pembangkit listrik tenaga surya (PLTS), pembangkit listrik tenaga angin, pembangkit listrik tenaga mikro hydro (PLTMH), pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO), pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPS) dan lain-lain. Pembangkit listrik tersebut disebut energi alternatif  untuk pembangkit energi listrik. Beberapa diantaranya masih dalam tahap pengembangan. Hal ini dilakukan karena sumber energi primer terutama energi fosil seperti minyak bumi, batubara dan gas semakin berkurang dan suatu saat akan habis.Energi listrik ini umumnya belum diinterkoneksikan dengan pembangkit listrik besar seperti yang telah disebutkan sebelumnya.

Energi listrik yang dibangkitkan oleh pembangkit besar tersebut selanjutnya dinaikkan tegangannya menjadi tegangan tinggi (high voltage) atau tegangan ekstra tinggi (extra high voltage) dengan menggunakan transformator penaik tegangan (transformator step up) pada gardu induk di pusat pembangkit. Sistem tegangan tinggi untuk transmisi di Indonesia telah dibakukan, yaitu : 70, 150 dan 275 kV sedangkan untuk system tegangan ekstra tinggi adalah 500 kV. Pada beberapa tempat seperti area PT Caltex Pacific Indonesia di Riau menggunakan tegangan transmisi 110 dan 230 kV, sedangkan PT Inalium di Sumatera Utara menggunakan tegangan transmisi 220 kV. Penggunaan system transmisi dengan dengan tegangan 500 kV saat ini hanya digunakan pada system Jawa-Bali.

Selanjutnya energi listrik disalurkan melalui saluran transmisi ke pusat-pusat beban. Saluran transmisi dapat berupa saluran udara (over head line), saluran bawah tanah (under ground line) dan saluran bawah laut (sub-marine line). Saluran transmisi merupakan penyaluran energi listrik jarak jauh (± > 80 km), mencakup area/zona yang luas dan menyalurkan daya listrik dalam jumlah besar (umumnya dalam orde MW).

Pada pusat-pusat beban didirikan Gardu Induk (GI) /Sub Station. Pada Gardu Induk tersebut terdapat transformator penurun tegangan (Transformator step down) yang berfungsi menurunkan system tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi menjadi system tegangan menengah. Tegangan menengah diIndonesia telah dibakukan sebesar 20 kV. Namun dibeberapa tempat seperti di area PT Caltex Pacific Indonesia menggunakan tegangan 13,8 kV. Melalui Gardu Induk ini, energi listrik dapat langsung disalurkan kepada pelanggan, yaitu untuk pelanggan besar seperti industry, rumah sakit, gedung-gedung bertingkat, mall dan lain-lain. Pelanggan ini disebut pelanggan tegangan menengah atau pelanggan khusus.

Energi listrik dari Gardu Induk selanjutnya disalurkan melalui saluran distribusi primer ke gardu-gardu distribusi. Pada gardu distribusi terdapat transformator penurun tegangan yang berfungsi menurunkan system tegangan distribusi primer 20 kV menjadi system tegangan rendah. Sistem tegangan rendah disebut juga system tegangan pemanfaatan. Tegangan rendah di Indonesia telah dibakukan yaitu 220 untuk system 1 fase dan 380 V untuk system 3 fase dan ditulis 220/380 V. Energi listrik disalurkan ke konsumen/pelanggan tegangan rendah seperti perumahan, kantor, sekolah dan lain-lain. Konsumen mendapatkan energi listrik dari tiang-tiang distribusi. Saluran ini disebut sambungan pelayanan atau sambungan rumah.

Pada instalasi konsumen, terdapat APP (alat pengukur dan pembatas) yang terdiri dari sebuah kilo watt hours meter (kWh meter) yang berfungsi mengukur penggunaan energi listrik konsumen dan sebuah miniature circuit breaker (MCB) yang berfungsi sebagai pembatas daya. Energi listrik selanjutnya disalurkan ke sirkit akhir untuk melayani beban-beban listrik melalui perlengkapan hubung bagi (PHB).

Frekuensi listrik di Indonesia telah dibakukan sebesar 50 Hz atau50 cps (circle per second), namun listrik di PT Caltex Pacific Indonesia menggunakan frekuensi 60 Hz. Penentuan besarnya frekuensi listrik ditentukan oleh generator pada pusat pembangkit. Besarnya frekuensi tergantung pada jumlah kutub pada generator dan jumlah putaran generator, atau dapat ditulis :

Dimana:

f = frekuensi (hertz atau cps)

p = jumlah pasang kutub

P = jumlah kutub

n = jumlah putran (rpm)

Penyaluran energi listrik mulai dari pusat pembangkit sampai ke konsumen diilustrasikan pada gambar 1.2 dan penyederhanaan gambar 1.2 ditunjukkan pada gambar 1.3 serta single line diagram secara sederhana ditunjukkan pada gambar 1.4.

