t bpkm utk flipbook

8/19/2019 T BPKM Utk Flipbook

1/336

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Tujuan Mata Kuliah

Bahan-bahan listrik adalah semua bahan di bumi yang dapat digunakan di bidang

listrik.

Tujuan dari mata kuliah bahan-bahan listrik adalah memberikan bekal kepada tenaga

ahli listrik untuk mengenal dan mengetahui jenis, sifat , dan kegunaan berbagai

bahan-bahan listrik baik dari aspek teknik (mekanik, elektrik, thermal, kimia,

magnetik, dan kemudahan dikerjakan/ diperbaiki), maupun dari aspek non-teknik

(ekonomi, kemudahan diperoleh). Setelah menempuh mata kuliah bahan-bahanlistrik maka sebagai seorang ahli listrik harus mampu memilih dengan tepat bahan -

bahan listrik sesuai dengan keperluan / penerapan di bidang listrik, dan dapat

dipertanggungjawabkan.

1.2. Teori Atom

ujud Bahan Bahan !istrik adalah padat, "air, dan gas.

Bahan Bahan !istrik terdiri dari molekul - molekul yang tersusun atas atom # atom.

$nti atom berupa proton dan neutron.

%roton bermuatan positip. &eutron tidak bermuatan.

$nti atom dikelilingi oleh ele"tron-elektron.

'lektron bermuatan negatip.

umlah proton sama dengan jumlah elektron sehingga atom netral.

'lektron mengorbit mengitari inti atom se"ara bertingkat dengan energi tertentu.

ntuk berpindah orbit, elektron memerlukan energi dari luar.

*ibutuhkan energi terbesar bagi elektron untuk berpindah dari orbit yang paling

dekat dengan inti atom.

umlah elektron di setiap orbit mengikuti rumus + n ².

rbit ke + (!) memuat + (+) ² atau buah elektron.

Strutur Atom.

idrogen () diberi nomor atom (&) 0 1, hanya ada 1 buah elektron yang

mengorbit pada 1 buah proton.

Sugijono : BPKM Bahan Bahan Listrik Page 1


2/336

ksigen () & 0 , ada buah elektron yang mengorbit pada buah proton dalam

struktur ( + , 2 ).

Tembaga (3u) & 0 +4, ada +4 buah elektron dalam struktur ( +, , 1, 1 )

luminium (l) & 0 15, ada 15 buah elektron dalam struktur ( +, , 5 )

Eletron !alen"i

'lektron 6alensi adalah elektron pada orbit yang paling luar.

nsur adalah stabil bila jumlah elektron 6alensi sebanyak buah, misal 7 rgon (),

&eon (&e).

rus listrik adalah perpindahan elektron 6alensi oleh energi dari luar seperti 7 beda

potensial listrik, "ahaya matahari, dan sebagainya.

Iatan Atom

$katan 8etalik adalah ikatan atom-atom dari satu unsur dengan 1 hingga 5 buah

elektron 6alensi , misal 7 3u (+, , 1, 1), l (+, , 5), g (+, , 1, 1, 1).

$katan 9o6alen adalah ikatan atom-atom dari satu unsur dengan : buah elektron

menuju stabil ( 0 buah ), misal 7 ;e (+, , 1, :) , Si (+, , :).

$katan $onik adalah ikatan atom-atom dari unsur berbeda yang saling memberi dan

menerima elektron membentuk ion, misal 7 &a (+, , 1) < 3l (+, , =) &a < 3l.

1.#. Kela"i$ia"i Bahan Li"tri

Bahan listrik diklasifikasikan menjadi 2 ma"am yaitu 7 konduktor, semi- konduktor,

isolator, dielektrik, magnet, dan kon6erter energy langsung.

9onduktor adalah bahan listrik yang memerlukan energi ke"il untuk melepaskan

elektron 6alensi, misal 7 logam (tembaga, aluminium, besi), asam/ garam ( +S:, &a )

Semi konduktor adalah bahan listrik yang memerlukan energi agak besar untuk

melepaskan elektron 6alensi, misal 7 Silikon, ;ermanium.

$solator adalah bahan listrik yang memerlukan energi besar untuk melepaskan

elektron 6alensi, misal 7 padat (karet, mika, porselain, plastik, kayu ), "air ( minyak

trafo), gas ( freon, S>2 , nitrogen).

*ielektrik adalah bahan listrik yang dapat menyimpan energi listrik untuk perbaikan



3/336

faktor daya, misal 7 kondensator elektrolit.

8agnet adalah bahan listrik yang mengandung / dapat dibuat/ dipengaruhi magnet,

misal 7 besi/ baja, nikel, kobalt.

9on6erter energi langsung adalah bahan listrik yang dapat mengubah bentuk energi

tertentu menjadi bentuk energi listrik, misal 7 sel surya, batere kering , magneto

hydro dinamik ( 8* ).

?angkuman

Bahan listrik berwujud padat, "air, dan gas yang terdiri dari molekul- molekul yang

tersusun atas atom-atom.

$nti atom dikelilingi elektron- elektron yang bermuatan negatip.

'lektron pada orbit yang paling luar disebut elektron 6alensi.

rus listrik adalah perpindahan elektron 6alensi.

Bahan listrik diklasifikasikan menjadi 2 ma"am yaitu 7 konduktor, semi-konduktor,

isolator, dielektrik, magnet, dan kon6erter energi langsung.

3ontoh Soal 7

1) Sebutkan 5 ma"am ikatan atom.

awab 7 $katan metalik, ko6alen dan ionik.

+) Sebutkan 5 jenis bahan listrik.

awab 7 konduktor, semi konduktor , dan isolator.

5) elaskan yang disebut elektron 6alensi.

awab 7 elektron 6alensi adalah elektron yang berada pada kulit orbit terluar

dan berperan penting sebagai aliran arus listrik.

Soal !atihan 7

1) pakah tujuan belajar mata kuliah bahan-bahan listrik @

+) 8enurut struktur ikatan atom , jelaskan klasifikasi bahan listrik.

5) Sebutkan perbedaan antara konduktor dan semi konduktor.

:) Tuliskan 2 ma"am bahan listrik.

BAB 2. K%NDUKT%&



4/336

2.1. Kon'uti(ita" 'an &e"i"ti(ita"

9onduktor adalah bahan listrik yang mudah menghantarkan listrik dengan rugi

seke"il mungkin.

9onduktansi (;) adalah kemampuan bahan listrik dalam menyalurkan listrik.

9ondukti6itas (A) adalah nilai konduktansi bahan listrik pada satuan panjang ( l ) dan

luas penampang ().

?esistansi (?) adalah kemampuan bahan listrik menghambat arus listrik.

?esisti6itas () adalah nilai resistansi bahan listrik pada satuan panjang ( l ) dan luas

penampang ().

2.2. Penin)atan 'a*a hantar 'an 'a*a ham+at

ambatan / resistansi (?) dari bahan listrik adalah sebanding dengan panjangnya ( l )

dan resisti6itasnya ( ) serta berbanding terbalik dengan luas penampangnya ( ).

? 0 l / CCCCCCCCCCCCC ( 1 )

9eterangan 7

? 0 hambatan bahan (D)

0 resisti6itas bahan

l 0 panjang bahan ( m )

0 luas penampang bahan ( mmE )

8enurut rumus ( 1 ) bahwa kemampuan hambat atau daya hambat dari bahan listrik

dapat ditingkatkan dengan memperpanjang bahan itu atau dengan memperke"il luas

penampangnya.

antaran atau konduktansi ( ; ) dari bahan listrik adalah berbanding terbalik dengan

resistansi ( ? ), sehingga kondukti6itasnya ( A ) berbanding terbalik dengan

resisti6itasnya ( ).

; 0 1 / ? F A 0 1 /

; 0 A / l CCCCCCCCCCCCCCCC... ( + )

8enurut rumus ( + ) bahwa kemampuan hantar atau daya hantar bahan listrik dapat



5/336

ditingkatkan dengan memperpendek bahan itu atau dengan memperbesar luas

penampangnya.

3ontoh soal 7

1). 9awat tembaga panjangnya +G meter dan berdiameter G,H mm. itung

hambatan kawat itu. ?esisti6itas tembaga ( ) G,G1=H. 1G # 2

%enyelesaian 7

%enampang kawat ( ) 0 I 5,1: J (G,H)+ J 1G # 2 K / :

0 G,142 J 1G # 2 mm+

ambatan kawat ( ? ) 0 ( l ) /

0 ( G,G1=H. 1G # 2

J +G ) / G,142 J 1G # 2

0 1,=5 D

2.#. Koe$i"ien Tem,eratur

&ilai hambatan bahan listrik berubah bila terjadi perubahan temperaturnya .

%erubahan nilai hambatan setiap satu derajat disebut koefisien temperatur ( L ).

&ilai hambatan setelah terjadi perubahan temperatur memenuhi persamaan ( 5 )

untuk daerah kutub dan persamaan ( : ) untuk daerah tropis / $ndonesia.

? t 0 ?o ( 1 < M N t ) CCCCCCCCCCCC ( 5 )

? + 0 (1


6/336

0 G,H I 1 < G,GG: ( +G # G ) K

0 G,H D

+). 9awat aluminium hambatannya G,H D pada temperatur +H O 3.

itung nilai hambatan kawat itu pada temperatur 5H O 3.

%enyelesaian 7

&ilai hambatan kawat itu pada temperatur 5H O 3 adalah

? + 0 (1

Umum

- 9awat tembaga telanjang

- 9isaran kuran7 G,H mm E - 5H mmE



7/336

- $solasi7 %Q3

- arna7 biru, hitam, kuning, merah, kuning / hijau, putih, "oklat, abu-abu

- ntuk pemasangan indoor di pipa dan kabel di lokasi yang kering

". &PP

Umum

9abel diproduksi dengan menyesuaikan standar $ndonesia dan standar

internasional industri,seperti7 S&$, S%!&, $'3, Q*', *$&, $S, $3' / &'8 dan BS.

tas permintaan perusahaan juga akan menghasilkan produk sesuai dengan

spesifikasi lainnya.

-eni" Penunjuan

(9ode untuk menunjuk membuat elemen)

& 7 9abel dengan 9onduktor tembaga

P 7 %oly6inyl"hloride (%Q3) $solasi

(pertama P dalam jenis peruntukan)

P 7 %oly6inyl"hloride (%Q3) Sheath

(P kedua dalam jenis peruntukan)

re 7 'daran, 9onduktor %adat



8/336

f 7 9awat >leksibel

Detil

- inti tunggal, inti banyak, daya R kontrol kabel, konduktor tembaga atau

aluminium, %Q3 terisolasi,%Q3 berselubung.

- Spesifikasi 7 S%!& :5-1, $'3 2GHG+-1

- &ilai Tegangan 7 G,2 / 1 kQ

- kuran ?entang 7 +,5,: J 1,H hingga 1G mmE

A,lia"i

*igunakan untuk indoor atau dalam instalasi saluran.

d. &P8

Umum

9abel diproduksi dengan menyesuaikan standar $ndonesia dan standarinternasional industri,

seperti7 S&$, S%!&, $'3, Q*', *$&, $S, $3' / &'8 dan BS.

tas permintaan perusahaan juga akan menghasilkan produk sesuai dengan

spesifikasi lainnya.

