Skip to content

Search ARSTEMA

Type a chapter, term, symptom, or tool.

    Back to the atlas
    Electrical & Control · Chapter 69Applied

    By Kurnia · Published September 30, 2026 · Revised October 29, 2026 · Version 3 · 24 min read

    VFD: instalasi, EMC, harmonisa, dan arus bocor

    Dampak VFD pada instalasi di sekitarnya dan cara memasangnya: kabel motor simetris berpelindung dengan terminasi 360° di kedua ujung (PUIL 2020 444.4.2 f), pantulan gelombang dan dv/dt, filter EMC masukan dan kategori C1 sampai C4 IEC 61800-3:2022, reaktor dan filter keluaran, arus bocor frekuensi tinggi dan arus searah halus beserta pemilihan RCD tipe F atau B dan aturan hierarki, larangan kontaktor dan kapasitor di sisi keluaran, arus bantalan, mitigasi harmonisa khusus VFD, serta STO menurut IEC 61800-5-2:2016 yang bukan pemisah. Contoh kerja memperkirakan arus pengisian kapasitansi kabel motor dari tegangan tautan DC dan frekuensi pensakelaran, lalu memperbaiki instalasi pengering yang membuat RCD trip dan sensor suhu berayun. Angka contoh adalah ilustrasi; data kabel, batas panjang, dan arus konduktor proteksi diambil dari dokumen pabrikan. Pekerjaan pada motor atau kabel keluaran selalu memerlukan isolasi suplai, penguncian, waktu peluahan, dan verifikasi bebas tegangan.

    This chapter is still in Indonesian. Its English edition will follow.

    High-risk material

    This material involves real hazards. A concept explanation doesn’t replace site procedures, competency, energy isolation, the latest SDS, or a work permit.

    Section you’re reading: Chapter opening

    Di sebuah laundry komersial dengan dua puluh mesin cuci industri, RCD (gawai proteksi arus sisa, GPAS) di panel trip berulang kali setiap kali pengering besar dinyalakan. Sensor suhu ruang pemanas berayun tanpa sebab yang jelas, dan setelah tiga bulan dua motor penggerak drum harus dibongkar karena bantalannya rusak jauh sebelum umur pakainya. Penelusuran teknisi menunjukkan satu akar masalah: VFD (penggerak frekuensi variabel) dipasang tanpa memperhatikan kaidah kabel, pembumian, EMC (kompatibilitas elektromagnetik), dan pemilihan RCD untuk bentuk arus bocornya.

    Batas pembahasan

    Prinsip kerja VFD ada di Bab 67 dan setelannya di Bab 68 tentang parameter VFD; di sini yang dibahas dampak VFD pada instalasi di sekitarnya dan cara memasangnya. Cakupannya sistem tegangan rendah 230/400 V, 50 Hz, untuk laundry komersial dan mesin industri ringan. Normanya PUIL 2020 Bagian 4-44 (444.4 dan 444.6) untuk EMC instalasi dan Bagian 5-51 Ayat 516 untuk arus konduktor proteksi. Uraian ini bahan belajar, bukan instruksi kerja; pekerjaan pada instalasi dilakukan personel kompeten dengan APD dan prosedur izin kerja yang berlaku.

    Kabel motor: pelindung, terminasi 360°, dan dv/dt

    Inverter PWM (modulasi lebar pulsa) menyakelar setiap fasa di antara kedua kutub tautan DC, sehingga tegangan tiap konduktor kabel motor terhadap bumi melompat setinggi tegangan tautan DC dalam puluhan sampai ratusan nanodetik; 540 V dalam 0,1 µs setara 5,4 kV/µs. Setiap lompatan mengisi kapasitansi kabel terhadap bumi dengan arus i=C dv/dti = C\,\mathrm{d}v/\mathrm{d}t, sumber arus bocor frekuensi tinggi, gangguan pada kabel lain, dan sebagian arus bantalan.

