Perencanaan instalasi: dokumen, simbol, diagram garis tunggal, dan kebutuhan maksimum

Sebuah kios laundry komersial dengan empat mesin cuci, dua mesin pengering, dan satu setrika uap sering kali dibangun tanpa satu lembar pun gambar instalasi. Ketika terjadi gangguan atau pemilik ingin menambah kapasitas, teknisi yang datang tidak memiliki pegangan: tidak diketahui berapa ampere yang sudah terpakai di tiap fasa, tidak jelas sirkit mana yang melayani mesin mana, dan tidak ada data arus hubung pendek yang diperlukan untuk memeriksa apakah pengaman mampu memutus gangguan. Kondisi ini lahir dari kebiasaan usaha kecil yang melewatkan tahap perencanaan tertulis sebelum instalasi dimulai.

Instalasi yang benar dimulai dari gambar dan perhitungan beban; tanpa dokumen, pengujian dan perluasan tidak dapat dilakukan dengan aman. Bab ini menyusun dokumen yang harus ada sebelum kabel pertama dipasang, cara membaca dan menyusunnya, serta cara menetapkan kebutuhan maksimum secara terukur. Bab-bab instalasi sesudahnya mengisi keputusan teknis di dalam dokumen ini, dan penerapannya pada satu usaha dibahas pada bab studi kasus instalasi laundry. Simbol diagram kendali mesin dan kode referensi dibahas pada bab diagram kendali; di sini hanya diringkas sejauh diperlukan untuk gambar instalasi.

Batas pembahasan

Pembahasan dibatasi pada instalasi tegangan rendah satu fasa dan tiga fasa, 230/400 V, 50 Hz, untuk bangunan komersial ringan dan industri ringan seperti laundry, bengkel, dan workshop pelatihan. Sistem distribusi tegangan menengah, instalasi kapal, dan instalasi di lokasi berbahaya berada di luar cakupan, begitu pula perancangan mekanik struktur panel dan tata letak ruang mesin. Tabel 2.3-1 PUIL 2020 (kebutuhan maksimum instalasi rumah) tidak dipakai karena contohnya instalasi bukan rumah; untuk instalasi campuran rumah dan usaha, 2.3.2.1.3 meminta nilai kedua tabel digabung. Tabel 2.4-3 dan 2.4-4 (jumlah titik per sirkit akhir) dibahas pada bab sirkit akhir. Harga material dan biaya jasa tidak dibahas.

Norma dan standar yang dipakai

PUIL 2020 Bagian 1, 132.13, meminta setiap instalasi dilengkapi dokumentasi yang memadai, dan 132.2 menganjurkan karakteristik suplai, termasuk impedansi lingkar gangguan bumi di awal instalasi dan arus hubung pendek prospektif, dicantumkan di dalamnya. Bagian 2, yang merupakan pengembangan sendiri dan meneruskan isi PUIL lama (bab membaca norma), mengatur isi berkas desain (2.1.2.3) dan kebutuhan maksimum (2.3). Bagian 3 meminta asesmen sebelum desain (311, 313, 314). Contoh hitung di akhir Bagian 2 memakai 240 V dan fasa "merah, putih, biru", yang tampaknya diturunkan dari metode Australia dan Selandia Baru; hitungan di sini memakai 230/400 V.

Untuk gambar, PUIL 2020 Bagian 5-51, 514.5, meminta diagram atau tabel susunan sirkit dengan lambang dari seri IEC 60617, dan 5110.6.3 meminta label PHB (istilah PUIL 2020: PSDK) memakai penamaan IEC 81346-1 dan IEC 81346-2 yang identik dengan diagram pengawatan menurut IEC 61082-1. Kode referensi memakai konvensi rak yang dibahas lebih rinci pada bab diagram kendali: huruf kelas IEC 81346-2:2019 ditambah nomor mulai 1, misalnya -Q1 pemutus utama, -F1 MCB atau RCD (gawai proteksi arus sisa, GPAS), -W1 kabel, -X1 terminal atau kotak kontak, dan E untuk luminer; huruf P untuk lampu tanda dan alat ukur tampilan. Mesin cuci atau pengering sebagai satu kesatuan tidak diberi huruf M; huruf itu untuk motor di dalam diagram mesinnya.