Gambar 1.2. Sistem penyaluran energi listrik dari pusat pembangkit sampai ke pelanggan

Gambar 1.2. menunjukkan sebuah system tenaga listrik interkoneksi, yaitu system yang terdiri dari beberapa pembangkit yang saling dihubungkan satu sama lain melalui saluran transmisi. Sistem interkoneksi dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan daya system. Hal ini dilakukan karena semakin meningkatnya kebutuhan daya listrik. Sistem ini melayani area beban yang luas dan  pusat-pusat beban letaknya saling berjauhan. Konsekuensi dari system ini adalah dibutuhkannya koordinasi yang sangat baik diantara seluruh sub-sub system.

Gambar 1.3. Penyederhanaan dari gambar 1.2.

Gambar 1.4. Single Line Diagram (Diagram Satu Garis) Sistem Tenaga Listrik

Berdasarkan uraian di atas, system penyaluran energi listrik pada setiap system dibatasi oleh besaran tegangan. Untuk lebih memperjelas batasan-batasan tegangan tersebut, dibuat klasifikasi berdasarkan nilai atau besaran tegangannya. Klasifikasi tegangan dalam system tenaga listrik selengkapnya adalah :

  1. Tegangan ekstra rendah (ekstra low voltage) : sampai dengan tegangan 50 V AC dan 120 V DC
  2. Tegangan rendah (low voltage) : 50 V sampai 1000 V (1 kV) AC dan 120 sampai 1500 V (1,5 kV) DC
  3. Tegangan menengah (middle voltage) : 1000 V sampai 35000 V (1 – 35 kV) AC
  4. Tegangan tinggi (high voltage) : 35000 V sampai 275000 V (35 – 275 kV) AC
  5. Tegangan ekstra tinggi (ekstra high voltage) : 275000 V sampai 625000 V (275 – 625 kV) AC
  6. Tegangan ultra tinggi (ultra high voltage) : belum ada standar yang jelas, tegangan ini masih dalam tahap uji coba (misalnya dilakukan di Amerika Serikat sedang dilakukan uji coba tegangan 750 kV)
  1. B. Perkembangan Kelistrikan di Indonesia

Pembangkit listrik pertama kali dibangun di Indonesia adalah PLTD di Gambir, Jakarta pada tahun 1897. Kemudian disusul dengan pembangunan pembangkit yang sama di Medan pada tahun 1899. Setelah itu dibangun juga PLTD di Solo pada tahun 1902 dan di Bandung pada tahun 1906. Lalu berturut-turut dibangun PLTD di Surabaya pada tahun 1912 dan PLTD di Banjarmasin pada tahun 1922.

PLTA yang pertama dibangun adalah PLTA Giring di Madiun pada tahun 1917, kemudia PLTA Tes di Bengkulu pada tahun 1920. Pada tahun 1922 dibangun PLTA Plengan di Priangan dan pada tahun 1923 dibangun PLTA Dago di Bandung.

Pada zaman penjajahan Belanda, pengelolaan listrik ditangani oleh ANIEM (Algeme Nederlans Indishe Electricities Maatschappy). Pada tahun 1958 setelah zaman penjajahan Belanda berakhir, pengelolaan listrik diambil oleh PLN (Perusahaan Listrik Negara). Sejak saat itu, perkembangan ketenagalistrikan di Indonesia mengalami perkembangan yang cukup pesat. Perkembangan itu dapat dilihat dari jenis dan jumlah pembangkit, kuantitas daya yang dibangkitkan, system transmisi, system distribusi dan pengoperasian sistem pengaturan system secara keseluruhan.

Disamping perkembangan system dan peralatan yang digunakan, penggunaan tegangan juga mengalami perubahan. Sampai akhir tahun 1980-an system tegangan rendah menggunakan tegangan 127/220 V, lalu diubah menjadi tegangan 220/380 V. Sistem tegangan menengah untuk distribusi yang sebelumnya menggunakan tegangan 6 kV, diubah menjadi tegangan 20 kV. Di awal tahun 1990-an sudah diterapkan tegangan 500 kV untuk system transmisi walaupun hanya terbatas di wilayah penyaluran Jawa-Bali. Di luar Jawa dan Bali, system tegangan transmisi yang sebelumnya menggunakan system 70 kV sedikit demi sedikit diubah menjadi tengan 150 kV. Perubahan system tegangan tersebut dilakukan karena semakin meningkatnya kebutuhan dan permintaan energi listrik dan juga dimaksudkan untuk meningkatkan  mutu dan layanan ketenagalistrikan.