    PUIL 2020 444.4.2 f) menganjurkan kabel multiinti simetris, misalnya kabel berskrin dengan konduktor proteksi terpisah, untuk hubungan konverter ke motor, dan 444.4.2 b) menganjurkan selubung logam kabel diikat ke jaringan ikatan bersama. Butir 444.6.2 hanya mengizinkan jarak pisah terhadap kabel TIK dikurangi karena kabel daya berskrin bila skrinnya dibumikan di kedua ujung. Pelindung (shield, istilah PUIL: skrin) adalah selubung konduktif di sekeliling ketiga konduktor fasa dan konduktor proteksi. Pabrikan penggerak memakai terminasi 360°: klem logam yang memeluk pelindung pada pelat pasang tanpa cat di VFD -T1, dan gland EMC di kotak terminal -X1 motor -M1. Pelindung yang dipilin menjadi satu ekor (pigtail) hampir tidak berguna pada frekuensi tinggi karena induktansi ekornya. Terminasi di satu ujung saja membuat arus pengisian kabel kembali lewat konstruksi gedung, rak kabel, dan pelindung kabel sinyal; aturan satu ujung untuk kabel sinyal analog berlaku pada loop frekuensi rendah (Bab 60 tentang sensor proses), bukan untuk kabel motor VFD.

    Karena impedansi gelombang motor jauh lebih besar daripada impedansi gelombang kabel, pulsa yang tiba dipantulkan dan menjumlah dengan pulsa datang; bila waktu tempuh bolak-balik pulsa sama dengan waktu naiknya atau lebih, tegangan puncak di terminal motor dapat mendekati dua kali tegangan tautan DC, sekitar 1.080 V pada sistem 400 V, ditambah osilasi (Contoh 3 menghitung panjang kritisnya untuk waktu naik 0,1 µs dan cepat rambat sekitar 150 m/µs). Pukulan tegangan berulang itu merusak lilitan awal motor (Bab 44 tentang kerusakan motor). Batas panjang kabel, untuk tegangan puncak maupun kategori EMC, diambil dari dokumen VFD; di atas batas itu dipasang filter dv/dt atau filter sinus.

    Filter masukan, reaktor, dan filter keluaran

    Di sisi masukan, gangguan konduksi dikendalikan filter EMC masukan -R1 dan reaktor masukan -R2 (kelas R IEC 81346-2, membatasi aliran energi). Filter EMC terdiri atas kapasitor Y di antara konduktor aktif dan bumi serta induktor mode bersama (common-mode choke). Filter ini menekan emisi konduksi ke jaringan suplai dan memberi arus pengisian kabel motor jalur balik lokal ke VFD sehingga tidak berkeliling lewat bumi instalasi; akibatnya ada arus konduktor proteksi yang tetap mengalir dalam operasi normal.

    Menurut IEC 61800-3:2022, yang mengatur EMC penggerak, lingkungan pertama adalah tempat tinggal dan bangunan yang tersambung langsung tanpa trafo antara ke jaringan tegangan rendah yang juga menyuplai rumah tinggal; lingkungan kedua adalah tempat lain, seperti pabrik bertrafo sendiri. Kategori C1 untuk lingkungan pertama; C2 bukan tusuk kontak dan bukan peralatan bergerak, dan di lingkungan pertama hanya dipasang dan dikomisioning oleh profesional; C3 untuk lingkungan kedua, tidak untuk lingkungan pertama; C4 untuk 1.000 V atau 400 A ke atas, atau sistem kompleks, di lingkungan kedua. Laundry di ruko yang disuplai langsung dari jaringan tegangan rendah operator berada di lingkungan pertama, sehingga penggeraknya kategori C1 atau C2 dengan pemasangan profesional. Kategori itu hanya berlaku bila filter, kabel berpelindung, terminasi, dan batas panjang kabel dari dokumen pabrikan dipenuhi; VFD kategori C3 di lingkungan pertama memerlukan penyaringan tambahan menurut pabrikan.

    Reaktor masukan -R2, seri sebelum VFD atau sebagai reaktor DC di tautan DC, membatasi laju naik arus pengisian kapasitor tautan DC, sehingga harmonisa arus berkurang, penyearah terlindung dari lonjakan, dan faktor daya total membaik.

    Di sisi keluaran, reaktor keluaran -R3 (output reactor) bersama kapasitansi kabel memperlambat tepi pulsa dan membatasi puncak arus pengisian kabel panjang, tetapi menurunkan puncak tegangan motor lebih sedikit daripada filter dv/dt, yang cocok untuk kabel sedang. Filter sinus membuat tegangan keluaran mendekati sinus, untuk kabel sangat panjang atau motor lama yang isolasinya tidak dirancang untuk catu konverter.

