CARA MENGHITUNG UKURAN KABEL

Cara menghitung ukuran

dear all,

saya mau tanya,bagaimana cara menghitung/menentukan ukuran kabel listrik dan ukuran kabel tsb kuat sampai berapa Watt.sampai sejauh berapa meter kabel tsb kuat menahan arus....ada rumusan,artikel,tabelnya.

Saya coba bantu ya:

1. Cari tahu daya tiap2 beban-beban/peralatan dan "future possibility load" jadi bisa di prediksi kabelnya

2. Dari daya tsb kita bisa hitung Arusnya (Ampere)

3. Dari ampere tsb kita bisa tau "tingkat" panas yg dihasilkan

4. Dari tingkat panas yang dihasilkan kita bisa tau material dan konstruksi kabel apa yg tepat dan berapa ukurannya

5. Untuk table saya kira bapak bisa search di google.

Semoga membantU

Berikut ini metode menghitung ukuran kabel.

Ukuran kabel harus memenuhi 3 hal berikut:

Ampacity (kemampuan kabel menghantar arus),  oltage Drop (rugi2 pada kabel),

Short Circuit Withstand Capability (daya tahan kabel terhadap arus short circuit saat terjadi gangguan)

 

Ampacity

Kabel memiliki nilai ampacity yg berbeda2 berdasarkan ukurannya. Semakin besar ukuran kabel semakin besar nilai ampacity nya maka semakin besar kemampuan kabel tsb untuk menghantar arus ke beban.

Kabel harus memiliki nilai ampacity minimal lebih besar125% dari total arus beban (berdasarkan NEC standard).

Cable Ampacity ≥ 1.25 x Full Load Current

Note:

Tabel besarnya nilai ampacity bisa didapat dari catalog vendor kabel atau bisa juga dipakai table ampacity dari beberapa standard misalnya Tabel B-310 NEC standard.

 

Nilai ampacity juga berpengaruh terhadap ambient temperature dimana kabel akan digunakan sehingga perlu di koreksi (derating factor) dengan menggunakan correction factor yg sesuai. Table B-310 di NEC standard juga mencantumkan correction factor berdasarkan temperature dan jumlah conductor (grouping factor).

 

Voltage Drop

Voltage drop adalah besarnya rugi2 yg terserap pada kabel dikarenakan adanya resistance dan reactance pada kabel. Semakin besar nilai resistance dan reactance maka semakin besar voltage drop nya. Semakin panjang kabel maka semakin besar nilai reasistance dan reactance nya. Dalam memilih ukuran kabel, untuk mengurangi nilai resistance dan reactance agar voltage drop berkurang bisa dengan cara memilih ukuran kabel yg lebih besar, atau dengan cara memparalel kabel.

 Note:

Nilai resistance dan reactance pada kabel berbanding terbalik dengan luas penampang kabel sebagaimana rumus yg sudah sering kita temukan di pelajaran fisika sbb:

 

R = ρ L/A

R = nilai impedance kabel (resistance dan reactance)

ρ = tahanan jenis

L = panjang cable

A = luas penampang

Untuk menghitung voltage drop dapat menggunakan rumus sbb:

 Untuk 3 phase:

% Voltage Drop = I x (R cos.j + X sin.j ) x (L / 1000) x (100% x √3 / VLL) 

 Untuk 1 phase:

% Voltage Drop = 2 x I x (R cos.j + X sin.j ) x (L / 1000)  x (100% / VLN)

I = current in ampere

R = Resistance in ohm/1000ft

X= Reactance in ohm/1000ft

VLL = Voltage Line to Line (3 phase)

VLN = Voltage Line to neutral (1 phase)

L = Cable Length in Feet

Persyaratan besarnya maximum voltage drop yg diizinkan harus sesuai spesifikasi / standard yg digunakan, biasanya adalah sbb:

Main feeder ≤ 1 %

Branch circuit ≤ 3 %

Nilai resistance dan reactance bisa didapat dari catalog kabel vendor atau bisa mengacu standard yg dipakai misalnya Table 8 dan Table 9 NEC standard.