-eni" Penunjuan

(9ode untuk menunjuk membuat elemen)

& 7 9abel dengan 9onduktor tembaga

P 7 %oly6inyl"hloride (%Q3) $solasi

(pertama P dalam jenis peruntukan)

P 7 %oly6inyl"hloride (%Q3) Sheath

(P kedua dalam jenis peruntukan)

re7 'daran, 9onduktor %adat

f 7 9awat >leksibel

Detil

- berinti banyak, konduktor tembaga, %Q3 terisolasi, berselubung %Q3,

bulat atau tipe datar.

- Spesifikasi 7 S%!& :+-+

- &ilai Tegangan 7 5GG/HGG Q

- kuran ?entang 7 +,5,: J 1,H hingga 1G mmE

A,lia"i

*igunakan untuk instalasi permanen di saluran bawah plester atau instalasiterkena di lokasi yang kering.

e. &P>;bP

&P>;bP + J (1,H-5GG) mmE G,2 / 1 kQ

3u / %Q3 / S / %Q3

(3opper 3ondu"tor, %Q3 $nsulated, ;al6anied baja datar 9awat rmor,

berselubung %Q3)

Standard 9eterangan7 $'3 2GHG+-1

plikasi 7



9/336

ntuk instalasi di tanah, di dalam ruangan, kabel

trunking dan di luar rumah jika meningkat mekanik

%erlindungan diperlukan atau di mana tinggi-

menarik tegangan dapat terjadi selama instalasi atau

operasi.

>itur khusus pada %ermintaan7

pi %erlawanan

8inyak %erlawanan

Q %erlawanan

api retardant 9u"ing. S'B,B,3

api retardant &on 9ategori

%anas %erlawanan

nti ?ayap

nti ewan pengerat3atatan 7

konduktor Shape

1,H-1G sUmm disediakan di padat (re) atau non

dipadatkan melingkar terdampar (rm)

bentuk konduktor

12 mm persegi disediakan di dipadatkan melingkar terdampar (rm) bentuk konduktor

non

+H-5GG sUmm disediakan di dipadatkan melingkar terdampar ("m) bentuk konduktor

Standard %a"king

1,H-4H sUmm disediakan dalam drum kayu V 1GGG m

1+G-5GG sUmm akan disediakan dalam drum kayu di panjang yang tersedia.

f. 3S?



10/336



11/336



12/336



13/336

g. 3



14/336



15/336



16/336



17/336



18/336



19/336



20/336

h. 3?



21/336



22/336



23/336



24/336



25/336

i. B3

%!$9S$

*igunakan dalam transmisi dan distribusi aplikasi o6erhead. uga digunakan

dalam aplikasi grounding.9&*9T?

9onduktor padat tembaga dilapisi per ST8-B5

9onduktor terdampar ; - + ; dan +HG 838 - =HG 838

un"oated tembaga per ST8-

B5 dan ST8-B

Terdampar konduktor 1 ; - :/G ; - un"oated konduktor tembaga per

ST8 B5 dan

ST8-B==

$&*ST?$ ST&*? W

ST8 B5

ST8 B



26/336

ST8-B==

?oS 3ompliant



27/336

j. dll

?angkuman 7

1) 9emampuan hambat atau daya hambat dari bahan listrik dapat ditingkatkan

dengan memperpanjang bahan itu atau dengan memperke"il luas

penampangnya.

+) 9emampuan hantar atau daya hantar bahan listrik dapat ditingkatkan dengan

memperpendek bahan itu atau dengan memperbesar luas penampangnya.

5) ambatan atau resistansi $ dihitung dengan rumus

? 0 l / CCCCCCC............. ( 1 )

:) antaran atau konduktansi ( ; ) dihitung dengan rumus

; 0 A / l CCCCCCCCCC.. ( + )

H) &ilai hambatan setelah terjadi perubahan XnergyXerXe dihitung dengan

rumus



28/336

?t 0 ?o ( 1 < M N t ) CCCCCC. ( 5 )

? + 0 (1


29/336

BAB #. L%AM K%NDUKTI/0 &ESISTI/0 DAN PADUAN

#.1. Lo)am Kon'uti$

Bahan logam konduktif ( B!9 ) penting di bidang listrik adalah 7

1) Tembaga 3u :) %erak g

+) luminium l H) Seng Yn

5) Baja >e 2) Timah Sn

T'8B; !8$&$8

S$>T 7

- 8udah dibentuk kondisi dingin

- Tahan korosi

- 8udah disoldir

- &on XnergyXe

S$>T 7

- Tidak korosi

- ?ingan, lunak dan rapuh

- &on magnetik

;& 7

- %enghantar / kabel

- Belitan

- Busbar dalam

;& 7

- %enghantar udara

- Busbar luar

- ?otor sangkar

B %'?9

S$>T 7

- 9uat se"ara mekanis

- 9orosif

- 9eras dan kaku

S$>T 7

- 9onduktif di atas tembaga

- gak rapuh

- Tahan korosi



30/336

;& 7

- Struktur tiang, "hasis

- %enghantar kereta listrik

- %enguat STT

- 8agnet

;& 7

- Sekering / fuse

- !idah kontak

S'&; T$8

S$>T 7

- Tahan korosi

- 9onduktif tembaga

- 8udah dibentuk

- Tidak tahan kimia

S$>T 7

- Tidak korosi

- !unak dan temp. lebur rendah

;& 7

- %elapis gal6anis

- 9utub batere

- Bahan "at

;& 7

- %elapis

- Soldir

- Selubung kabel tanah

#.2. Lo)am &e"i"ti$

Bahan !ogam ?esistif ( B!? ) penting di bidang listrik adalah 7

1) &ikel &i :) 8erkuri g

+) Tungsten H) 9arbon 3

5) %latina %t

&$9'! T&;ST'&

S$>T 7

- Tidak korosif

- 8udah dibentuk

S$>T 7

- Temperatur lebur tinggi 5.5GG O 3

- 3epat beroksidasi

- ?esisti6itas besar 0 H. 1G # 2



31/336

;& 7

- 'lektroplating

- 'lemen pemanas

- 8agnet

;& 7

- >ilamen lampu dan tabung

elektronik

%!T$& 8'?9?$

S$>T 7

- Tidak korosi

- Tahan kimia

- Temperatur lebur tinggi 1.==H O 3

- ambat jenis 0 1G #=

S$>T 7

- 3air dan muai merata

- Temperatur lebur rendah 5, O 3

- Beroksidasi dan bera"un

;& 7

- Thermo kopel

- 9ontak saklar

;& 7

- 9ontak rele pengaman

transformator

- Thermometer dan lampu

9?B&

S$>T 7

- 9eras, tahan aus , dan tahan kimia


- 9oefisien XnergyXerXe

XnergyXe

- ambat jenis 0 (1 s/d =). 1G # 5

- Tidak beroksidasi

- %enghantar panas

;& 7

- 'lektroda tungku lebur

- 'lektroda batere kering

- %engumpul arus

- Sikat mesin listrik

- ?esistor nilai besar daya rendah

2.. Pa'uan Lo)am

Bahan %aduan !ogam penting di bidang listrik adalah 7

a. Pa'uan Lo)am Kon'uti$ 3



32/336

1) 9uningan 5) *uralium

+) %erunggu

9&$&;& ( Brass ) %'?&;; ( Bron )

S$>T 7

- 9omposisi 3u / Yn 7 2G / :G

-Tidak korosi , dan mudah dibentuk

- 9ekuatan mekanik di atas

tembaga

S$>T 7

-9omposisi 3u / Sn 7 4G / 1G

-9eras , rapuh

-Tahan kimia dan tahan korosi

;& 7

-%egas arus

-9omponen 7 fiting, saklar, kotak

hubung

;& 7

-9omutator

-%egas arus , dan batang lidah saklar

*?!$8

S$>T 7

-9omposisi l / 3u 7 4H / H

-9eras, tahan korosi

-*apat dikerjakan

-Tidak menyerap panas

;& 7

-Bantalan poros, roda gigi, handel

-!andasan o6en

+. Pa'uan Lo)am &e"i"ti$ 4 PL& 5 3

1) &ikrom 5) 9onstantan

+) 8angan



33/336

&$9?8 8&;&

S$>T 7

-9omposisi &i / 3r 7 G / +G

-Temperatur lebur tinggi 1.1GG O 3

-ambat jenis 0 1G # 2

S$>T 7

-9omposisi 8g / &i / 3u 71+ / + / 2

-ambat jenis 0 H.1G-=

;& 7

'lemen pemanas 7 heater, o6en,

seterika

;& 7

?esistor daya / wire wound

9&ST&T&

S$>T 7

-9omposisi 3u/&i 7 2G/:G

-Temperatur lebur 1.5GG O 3

-Tahan korosi

-ambat jenis 0 H.1G -H

;& 7

-Thermo kopel

-?esistor starter mesin listrik

3ontoh soal 7

+) Sebutkan sifat dan kegunaan dari dua buah bahan logam konduktif penting.

awab 7

T'8B; !8$&$8

S$>T 7

- 8udah dibentuk kondisi dingin

- Tahan korosi

- 8udah disoldir

- &on XnergyXe

S$>T 7

- Tidak korosi

- ?ingan, lunak dan rapuh

- &on magnetik



34/336

;& 7

- %enghantar / kabel

- Belitan

- Busbar dalam

;& 7

- %enghantar udara

- Busbar luar

- ?otor sangkar

+) Sebutkan sifat dan kegunaan dari dua buah bahan logam resistif penting.

awab 7

&$9'! T&;ST'&

S$>T 7

- Tidak korosif

- 8udah dibentuk

S$>T 7


- 3epat beroksidasi

- ?esisti6itas besar 0 H. 1G # 2

;& 7

- 'lektroplating

- 'lemen pemanas

- 8agnet

;& 7

- >ilamen lampu dan tabung

elektronik

5) Sebutkan sifat dan kegunaan dari dua bahan paduan logam konduktif penting.

awab 7

9&$&;& ( Brass ) %'?&;; ( Bron )

S$>T 7

-9omposisi 3u / Yn 7 2G / :G

-Tidak korosi , dan mudah dibentuk -9ekuatan mekanik di atas

S$>T 7

-9omposisi 3u / Sn 7 4G / 1G

-9eras , rapuh-Tahan kimia dan tahan korosi

;& 7

-%egas arus

-9omponen 7 fiting, saklar, kotak

hubung

;& 7

-9omutator

-%egas arus , dan batang lidah saklar



35/336

:) Sebutkan sifat dan kegunaan dari dua buah bahan paduan logam resistif penting.

awab 7

&$9?8 8&;&

S$>T 7

-9omposisi &i / 3r 7 G / +G

-Temperatur lebur tinggi 1.1GG O 3

-ambat jenis 0 1G # 2

S$>T 7

-9omposisi 8g / &i / 3u 71+ / + / 2

-ambat jenis 0 H.1G-=

;& 7

'lemen pemanas 7 heater, o6en,

seterika

;& 7

?esistor daya / wire wound

?angkuman 7

1). Bahan logam konduktif ( B!9 ) penting di bidang listrik adalah 7

a) Tembaga 3u d) %erak g

b) luminium l e) Seng Yn

") Baja >e f) Timah Sn

+). Bahan !ogam ?esistif ( B!? ) penting di bidang listrik adalah 7a) &ikel &i d) 8erkuri g

b) Tungsten e) 9arbon 3

") %latina %t

5). %aduan logam konduktif ( %!9 ) penting di bidang listrik yaitu 7

a) 9uningan ") *uralium

b) %erunggu



36/336

:). %aduan logam resistif ( %!? ) penting di bidang listrik yaitu 7

a) &ikrom ") 9onstantan

b) 8angan

Soal latihan 7

1) Sebutkan sifat dan kegunaan dari enam buah bahan logam konduktif

penting.

+) Sebutkan sifat dan kegunaan dari lima buah bahan logam resistif penting.

5) Sebutkan sifat dan kegunaan dari tiga buah bahan paduan logam resistif penting.

:) Sebutkan sifat dan kegunaan dari tiga buah bahan paduan logam

konduktif penting.

BAB . SEMI K%NDUKT%&

.1. Ener)i Eletron

'nergi luar antara lain 7 listrik, "ahaya 8atahari, panas. 'nergi luar dibutuhkan untuk



37/336

melepaskan XnergyXe 6alensi dari orbitnya. 'nergi XnergyXe yang membuat atom

stabil terdiri dari Xnergy potensial, rotasi ,dan sentrifugal.

.2. Hu+un)an La,i"an +ahan P 6 N

Bahan semi konduktor adalah unsur berelektron 6alensi : seperti 7 Silikon dan

;ermanium. Bahan semi konduktor yang masih murni ( XnergyXer ) masih stabil

dan bersifat isolasi. Bahan semi konduktor yang sudah tidak murni ( ekstrinsik ) atau

sudah dikotori menjadi tidak stabil dan bersifat semi konduktor. Bahan lapisan

%ositip (%) diperoleh dari pengotoran bahan berelektron 6alensi : oleh bahan

berelektron 6alensi 5, seperti 7 luminium, Boron, $ndium. Bahan lapisan &egatip(&) diperoleh dari pengotoran bahan berelektron 6alensi : oleh bahan berelektron

6alensi H, seperti 7 %ospor, rsen, ntimon. Bila bahan lapisan %ositip ( % ) dan

bahan lapisan &egatip ( & ) disambung maka diperoleh bahan semi konduktor

dengan sambungan 7 mono (*ioda) , duo (Transistor), maupun trio (Thyristor ), dan

multi ( Integrated Circuits). Bahan-bahan semi konduktor dan penggunaannya dimuat

pada Tabel :. 1.

Tabel :. 1. Bahan semi konduktor dan penggunaannya

No Bahan e!i "ondu#tor Penggunaan

1 ;ermanium (;e) *ioda, Transistor

+ Silikon (Si) *ioda, Transistor, Thyristor, $3

5 Barium titanat ( Ba Ti ) Thermistor (%T3)

: Bismuth Telerida ( Bi2 Te# ) 9on6erter XnergyX elektrik

H ;alium rsenida (;a s) *ioda, Transistor, !'*

2 3admium Sulfida ( 3d S ) Sel foto konduktif

= $ndium ntimon (;a Sb) *ete"tor infra merah

$ndium rsenida ( $n s) %ieo resistor

4 Selenium (Se) %enyearah

1G %lumbum Sulfur (%b S) >oto sel

11 $ndium Stibium ($n Sb) *ete"tor infra merah

>aktor-faktor yang berpengaruh pada bahan semi konduktor adalah XnergyXerXe,

"ahaya, tegangan listrik, dan medan listrik.



38/336

?esistansi bahan semi konduktor turun bila XnergyXerXe naik.

?esistansi bahan semi konduktor turun bila intensitas "ahaya bertambah kuat.

?esistansi bahan semi konduktor turun bila tegangan listrik naik.

?esistansi bahan semi konduktor turun bila medan listrik bertambah kuat.

%roteksi thermal pada bahan semi konduktor dilaksanakan dengan metode 7 plat

logam pendingin (heat sin# ), kipas Xnergy (fan), dan pendingin udara (3)

3ontoh soal 7

5) Sebutkan satu Xnergy luar untuk melepaskan XnergyXe 6alensi.

awab 7 "ahaya 8atahari.

+) elaskan "ara mendapatkan bahan semi konduktor lapisan positip.

awab 7

Bahan lapisan %ositip ( % ) diperoleh dari pengotoran bahan berelektron

6alensi : oleh bahan berelektron 6alensi 5.

5) Sebutkan tiga bahan semi konduktor dan penggunaannya.

awab 7

;ermanium (;e) untuk *ioda, Transistor.

Silikon (Si) untuk *ioda, Transistor, $3.

%lumbum Sulfur (%b S) untuk >oto sel.

Soal latihan 7

1) Sebutkan tiga Xnergy luar untuk melepaskan XnergyXe 6alensi.

+) elaskan "ara mendapatkan bahan semi konduktor lapisan positip.

5) elaskan "ara mendapatkan bahan semi konduktor lapisan negatip.

:) Tuliskan sepuluh bahan semi konduktor dan penggunaannya.H) elaskan Xnergy-faktor yang berpengaruh pada bahan semi konduktor.

2) Sebutkan "ara melakukan proteksi thermal pada bahan semi konduktor.

BAB 7. MANET

*efinisi 7

• B& magnet adalah bahan listrik yang dapat dibuat/ dipengaruhi magnet.

• 8'*& magnet adalah ruang di sekitar magnet/ penghantar berarus listrik



39/336

yang dilingkupi oleh garis-garis gaya magnet.

• ;P ;'?9 magnet ( ;;8 ) adalah gaya yang menggerakkan garis #

garis gaya magnet dan besarnya sama dengan arus dikalikan banyaknya

lilitan ( $ & mper lilit )

• 9T 8'*& 8agnet ( ) adalah gaya gerak magnet per satuan panjang

rangkaian magnet ( $ & / l mper lilit per meter )

• >!9S$ 8agnet ( Z ) adalah gaya gerak magnet per reluktansi ( $ & / S )

• 9'%*T& >!9S$ ( B ) adalah >luksi total per luas penampang bahan (

Z / )

• %'?8'B$!$TS BS!T ( [ ) adalah hantar jenis bahan dilalui garis-

garis gaya magnet ( B / )

• %'?8'B$!$TS ?'!T$> ( [r ) adalah rasio permeabilitas absolut bahan

terhadap permeabilitas udara ( [ / [o ). *imana [o 0 : \ 1G -=

• ?'!9T&S$ 8agnet ( S ) adalah hambatan bahan bila dilalui oleh garis-

garis gaya magnet ( l / [ ). *imana l adalah panjang lintasan rangkaian

magnet

7.1. Karateri"ti Hi"teri"i"

$ST'?$S$S magnet adalah peristiwa tertinggalnya kepadatan fluksi (B) dari kuat

medan magnet ().

?;$ $ST'?$S$S magnet adalah rugi Xnergy untuk proses magnetisasi dan

demagnetisasi bahan magnet.

?;$ ?S %S? magnet adalah rugi Xnergy karena medan magnet bolak #

balik yang membangkitkan gaya gerak listrik pada bahan magnet sehingga

mengalirkan arus pusar dan menyebabkan bahan magnet itu panas.

7.2. Ener)i Ma)neti"a"i

'nergi yang dibutuhkan untuk proses magnetisasi adalah

d 0 e . $ dt

0 ( ! di/dt ) $ dt



40/336

0 ! . $ di

*iintegral menjadi 0 $ . ! CCCCCC (H.1)

9eterangan 7 0 Xnergy magnetisasi ( att )

$ 0 arus magnetisasi ( mper )

! 0 induktansi belitan magnet ( enry )

7.#. Ma)net Luna 'an Kera"

Bahan magnet lunak (remanen) memiliki jerat histerisis yang sempit, a.l 7

1). Besi murni 5). Baja lunak H). Besi tuang =). Besi

nikel

+). Besi tempa :). Baja keras 2). Baja XnergyX

B'S$ 8?&$ 7 >e / 3 0 1GG / G B'S$ T'8% 7 >e / 3 0 C / s/d G,+H

%ermeabilitas tinggintuk magnet remanen

'lastis dan liat8udah korosi

*apat dilas/ dikerjakan

ntuk magnet remanen

ntuk struktur 7 rantai, rel

B !&9 7 >e / 3 0 C / s/d G,5H B 9'?S 7 >e / 3 0 C / s/d 1,:



ntuk magnet remanen

ntuk 7 baut, plat, tali


Tidak dapat dilas/ dikerjakan

ntuk magnet remanen

ntuk 7 "etakan, poros, tool

B'S$ T&;

>e / 3 0 C / + s/d H

B S$!$9&

>e / 3 0 C / s/d +



41/336

9eras dan rapuh

Tahan korosi

Tidak dapat dilas/ dikerjakanTidak dapat dibuat magnet

ntuk 7 body / rumah mesin

erat histerisis sempit

ntuk 7 kutub mesin, inti trafo

B &$9'!

>e/ &i/ 8 0 1H / G / H

%ermeabilitas sangat tinggi

?ugi histeris rendah

ntuk 7 meter besi putar, amor kabel

tanah

Bahan magnet keras (permanen) memiliki jerat histerisis yang luas, a.l 7

1). Baja sili"on 5). Baja kobalt H). Baja non magnet

+). Baja tungsten :). Baja alni"o 2). >erit

B S$!$9&

>e / Si 7 .. / s/d +..:

B T&;ST'&

>e//3 7 45,5/2/G,=

Saturasi besar

ntuk 7 inti rele, mesin listrik

?eluktansi tinggi

9oersif .GGG T/m

ntuk 7 kutub permanen motor listrik

B 9B!T>e/3o/3r/ 7 HH/5:/H/2

B !&$3>e/l/&i/3o/3u 7 H+/1G/1/1H/H

9oersif 1G.GGG T / m

ntuk 7 magnet permanen instrumen

9oersif 1GG.GGGT / m

9eras dan rapuh

Tidak dapat dikerjakan

ntuk 7 magnet permanen terbaik,

instrument presisi

B && 8;&'T

>e/8n 7 2/1:

>'?$T



42/336

&on XnergyXe

?ugi arus pusar nol

ntuk 7 body mesin listrik, poros, mur baut

Ba (>e+ 5) 2?ingan dan untuk magnet permanen

>e+5 < &i < Ynerat histeris persegi empat

?ugi arus pusar ke"il

ntuk inti trafo frekuensi tinggi

Soal "ontoh 7

:) elaskan rugi histerisis dan rugi arus pusar.

awab 7

?;$ $ST'?$S$S magnet adalah rugi Xnergy untuk proses magnetisasi dan

demagnetisasi bahan magnet.

?;$ ?S %S? magnet adalah rugi Xnergy karena medan magnet

bolak #balik yang membangkitkan gaya gerak listrik pada bahan magnet

sehingga mengalirkan arus pusar dan menyebabkan bahan magnet itu panas.

+) Sebutkan sifat dan kegunaan dua bahan magnet lunak.

awab 7

B !&9

>e / 3 0 C / s/d G,5H

B'S$ T&;

>e / 3 0 C / + s/d H

'lastis dan liat

8udah korosi


ntuk magnet remanen

ntuk 7 baut, plat, tali

9eras dan rapuh

Tahan korosi

Tidak dapat dilas/ dikerjakan

Tidak dapat dibuat magnet

ntuk 7 body / rumah mesin

5). Sebuah bahan magnet dibentuk "in"in pejal keliling rata-ratanya 1,: m dan

penampangnya G,GG1+ m+ dililit kawat HGG belitan.