Dokumen minimum instalasi listrik

PUIL 2020 Bagian 2, 2.1.2.3, menyebut berkas desain terdiri atas gambar situasi, gambar instalasi, diagram garis tunggal, gambar rinci termasuk ukuran PHB, perhitungan teknis bila dianggap perlu, tabel bahan instalasi, uraian teknis, dan perkiraan biaya. Lima dokumen berikut adalah intinya. Instalasi baru atau yang berubah wajib diperiksa dan diuji lebih dulu (Bagian 1, 131.8.2.1) dan baru dioperasikan setelah mendapat pengesahan laik operasi dari lembaga berwenang (131.8.2.2); tanpa dokumen, pemeriksa tidak dapat mencocokkan instalasi dengan rancangannya (bab pemeriksaan dan pengujian instalasi).

Denah digambar berskala; buku ajar instalasi korpus menyebut 1:50 atau 1:100. Kolom judul lazimnya memuat arah utara, skala, dan nomor revisi. Spesifikasi teknis menjadi dasar kesepakatan antara pemilik, perencana, dan kontraktor. Gambar PHB dilengkapi diagram pengawatan internal (wiring diagram); PUIL 2020 5110.6.2 meminta diagram atau tabel perkawatan bila susunan sirkit tidak jelas dari susunan fisik perangkat, dan 5110.5.3 meminta bagan sirkit PHB dipasang di tempat yang mudah dilihat. Susunan dan label panel dibahas pada bab desain panel dan bab perakitan panel. Setiap revisi dokumen diberi nomor dan tanggal, revisi lama diarsipkan, dan gambar disesuaikan dengan kondisi terpasang (as-built) setiap kali mesin ditambah atau dipindah.

Simbol instalasi: IEC 60617 dan simbol lama

Simbol grafis adalah bahasa bersama antara perencana, kontraktor, dan teknisi, dan PUIL 2020 514.5.2 meminta lambang dipilih dari seri IEC 60617. Simbol perangkat dibahas pada bab diagram kendali; ringkasnya, pemutus sirkit adalah kontak dengan silang kecil di kontak tetap, sekering persegi panjang dengan garis di sumbunya, dan lampu tanda lingkaran bersilang. Yang khusus untuk perencanaan instalasi adalah simbol denah, yang menunjukkan letak peralatan di bangunan, dan cara diagram garis tunggal menyatakan jumlah konduktor.

Bentuk di atas diambil dari tabel lambang dua buku ajar instalasi korpus yang dicek dari gambar halamannya. Buku-buku itu sudah bergaya IEC 60617, sehingga gambar lama jarang berbeda pada bentuk simbol. Perbedaannya ada pada keterangan: tegangan 220 V atau 220/380 V, label kata seperti "MCB" atau "TOR" di tempat kode referensi, kode huruf gaya lama (K untuk kontaktor, H untuk lampu tanda, S0 untuk tombol stop), dan gaya ladder Amerika Utara pada mesin impor.

Legenda gambar dibaca lebih dulu; tanpa legenda, IEC 60617 menjadi acuan, dan tafsiran yang menyangkut keselamatan dicocokkan dengan kondisi terpasang pada instalasi yang sudah diisolasi dan diverifikasi bebas tegangan.

Daftar beban: dasar perhitungan daya

Daftar beban mencatat setiap peralatan listrik dengan empat parameter: daya terpasang, faktor daya $\cos\varphi$, jenis beban secara listrik, dan pola operasi. Keempatnya diperlukan agar kebutuhan maksimum dapat dihitung ulang oleh orang lain. Tabel berikut adalah daftar beban kios laundry kecil yang dipakai lagi pada contoh kerja; semua angkanya ilustrasi.

Kolom pola operasi paling sering diabaikan, padahal menentukan apakah beban bekerja serentak atau bergantian: mesin cuci berputar bergilir mengikuti pelanggan, sedangkan setrika uap dan lampu menyala sepanjang jam buka. Faktor daya dicatat per beban karena motor umumnya memiliki $\cos\varphi$ di bawah 1, sedangkan elemen pemanas resistif $\cos\varphi = 1$ (bab daya AC). Perbedaan ini memengaruhi arus di konduktor, sehingga memengaruhi penampang kabel dan arus pengenal pengaman.

Kebutuhan maksimum: dihitung, ditaksir, atau diukur

Kebutuhan maksimum adalah arus atau daya terbesar yang diperkirakan ditarik instalasi atau bagiannya. Arus pengenal sakelar utama dan gawai proteksi tidak boleh kurang dari nilai ini (Bagian 2, 2.2.6.1 dan 2.2.8.1), dan nilai ini dipakai untuk kemampuan hantar arus kabel (2.2.2.2) serta susut tegangan 4 % (2.2.3.1). PUIL 2020 2.3.1.1 mengenal tiga cara untuk sirkit utama dan sirkit cabang: perhitungan (2.3.2), penaksiran oleh instansi pemeriksa yang berwenang (2.3.3), serta pengukuran atau pembatasan (2.3.4).