Nilai cos.j bisa didapat dari factor daya misalnya factor daya PF= 0.85 maka cos.j = 0.85 kemudian nilai sin.j bisa didapat dari rumus trigonometri sbb:

cos2j + sin2j = 1

Short Circuit Withstand Capability

Setelah ukuran kabel ditentukan berdasarkan ampacity dan voltage drop, maka lakukan pengecekan ketahanan kabel terhadap arus short circuit. Biasanya data ketahanan kabel terhadap short circuit current bisa dilihat dari catalog kabel vendor, atau bisa menggunakan rumus sbb:

 

               Minimum Cable size = Isc x √t / k

                     

   t = duration of short circuit

   t = 0.04 for fuse protection

     = 0.06 for MCCB

      = 0.4 for VCB

   k = 135 for copper conductor with XLPE or EPR insulation

Ukuran kabel dapat diterima apabila sudah memenuhi 3 criteria diatas.

Selamat menghitung.

Berikut juga bisa dipakai untuk pengukuran, terlampir juga standart kabel baik itu tahanan maupun reaktann

Saya ingin meluruskan penjelasan dari Berlian mengenai reaktansi. Reaktansi tidak ditentukan oleh rho dan luas penampang, tapi oleh besarnya pemisahan jarak antar core (yaitu ketebalan insulation dalam kasus insulated cable) atau jarak antar konduktor dalam kasus overhead wires).

Mungkin yg anda maksudkan adalah kapasitansi (Farad) yg berhubungan dengan ketebalan isolasi kabel atau jarak antar kabel, dan ini berhubungan dengan leakage current (arus bocor).

Sementara kita membahas metode menghitung kabel dalam hal ini ukuran konduktornya (bukan isolasinya). Nilai impedansi suatu konduktor itu gabungan dari nilai resistansi dan reaktansi:

Z = sqrt (R2 + X2)

Nilai reaktansi konduktor tergantung dari nilai induktansi bahan konduktor tsb dan juga frekwensi tegangan supply.

X = 2 . л . f . L

 

Satuan reaktansi tsb juga sudah bukan henry lagi tapi sudah ohm jadi intinya disini kita membahas impedansi suatu kabel untuk keperluan menentukan ukuran kabel (konduktor).

Sebenarnya rumus R = ρ L/A ini juga tidak kita gunakan dalam menghitung ukuran kabel, Rumus ini saya ikutkan hanya untuk menunjukkan korelasi antara nilai impedansi suatu kabel dengan ukuran penampang kabel supaya lebih kelihatan logikanya mengapa voltage drop bisa kita kecilkan dengan cara menaikkan ukuran kabel.

saya coba tambahkan keterangan perhitungan kabel, semoga berguna...

Attachment : PUIL 2000.pdf

Dear ALL,

Jangan lupa reaktansi itu terbagi dua seperti terbagi duanya semua yang ada di alam.

Jadi reaktansipun terbagi dua antara kapasitif dan induktif.

Untuk lebih jelasnya

Makanya dalam hal size kabel (konduktor) saya tidak menyinggung reaktansi kapasitif.

Di tabel 9 NEC "Alternating current resistance and reactance for 600 Volt Cables, 3-Phase, 60 Hz, disitu dituliskan XL yang merupakan reaktansi induktif. Kita tidak membahas masalah reaktansi kapasitif yg berhubungan dengan dielektrik, kekuatan isolasi, jarak antar konduktor, dll dan hal ini tidak perlu dikhawatirkan dalam hal menentukan size kabel (conductor). Sebenarnya kita tidak perlu risau dengan rumus tsb karena yg kita perlukan adalah nilai resistansi dan reaktansi dari kabel yg seharusnya diberikan oleh pihak pabrikan/vendor kabel sehingga didalam suatu proyek instalasi kita bisa menentukan size kabel dengan tepat.

Kalau dikatakan size suatu kabel adalah 2.5 sqmm itu adalah luas penampang konduktornya (wire) bukan luas penampang seluruh kabel dan isolasi.

Silahkan saja diganti judulnya kalau ingin membahas masalah reaktansi kapasitif, dielektrik, strength of isolation, leakage current, dll. Saya kira pihak pabrikan kabel yg lebih mengetahui hal ini. Dan saya hanya mewakili kepentingan dari sisi Construction Engineering (sebagai pihak pemakai kabel).

Berlian, point pertama saya adalah  saya cuma mau meluruskan isi e-mail anda sebelumnya yang menuliskan formula dan saya quote di bawah ini :

"  R = ρ L/A

    R = nilai impedance kabel (resistance dan reactance) "

Berlian, R di sini seharusnya dibaca sebagai DC R(esistance)  Jadi mohon penulisan impedance dan juga reactance di dalam bracket itu anda hapus karena salah, karena reactance has nothing to do with it, seperti yang akan saya sampaikan di point kedua.  Maka wordingnya seharusnya menjadi

R = nilai impedance   DC resistance  kabel (resistance dan reactance)

Point saya yang kedua adalah :

Kalau kita bicara mengenai voltage drop di cable untuk jarak relatif pendek (di bawah 1 km), tentu saja yang kita bicarakan hanya reactansi (induktif), karena reaktansi (kapasitif) secara practical bisa diabaikan. Maka yang saya maksud dengan reactance di e-mail  saya tentu saja reaktansi induktif.

Nah, sekarang saya akan tuliskan kembali formulasi untuk XL yang lebih lengkap :

XL = 2 . л . f . L

Dengan L saya quote di bawah ini dari Electric Cable Handbook, 3rd Ed, editor : G.F Moore, Blackwell Science. 

" INDUCTANCE

The inductance L per core of a 3-core cable or of three single-core cables comprises two

parts, the self-inductance of the conductor and the mutual inductance with other cores.

It is given by

L = K + 0.2 loge 2S/d   (mH/km)

where K= a constant relating to the conductor formation (table 2.1)

S = axial spacing between conductors within the cable (ram), or

   = axial spacing between conductors of a trefoil group of single-core cables   (mm), or

   = 1.26 x phase spacing for a flat formation of three single-core cables (mm)

d = conductor diameter or for shaped designs the diameter of an equivalent circular   conductor (mm) "

Nah, ketika saya tuliskan  mengenai jarak antar konduktor (yaitu ketebalan insulation) yang ikut menentukan besarnya reaktansi(induktif), yang ingin saya katakan adalah bahwa, di dalam kabel, penentu jarak antar konduktor yang dominan adalah ketebalan insulation. 

Saya tidak membicarakan reaktansi yang kapasitif, karena kalau memang itu yang ingin saya katakan, saya pasti sudah bicara juga soal konstanta dielektrik, beda potential, dsb. dan karena saya juga aware bahwa tidak terlalu relevant membicarakan reactansi kapasitif ini dalam konteks power cable yang relatif pendek seperti sudah saya singgung di atas

yang pernah saya denger, kalo gak salah sih kayaknya memang begitu... gak tau juga sih kenapa teorinya seperti itu, apalagi saya belom pernah liat yang namanya electrons ...

katanya, yang namanya impedance (Z) adalah kontribusi dua buah electrical properties yaitu resistance (R) dan reactance (X). 

resistance (R) itu mungkin bisa dianalogikan semacam 'mechanical friction-nya' conductor terhadap electrons, sementara reactance (X) adalah efek frekuensi (f) terhadap induktance (L) dan capacitance (C). dst.

mengenai formula untuk conductor yaitu R = ρ L/A beserta terminology-nya, sebaiknya tidak usah diperpanjang lah ya... ok pak lily? :).

Berarti kita sependapat mengenai reaktansi pada kabel.

betul R pada rumus tsb seharusnya dipahami dengan DC resistance.

Thanks atas koreksinya.