    Arus bocor frekuensi tinggi dan arus searah: memilih RCD

    VFD menghasilkan dua jenis arus sisa: arus bocor kapasitif dalam operasi normal, dari kapasitor Y filter dan kapasitansi kabel motor serta belitan terhadap bumi pada frekuensi pensakelaran dan kelipatannya, dan arus gangguan bila isolasi di sisi tautan DC atau keluaran rusak, yang dapat berupa arus searah halus atau berfrekuensi campuran, bukan sinus 50 Hz. Bentuk arus yang dijamin terdeteksi tiap tipe RCD menurut Bab 22 tentang RCD:

    Tipe RCDSinus 50 HzSearah berdenyutFrekuensi campuran (konverter fasa-netral)Searah halus
    ACyatidaktidaktidak
    Ayayatidaktidak
    Fyayayatidak (hanya tahan sampai 10 mA)
    Byayaya, ditambah sinus sampai 1 kHzya

    Tipe F dan B diatur IEC 62423. Tipe F dipakai untuk VFD yang disuplai satu fasa, karena konverter fasa-netral menghasilkan arus sisa berfrekuensi campuran; tipe B juga memenuhi. VFD yang disuplai tiga fasa memerlukan tipe B, karena penyearah tiga fasa dapat menghasilkan arus gangguan searah halus yang tidak dijamin terdeteksi tipe lain (Bab 22). Bila manual pabrik meminta tipe yang lebih tinggi, manual yang diikuti.

    Aturan hierarki berlaku ketat: RCD hulu tidak boleh bertipe lebih rendah daripada RCD hilir (IEC 60364-5-53 531.2.3.3.2; padanan PUIL belum diverifikasi). Bila -F2 pada sirkit VFD tiga fasa bertipe B, -F1 di hulu yang dilalui arus sirkit itu juga bertipe B. Alasannya bukan RCD hulu trip lebih dulu: arus searah dari sirkit VFD yang belum cukup untuk memutus -F2 tetap melewati -F1, dan bila -F1 bertipe A atau AC, arus itu dapat memagnetisasi intinya sehingga -F1 terbutakan dan tidak bekerja pada gangguan bolak-balik di sirkit lain yang ia lindungi. Untuk selektivitas, RCD hulu bertipe S dengan IΔnI_{\Delta\text{n}} sekurang-kurangnya tiga kali RCD hilir (Bab 22).

    Arus bocor normal diatur terpisah dari tipe. PUIL 2020 Ayat 516 meminta arus konduktor proteksi peralatan dan desain instalasi kompatibel, dan Catatan 3-nya menganjurkan peralatan berarus konduktor proteksi rendah untuk menghindari trip tak diinginkan. Pembandingnya 30 % IΔnI_{\Delta\text{n}} per RCD, yaitu 9 mA untuk RCD 30 mA (IEC 60364-5-53 531.2.3.2). Tanggapan RCD terhadap arus kilohertz berbeda menurut tipenya dan tidak sama dengan pita trip 15 sampai 30 mA untuk sinus 50 Hz (Bab 16 tentang tang ampere), sehingga keputusan diambil dari arus konduktor proteksi yang dinyatakan pabrikan atau diukur, bukan dari tebakan.

    Memperkirakan arus pengisian kapasitansi kabel motor

    Rumus I=U⋅2πf⋅CI = U \cdot 2\pi f \cdot C dengan tegangan fasa ke bumi 231 V dan ff frekuensi pensakelaran tidak berlaku untuk keluaran VFD: komponen 231 V hanya ada pada 50 Hz dan saling meniadakan pada kabel seimbang (3,75 nF per fasa pun hanya 0,27 mA), sedangkan pada frekuensi pensakelaran yang ada adalah lompatan setinggi tegangan tautan DC. Perkiraannya diturunkan dari muatan tiap lompatan:

    IˉC≳6 fs Cf Udc,Cf=C′⋅l,Udc≈1,35 U\bar{I}_\text{C} \gtrsim 6\, f_\text{s}\, C_\text{f}\, U_\text{dc}, \qquad C_\text{f} = C' \cdot l, \qquad U_\text{dc} \approx 1{,}35\, U

    dengan IˉC\bar{I}_\text{C} rata-rata mutlak arus pengisian ke pelindung dan konduktor proteksi (A), fsf_\text{s} frekuensi pensakelaran (Hz), CfC_\text{f} kapasitansi satu konduktor fasa ke pelindung dan konduktor proteksi tanpa kapasitansi antarfasa (F), C′C' kapasitansi per meter dari lembar data kabel (F/m), ll panjang kabel (m), UdcU_\text{dc} tegangan tautan DC (V), dan UU tegangan antarfasa (V). Rumus ini diturunkan dari i=C dv/dti = C\,\mathrm{d}v/\mathrm{d}t, bukan rumus standar: pada modulasi kontinu tiap fasa naik dan turun sekali per periode pensakelaran, dan tiap lompatan memindahkan muatan Cf UdcC_\text{f}\,U_\text{dc} ke bumi. Dengan asumsi tautan DC tetap terhadap bumi, lompatan tidak bertumpuk, dan kapasitansi belitan diabaikan, hasilnya batas bawah rata-rata mutlak; puncak pulsa dapat berorde ampere. Hasil itu orde besaran arus yang harus kembali ke VFD, bukan nilai efektif pembanding pita trip 50 Hz, dan pembagiannya antara filter dan jalur lewat RCD hanya dapat dipastikan dari data pabrikan atau pengukuran.

    Larangan pada sisi keluaran VFD saat beroperasi

    Dua kesalahan sering dijumpai di sisi keluaran. Kontaktor keluaran -Q1 yang membuka saat inverter aktif memutus arus induktif kabel dan belitan secara mendadak, sehingga timbul tegangan transien yang dapat merusak modul IGBT atau membuat VFD trip arus lebih atau tegangan lebih; kontaktor yang menutup ke keluaran yang sedang memodulasi sama merusaknya. Bila perpindahan motor antara VFD dan suplai langsung memang diperlukan, urutannya: VFD dihentikan, keluarannya nol, baru kontaktor dioperasikan. Urutan itu dijamin oleh interlock perangkat keras atau kontak bantu yang mendahului, bukan oleh disiplin operator, dengan prinsip yang sama seperti isolator antara VFD dan motor di Bab 73 tentang pemasangan lapangan mesin.

    Kesalahan kedua adalah kapasitor perbaikan faktor daya di terminal keluaran VFD. Setiap tepi pulsa PWM mengisinya dengan arus puncak yang dibatasi hampir hanya oleh induktansi kabel, sehingga arus itu dapat melampaui batas IGBT, VFD trip atau rusak, dan kapasitor memanas (Bab 7 tentang perbaikan faktor daya). Motor lama yang diberi kapasitor kompensasi di kotak terminalnya harus dilepas kapasitornya sebelum dicatu VFD. Motor kapasitor satu fasa tidak dicatu VFD tiga fasa biasa; motor satu fasa memerlukan penggerak yang dinyatakan pabrikannya untuk jenis motor itu.

    Arus bantalan dan pembumian motor

    Arus bantalan (bearing current) adalah arus yang lepas dari poros melalui bantalan ke rangka. Penyebabnya tegangan mode bersama (common-mode voltage), yaitu rata-rata tegangan ketiga fasa terhadap bumi, yang melompat pada setiap penyakelaran dan terkopel secara kapasitif dari belitan stator ke rotor dan poros. Bila tegangan poros melampaui kekuatan dielektrik lapisan pelumas, muatan lepas melalui bantalan dan membuat kawah mikro (pitting), lalu pola garis rapat (fluting), di jalur gelinding (Bab 44); pada motor besar dengan kabel panjang juga dapat timbul arus sirkulasi melalui kedua bantalan.

    Langkah pertama adalah jalur balik berimpedansi rendah pada frekuensi tinggi dari rangka motor ke VFD, berupa kabel simetris berpelindung dengan konduktor proteksi di dalamnya, terminasi 360° di kedua ujung, dan ikatan rangka motor ke struktur mesin dengan konduktor pendek dan lebar, supaya arus mode bersama tidak lewat bantalan dan poros mesin yang digerakkan. Konduktor proteksi tetap memenuhi luas minimum dan, bila arus konduktor proteksi di atas 10 mA, jalur proteksi diperkuat (PUIL 2020 516 Catatan 4 merujuk 543.7) seperti di Bab 73. Untuk motor lebih besar atau kabel sangat panjang dipilih, menurut data motor, bantalan berisolasi di sisi non-penggerak (non-drive end) untuk memutus arus sirkulasi, sikat atau cincin pembumian poros (shaft grounding ring) sebagai jalur langsung poros ke rangka, atau filter keluaran penekan tegangan mode bersama. IEC TS 60034-25:2022 memuat panduan antarmuka motor dan konverter, termasuk tegangan lilitan dan arus poros.