Perhitungan untuk instalasi bukan rumah memakai Tabel 2.3-2, dibaca per fasa dengan menjumlahkan nilai tiap kelompok beban. Penaksiran dipertimbangkan untuk peralatan berselang dengan daur tugas yang dapat ditetapkan, instalasi besar dan rumit, atau penghunian khusus. Pengukuran memakai konsumsi tertinggi yang direkam atau dapat dipertahankan selama 15 menit; pembatasan memakai arus pengenal atau setelan pemutus tersegel yang diizinkan instansi berwenang, dan tidak berlaku untuk rumah. Bila hasil pengukuran melampaui hasil perhitungan atau penaksiran, hasil pengukuran yang dipakai (2.3.1.2 a). Pengukuran pada instalasi bertegangan dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD (bab tang ampere). Untuk sirkit akhir, kebutuhan maksimum umumnya sama dengan beban penuh tersambung (2.3.5.1), dan peranti atau kotak kontak di atas 20 A per fasa mendapat sirkit akhir tersendiri (2.3.6.1).

Contoh di akhir Bagian 2 menjumlahkan arus per fasa lalu mengambil fasa terberat sebagai kebutuhan maksimum instalasi.

$$I = \frac{P}{U_0 \cos\varphi} \qquad I_\text{maks,L} = \sum_{g} I_{g,\text{L}} \qquad I_\text{D} = I_1 + 0{,}75\,I_2 + 0{,}5 \sum_{j \ge 3} I_j$$

dengan $I$ arus beban satu fasa (A) bila pelat nama tidak memberi arus, $P$ daya masukan pengenal (W), $U_0 = 230$ V, $I_{g,\text{L}}$ nilai kelompok $g$ pada fasa L menurut Tabel 2.3-2, dan $I_1, I_2, I_j$ arus motor pada fasa itu dari yang terbesar. Arus dijumlahkan tanpa sudut fasa, yang sedikit melebihkan hasil bila faktor daya berbeda, jadi berada di sisi aman. Rumus $I = P/(\sqrt{3}\,U\cos\varphi)$ hanya berlaku untuk beban tiga fasa seimbang dan tidak dipakai untuk kumpulan beban satu fasa.

Faktor kebutuhan dan faktor keragaman

Faktor kebutuhan (demand factor, $f_\text{d}$) didefinisikan PUIL 2020 Bagian 7-722, 722.3.3, sebagai rasio kebutuhan maksimum sirkit atau kelompok sirkit dalam periode tertentu terhadap beban terpasang total sirkit itu. Faktor keragaman (diversity factor, $f_\text{div}$) adalah rasio jumlah kebutuhan maksimum masing-masing bagian terhadap kebutuhan maksimum gabungannya yang terjadi serentak, diterapkan pada tingkat panel atau sirkit utama. Bagian 3, 311, mengizinkan keragaman diperhitungkan, tanpa memberi angka.

$$P_{\text{maks},k} = f_{\text{d},k} \times P_{\text{t},k} \qquad P_\text{maks,total} = \frac{\sum_{k=1}^{n} P_{\text{maks},k}}{f_\text{div}}$$

dengan $P_{\text{maks},k}$ kebutuhan maksimum kelompok $k$ (W), $P_{\text{t},k}$ daya terpasang kelompok $k$ (W), $f_{\text{d},k}$ umumnya antara 0 dan 1, $n$ jumlah kelompok, dan $f_\text{div} \ge 1$. Rumus pertama sah bila beban dalam kelompok berpola operasi seragam; campuran motor dan pemanas dianalisis per beban. Faktor keragaman lebih dari 1 hanya dipakai dengan data operasional yang memadai; tanpa data, $f_\text{div} = 1$, artinya semua puncak dianggap serentak.

Aturan Tabel 2.3-2 sebenarnya adalah faktor kebutuhan dan keragaman yang sudah dibakukan per kelompok. Dua motor sama besar pada satu fasa, misalnya, dihitung $1 + 0{,}75 = 1{,}75$ kali arus satu motor dari 2 kali, setara $f_\text{d} = 0{,}875$. Karena itu hasil Tabel 2.3-2 tidak dibagi lagi dengan faktor keragaman karangan sendiri; cara alternatif hanya diizinkan dengan memperhatikan semua informasi yang relevan (2.3.2.1.2). Contoh pada bab sistem suplai tegangan rendah menerapkan aturan kelompok D pada dua washer-extractor, pengering, dan pompa tiga fasa, lalu membandingkan 12,8 A per fasa dengan pembatas 16 A. Elemen pemanas kontinu dihitung beban penuh dalam segala keadaan (kelompok G).