  1. C. Standardisasi

Standarisasi atau pembakuan adalah penetapan dan/atau penyesuaian bentuk, ukuran dan kualitas sebagai pedoman untuk melakukan pekerjaan. Standarisasi ditetapkan oleh instansi atau lemabaga yang berwenang.

Standarisasi bertujuan untuk :

  1. Menjamin mutu/kualitas peralatan karena telah melalui proses pengujian
  2. Mencapai keseragaman mengenai:
  3. Ukuran
  4. Bentuk
  5. Mutu
  6. Cara menggambar
  7. Cara kerja

Standarisasi diperlukan karena semakin rumitnya konstruksi dan semakin meningkatnya jumlah dan jenis peralatan. Selain itu, system yang semakin kompleks memerlukan pedoman yang seragam mengenai cara menggambar dan cara kerja system. Standarisasi membatasi jumlah dan jenis peralatan sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan. Standarisasi juga akan menguarangi pekerjaan tangan dan otak. Dengan dicapainya standarisasi, peralatan dapat digunakan dengan lebih baik, lebih efektif dan efisien sehingga dapat menurunkan harga produksi/jasa dan meningkatkan mutu.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa standarisasi ditetapkan oleh instansi atau lembaga yang berwenang. Misalnya dua organisasi internasional yang bergerak di bidang standarisasi berikut ini:

  1. International Electrotechnical Commison (IEC)

Adalah sebuah komisi internasional yang bertugas mempublikasikan standar atau norma di bidang ketenagalistrikan. Publikasi standar atau norma yang dikeluarkan oleh IEC selanjutnya disebut standar atau norma IEC. IEC beranggotakan negara-negara di seluruh dunia yang terdiri dari berbagai pakar/ahli di bidang ketenagalistrikan. IEC biasanya dijadikan pedoman umum standarisasi yang berlaku di masing-masing Negara. IEC bermarkasi di Genewa, Swiss.

  1. International Commision on Rule for The Approval of Electrical Equpment (ICRAEE)

Adalah sebuah komisi internasional yang bersama-sama dengan IEC yang menerbitkan publikasi aturan dan persyaratan untuk segi keamanan peralatan listrik.

  1. International Organization for Standardization (ISO)

Adalah organisasi internasional yang memberikan sertifikasi standarisasi kepada badan, lembaga, industry yang telah memenuhi seluruh persyaratan atau ketentuan standarisasi. ISO memberikan sertifikat standarisasi di berbagai bidang, misalnya ISO 9000 di bidang  Sistem Standar Manajemen Mutu, ISO 14000 di bidang Sistem Majemen lingkungan, dan lai-lain. ISO juga bermarkas di Genewa, Swiss.

Standarisasi di Indonesia ditetapkan dan dipublikasikan oleh suatu Badan, yaitu Badan Standardisasi Nasional (BSN). Badan Standardisasi Nasional dibentuk sejak tahun 1997. BSN menetapkan dan mempublikasikan standarisasi yang disebut Standar Nasional Indonesia (SNI). Selain itu terdapat juag standar yang ditetapkan dan dipublikasikan oleh lembaga tertentu, standar itu antara lain

-          SPLN (Standar Perusahaan Listrik Negara)

-          LMK (Lembaga Masalah Ketenagaan)

-          SII (Standar Industri Indonesia)

Di hampir semua negera juga mempunyai standarisasi yang menetapkan  yang berlaku di negara mereka masing-masing. Beberapa standarisasi yang terdapat di beberapa negara ditunjukkan pada tabel berikut:

Singkatan Standar Kepanjangan Negara
JIS Japanese Industrial Standards JJepang
IS Indian standar India
CSA Canadian Standards Association Kanada
ANSI American National Standard Institute USA
BS British Standard Inggris/UK
VDE Verband Deutscher Electrotechniker Jerman
UTE Union Technique de Electricite Perancis
SEV Schweizerischer Elektrotechnischer Verein Swiss
OVE Osterreichisher Verband fur Electrotechnic Austria
NEN Nederlands Norm Belanda
NEMKO Norge Elektriske Materielkontrol Norwegia
NBN Norme Belge Belgia
KEMA Keuring van Electrotechnische Materialen Belanda
DEMKO Danmark Electriske Materialkontrol Denmark
CEI Comitato Elettrotecnico Italiano Italia
CENELEC Comite Elettrotecnico Italiano Eropa
UL Underwrites Laboratories, Inc USA
SAA Standards Association Australia Australia
NEC National Electric Code USA
  1. D. Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL)

PUIL adalah Standar Nasional Indonesia di bidang ketenagalistrikan khususnya untuk instalasi listrik pemanfaatan atau instalasi listrik tegangan rendah. PUIL  dipublikasikan oleh Badan Standar Nasional (BSN) Indonesia. PUIL berisi sejumlah aturan dan persyaratan umum yang dijadikan pedoman dalam pekerjaan instalasi listrik. Pedoman tersebut digunakan dalam hal:

  1. Perencanaan dan perancangan (planning and design)
  2. Pemasangan (installation)
  3. Pengoperasian (operating)
  4. Pemeliharaan (maintenance)

Peraturan instalasi listrik yang pertama kali digunakan di Indonesia yang digunakan sebagai pedoman beberapa instansi yang berkaitan dengan instalasi listrik adalah AVE (Algeme Voorschriften voor Strekstroom Instalaties) yang diterbitkan sebagai Norma N 2004 oleh Dewan Normalisasi Pemerintah Hindia Belanda. AVE N 2004 ini kemudian diterjemahkan ke dalam Bahasa Indonesia  dan diterbitkan pada tahun 1964 sebagai Norma Indonesia NI6 yang kemudian ditetapkan sebagai Peraturan Umum Instalasi Listrik 1964 yang disingkat PUIL 1964. yang juga merupakan PUIL terbitan pertama.

Pada tahun 1977 diterbitkan PUIL 1977 yang merupakan revisi dari PUIL 1964. Kemudian pada tahun 1987 diterbitkan PUIL 1987 yang merupakan revisi dari PUIL 1977. PUIL terakhir yang dipublikasikan adalah PUIL 2000 yang merupakan revisi PUIL 1987.

Jika dalam PUIL 1964, 1977 dan 1987,  PUIL adalah kepanjangan dari Peraturan Umum Instalasi Listrik, maka pada PUIL  2000, namanya menjadi Persyaratan Umum Instalasi Listrik dengan tetap mempertahankan singkatannya yang sama yaitu PUIL. Penggantian dari kata “Peraturan” menjadi “Persyaratan” dianggap lebih tepat karena pada perkataan “peraturan” terkait pengertian adanya kewajiban untuk mematuhi ketentuannya dan sanksinya. Sebagaimana diketahui sejak AVE sampai dengan PUIL 1987 pengertian kewajiban mematuhi ketentuan dan sanksinya tidak diberlakukan sebab isinya selain mengandung hal-hal yang dapat dijadikan peraturan juga mengandung rekomendasi ataupun ketentuan atau persyaratan teknis yang dapat dijadikan pedoman dalam pelaksanaan pekerjaan instalasi listrik.

Sejak dilakukannya penyempurnaan PUIL 1964, publikasi atau terbitan standar IEC (International Electrotechnical Commission) khususnya IEC 60364 menjadi salah satu acuan utama disamping standar internasional lainnya. Juga dalam PUIL 2000, usaha untuk lebih mengacu IEC ke dalam PUIL terus dilakukan, walaupun demikian dari segi kemanfaatan atau kesesuaian dengan keadaan di Indonesia beberapa ketentuan mengacu pada standar dari NEC (National Electric Code), VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) dan SAA (Standards Association Australia).

Adapaun maksud dan tujuan PUIL adalah:

  1. Agar instalasi listrik dapat dioperasikan dengan baik
  2. Terjaminnya keselamatan manusia
  3. Terjaminnya keamanan instalasi listrik beserta perlengkapannya
  4. Terjaminnya keamanan gedung serta isinya terhadap  kebakaran akibat listrik
  5. Terjaminnya perlindungan terhadap lingkungan

Di samping Persyaratan Umum Instalasi Listrik, harus pula diperhatikan ketentuan yang terkait antara lain:

  1. Undang-undang Nomor 1 Tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja, Beserta Peraturan Pelaksanaannya
  2. Undang-Undang Nomor 30 Tahun 2009 tentang Ketenagalistrikan
  3. Undang-Undang Nomor 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup
  4. Undang-Undang Nomor 18 Tahun 1999 tentang Jasa Konstruksi
  5. Undang-undang Nomor 22 Tahun 1999 tentang Pemerintah Daerah
  6. Peraturan Pemerintah Nomor 25 Tahun 2000 tentang Kewenangan Pemerintah dan Kewenagan Propinsi sebagai Daerah Otonomi
  7. Peraturan Pemerintah Nomor 10 Tahun 1989 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Tenaga Listrik
  8. Peraturan Pemerintah Nomor 51 Tahun 1993 tentang Analisa Mengenai Dampak Lingkungan
  9. Peraturan Pemerintah Nomor 25 Tahun 1995 tentang Usaha Penunjang Tenaga Listrik

10. Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi Nomor 01.P/40/M.PE/1990 tentang Instalasi Ketenagalistrikan

11. Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi Nomor 02.P/0322/M.PE/1995 tentang Standardisasi, Sertifikasi dan Akreditasi Dalam Lingkungan Pertambangan dan Energi

 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada Februari 26, 2010 in Instalasi Listrik Domestik

 

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 27 pengikut lainnya.

%d blogger menyukai ini: