nas 1.pdf

JURNAL LOGIC. VOL. 11. NO.3. NOPEMBER 2011 132

KAJIAN TEKNIS DAN EKONOMIS PENGGUNAAN KABEL TEMBAGA DIBANDINGKAN DENGAN KABEL ALUMINIUM

PADA SISTEM INSTALASI DAN DISTRIBUSI KABEL POWER DI POWER HOUSE W HOTEL RETREAT AND SPA - BALI

Ida Bagus Ketut Sugirianta

Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bali Bukit Jimbaran, Tuban Badung - BALI

Phone :+62-361-701981, Fax:+62-361-701128, e-mail: [email protected]

Abstrak: Fungsi penghantar dalam sistem tenaga listrik memegang peranan yang sangat penting. Perak, tembaga, emas, aluminium dan kuningan adalah daftar urutan logam yang mempunyai konduktivitas yang sangat baik yang dapat difungsikan sebagai penghantar listrik. Dari sekian banyak bahan penghantar yang ada tembaga dan aluminium adalah dua bahan penghantar yang memenuhi persyaratan baik secara teknis maupun ekonomis untuk difungsikan sebagai penghantar dalam sistem transmisi, distribusi dan instalasi tenaga listrik. Sebagai bahan penghantar, antara tembaga dan aluminium masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelebihan tembaga terdapat pada daya konduktivitas yang mana konduktifitas aluminium hanya ±59% dari tembaga sedangkan kelebihan aluminium terletak pada berat massa jenis yang hanya 30,34% dari tembaga dan segi ekonomis harga aluminium jauh lebih murah dibandingkan dengan tembaga. Pada sistem distribusi dan instalasi daya listrik di power house W Hotel Retreat and SPA didapatkan hasil perhitungan bahwa, penggunaan kabel aluminium lebih murah 54,24%, maka penggantian kabel tembaga menjadi aluminium pada kasus ini sangat layak untuk dilaksanakan. Sementara dari segi teknis, tegangan jatuh yang terjadi pada kabel aluminium hanya 0,73 % masih jauh dari batas tegangan jatuh yang diijinkan yaitu 5%. Kata kunci : Penghantar Tembaga, Aluminium, Kajian Teknis dan Ekonomis

Technical And Economic Study On The Use Of Copper Cable Compared With Aluminum Cable On

Installation And Distribution System of Electric Power In The Power House of W Hotel And Retreat SPA – Bali

Abstract: The function of the conductor in the power system plays as a very important role. Silver, copper, gold, aluminum and brass are a list of metals that have excellent conductivity which can function as an electrical conductor. From that existing conducting materials, copper and aluminum are the two conducting material that meets the requirements both technically and economically to function as a conductor of the transmission system, distribution and installation of electric power. As a conducting material, such as copper and aluminum each have advantages and disadvantages. The conductivity of aluminum is only ± 59% of copper, while the weight density of aluminum is only 30.34% of copper and aluminum prices economically much cheaper than copper. In the distribution and installation of electrical power system in the power house of W Hotel Retreat and SPA calculations result that using the aluminum will be cheaper (51.88%) than copper. So, the replacement of copper wires to aluminum in this case is very feasible to be implemented. While from a technical point, the voltage drop that occurs in aluminum wiring is only 0.73% and it is far from the limit of 5% of the allowable voltage drop. Keywords: Copper, Aluminum, Technical study, Economic study.

mailto:[email protected]


I. PENDAHULUAN Untuk dapat difungsikan sebagai penghantar listrik maka logam harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : mempunyai konduktifitas yang baik, kekuatan mekanis harus cukup tinggi, koefisien muai panjang yang kecil, dan modulus kenyalnya cukup. Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri. Selain masalah teknis, penggunaan logam sebagai penghantar ternyata juga sangat ditentukan oleh nilai ekonomis logam tersebut di masyarakat. Sehingga suatu kompromi antara nilai teknis dan ekonomi logam yang akan digunakan mutlak diperhatikan. Dari pertimbangan di atas logam yang menjadi pilihan adalah tembaga dan aluminium.

Kelebihan tembaga dibandingkan aluminium adalah mempunyai konduktivitas yang lebih yaitu 6 x 107 (1/ohm meter) sedangkan aluminium hanya 3,8 x 107 (1/ohm meter). Disamping itu, tembaga juga mempunyai sifat mekanis yang lebih lentur. Kelebihan aluminium adalah mempunyai masa jenis yang jauh lebih ringan yaitu 2,7 gr/cm3 sedangkan tembaga 8,9 gr/cm3, sehingga aluminium menjadi pilihan sebagai penghantar udara dan dari segi ekonomi aluminium jauh lebih murah. Di waktu yang lalu, bahan yang banyak digunakan untuk saluran listrik adalah tembaga (Cu), namun karena harga tembaga yang tinggi dan tidak stabil bahkan cenderung naik, aluminium mulai dilirik dan dimanfaatkan sebagai bahan pengganti. [2].

Yang ingin diketahui dalam tulisan ini adalah seberapa besar berbandingan nilai ekonomis penggunaan kabel tembaga dibandingkan aluminium pada sistem instalasi daya listrik di W Hotel Retreat and SPA, dan berapa besar drop tegangan yang terjadi di antara dua penghantar tersebut. Sesuai dengan yang disyaratkan dalam sistem penghantaran daya listrik adalah bahwa jatuh tegangan tidak boleh dari 5% [1].

II. METODE PENELITIAN

2.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di power house satu dan power house dua, W Hotel Retreat and SPA yang berlokasi di Jalan Petitenget Kerobokan Kabupaten Badung Bali. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan yaitu mulai bulan Mei sampai dengan Juli tahun 2011. 2.2. Obyek dan Data Penelitian

Sebagai obyek penelitian adalah sistem instalasi dan distribusi daya listrik di power house W Hotel. Data penelitian yang dipakai adalah data sekunder yang berupa gambar disain dan as built drawing dan data

beban listrik. Secara detail data yang diperlukan adalah data tipe dan besar luas penampang penghantar, panjang penghantar serta data beban listrik. Alat yang dipergunakan untuk mengolah data adalah program mikrosoft excel. 2.3. Langkah Cara Kerja Penelitian

Pebelitian ini dilaksanakan dengan jalan mengevaluasi desain awal instalasi kabel power yang ada di power house W hotel, yang awalnya mempergunakan kabel dengan inti tembaga. Adapun langkah penelitiannya adalah sebagai berikut :

- Menghitung besarnya arus yang akan mengalir. Dari data besarnya beban listrik (VA) yang akan dipikul oleh penghantar ini kemudian dengan mempergunakan persamaan :

Ampere ………………1.

dimana, I adalah besarnya arus yang mengalir I (ampere), VA besarnya beban listrik dan V adalah tegangan sistem (volt).

- Menentukan luas penampang penghantar aluminium. Luas penampang kabel aluminium yang akan ditentukan adalah sebagai konversi kabel dari tembaga ke aluminium. Dengan melihat besarnya arus yang akan mengalir dapat ditentukan besar luas penampang penghantar yang diperlukan dengan bantuan tabel kemampuan hantar arus penghantar.

- Menghitung tegangan jatuh pada kabel. Sesuai yang disyaratkan dalam PUIL 2000 bahwa besarnya tegangan jatuh yang diperbolehkan adalah maksimal 5% dari tegangan nominalnya. Untuk menghitung besarnya tegangan jatuh yang terjadi pada penghantar dipergunkan persamaan berikut :

……………….2 Diman, △V = tegangan jatuh ( volt), I = arus yang mengalir (ampere), R = tahanan penghantar, X = reaktansi penghantar dan Cos Ø adalah factor daya sistem listrik.


- Menghitung biaya instalasi dan distribusi kabel power Biaya instalasi kabel power terdiri atas beberapa komponen yaitu : biaya material yang merupakan harga dari kabel, biaya material pendukung adalah biya yang diperlukan untuk material pendukung pemasangan kabel tersebut, seperti konektor, skun kabel dan sebagainya. Ada juga biaya tools yang timbul terkait dengan penyusutan peralatan yang digunakan dan yang terakhir adalah upah kerja dari tenaga yang melaksanakan pekerjaan instalasi tersebut.

2.4. Parameter yang diamati Parameter yang diamati adalah nilai resistensi, reaktansi, daya hantar serta biaya satuan pekerjaan instalasi kabel tembaga dan aluminium. 2.5. Teknik Analisis Analisis yang dilakukan adalah membandingkan secara teknis dan ekonomis antara kabel tembaga dan aluminium. Aspek teknis yang akan dibandingkan antara kabel tembaga dan aluminium adalah kemampuan daya hantar, besarnya luas penampang, kuat tarik, koefesien muai suhu dan tegangan jatuh. Sedangkan secara ekonomis akan dibandingkan biaya instalasinya. III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Instalasi Kabel Power di Power House W Hotel Power house W hotel Retreat and SPA adalah pusat dari sistem kelistrikan untuk melayani keseluruhan beban listrik yang ada di W Hotel. System suplai daya listrik untuk W Hotel dilayani dari dua suplai daya listrik yaitu pertama dan sumber daya listrik utama adalah dari PLN dengan daya terpasang 2.770 KVA melalui sistem tegangan menengah 20KV. Gambar 1 memperlihatkan lay out dari power house W hotel didalamnya terdapat peralatan utama seperti kubikel PLN, transformator daya, LVMDP, Genset dan Panel Control Genset. Sumber daya listrik yang kedua adalah dari dua buah genset dengan total kapasitas 3.050 KVA, yang mana antara PLN dan Genset dilengkapai dengan sistem sinkron serta AMF ATS untuk menjamin suplai listrik yang kontinue di hotel berbintang 5 ini.

Gambar 1. Lay Out Power House W Hotels

Single line diagram instalasi di power house ditunjukkan dalam gambar 2. Dalam gambar terlihat semua instalasi kabel power di power house menggunakan kabel dengan inti aluminium. Ini merupakan gambar as built drawing yang mana pada disain awal dari konsultan semua kabel powernya menggunakan kabel dengan inti tembaga.

Gambar 2. Single line diagram Power House W

Hotel Jenis kabel power yang dipergunakan dalam instalasi ini adalah yang dipergunakan pada tabel 1. 3.2 Konversi kabel tembaga ke kabel aluminium Dari besarnya arus listrik yang akan mengalir pada suatu kabel, dengan bantuan tabel kemampuan hantar arus penghantar yanga ada pada PUIL 2000, maka dapat ditentukan besarnya luas penampang penghantar yang diperlukan, dalam hal ini adalah konversi dari kabel tembaga ke aluminium. Dari hasil perhitungan dan penggunaan tabel maka didapatkan hasil konversi seperti ditunjukkan dalam tabel 2.


Tabel 1. Data Beban, Panjang Kabel Instalasi dan besarnya arus listrik di Power House

Dari tabel terlihat bahwa hal yang paling kelihatan adalah perubahan dimensi dari luas penampang penghantar aluminium yang rata-rata naik minimal satu tingkat dibandingkan dengan tembaga, hal ini disebabkan oleh dengan lebih rendahnya daya hantar aluminium, sehingga agar mampu menghantarkan arus listrik yang sama besar dengan tembaga maka luas penampang aluminium yang dipergunakan arus lebih besar.

Tabel 2. Konversi kabel tembaga menjadi aluminium

3.3 Perhitungan Tegangan Jatuh Dengan mempergunakan persamaan (1), dan data yang ada pada tabel 1 dan 2 maka didapatkan hasil perhitungan seperti yang ditunjukkan dalam tabel 3 dan 4. Tabel 3 adalah hasil perhitungan drop tegangan untuk kabel tipe tembaga, nilai yang didapatkan berkisar antara 0,02% sampai 0,61%, angka ini masih jauh dari ambang batas tegangan jatuh yang diperbolehkan yaitu 5%. Tabel 4 adalah hasil perhitungan untuk penggunaan kabel aluminium, nilai yang paling tinggi adalah 0,73%,

nilai ini masih jauh dari ambang batas tegangan jatuh yang diperbolehkan. Tabel 3. Hasil perhitungan tegangan jatuh pada kabel tembaga

Tabel 4. Hasil perhitungan tegangan jatuh pada kabel aluminium

Tabel 5. Biaya Instalasi dengan mempergunakan kabel tembaga.

3.4 Biaya Instalasi Kabel Biaya instalasi kabel power dengan komponen biaya, harga material kabel, material bantu, tools dan


upah kerja dapat dilihat pada tabel 5 untuk kabel tembaga dan tabel 6 untuk kabel uluminium. Dari tabel 5 dan 6 terlihat bahwa biaya total penggunaan kabel tembaga dibandingkan aluminium adalah Rp. 1.624.600.424,- berbanding Rp. 842.987.720 atau biaya aluminium hanya 51,88 % dari biaya tembaga. Dari segi material harga tembaga jauh lebih mahal dari aluminium sementra dari komponen biaya upah kerja, material bantu dan tool, biaya aluminium jauh lebih tinggi.

Tabel 6. Biaya Instalasi menggunakan kabel Aluminium

IV. SIMPULAN Dari pembahasan terhadap penggunaan kabel tembaga dibandingkan dengan aluminium di instalasi dan distribusi daya listrik di power house W Hotel Retreat and SPA-Bali, dapat disimpulkan beberapa hal seperti di bawah ini : 1. Daya hantar aluminium hanya hanya 59,57%. dari

tembaga sedangkan massa jenis aluminium hanya 30,34% dari massa jenis tembaga.

2. Konversi penggunaan kabel tembaga menjadi kabel aluminium mengakibatkan kenaikan luas penampang kabel rata-rata satu tingkat dan jatuh tegangan yang terjadi paling besar adalah 0,73.%.

3. Dari perhitungan didapatkan bahwa biaya penggunaan kabel aluminium hanya 51, 88% dari kabel tembaga.

4. Dengan semakin tingginya harga tembaga maka penggunaan kabel aluminium akan semakin meningkat.

DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Standarisasi Nasional -BSBN 2002,

Persyaratan Bahan Batang Aluminium Paduan Tahan Panas, SNI 07-6658-2002

[2] Badan Standarisasi Nasional 2002, Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), SSNI 04-0225-2000.

[3] Forum Diskusi Kelistrikan “Dunia Listrik”, Ilmu Bahan Listrik-Logam Non Fero, http//dunia listrik blogspot.com/2009/03 ilmu-bahan-listrik-logam-non ferro.html, 3 agustus 2011.

[4] Forum Diskusi Kelistrikan “Dunia Listrik” Kakteristik Beberapa Jenis Bahan Penghantar Listrik, http//dunia-listrik blogspot.com/2010/08/ karakteristik-beberapa=jenis-bahan.html, 3 agustus 2011.

[5] Lawrence J. Kelly and William A. TIkb, Cable caracteristik; Electrical, April 19, 2005, http:/www.ziddu.com/download/3158839/Conductors.pdf.html

[6] Lawrence J. Kelly and Carl C. Landinger, Conductors, April 19, 2005,

[7] James D. Medek and William A. Thue-834 Kb, http:/www.ziddu.com/download/3159440/Cable Installation.pdf.html

Documents

nas 1.pdf