Pengelompokan sirkit, keseimbangan fasa, dan cadangan

PUIL 2020 Bagian 3, 314.1, meminta instalasi dibagi dalam sirkit untuk mencegah bahaya dan mengurangi gangguan bila terjadi kerusakan, memudahkan inspeksi, pengujian, dan pemeliharaan yang aman, memperhitungkan bahaya bila satu sirkit seperti sirkit pencahayaan gagal, dan mengurangi trip RCD yang tak diinginkan. Bagian 1, 132.3, meminta jumlah dan jenis sirkit ditentukan dari letak titik kebutuhan, beban, variasi harian, dan kebutuhan yang akan datang. Dari sini lahir praktik memisahkan sirkit penerangan dari sirkit daya mesin: gangguan pada sirkit motor tidak memadamkan penerangan, sehingga orang masih dapat melihat untuk menangani keadaan darurat, dan teknisi dapat mengisolasi sirkit mesin tanpa mematikan lampu ruang kerja.

Susunan lazim untuk usaha kecil: PHB utama berisi pemutus utama -Q1, alat ukur, dan terminal -X1 untuk kabel masuk -W1, lalu kelompok sirkit mesin dan kelompok sirkit penerangan serta kotak kontak. RCD dipasang per kelompok sirkit akhir; jenis dan letaknya dibahas pada bab RCD, dan isi PHB pada bab PHB dalam instalasi.

Beban satu fasa dibagi ke tiga fasa dengan metode bab beban tak seimbang: urutkan arus beban dari yang terbesar, tempatkan ke fasa yang paling ringan, lalu hitung ketidakseimbangan arus $u_I$, yaitu simpangan terbesar arus fasa dari rata-ratanya dibagi rata-rata itu. PUIL 2020 yang tersedia tidak memberi angka target; rak ini memakai target kerja editorial sekitar 10 %, dan yang wajib tetap bahwa arus fasa terberat berada dalam kemampuan kabel, pengaman, dan sambungan. Karena kebutuhan maksimum dihitung per fasa, pembagian yang buruk langsung menaikkan arus pengenal pemutus utama dan daya tersambung (bab sistem suplai tegangan rendah).

Sirkit cadangan direncanakan sejak awal, bukan dijepitkan kemudian pada terminal yang sudah penuh. Besarnya ditetapkan dalam spesifikasi pemilik; persentase seperti 20 % adalah kesepakatan, bukan angka PUIL. Posisi cadangan diberi label "cadangan" pada PHB dan diagram garis tunggal.

Isi diagram garis tunggal

Diagram garis tunggal menyajikan jalur daya dari titik suplai sampai sirkit akhir dengan satu garis untuk beberapa konduktor, sehingga gambar tetap ringkas; IEC 61082-1 menyebutnya diagram ikhtisar dengan penyajian satu garis. PUIL 2020 2.1.2.3 c) meminta diagram garis tunggal memuat diagram PHB dengan ukuran dan besaran pengenal komponennya, jenis dan besar beban terpasang serta pembagiannya, pembumian sistem menurut 312.2, serta ukuran dan jenis konduktor. Klausul 514.5.1 menambahkan titik penggunaan yang dilayani setiap sirkit dan identitas serta lokasi gawai proteksi, isolasi, dan penyakelaran.

Pengaman dan pemutus. Setiap gawai dicatat dengan kode referensi, jenis (MCB, MCCB, sekering, RCD), arus pengenal, kurva, jumlah kutub, dan kapasitas pemutusan dalam kA. PUIL 2020 2.2.7.2.2 meminta gawai proteksi arus lebih sanggup memutus arus hubung pendek prospektif di titik pemasangannya; rinciannya dibahas pada bab arus hubung pendek dan bab proteksi arus lebih.

Kabel dan konduktor. Setiap ruas kabel dicatat dengan kode referensi, jenis isolasi dan selubung (misalnya NYM atau NYY), jumlah inti dan penampang dalam mm², metode instalasi, dan panjang ruas. Jenis dan kode kabel dibahas pada bab konduktor dan kabel. Panjang diperlukan untuk memeriksa susut tegangan, yang dibatasi 4 % dari terminal pelanggan sampai titik mana pun (2.2.3.1) dan dibahas pada bab susut tegangan.