Bila dialiri arus listrik + membangkitkan fluksi 1,+ mili eber.



43/336

itunglah permeabilitas XnergyXe bahan magnet itu.

%enyelesaian 7

Z l 1,+ J 1G-5 J 1,:

µr 0 ------------ 0 ------------------------------------------------ 0 111:

& $ µo 1GGG J 1 J : J 5,1: J 1G-=J 1,+ J 1G-5

Soal latihan 71) elaskan rugi histerisis dan rugi arus pusar.

+) Sebutkan sifat dan kegunaan tujuh bahan magnet lunak.

5) Sebutkan sifat dan kegunaan enam bahan magnet keras.

:) Sebuah bahan magnet dibentuk "in"in pejal keliling rata-ratanya 1,: m dan

penampangnya G,GG1+ m+ dililit kawat 1.GGG belitan.

Bila dialiri arus listrik 1 membangkitkan fluksi 1,+ mili eber.

itunglah permeabilitas XnergyXe bahan magnet itu.

BAB 8. DIELEKT&IK

Bahan dielektrik adalah bahan listrik yang mampu menyimpan muatan listrik.

Bahan dielektrik digunakan untuk menyimpan Xnergy listrik, memperbaiki Xnergy



44/336

daya, dan menyaring tegangan searah hasil penyearahan.

8.1. Keuatan 'ieletri

9ekuatan dielektrik adalah kekuatan bahan listrik dalam menahan medan listrik dari

potensial listrik per satuan panjang / ketebalan bahan itu.

Q

' 0 ------- ] 6olt / meter ̂ atau ] kilo 6olt / sentimeter ̂ C (2.1)

d

9eterangan 7 ' 0 9ekuatan dielektrik (kQ/"m)

Q 0 potensial listrik (Q)

d 0 ketebalan bahan (meter)

8.2. Ka,a"itan"i

9apasitansi bahan dielektrik adalah kapasitas bahan dielektrik dalam menyimpan

muatan listrik persatuan tegangan listrik.

_

3 0 ------- ] 3oulomb / 6olt ̂ CCCCC . (2.+)

Q

9eterangan 7 3 0 kapasitansi (3oulomb/6olt)

_ 0 muatan listrik (3oulomb)

Q 0 potensial listrik (Q)

8.#. Kon"tanta 'ieletri

9onstanta dielektrik adalah hasil perkalian kapasitansi dan ketebalan bahan dibagi

luas permukaan bahan.

3 . d

$ 0 ------------ CCCCCCCCC.. (2.5)

9eterangan 7 3 0 kapasitansi (3oulomb/6olt)



45/336

d 0 ketebalan bahan (meter)

0 luas permukaan bahan ( meter E )

9onstanta dielektrik dan kekuatan dielektrik dari beberapa jenis bahan listrik

disajikan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1. enis bahan, konstanta, dan kekuatan dielektrik

Bahan die%e#tri# "ontanta

die%e#tri# & $ '

"e#uatan die%e#tri#

()c!'

dara 1 5G

9ertas +,G # +,2 +,H # :,G

8ika +,H # 2,2 G

8inyak +,+ # :,= 1GG

9a"a H,: # 4,4

%orselain H,= # 2, T? 1,H-:/TT 1G-12

9erugian dielektrik adalah rugi daya listrik akibat adanya arus bo"or.

9erugian dielektrik meningkat jika terjadi tegangan lebih, peningkatan frekuensi,

panas, maupun kelembaban.

'nergi yang tersimpan dalam bahan dielektrik adalah setengah dari kapasitansi bahan

dikalikan kwadrad dari potensial listrik.

0 ` 3 Q E ] oule ^CCCCCCCC. (2.:)

9eterangan 7 0 Xnergy (oule)

3 0 kapasitansi (3oulomb/ 6olt)

Q 0 potensial listrik (Qolt)

3ontoh soal 7

1). Sebutkan apa yang dimaksud dengan 7

a. Bahan dielektrik

b. 9egunaan bahan dielektrik

awab 7



46/336

a. Bahan dielektrik adalah bahan listrik yang mampu menyimpan

muatan listrik.

b. Bahan dielektrik digunakan untuk menyimpan Xnergy listrik,

memperbaiki Xnergy daya, dan menyaring tegangan searah hasil

penyearahan.

+). Sebuah kondensor pada tegangan HGG Qolt di udara kapasitasnya

G,GGH >. Bila direndam dalam minyak berkonstanta dielektrik +,H

itunglah besarnya Xnergy yang tersimpan sebelum dan sesudah

direndam.

%enyelesaian 7

*i udara 0 1

_ 0 3Q 0 (G,GGH.1G # 2) (HGG) 0 +,H . 1G # 2 3oulomb

_E (+,H . 1G # 2) E

0 ` 3 Q E 0 ` 9999 : 99999999999999999999999999 : 2+H. 1G # 2oule

3 + (G,GGH. 1G # 2)

'nergi yang tersimpan sebelum direndam 0 2+H. 1G # 2oule

*i dalam minyak 0 +,H

_W 0 _ 0 +,H . 1G # 2 3oulomb

3W 0 +,H 3 0 +,H (G,GGH. 1G # 2) 0 G,G1+H. 1G # 2 >arad

(_W)E (+,H. 1G # 2) E

W 0 ------- 0 ----------------------- 0 +HG. 1G # 2 oule

+ 3W + (G,G1+H . 1G # 2)

'nergi yang tersimpan sesudah direndam 0 +HG. 1G # 2 oule

Soal latihan 7



47/336

H) Sebutkan apa yang dimaksud dengan 7

a. a. Bahan dielektrik d. 9onstanta dielektrik

b. b. 9egunaan bahan dielektrik e. 9apasitansi

". ". 9ekuatan dielektrik f. ?ugi dielektrik

2) %engujian kondensor kapasitasnya G,GGH > di udara pada tegangan HGG Qolt

selama 2G detik dapat menyimpan energi 5=,H mili oule. Bila direndam

dalam bahan dielektrik minyak selama 2G detik dapat menyimpan energi

1H mili oule.

itunglah nilai konstanta dielektrik bahan minyak itu.

BAB ;. IS%LASI

Bahan isolasi/ isolator adalah bahan listrik yang mampu memisahkan / menyekat

bagian yang bertegangan listrik dengan bagian konduktif terbuka (B9T) maupun

netral yang dapat membahayakan jika tersentuh manusia.

sal bahan isolasi dari XnergyX, anorganik, dan sintetis.

;.1. Si$at Bahan I"ola"i

Sifat- sifat pokok bahan isolator adalah sifat kelistrikan, terhadap panas, fisis, kimia,



48/336

dan mekanis.

Sifat kelistrikan adalah kemampuan bahan menahan arus listrik.

?esistansi 6olume bahan menghambat arus bo"or 6olume bahan.

?esistansi permukaan bahan menghambat arus bo"or permukaan bahan.

9edua resistansi itu menurun jika terjadi tegangan lebih, peningkatan frekuensi,

panas, ataupun kelembaban.

Sifat bahan isolasi terhadap panas adalah kemampuan bahan menahan panas

sehingga didapatkan resistansi panas yang diklasifikasikan pada Tabel =.1.

Tabel =.1. 9lasifikasi Bahan $solasi9elas Bahan $solasi Temperatur 9erja

maks.( O3 )

P

9atun, sutra, wool, rayon, kertas, kayu, karet,

poly6inyl, poly ethylene, poly amid 4G

Bahan kelas P diimpregnasi minyak, 6ernis. 'mail

di"ampur 6ernis dan polyamid 1GH

' 9awat email 1+G

B Bahan anorganik 7 mika , fiber glas, asbes 15G

> Bahan anorganik diimpregnasi epoJy, polyuretan 1HH

8ika , fiberglas, asbes diimpregnasi sili"on resin 1G

3

Bahan anorganik tidak diimpregnasi bahan organi" 7

porselen, Uuart, ka"a di atas 1G

Sifat fisis dan kimia bahan isolasi adalah sifat kemampuan larut, resistansi kimia,

higroskopis, permeabilitas uap, tropis, dan radiasi.

Bahan pelarut komposisinya sama dengan bahan yang dilarutkan. 8isalnya

hidrokarbon ( XnergyXe ) larut dalam "airan phenol formaldehyde.

Bahan kimia asam, basa, atau garam menurunkan resistansi bahan isolasi. 8isalnya

bahan anorganik tahan oonisasi.

Sifat penyerapan uap air (higroskopis) di sekitarnya bahan isolasi positif merusak.

Bahan hidroksil higroskopisnya XnergyXe tinggi, sedangkan paraffin, polyethelene

bersifat non higroskopis.



49/336

9emampuan bahan isolasi dilewati uap disebut sifat permeabilitas uap.

%engaruh iklim tropis dipengaruhi oleh letak geografis bahan isolasi dipasang. Bahan

anti jamur dapat mengurangi pengaruh tropis seperti bahan para nitro phenol, penta

"hloro phenol.

?adiasi sinar 8atahari khususnya ultra6iolet merusak bahan isolasi jenis XnergyX.

Sifat mekanis bahan isolasi adalah kemampuan bahan menahan beban Xnerg, tekan,

dan geser. Sifat kekerasan bahan isolasi adalah ketahanan bahan terhadap goresan,

dan tumbukan.

;.2. T 7

-Tidak mudah terbakar

- Tidak eksplosif

- 8udah didapat dan murah

- Tegangan tembus +G s/d HG kQ/"m

S$>T 7

- nti oksidan

;& 7

- STT , saklar , dielektrik kondensor

;& 7

- %engisi kabel tegangan tinggi

- Trafo daya berpendingin minyak

$*?;'& ;S 8!$ ( &e # r # g # Sb )

S$>T 7

- 9onduktif thermal

- 9epadatan rendah/ ringan

- +,= s/d :,H kQ/ "m

S$>T 7

-Tidak beroksidasi

;& 7

- %endingin belitan mesin listrik besar

;& 7

- %engisi tabung elektronik

- Bolam lampu



50/336

!;'& ( >l, 3l ) ;S S>8

S$>T 7

- 9ekuatan dielektrik besar pada

tekanan tinggi

S$>T 7

-Tidak terbakar

-9onduktif thermal

-Stabil pada temperature 1GG O 3

-9uat dielektrik sangat besar pada

tekanan tinggi 1+ kQ /"m

;& 7

- %engisi kabel tanah bertekanan

;& 7

-Trafo daya besar

-Swit"hing daya besar

Bahan isolasi 3$? 7

1). 8inyak mineral 5). 8inyak tumbuhan

+). 8inyak sintetis :). Qaselin

8$&P9 8$&'?! 8$&P9 S$&T'T$S

S$>T7

- *ari minyak bumi

- Tidak menggumpal

- Tidak mudah terbakar

- 5G s/d :G kQ/ "m

S$>T7


- Tidak mudah beroksidasi

- Tidak menggumpal

- Tidak degradasi kimia- :G kQ/ "m

- bera"un

;& 7

- %engisi kabel tanah, trafo,

kondensor

- %endingin saklar daya, starter

;& 7


kondensor




51/336

8$&P9 T8B& QS'!$&

- Sekarang tidak digunakan S$>T 7

- 9ekentalan tinggi

- Beku pada 55 O s/d HG O 3

;& 7

- 9ertas tekan/ impregnasi

- %engisi kapasitor

B& $S!S$ %*T ( B$% ) 7

1). Serat 2). 9eramik

+). Serat ditekan =). ;elas

5). %lastik ). &on-resin

:). 9aret 4). !aminasi dan adhesi6e

H). 8ineral 1G). 3at

B$% S'?T ( B$%S )

1). 9ayu H). 9atun

+). 9ertas dan karton 2). >iberglas5). Tekstil =). %ita perekat

:). sbes ). Sutera

9P 9'?TS *& 9?T&

S$>T

- ?ingan

- 8enyerap air

- 8udah terbakar

S$>T7

- ?ingan

- 8enyerap air

- 8udah terbakar

;&7

- Struktur tiang

- !andasan

- 3hasis, tutup

- %egangan, tongkat

;&7

- 9apasitor

- Bungkus belitan trafo

- las alur mesin listrik

- Sekat kabel telepon



52/336

T'9ST$! SB'S

S$>T7

- let/ liat

- 8enyerap air

- 8udah terbakar

S$>T7

- Tahan panas sampai :GG O 3

- 8enyerap air

- 5G s/d HG kQ /"m

;& F

- *i6arnish pengikat belitan

;&7

- Selubung kabel panas

- Selonsong pemanas

- %enahan bunga api saklar

9T& >$B'?;!S

S$>T 7

- 8enyerap air

- 8udah terbakar

- Temperature kerja 1GG O 3

- !entur/ fleksibel

- 9uat dielektrik rendah

S$>T 7

- Tidak menyerap air

- 8udah di"etak/ dibentuk

- Temperature kerja 1+G O 3

;& 7

- Selubung belitan ke"il

- %engikat belitan

- Bungkus kabel seterika

- Bungkus sambungan pemanas

;& 7

- Tandon air pendingin trafo,

3

%$T %'?'9T ST'?

S$>T 7- Tidak mengandung belerang

- Temperature kerja =H O 3

S$>T 7- 9urang menyerap air

- 9uat dielektrik di atas katun

- !ebih mahal dari katun

;& 7

- Bungkus ujung kabel yang

dikupas

;& 7

- Selubung belitan mesin ke"il



53/336

B$% S'?T *$T'9& ( B$%S* )

1). 9ertas tekan

+). Tekstil tekan

9'?TS T'9& T'9ST$! T'9&

S$>T 7


- 8udah dikerjakan

- ?ugi dielektrik ke"il

- 8urah

S$>T7

- 9urang menyerap air

- Temperature kerja 1GH O 3

- 9uat dielektrik naik

;& 7

- Selubung kabel tanah, trafodaya

- *ielektrik kapasitor

;& 7

- %ita ikat belitan- Bungkus belitan mesin

medium

- Selubung kabel

B$% %!ST$9

1). &atural / alami ( lak, ambar, 6arnish, getah )

+). Sintetis / buatan

&T?! S$&T'T$S

S$>T 7

- Berdaya rekat

- Tidak larut dalam minayk

bumi dibawah 5GG O 3

1. Thermoset /polimerisasi

kondensasi

+. Thermoplas/ polimerisasi

aditif

;& 7

- $mpregnasi kertas, tekstil

- %engikat/perekat

komutator,lapis mika

B%$%%S T'?8S'T 7

1). 8elamin :). Sili"on

+). %olyester H). %henol

5). 'poJy 2). %olyurethan



54/336

8'!8$& %!P'ST'?

S$>T 7

- 8udah di"etak

- Tahan panas dan kimia

- 9edap air

- %ermuakan li"in

- !engket sebelum keras

S$>T 7

- Tahan panas

- Tahan benturan

- Tidak tahan air

;& 7

- %elapis permukaan

;& 7

- %elapis laminasi

'%cP S$!$9&

S$>T 7

- Tahan kimia

- 9uat mekanik

- Tidak menyusut

- %erekat dengan hardener

S$>T 7

- Tahan air

- Tahan panas 1G O 3

- Tidak tahan minyak bumi

;& F

- !em besi

- 9omponen ke"il ganti besi

- (roda gigi, mur baut)

;& 7

- 3airan pendingin trafo

- ditif

(karet,logam,plasti",keramik)

%'&! %!P?'T&

S$>T 7

- Tahan panas

- 9uat

- 9aku, ukuran stabil

S$>T7


- 8engeras dan rusak pada

- +GG O 3



55/336

;& 7

- 3abinet TQ, dll

- %egangan alat/ tool

- Soket/ outlet- *isket, 3*

- 3asing $3,semi konduktor

;& 7

- !apis enamel kawat belitan

- Qarnish

B$%%S T'?8%!S 7

1). Bakelit ("elulos a"etate) H). %oly 6inyl "hloride (%Q3)

+). 3eluloid ("elulos nitrat) 2). %olyamid / nylon

5). %olyethylene/ polythene =). %oly "arbonat

:). %olystyrene ). Bitumen

B9'!$T 3'!!$*

S$>T 7

- Tahan bentur

- 8udah dikerjakan

- 8enyerap air

- gak mudah terbakar

- gak keras , rapuh, kaku

S$>T7

- 9eras tahan bentur

- 8udah terbakar

- !arut dalam a"etone

;& 7

- !andasan 7soket lampu, saklar,

kontak

;& 7

- Tidak digunakan di listrik



56/336

%!P'TP!'&' / %!PT'&' %!PSTP?'&'

S$>T 7

- ?ingan

- 'lasti" pada 2G O 3


- Tidak larut dalam sol6en/asam

- !ebur pada 11G O 3

- +GG s/d 2GG kQ /"m

S$>T 7

- 'lasti"


- +GG kQ /"m

- temperature kerja G O 3

;& 7

- Selubung kabel

- Selang, pipa, "ontainer

;& 7

- Bushing

- *ielektrik kapasitor *3

- 3abinet TQ, dll

%!PQ$&P! 3!?$*' %!P8$*/ &P!&

S$>T 7

- 9eras agak lentur


- 5GG kQ/ "m

- temp. kerja 4G O 3

S$>T7

- Tahan gesek

- Tahan sol6en/ asam

- Temp. kerja 1HG O 3

- +GG kQ /"m

;& 7

- Selubung kabel

- %ipa listrik, air

- >ilm, pita, lembar selubung

7batere, dll

;& 7

- Selubung kabel

- !embaran, pita,pipa

- 9omponen ke"il alat



57/336

%!P 3?B&T B$T8'&

S$>T7

- Tahan bentur

- Tahan asam/ sol6en


- !arut oleh hydro"arbon

aromati"

S$>T 7

- 8udah di"etak

- !unak pada =H O 3

;& 7

- >ilm isolasi

- 9omponen isolasi "etak

;& 7

B$% 9?'T 7

1). 9aret alam :). 9aret kloroprene/ neoprene

+). 9aret ebonite H). 9aret XnergyX

5). 9aret buatan/ sintetis

9?'T !8 9?'T 'B&$T

( karet alam < belerang )

S$>T

- 'lasti"

- Beroksidasi

- Temperature kerja =H O 3

- Temperature lebur +5G O 3

- +GG kQ/"m

S$>T

- ?usak oleh matahari

- *apat dikerjakan

- Temperature kerja 2G O 3

;&- Selubung kabel fleksibel

tegangan

- ?endah 7 las, katrol

;&- Bushing

- ?umah batere



58/336

9?'T BT&

( karet butyl )

9!?%?'&' / &'%?'&'

S$>T

- 9enyal

- Tahan gores

- Tahan panas

- Tahan sol6en/ asam

- Tidak beroksidasi

- ?usak oleh minyak bumi

S$>T

- Tahan api

- Tahan sol6en

- Tahan matahari

- dhesi6e dengan logam

;&

- $solasi kabel fleksibel

;&

- $solasi kabel

9?'T S$!$9&

S$>T

- Tahan minyak dan air

- !entur pada 2G O 3

-Temperature kerja 2G s/d 1HG O 3

;&

- %elapis

- %ita perekat

- Selubung kabel

B$% 8$&'?! / &?;&$9 7

1). 8ika 5). 8armer

+). 8ikanit :). Sabak

8$9 8$9&$T

( lembar mika < selak )

S$>T

- Tahan panas

- Tidak rusak oleh

air,asam,garam

- *apat di"etak

- 9uat dan kaku

- :GG s/d 1HGG kQ/"m

S$>T

- 5GG kQ/ "m



59/336

;&

- $solasi komutator

- Terminal mesin listrik

- $solator pemanas

;&

- Bushing

- $solasi komutator mesin besar

- $solasi alur mesin listrik

8?8'? SB9

S$>T

- ?apuh

- Tahan panas

- 8udah dikerjakan

- 2HG kQ/ "m

S$>T

- ?apuh

- Tahan panas

- 8udah dikerjakan

;&

- !andasan saklar daya

;&

- Bushing

- !andasan komponen

B$% 9'?8$9 / %?S'!$&

1). %roduk tanah +). ?efraktori

%?*9 T& ?'>?9T?$

(dolomite 3a35, magnesit 8g35)

S$>T

- 9eras, li"in, rapuh

- Berpori

S$>T

- Tahan panas sampai 1+GG O 3

- Tahan gores

- Tahan kimia- Tahan retak

- 8udah diekrjakan

;&

- $solator elemen pemanas

- $solator duduk, gantung

- !andasan saklar, fuse

- ?umah fuse

- Bushing

;&

- *inding tungku

- 3etakan logam tuang



60/336

B$% ;'!S 7

S$>T 88 ;& 88

9eras , li"in, rapuh

Transparan

%adat , sulit dikerjakan

Tahan kimia , sol6en, air

Tabung lampu

endela XnergyXerX, %B

>use ke"il

B$% ;'!S 7

1). _uart 5). >iber

+). %yreJ

_?T ( gelas sili"a ) %P?'c ( gelas boron )

S$>T

- Sulit dikerjakan

- Temperature kerja 1:=G O 3

- Temperature lebur 122= O 3

S$>T

- Tahan kimia

- Temperature lebur +G O 3

;&

- 9a"a tahan api

;&

- %ipa ka"a

- ;auge

>$B'? ( gelas resin sintetis )

S$>T

- Tahan bentur

- 8udah di"etak

- Berserat resin

- Temperature kerja 15G O 3

- Temperature lebur 2+2 O 3

;&

- Sekat tembus pandang

- endela instrument



61/336

B$% &&-?'S$&

1). 8alam/waJ +). spal

8!8 S%!

S$>T

- Tahan air

- %adat pada temp. ruang

- Temperature lebur

- HG s/d = O 3

S$>T

- Tahan asam dan garam

- *apat terbakar

- Temperature leleh 2G O 3

- Temperature lebur 1GG O 3

;&

- Segel/ seal- %enahan bo"or ke"il minyak

;&

- Selubung dan sambungan/ joint

- 9abel tanah

B$% !8$&S$ R *'S$>

(pelapis R perekat)

1). !aminat 5). 'namel

+). dhesif :). Qarnis

!8$&T *'S$>

S$>T

- 8enyerap air

- Temperatur kerja 2G s/d 14G O

3

- Tebal lembar G,+ s/d HG mm

S$>T

- 3air dan lengket

- !entur, tidak rapuh/ retak

- 8udah dikupas

- Tahan gesek

- Tahan sol6en- ?usak oleh air

- Tebal sampai G,GH mm

- Temperatur kerja +GG O 3

;&

- %elapis lembar kertas ,asbes,

gelas

;&

- Selubung belitan



62/336

Q?&$S 3T

S$>T

- Tahan air

- Tidak tahan gores

- 9eras bila beroksidasi

S$>T

- 3air dan lengket

- Tahan air bila kering

- 9eras bila beroksidasi

;&

- %elapis anti oksidasi

- %enahan air - 8eningkatkan isolasi

;&

- %elapis anti korosi 7tiang,

rumah alat

Soal "ontoh 7

1). pakah yang disebut bahan isolasi itu @

awab 7

Bahan isolasi/ isolator adalah bahan listrik yang mampu memisahkan /

menyekat bagian yang bertegangan listrik dengan bagian konduktif

terbuka (B9T) maupun netral yang dapat membahayakan jika tersentuh

manusia.

+). Sebutkan lima sifat pokok bahan isolasi.

awab 7

Sifat kelistrikan, terhadap panas, fisis, kimia, dan mekanis.

5). Berapa temperature kerja bahan isolasi kelas P @

awab 7 4G ° 3

:). Tuliskan satu "ontoh bahan isolasi gas, "air, dan padat masing- masing

dengan sifat dan kegunaannya.

awab 7

*? &$T?;'&



63/336

S$>T 7

-Tidak mudah terbakar

- Tidak eksplosif

- 8udah didapat dan murah- Tegangan tembus +G s/d HGkQ/"m

S$>T 7

- nti oksidan

;& 7

- STT , saklar , dielektrik kondensor

;& 7

- %engisi kabel tegangan tinggi

- Trafo daya pendingin minyak

8$&P9 8$&'?! 8$&P9 S$&T'T$S

S$>T7

- *ari minyak bumi

- Tidak menggumpal


- 5G s/d :G kQ/ "m

S$>T7


- Tidak mudah beroksidasi

- Tidak menggumpal

- Tidak degradasi kimia

- :G kQ/ "m

- bera"un

;& 7

- %engisi kabel tanah, trafo, kondensor


;& 7


kondensor - %endingin saklar daya, starter

9P 9'?TS *& 9?T&

S$>T

- ?ingan

- 8enyerap air

- 8udah terbakar

S$>T7

- ?ingan

- 8enyerap air

- 8udah terbakar

;&7- Struktur tiang

- !andasan

- 3hasis, tutup

- %egangan, tongkat

;&7- 9apasitor

- Bungkus belitan trafo

- las alur mesin listrik

- Sekat kabel telepon

Soal latihan 7

1). elaskan lima sifat pokok masing # masing dari bahan isolasi.

+). Berikan tiga buah "ontoh bahan isolasi kelas P ( maks. 4GO3).



64/336

5). Tuliskan enam buah "ontoh bahan isolasi gas masing- masing dengan sifat

dan kegunaannya.

:). Tuliskan empat buah "ontoh bahan isolasi "air masing- masing dengan

sifat dan kegunaannya.

H). Tuliskan sepuluh buah "ontoh bahan isolasi padat masing- masing dengan

sifat dan kegunaannya.

BAB =. K%N!E&TE& ENE&I LANSUN

=.1. Kon(erter Ener)i Lan)"un)

Bahan pengubah / XnergyXer Xnergy langsung adalah bahan #bahan yang dapat

mengubah se"ara langsung Xnergy tertentu menjadi Xnergy listrik.

9on6erter Xnergy itu antara lain adalah 7

1). Sel Surya. 5). Sel %embakaran H). Thermionik

+). 8agneto idro *inamik :). Thermo 'lektrik

Tabel .1. Bahan %engubah 'nergi , Sumber , *aya , dan 'fisiensi



65/336

Bahan u!*er +a,a

& #- '

.fisiensi / & '

Sel Surya 8atahari G,+H 1:

8agnet idro

dinamik

%anas +G.GGG 2G

Sel %embakaran dara, , 1H 4G

Thermo 'lektrik %anas H 5H

Thermionik %anas G,5G 1G

1). Sel Surya

Sel Surya dibuat dari bahan semi kondukktor transistor foto 6oltage.

Surya 8atahari yang mengenai bahan semi konduktor/ sel surya itu melepaskan

ele"tron 6alensi dari orbitnya. Sambungan %-& menghalangi aliran XnergyXe

tersebut dari lapisan & ke lapisan %, dan membangkitkan beda potensial pada bahan

sel surya itu.

+). 8agneto idro *inamik

8agneto idro *inamik terdiri dari beberapa ruang yaitu 7 ruang bakar, ruang

ionisasi, dan ruang elektroda. *i sekeliling ruang ionisasi dipasang magnet.

Bahan bakar hydrogen ditiup ke dalam ruang bakar dengan XnergyXerXe +.HGG O 3

menuju ke ruang ionisasi. 9etika gas itu sampai ke ruang elektroda membangkitkan

beda potensial pada ujung #ujung elektroda.

5). Sel %embakaran

Sel %embakaran ( ue% Ce%% ) berupa ruangan dengan tiga pintu. %intu pertama untuk

masuk bahan bakar (hydrogen, ethylene, methane). %intu kedua untuk masuk

oksigen. %intu ketiga untuk keluar oksida hasil pembakaran dan air. 'lektrolit yang

digunakan adalah alkali 9alium idroksil (9). Tegangan keluaran dibangkitkan

pada dua elektroda.

Bahan bakar yang ditiup bersama dengan oksigen ke ruangan berisi elektrolit untuk

proses oksidasi, sehingga terjadi pergerakan ion yang tinggi pada elektroda, dan



66/336

dibangkitkan beda potensial pada ujung- ujung elektroda itu.

:). Thermo 'lektrik

Thermo 'lektrik terdiri dari sambungan serial dari beberapa lapis bahan semi

konduktor tipe % dan & menggunakan dua logam penghubung konstantan yang

disambungkan pada salah satu ujung dari bahan tipe % dan & tersebut.

9etika diberikan XnergyXerXe berbeda hingga 1.+GG O 3 pada logam-logam

penghubung itu , maka dibangkitkan beda potensial pada ujung-ujung akhir.

H). Thermionik

Thermionik terdiri dari ruangan berisi elektrolit padat ksida 3alsium (3a) dengan

landasan dari bahan &ikelin (&i) sebagai katoda / emitter dan dengan tutup dari

bahan Tembaga (3u) sebagai anoda / kolektor.

9atoda diberi masukan Xnergy panas +.GGG O 3 sehingga XnergyXe 6alensi

meninggalkan katoda menuju ke anoda, dan dibangkitkan beda potensial antara

ujung-ujung elektroda tersebut.

Soal "ontoh 7

=) elaskan apa yang dimaksud dengan bahan XnergyXer Xnergy langsung.

awab 7

Bahan pengubah / XnergyXer Xnergy langsung adalah bahan-bahan yang

dapat mengubah se"ara langsung Xnergy lain menjadi Xnergy listrik.

) Sebutkan dua buah bahan pengubah / XnergyXer Xnergy langsung dan

jelaskan prinsip kerjanya.

awab 7

(1). Sel Surya

Sel Surya dibuat dari bahan semi kondukktor transistor foto 6oltage.

Surya 8atahari yang mengenai bahan semi konduktor/ sel surya itu

melepaskan XnergyXe 6alensi dari orbitnya. Sambungan %-& menghalangi

aliran XnergyXe tersebut dari lapisan & ke lapisan %, dan membangkitkan

beda potensial pada bahan sel surya itu.



67/336

(+). 8agneto idro *inamik

8agneto idro *inamik terdiri dari beberapa ruang yaitu 7 ruang bakar,

ruang ionisasi, dan ruang elektroda. *i sekeliling ruang ionisasi dipasang

magnet. Bahan bakar hydrogen ditiup ke dalam ruang bakar dengan

temperature +.HGG O 3 menuju ke ruang ionisasi. 9etika gas itu sampai ke

ruang elektroda membangkitkan beda potensial pada ujung # ujung elektroda.

Soal latihan 7

1) Sebutkan lima buah bahan pengubah / XnergyXer Xnergy langsung dan

jelaskan prinsip kerjanya.+) Tuliskan sumber , daya, dan efisiensi dari masing-masing lima bahan

pengubah / XnergyXer Xnergy langsung itu.

Ba+ >. K%MP%NEN LIST&IK

BAB II SISTEM DIST&IBUSI TENAA LIST&IK

29# Te)an)an Si"tem Di"tri+u"i Seun'er

da berma"am-ma"am sistem tegangan distribusi sekunder menurut standarF

(1) ''$ 7 'dison 'le"tri" $nstitut, (+) &'8 (&ational 'le"tri"al 8anufa"tures

sso"iation). %ada dasarnya tidak berbeda dengan sistem distribusi *3, faktor utama

yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban

mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan se"ara

optimal. *itinjau dari "ara pengawatannya, saluran distribusi 3 dibedakan atas

beberapa ma"am tipe, dan "ara pengawatan ini bergantung pula pada jumlah fasanya,

yaitu7

1. Sistem satu fasa dua kawat 1+G Qolt

+. Sistem satu fasa tiga kawat 1+G/+:G Qolt

5. Sistem tiga fasa empat kawat 1+G/+G Qolt

:. Sistem kawat tiga fasa empat 1+G/+:G Qolt

H. Sistem tiga fasa tiga kawat +:G Qolt

2. Sistem tiga fasa tiga kawat :G Qolt=. Sistem tiga fasa empat kawat +:G/:12 Qolt

. Sistem tiga fasa empat kawat +2H/:2G Qolt

4. Sistem tiga fasa empat kawat ++G/5G Qolt

*i $ndonesia dalam hal ini %T. %!& menggunakan sistem tegangan ++G/5G

Qolt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari %T. %!&,

menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. %emakai

listrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada negara pemberi

pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari

pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motor-motor listrik) di suplai dari

negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, $'3 ($nternational

'le"trote"hni"al 3omission), $ndonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan



68/336

menjadi ++G/5G Qolt saja, karena $'3 sejak tahun 142= sudah tidak men"antumkan

lagi tegangan 1+= Qolt. ($'3 Standard Qoltage pada %ublikasi nomor 5 tahun 142=

halaman = seri 1 tabel 1). *iagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi untuk

masingmasing sistem tegangan tersebut ditunjukkan pada gambar berikut ini729#91 Si"tem 'i"tri+u"i "atu $a"a 'en)an 'ua a?at.

Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan

untuk melayani penyalur daya berkapasitas ke"il dengan jarak pendek, yaitu daerah

perumahan dan pedesaan. *itinjau dari sisi sekunder trafo distribusinya, tipe ini ada

+(dua) ma"am, seperti ditunjukkan apada gambar 5-+H.

29#92 Si"tem 'i"tri+u"i "atu $a"a 'en)an ti)a a?at.

%ada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi *3 dengan tiga

kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran

netral disini dihubungkan pada tengah belitan ("enter-tap) sisi sekunder trafo, dan

diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur

daya berkapasitas ke"il dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.

29#9# Si"tem 'i"tri+u"i ti)a $a"a em,at a?at te)an)an 12@2@ !olt

Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak

pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat

dengan beban 5 fasa.

29#9 Si"tem 'i"tri+u"i ti)a $a"a em,at a?at te)an)an 12@2@= !olt



69/336

ntuk rangkaian seperti diatas terdapat pula sistem tegangan +:G/:12 Qolt dan atau

tegangan +2H/:2G Qolt.

29#97 Si"tem 'i"tri+u"i ti)a $a"a 'en)an ti)a a?at

Tipe ini banyak dikembangkan se"ara ekstensif. *alam hal ini rangkaian tiga

fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga)

ataupun rangkaian wye (star/bintang).

*iperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu

diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. ntuk rangkaian

delta tegangannya ber6ariasi yaitu +:G Qolt, dan :G Qolt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan.

29#98 Si"tem 'i"tri+u"i ti)a $a"a 'en)an em,at a?at

%ada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star, dimana

saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya pada sistem tiga fasa yang

lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini

terdapat dua alternatif besar tegangan.

29#9; Keti'a"imetri"an +e+an

*alam kondisi ideal dimana beban benar-benar terbagi rata (simetris) pada

ketiga fasanya, maka arus yang lewat pada saluran netral adalah benar-benar netral

(nol), yang artinya saluran netral ini tidak dilalui arus. 9arenanya dalam

pelaksanaan pengoperasiannya, saluran netral pada tipe star dibuat dengan ukuran

yang lebih ke"il dari ukuran kawat-kawat fasanya. Tipe ini dipakai untuk melajani

beban-beban perumahan, perdagangan dan $ndustri



70/336

;enerator 3 tiga fasa, pada dasarnya adalah serupa dengan tiga generator

satu fasa dengan daya yang sama (%5$ 0 5 J %1$), yang diran"ang menyatu se"ara

rigid (kompak), dengan tata letak masing-masing kumparan berbeda sudut (listrik)

sebesar 1+Go . adi, misalkan sebuah generator 5$ ;ambar +-5G. Sistem distribusitiga fasa empat kawat ++G/5G Qolt :12Q :12Q +:GQ +:GQ ;ambar +-+4. Sistem

distribusi tiga fasa tiga kawat 5G berkapasitas nominal bebannya 1G ampere, pada

dasarnya adalah sama dengan tiga generator 1$ masing-masing berkapasitas 1G

ampere, yang dijadikan satu. ika dibandingkan pada kapasitas daya yang sama,

misalkan sebuah generator 3 5$ berkapasitas 5G kQ (total) dengan generator 3

1$ berkapasitas 5G kQ akan didistribusikan pada 5 berkas kumparan daya, (katakan

bebannya simetris), masing-masing berkas menanggung 1G kQ. %ada tipe 1$, daya

sebesar 5G kQ ini seluruhnya ditanggung oleh satu berkas kumparan daya. *alam

praktek, sistem 5 fasa tidak selalu beroperasi pada kondisi arus beban simetris, baik

pada pembangkit maupun pada penyalurannya. %ada dasarnya, ada : sumber

penyebab terjadinya ketidak simetrisan sistem 5 fasa ini, yaitu729#9;91 Ti'a "imetri" te)an)an "eja ,a'a "um+ern*a3

Tegangan tak simetris pada output generator 5 fasa bisa saja terjadi

(walaupun jarang) karena kesalahan teknis pada ketiga berkas kumparan dayanya

(jumlah lilitan atau resistansi).

29#9;92 Ti'a "imetri" te)an)an ,a'a "alurann*a3

al demikian dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain7

1) 9onfigurasi ketiga saluran se"ara total total tidak simetris, sehingga total

kapasitansinya tidak simetris. 9eadaan demikian dapat terjadi pada

penyaluran jarak jauh dan bertegangan tinggi, dimana jarak rata-rata masing-

masing saluran fasa terhadap tanah tidak sama.

+) ?esistansi saluran tidak sama karena jenis bahan konduktor yang berbeda

(besar ? dipengaruhi oleh besar ).

5) ?esistansi saluran tidak sama karena ukuran konduktor tidak sama (besar

? dipengaruhi oleh besar U).

:) ?esistansi saluran tidak sama karena jarak antara masing-masing saluran

fasa dengan beban tidak sama (besar ? dipengaruhi oleh jarak l).

29#9;9# Ti'a "imetri" ,a'a re"i"tan"i +e+ann*a3

9arena besar $ (arus beban) ditentukan oleh besar ?(beban), maka pada

keadaan 5$7 ?? ?S ?T, maka arus bebannya7 $? $S $T. kibat lanjutnya

adalah7 bila resistansi saluran dianggap sama dengan ?, maka rugi tegangan yang

terjadi pada sistem 5$ adalah $?? $S? $T? atau Q? QS QT dan rugi daya $? +? $S + ? $T + ? atau %? %S %T sehingga7 Q(T)? Q(T)S Q(T)T dimana

Q(T) 0 tegangan pada sisi terima (konsumen). 9ondisi tak simetris pada tegangan

sisi terima akibat tidak simetrisnya beban ini adalah suatu hal yang paling sering

terjadi dalam praktek, antara lain oleh adanya sambungan-sambungan di luar

perhitungan dan peren"anaan. paya teknis memang perlu dilakukan, agar diperoleh

keadaan pembebanan yang simetris. %ada sistem 5 fasa yang menggunakan saluran

netral (ba"a saluran nol), dalam keadaan beban simetris maka arus yang lewat

saluran nol adalah benar-benar nol (netral), tetapi bila terjadi keadaan tak simetris,

maka sebagian arus (berupa arus resultan) akan lewat saluran netral ini, sehingga

saluran tersebut menjadi tidak netral lagi.

29#9;9 Ti'a "ama +e"ar $ator 'a*a 'ari +e+ann*a7



71/336

9eadaan demikian bisa terjadi, misalnya bila sistem 5 fasa dibebani seperti

berikut7

- >asa ? dibebani (1$) beban resistif murni

- >asa S dibebani motor 1$ dengan p.f. 0 G, mengikut.- >asa T dibebani motor 1$ dengan p.f. 0 G,2 mengikut.

- >asa ?ST dibebani motor 5$ dengan p.f. 0 G, mengikut.

*engan pembebanan tersebut berarti arus beban akan tidak simetris.

29 ar'u Di"tri+u"i

;ardu listrik pada dasarnya adalah rangkaian dari suatu perlengkapan hubung

bagi F a) %B tegangan menengahF b) %B tegangan rendah. 8asing-masing

dilengkapi gawai-gawai kendali dengan komponen proteksinya. enis-jenis gardu

listrik atau gardu distribusi didesain berdasarkan maksud dan tujuan penggunaannya

sesuai dengan peraturan %emda setempat, yaitu7 1) ;ardu *istribusi konstruksi beton

(;ardu Beton)F +) ;ardu *istribusi konstruksi metal "lad (;ardu besi)F 5a) ;ardu

*istribusi tipe tiang portal, 5b) *istribusi tipe tiang "antol (;ardu Tiang)F dan :a);ardu *istribusi mobil tipe kios, :b) ;ardu *istribusi mobil tipe trailer (;ardu

8obil).

9omponen-komponen gardu7 a) %B sisi tegangan rendahF b) %B pemisah

saklar daya)F ") %B pengaman transformator)F d) %B sisi tegangan rendahF e)

%engaman tegangan rendahF f) Sistem pembumianF g) alat-alat indikator.

$nstalasi perlengkapan hubung bagi tegangan rendah berupa %B T? atau rak

T? terdiri atas 5 bagian, yaitu 7 1) Sirkit masuk < sakelarF +) ?el pembagiF 5) Sirkit

keluar < pengaman lebur maksimum sirkit

Spesifikasi mengikuti kapasitas transformator distribusi yang dipakai.

$nstalasi kabel daya dan kabel kontrol, yaitu 9 kabel daya antara kubikel

ke transformator minimal 1+H arus beban nominal transformator. %ada beban

konstruksi memakai kubikel T8 single "ore 3u 7 5 J 1 J +H mm+ atau 5J1J5Hmm+ .

ntara transformator dengan ?ak T? memakai kabel daya dengan 9 1+H arus

nominal. %ada beberapa instalasi memakai kabel inti tunggal masingmasing kabel

perfasa, 3u + J 5 J 1 J +:G mm+ < 1 J +:G mm+ .

$nstalasi lain yang ada pada gardu distribusi adalah $nstalasi penerangan,

terdiri dariF 1) $nstalasi alat pembatas dan pengukurF +) $nststalasi kabel s"ada untuk

kubikel dengan motor kontrolF 5) $nstalasi pengaman pelanggan untuk %%

pelanggan tegangan menengah



72/336

%rosedur uji laik instalasi garduF Sebelum dioperasikan instalasi gardudistribusi harus dilakukan uji laik yang meliputi7

1). ji 6erifikasi ren"ana

- 8eneliti kesesuaian hasil pelaksanaan dengan ran"angan bahan

referensi adalah

persyaratanpersyaratan teknis pada ran"angan surat perintah kerja.

- 8eneliti kesesuaian spesifikasi teknis dengan material yang

terpasang.

+). ji fisik hasil pelaksanaan.

- 8eneliti apakah hasil pelaksanaan telah memenuhi persyaratan fisik

hasil pekerjaan

(kokoh, tidak goyang) tekukan, belokan kabel "lan lain-lain.

- 8eneliti mekanisme kerja peralatan.

- 8eneliti kebenaran pengkabelan, pengawatan instalasi listrik.

- 8eneliti keken"angan ikatan-ikatan mur, baut, konektor dan lain-

lain.

- 8eniliti kabel-kabel instalasi tidak menahan beban mekanik selain

beban sendiri.

- 8eneliti pengkabelan (wiring) instalasi kontrol.

5). ji 9etahanan $solasi

- 8elakukan uji ketahanan isolasi dengan alat megger pada tiap antar

fasa "lan fasatanah (referensi %$! 1 6olt 0 1 kilo ohm) pada sisi T8 "lan T?.

- ji dilakukan juga pada transformator.

:) ji ketahanan $mpulse

8elakukan uji withstand test HG k per 1 menit.



73/336

H). ji %ower >rekuensi ....

8elakukan uji tegangan +: kQ selama 1H menit.

2). ji alat proteksi

-ji fisik pengaman lebur dengan multi meter

-ji ?ak proteksi (jika ada)=). ji alat-alat kontrol

- Setelah dioperasikan uji unjuk kerja alat-alat kontrol (lampu,

6oltmeter, ampere meter)7

asil uji laik didokumenkan untuk iin operasional.

). $nstalasi untuk pelanggan tegangan menengah, hanya ditambah7

- Satu sel kubikel transformator tegangan

- Satu sel kubikel sambungan pelanggan dengan fasilitas7

- 3ir"uit breaker yang bekerja etas dater batas arus nominal. *aya

tersambung pelanggan.

- Transformator arus.

- Satu sel kubikel untuk sambungan kabel milik pelanggan

- Satu set alat ukur ( 9 meter, 9Q? meter) - Satu set relai

pembatas beban.

4). Spesifikasi teknis den ketentuan instalasinya same dengan ketentuan

instalasi sel kubikel lain.

1G). ji opersional dilaksanakan dengan tambahan, uji untuk kerja "ir"uit

breaker den relai

pembatas pelanggan.

2991 ar'u Beton

Paitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari beton("ampuran pasir, batu dan semen). ;ardu beton termasuk gardu jenis pasangan



74/336

dalam, karena pada umumnya semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan

trafo distribusi terletak di dalam bangunan beton. *alam pembangunannya semua

peralatan tersebut di disain dan diinstalasi di lokasi sesuai dengan ukuran bangunan

gardu. ;ambar 5-5= memperlihatkan sebuah gardu distribusi konstruksi beton.

9etentuan teknis komponen gardu beton, komponen tegangan menengah("ontoh rujukan %B tegangan menengah), yaituF a) Tegangan peren"anaan +H kQF

b) %ower frekuensi withstand 6oltage HG kQ untuk 1 menitF ") $mpulse withstand

6oltage 1+H kQF d) rus nominal :GGF e) rus nominal transformator HGF f) rus

hubung singkat dalam 1 detik 1+,H kF g) Short "ir"uit making "urrent 51,H k.

9omponen tegangan rendah ("ontoh rujukan %B tegangan rendah), yaituF

a) Tegangan peren"anaan :1: Qolt(fasa-fasa)F

b) %ower frekuensi withstand 5 kQ untuk 1 menit test fasa-fasaF

") $mpulse withstand 6oltage +G kQF

d) rus peren"anaan rel/busbar GG , 1.+GG , 1.GG F

e) rus peren"anaan sirkit keluar :GGF

f) Test ketahanan tegangan rendah.



75/336

2992 ar'u metal la' 4ar'u +e"i5

Paitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari besi. ;ardu

besi termasuk gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan

penghubung/pemutus, pemisah dan trafo distribusi terletak di dalam bangunan besi.

Semua peralatan tersebut sudah di instalasi di dalam bangunan besi, sehingga dalam

pembangunan nya pelaksana pekerjaan tinggal menyiapkan pondasinya saja. ;ambar

+-52 memperlihatkan sebuah gardu distribusi berupa gardu besi berbentuk kios.

299# ar'u Tian) Ti,e Portal.

;ardu Tiang, yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya/

penyangganya terbuat dari tiang. *alam hal ini trafo distribusi terletak di bagian atas

tiang. 9arena trafo distribusi terletak pada bagian atas tiang, maka gardu tiang hanya

dapat melayani daya listrik terbatas, mengingat berat trafo yang relatif tinggi,

sehingga tidak mungkin menempatkan trafo berkapasitas besar di bagian atas tiang

( H meter di atas tanah). ntuk gardu tiang dengan trafo satu fasa kapasitas yang

ada maksimum HG 9Q, sedang gardu tiang dengan trafo tiga fasa kapasitas

maksimum 12G 9Q (+GG kQ). Trafo tiga fasa untuk gradu tiang ada dua ma"am,

yaitu trafo 1J5 fasa dan trafo 5J1fasa. ;ambar 5-54 memperlihatkan sebuah gardu

distribusi tiang tipe portal lengkap dengan perlengkapan proteksinya dan panel

distribusi tegangan rendah yang terletak di bagian bawah tiang (tengah).

299#91 Ban)unan $i"i ar'u Portal

;ardu portal adalah gardu listrik tipe terbuka (outdoor) yang memakai

konstruksi tiang/menara kedudukan transformator minimal 5 meter diatas platform.

mumnya memakai tiang beton ukuran +JHGG da&.



76/336

- !emari %B T? dipasang minimal 1,+ meter diatas permukaan tanah atau

1,H meter pada daerah

yang sering terkena banjir. %ada beberapa tempat gardu portal juga dipasang

trafo arus untuk

pengukuran alat ukur pelanggan-pelanggan tegangan rendah.

299 ar'u Tian) Ti,e Cantol.

29991 Ban)unan $i"i ar'u ti,e Cantol

- ;ardu "antol adalah type.gardu listrik dengan transformator yang

di"antolkan pada tiang listrik besamya kekuatan tiang minimal HGG da&.

- $nstalasi gardu dapat berupa 7

J 1 3ut out fused



77/336

J 1 lighting arrester.

J 1 panel %B tegangan rendah dengan + jurusan atau transformator

"ompletely self

prote"ted (3S% - Transformator) !ihat "ontoh gambar konstruksigardu "antol %T. %!&

(%ersero)

29992 Sam+un)an ar'u Tian) Ti,e Cantol

- ;ardu "antol 1 fasa dengan transformator 3S% ("ompletely self prote"ted)

untuk pelayanan

satu fasa.

- ntuk pelayanan sistem 5 fasa memakai 5 buah trafo 1 fasa dengan titik

netral di gabungkan

dari tiap-tiap transformator menjadi satu.

- $nstalasi dalam %B terbagi atas 2 bagian utama.

o $nstalasi swit"h gear tegangan menengaho $nstalasi swit"h gear tegangan rendah

o $nstalasi transformator

o $nstalasi kabel tenaga dan kabel kontrol

o $nstalasi pembumian

o Bangunan fisik gardu.



78/336

$nstalasi %embumian

- $nstalasi pembumian pada gardu berdasarkan ketentuan yang diberlakukan

setempat. Tujuan

utamanya adalah mendapatkan nilai pentanahan elektroda maksimum 1 hm

- enis-jenis 'lektroda (lihat %$! +GGG Bab $$$).

3ontoh $nstalasi pembumian di %T. %!& *istribusi akarta ?aya R



79/336

Tangerang kabel 1 J HG mm+ 3u digelar dibawah fondasi melingkar tertutup. %ada

beberapa titik tiap-tiap 1 meter dikeluarkan sebagai terminal pembumian. 9abel ini

berfungsi juga sebagai ikatan penyama potensial.

3ontoh%enggunaan elektroda batang pada gardu distribusi7

- 8emakai elektroda dengan kedalaman 5-2 meter.

- arak tanam minimal + meter atau sejarak 1 J panjang elektroda.

- %ada terminal keluar harus diberi bak kontrol untuk melakukan pengukuran

tahanan tanah.

$katan %embumian

- Semua bagian-bagian konduktif terbuka "lan bagian konduktif eJtra pada gardu

dihubungkan dengan

penghantar ke ikatan penyama potensial pembumian.

- Titik netral sistem tegangan rendah pada terminal netral transformator, pada ?ak

%&B-T? dibumikan,

dihubungkan pada elektroda pembumian.

- 9lem pengikat harus terbuat dari bahan tahan korosi minimal memakai baut ukuran

1G mm+ .

9eterangan

'lektroda pembumian grid 3 1 J HG mm+ digelar di bawah pon"lasi gardu.

%ada titik-titik tertentu dikeluarkan setinggi 5G "m untuk terminal pembumian.

%enghantar terminal memakai 3 1 J 12 mm+ untuk B9T. 3 1 J HG mm+ untuk

&etral Transformator B9T, Transformator dan ?ak T?



80/336

9onstruksi penunjang.

Beberapa konstruksi penunjang terdapat pada kelengkapan konstruksi gardu yang

kebutuhannya disesuaikan setempat.

9abel Tray harus terbuat dari bahan anti korosif untuk keperluan tiap-tiap 5 meter jalur kabel.

9lem kabel untuk memperkuat dudukan kabel pada ikatan dinamis atau kabel tray

bisa terbuat dari kayu (Support "able).

- bolt "lamp

- Spi"e plate

- plate bar

- 3ollar- penjepit kabel pada ?ak T?/T8.

- >isser ukuran 1G mm+ panjang 2G mm+ , 1+G mm+

- $nsulating bolt, baut dilapisi nilon, makrolon.

- $nsulating slim, bahan bakelit, nilon, makrolon.

- Terminal hubung, plat dibawah sel T8.- 3lampping "onne"tor G 4 mm+ , 15 mm+ , 1= mm+ .

- T- "onne"tor lunimog-"lamp terbuat dari 3u.

- ngle "lamp "onne"tor (knee-konektor)

- 3onne"ting blok terbuat dari tembaga

- Straight "lamp "onne"tor ntuk konstruksi pemasangan "ontoh pada

standard konstruksi

instalasi gardu %T. %!& (%ersero).

2997 ar'u Mo+il

Paitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya berupa sebuah mobil

(diletakkan diatas mobil), sehingga bisa dipindah-pindah sesuai dengan tempat yang

membutuhkan. leh karenanya gardu mobil ini pada ;ambar +-:5. *iagram $nstalasi

%embumian ;ardu *istribusi Sistem *istribusi Tenaga !istrik :1 umumnya untuk

pemakaian sementara(darurat), yaitu untuk mengatasi kebutuhan daya yang sifatnya

temporer.

Se"ara umum ada dua jenis gardu mobil, yaitu pertama gardu mobil jenis

pasangan dalam (mobil boks) dimana semua peralatan gardu berada di dalam

bangunan besi yang mirip dengan gardu besi. 9edua, gardu mobil jenis pasangan

luar, yaitu gardu yang berada diatas mobil trailer, sehingga bentuk pisiknya lebih

panjang dan semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan trafo distribusi

tampak dari luar. ;ambar +-:: memperlihatkan sebuah gardu distribusi berupa gardu

mobil pasangan luar berada diatas trailer. ;ardu distribusi jenis trailer ini umumnya berkapasitas lebih besar daripada yang jenis mobil. al ini bisa dilihat dari

konstruksi peralatan penghubung yang digunakan.

%ada setiap gardu distribusi umumnya terdiri dari empat ruang (bagian) yaitu,

bagian penyambungan/pemutusan sisi tegangan tinggi,



81/336

bagian pengukuran sisi tegangan tinggi, bagian trafo distribusi dan bagian panel sisi

tegangan rendah. 9eterangan gambar7

%ada gardu beton dan gardu metal bagian-bagian tersebut tersekat satu

dengan lainnya, sedang pada gardu tiang panel distribusi tegangan rendah diletakkan

pada bagian bawah tiang. %ada gardu distribusi, sistem pengaman yang digunakan

umumnya berupa arrester untuk mengantipasi tegangan lebih (o6er 6oltage), kawat

tanah (ground wire) untuk melindungi saluran fasa dari sambaran petir dan sistem

pentanahan untuk menetralisir muatan lebih, serta sekring pada sisi tegangan tinggi

(fuse "ut out) untuk memutus rangkaian jika terjadi arus lebih (beban lebih). ;ambar

+-::. ;ardu mobil :+Se"ara 6isual >use 3ut ut

ini dari bawah (jauh) tampak sedang

on atau off. rrester dipasang di

bagian luar gardu distribusi, yaitu pada

ST8 tempat penyam-bungan ke

gardu distribusi. >use "ut out

dipasang dekat arrester atau bisa juga

dipasang di dalam gardu, jika jarak

antara titik penyambungan dan gardu

distribusi relatif jauh dan saluran

"abang menuju gardu distribusi

menggunakan kabel tanah. ntuk

gardu tiang dan gardu mobil >use 3ut

ut di pasang pada bagian atas tiang

terde

t bpkm utk flipbook

Documents