Sistem pembumian. Diagram menunjukkan jenis sistem (TN-C-S, TN-S, atau TT), titik pemisahan PEN, terminal pembumian utama, dan jalur konduktor proteksi, yang dibahas pada bab sistem pembumian.

Arus hubung pendek. Arus hubung pendek prospektif $I_\text{psc}$ di awal instalasi dan di setiap PHB dicantumkan, atau dapat dihitung dari impedansi yang tertera. Bagian 3, 313.1, meminta arus ini dan impedansi lingkar gangguan bumi eksternal ditentukan, untuk suplai eksternal dipastikan dari operator jaringan. Pengukurannya dari uji lingkar dibahas pada bab uji pembumian dengan lambang yang sama. Lambang $I_\text{cc}$ di PUIL 2020 5110 berarti arus hubung pendek kondisional pengenal PHB, sehingga tidak dipakai untuk arus prospektif.

Pemisahan dokumen teknis dari anggaran

PUIL 2020 2.1.2.3 memasukkan tabel bahan instalasi (f) dan perkiraan biaya (h) ke dalam berkas desain sebagai butir tersendiri, di luar gambar dan uraian teknis. Harga di gambar atau spesifikasi menimbulkan tiga masalah: dokumen teknis harus direvisi setiap harga berubah, penawaran kontraktor tidak dapat dibandingkan setara, dan informasi komersial beredar ke semua pemakai gambar.

Pemisahan ini berlaku di seluruh rak: pemilihan kabel atau pengaman dibahas dari dasar teknisnya, dan pertimbangan komersial berada di luar buku ajar ini.

Contoh kerja: daftar beban dan kebutuhan maksimum kios laundry kecil

Kios laundry kecil bersuplai tiga fasa 230/400 V memakai daftar beban pada tabel di atas; semua beban satu fasa 230 V dan semua angka ilustrasi. Berapa kebutuhan maksimum tiap fasa, dan berapa arus pengenal minimum pemutus utama -Q1?

Langkah 1: golongkan instalasi dan beban. Kios laundry termasuk toko atau kompleks perdagangan, sehingga dipakai kolom ketiga Tabel 2.3-2; penggolongan akhir tetap wewenang instansi pemeriksa. Mesin cuci tanpa pemanas masuk kelompok D (motor), pengering dan setrika uap masuk kelompok C (peranti pemanas), lampu kelompok A, dan kotak kontak 16 A kelompok B 3). Bila instansi pemeriksa menggolongkan ketel setrika ke kelompok G sebagai elemen kontinu, hasilnya sama karena keduanya dihitung penuh.

Langkah 2: hitung arus tiap beban. Dengan $I = P/(U_0\cos\varphi)$: mesin cuci $1\,800/(230 \times 0{,}85) = 9{,}21$ A; pengering $2\,500/(230 \times 0{,}90) = 12{,}08$ A; setrika $2\,000/230 = 8{,}70$ A; delapan lampu $144/(230 \times 0{,}95) = 0{,}66$ A. Kotak kontak dihitung dari arus pengenalnya, bukan perkiraan 500 W, karena tabel menilainya dari kemampuan dipakai: satu kotak kontak 16 A per fasa dihitung 16 A penuh. Jatah 1.000 W, yaitu $1\,000/230 = 4{,}35$ A, hanya berlaku untuk kotak kontak sampai 10 A (B 1); karena itu arus pengenal kotak kontak dicatat di daftar beban.

Langkah 3: hitung per fasa. Pembagian fasa mengikuti daftar beban (ilustrasi); keseimbangannya diperiksa pada Langkah 4.

Pada L1 motor kedua dihitung 75 %; pada L2 dan L3 setiap kelompok hanya berisi satu beban, sehingga semuanya dihitung penuh.

Langkah 4: periksa keseimbangan. Rata-rata $(24{,}81 + 37{,}94 + 37{,}28)/3 = 33{,}34$ A; simpangan terbesar $33{,}34 - 24{,}81 = 8{,}54$ A; $u_I = 25{,}6$ %, di atas target kerja 10 %. Penyebabnya jatah 16 A kotak kontak di L2 dan L3. Memindahkan mesin cuci 3 ke L1 memberi 29,41 A, 28,74 A, dan 37,28 A; fasa terberat tetap L3.

Langkah 5: tetapkan kebutuhan maksimum dan pemutus utama. Kebutuhan maksimum instalasi adalah fasa terberat, 37,9 A. Arus pengenal -Q1 tidak boleh kurang dari nilai itu (2.2.6.1, 2.2.8.1) dan tidak kurang dari 10 A (2.2.6.2), sehingga dipilih pemutus tiga kutub 40 A. Dengan kotak kontak sampai 10 A, L2 hanya 26,3 A dan pemutus 32 A cukup. Keputusan ini belum final: arus pengenal pembatas per fasa diperiksa terhadap 37,9 A dengan cara pada bab sistem suplai tegangan rendah, sedangkan kemampuan hantar arus kabel masuk, kapasitas pemutusan terhadap $I_\text{psc}$, dan selektivitas dengan pengaman hulu dibahas pada bab-bab sesudahnya.

Pembanding. Cara yang menjumlah daya dengan faktor kebutuhan karangan sendiri (10.724 W), membaginya dengan faktor keragaman 1,15, lalu memakai rumus tiga fasa seimbang memberi 15,3 A, hanya 40 % dari 37,9 A. Rumus seimbang menganggap beban satu fasa tersebar sempurna, dan faktornya tidak berasal dari PUIL; pemutus 16 A hasil cara itu tidak memenuhi 2.2.8.1 dan berisiko trip termal bila beberapa mesin bekerja bersamaan.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai rumus dan aturan Tabel 2.3-2 bab ini; angka beban yang bukan dari sumber ditandai angka latihan, dan hitungannya dicatat di peta sumber pengembangan. Penggolongan akhir tetap wewenang instansi pemeriksa.

Contoh 1: kotak kontak 10 A atau 16 A di ruang administrasi rumah sakit. Satu fasa ruang administrasi rumah sakit melayani empat kotak kontak (angka latihan). Bila keempatnya sampai 10 A (B 1) dan bila keempatnya 16 A (B 3):

$$\frac{1\,000 + 3 \times 750}{230} = \frac{3\,250}{230} = 14{,}1\ \text{A}, \qquad 16 + 0{,}75 \times 3 \times 16 = 52\ \text{A}$$

Jenis kotak kontak saja mengubah kebutuhan maksimum fasa itu 3,7 kali. Kotak kontak 16 A karena itu hanya dipasang untuk peralatan yang memerlukannya, dan arus pengenalnya dicatat di daftar beban, seperti pada Langkah 2 contoh kerja.

Contoh 2: peranti masak dan pendingin di dapur hotel. Satu fasa dapur hotel menyuplai oven listrik 3.000 W, penanak nasi 1.200 W, keduanya resistif, dan lemari pendingin 600 W dengan $\cos\varphi = 0{,}80$ (angka latihan). Ketiganya kelompok C.

$$I_\text{C} = \frac{3\,000}{230} + 0{,}75 \left( \frac{1\,200}{230} + \frac{600}{230 \times 0{,}80} \right) = 13{,}04 + 0{,}75 \times (5{,}22 + 3{,}26) = 19{,}4\ \text{A}$$

Jumlah arus beban penuh 21,5 A, sehingga tabel memberi sekitar 90 %. Nilai 19,4 A dijumlahkan dengan kelompok lain di fasa itu; hasil ini tidak dibagi lagi dengan faktor keragaman.

Contoh 3: ketel uap dan setrika di laundry hotel. Ketel uap satu fasa 5.500 W dan setrika uap 2.000 W, keduanya resistif, berada di satu fasa laundry hotel (angka latihan). Arusnya $5\,500/230 = 23{,}9$ A dan $2\,000/230 = 8{,}70$ A. Ketel melebihi 20 A, sehingga mendapat sirkit akhir tersendiri (2.3.6.1), dan kebutuhan maksimum sirkit itu beban penuhnya, 23,9 A (2.3.5.1); pengamannya tidak boleh kurang dari nilai itu. Pada tingkat fasa keduanya kelompok C: $23{,}9 + 0{,}75 \times 8{,}70 = 30{,}4$ A.

Contoh 4: tiga washer-extractor di laundry rumah sakit. Tiga washer-extractor tiga fasa yang sama, masing-masing 4,0 kW dengan $\cos\varphi = 0{,}85$ (angka latihan), adalah beban tiga fasa seimbang, jadi rumus tiga fasa berlaku.

$$I = \frac{4\,000}{\sqrt{3} \times 400 \times 0{,}85} = 6{,}79\ \text{A}, \qquad I_\text{D} = 6{,}79 \times (1 + 0{,}75 + 0{,}5) = 15{,}3\ \text{A}$$

Terhadap beban penuh 20,4 A, kelompok D setara $f_\text{d} = 0{,}75$. Nilai 15,3 A per fasa itulah yang dijumlahkan dengan kelompok lain di sub-PHB laundry. Membaginya lagi dengan faktor keragaman 1,15 memberi 13,3 A, yaitu menghitung keragaman dua kali.

Contoh 5: pemanas tandon air panas di rumah sakit. Fasa L3 PHB ruang utilitas rumah sakit menyuplai pemanas tandon air panas 4.500 W yang elemennya bekerja kontinu (kelompok G) dan 40 lampu LED 18 W dengan $\cos\varphi = 0{,}95$ (kelompok A), semuanya angka latihan.

$$I_\text{L3} = \frac{4\,500}{230} + \frac{40 \times 18}{230 \times 0{,}95} = 19{,}57 + 3{,}30 = 22{,}9\ \text{A}$$

Kedua kelompok dihitung penuh, tanpa pengurangan. Pemanas 19,6 A hampir mencapai batas 20 A pada 2.3.6.1, sehingga elemen yang lebih besar akan memerlukan sirkit akhir tersendiri.

Kondisi berhenti

Perencanaan dihentikan dan diserahkan kepada perencana yang berwenang bila:

1. Arus hubung pendek prospektif di titik suplai tidak diketahui dan tidak dapat diperoleh dari operator jaringan, sehingga kapasitas pemutusan tidak dapat diperiksa.
2. Instalasi melibatkan genset cadangan dengan sakelar alih otomatis, yang dibahas pada bab genset.
3. Beban berharmonisa tinggi dalam jumlah besar, seperti penggerak frekuensi variabel atau UPS besar, dapat membuat arus netral melebihi arus fasa (bab harmonisa).
4. Suplai berasal dari transformator milik sendiri yang impedansinya tidak terdokumentasi.
5. Hasil pengukuran kebutuhan maksimum melampaui arus pengenal pemutus utama, kemampuan kabel masuk, atau daya tersambung.

Salah tafsir yang sering terjadi

"Diagram garis tunggal cukup dibuat setelah instalasi selesai." Keliru. Diagram garis tunggal adalah dokumen perencanaan dan dibuat sebelum pemasangan. Gambar kondisi terpasang (as-built) adalah versi yang diperbarui setelah pemasangan untuk mencatat perbedaan dari rencana.

"Faktor kebutuhan dan faktor keragaman sama saja." Faktor kebutuhan umumnya kurang dari 1, faktor keragaman lebih dari atau sama dengan 1, dan keduanya sering tertukar dalam literatur terjemahan. "Faktor keragaman pengenal" (RDF) PHB pada PUIL 2020 5110.4.3 adalah hal lain lagi: nilai per satuan arus pengenal dari pabrikan PHB, sampai 1, yang menyatakan seberapa besar sirkit keluar boleh dibebani kontinu dan serentak.

"Hasil Tabel 2.3-2 masih boleh dibagi faktor keragaman." Keliru. Aturan tabel sudah memuat keragaman antarbeban dalam satu kelompok, sehingga membaginya lagi menghitung keragaman dua kali dan menghasilkan pemutus yang terlalu kecil.

"Dokumen lama tidak perlu diperbarui selama instalasi masih berjalan." Gambar yang tidak sesuai kondisi terpasang membuat instalasi tidak dapat diperiksa atau diperluas dengan aman.

Hubungan dengan bab lain

Prasyaratnya: Bab 1 untuk tegangan, arus, dan daya, bab daya AC, bab sistem tiga fasa, bab beban tak seimbang, bab membaca norma, Bab 52 untuk jenis dokumen teknik mesin, dan bab sistem suplai tegangan rendah. Simbol perangkat dan kode referensi dibahas pada bab diagram kendali, susunan dan label PHB pada bab desain panel dan bab perakitan panel, dan jenis kabel pada bab konduktor dan kabel. Keputusan di dalam dokumen perencanaan dibahas pada bab sistem pembumian, proteksi kejut listrik, RCD, proteksi arus lebih, arus hubung pendek, kemampuan hantar arus, susut tegangan, sirkit akhir, PHB dalam instalasi, dan ruang basah. Semuanya diterapkan pada bab studi kasus instalasi laundry, lalu diperiksa pada bab pemeriksaan dan pengujian instalasi.

Latihan dan pembahasan

1. Sebuah bengkel kecil memiliki tiga gerinda 750 W ($\cos\varphi = 0{,}80$), satu kompresor 1.500 W ($\cos\varphi = 0{,}85$), dan enam lampu 20 W ($\cos\varphi = 1{,}00$), semuanya pada satu fasa 230 V. Hitung kebutuhan maksimum fasa itu dengan kolom ketiga Tabel 2.3-2, lalu bandingkan dengan jumlah arus beban penuh.
2. Distribusi beban resistif pada tiga fasa: L1 = 3.200 W, L2 = 2.800 W, L3 = 3.600 W, tegangan fasa-netral 230 V. Hitung arus tiap fasa dan $u_I$. Apakah target kerja 10 % terpenuhi, dan apakah target itu syarat PUIL?
3. Denah sebuah kios memuat lingkaran kecil bergaris miring yang ujungnya bergaris pendek dua, setengah lingkaran terbuka dengan angka 3, dan tanda silang di ujung garis; diagram garis tunggalnya memuat satu garis yang dipotong tiga garis pendek miring. Tafsirkan keempatnya, dan sebutkan yang dilakukan lebih dulu.
4. Seorang kontraktor menyerahkan satu berkas yang memuat denah, spesifikasi kabel, dan harga satuan material. Sebutkan tiga masalahnya, dan bagaimana berkas itu seharusnya disusun menurut 2.1.2.3.
5. Panel melayani empat sirkit berkebutuhan maksimum 2.000 W, 1.500 W, 3.000 W, dan 800 W. Dengan faktor keragaman ilustrasi 1,20, berapa kebutuhan maksimum panel, berapa persen lebih kecil dari $f_\text{div} = 1{,}00$, dan apa syarat memakainya?
6. Enam bulan setelah kios pada contoh kerja beroperasi, perekam yang dipasang personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD mencatat nilai 15 menit tertinggi 39 A pada L2. Pemilik ingin memakai hasil hitungan 37,9 A. Nilai mana yang dipakai, dan apa yang diperiksa?

Kunci jawaban beralasan

1. Arus: gerinda $750/(230 \times 0{,}80) = 4{,}08$ A; kompresor $1\,500/(230 \times 0{,}85) = 7{,}67$ A; lampu $120/230 = 0{,}52$ A. Kelompok D: kompresor terbesar penuh 7,67 A, gerinda kedua $0{,}75 \times 4{,}08 = 3{,}06$ A, dua gerinda lain $0{,}5 \times 2 \times 4{,}08 = 4{,}08$ A, jumlah 14,81 A. Ditambah lampu penuh 0,52 A, kebutuhan maksimum 15,3 A. Jumlah arus beban penuh $7{,}67 + 3 \times 4{,}08 + 0{,}52 = 20{,}4$ A; tabel memberi sekitar 75 % karena motor jarang berbeban penuh bersamaan.
2. $I_1 = 3\,200/230 = 13{,}91$ A; $I_2 = 12{,}17$ A; $I_3 = 15{,}65$ A. Rata-rata 13,91 A; simpangan terbesar $15{,}65 - 13{,}91 = 1{,}74$ A; $u_I = 12{,}5$ %, di atas target 10 %. Target itu editorial, bukan syarat PUIL; yang wajib adalah fasa terberat, 15,65 A, dalam kemampuan kabel dan pengaman. Memindahkan sekitar 400 W dari L3 ke L2 menyamakan ketiga fasa.
3. Sakelar kutub dua; tiga kotak kontak dalam satu tempat; titik lampu; ruas yang membawa tiga konduktor. Legenda gambar dibaca lebih dulu; tanpa legenda, IEC 60617 menjadi acuan.
4. Gambar harus direvisi setiap harga berubah; penawaran tidak dapat dibandingkan setara; informasi harga beredar ke semua pemakai gambar. Gambar, diagram garis tunggal, perhitungan, dan uraian teknis menjadi berkas teknis; tabel bahan berisi volume tanpa harga; perkiraan biaya dokumen tersendiri (2.1.2.3).
5. Tanpa keragaman $2\,000 + 1\,500 + 3\,000 + 800 = 7\,300$ W. Dengan 1,20: $7\,300/1{,}20 = 6\,083$ W, selisih 1.217 W atau $100 \times (1 - 1/1{,}20) = 16{,}7$ %. Syaratnya data operasional yang dapat diverifikasi, dan faktor itu tidak diterapkan pada hasil yang sudah dihitung dengan Tabel 2.3-2.
6. Nilai ukur 39 A yang dipakai, karena 2.3.1.2 a) menetapkan hasil pengukuran yang lebih besar menggantikan hasil perhitungan. Pemutus 40 A masih memenuhi, tetapi selisihnya tipis; periksa beban yang ditambahkan, pembagian fasa, kemampuan hantar arus kabel masuk, dan daya tersambung, lalu perbarui daftar beban dan diagram garis tunggal.

Referensi