    Harmonisa masukan dan mitigasinya

    Penyearah enam pulsa VFD tiga fasa menarik arus berdenyut dengan harmonisa dominan orde 6k±16k \pm 1 (5, 7, 11, 13), dan VFD satu fasa kaya harmonisa ketiga yang menjumlah di netral; akibatnya dibahas di Bab 10 tentang harmonisa. Mitigasi khas VFD dipilih dari pengukuran THD tegangan dan arus di PHB dan dari pernyataan kesesuaian VFD terhadap batas emisi seri IEC 61000-3 di lembar datanya: reaktor AC atau DC yang menurunkan THD arus dan arus efektif masukan (impedansi 3 sampai 5 % adalah contoh Bab 10), penyearah dua belas pulsa dengan trafo bergeser fasa yang meniadakan sebagian besar orde 5 dan 7, penyearah aktif (active front end) yang menarik arus hampir sinus, atau filter pasif atau aktif untuk beberapa VFD besar pada satu bus. Bank kapasitor biasa di PHB yang juga menyuplai banyak VFD tanpa reaktor berisiko beresonansi pada orde 5 atau 7; bank dengan reaktor detuning ada di Bab 7.

    STO bukan pemisah

    Fungsi safe torque off (STO) adalah subfungsi keselamatan dalam IEC 61800-5-2:2016. Saat STO aktif, sinyal gerbang ke semua IGBT diputus lewat jalur keselamatan, sehingga inverter tidak dapat menghasilkan torsi. Motor melambat bebas karena inersia dan beban, atau berhenti karena rem mekanis bila ada; secara fungsi STO setara kategori stop 0 IEC 60204-1. Drum peras yang berhenti bebas dapat berputar lebih dari satu menit, seperti dihitung di Bab 49 tentang stop darurat. Tingkat integritas atau tingkat kinerja STO dinyatakan pabrikan (Bab 70).

    STO bukan pemisah (isolator). Selama STO aktif, terminal masuk VFD tetap tersambung ke jaringan, kapasitor tautan DC tetap bermuatan, dan terminal motor tetap tersambung ke tautan DC melalui semikonduktor keluaran, sehingga kabel keluaran -W1 dan terminal motor -X1 dapat bertegangan berbahaya terhadap bumi tanpa ada kerusakan apa pun (Bab 31 tentang isolasi dan penyakelaran). VFD tidak memiliki celah kontak di jalur daya. Karena itu setiap pekerjaan fisik pada motor atau kabel keluaran, termasuk penggantian bantalan, uji resistansi isolasi, atau pembersihan, didahului isolasi suplai dengan pemisah yang dapat dikunci, penguncian dan pelabelan, waktu tunggu peluahan tautan DC dari label VFD, dan verifikasi bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan dan Bab 76.

    Contoh kerja

    Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Data kabel, batas panjang, dan arus konduktor proteksi yang sebenarnya diambil dari dokumen pabrikan, dan pengukuran dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD. Contoh 1 dan 2 memakai pengering di pembuka: VFD tiga fasa -T1 7,5 kW menyuplai motor drum -M1 lewat kabel NYY empat inti tanpa pelindung 25 m di rak kabel logam, dengan RCD tipe A -F2 30 mA dan, di hulunya, -F1 tipe A 300 mA tipe S. Kabel sensor suhu -B1 sejajar di rak yang sama tanpa partisi, dan bacaannya berayun ±5 °C tanpa perubahan suhu nyata. Frekuensi pensakelaran 4 kHz; kapasitansi tiap konduktor fasa terhadap rak dan inti proteksi diambil 150 pF/m, hanya untuk orde besaran karena nilai kabel tanpa pelindung di rak tidak pasti.

    Contoh 1: arus pengisian kabel dan RCD yang trip. Dengan U=400U = 400 V:

    Cf=25×150×10−12=3,75 nF,Udc≈1,35×400=540 V,IˉC≳6×4 000×3,75×10−9×540=48,6 mAC_\text{f} = 25 \times 150 \times 10^{-12} = 3{,}75\ \text{nF}, \qquad U_\text{dc} \approx 1{,}35 \times 400 = 540\ \text{V}, \qquad \bar{I}_\text{C} \gtrsim 6 \times 4\,000 \times 3{,}75 \times 10^{-9} \times 540 = 48{,}6\ \text{mA}

    Arus itu kembali ke tautan DC lewat kapasitor Y filter masukan di hilir -F2, yang tidak terlihat sebagai arus sisa, atau lewat titik bintang trafo dan konduktor fasa, yang melewati -F2 sebagai arus sisa; tanpa pelindung dan filter yang sesuai, hampir semuanya lewat jalan kedua. Angka 48,6 mA bukan nilai efektif dan tidak dibandingkan langsung dengan 9 mA, tetapi ordenya di atas IΔnI_{\Delta\text{n}}, sehingga porsi kecil saja sudah dapat membuat -F2 trip tanpa dapat diramalkan. Lebih serius lagi, tipe A tidak dijamin mendeteksi arus gangguan searah halus dari VFD tiga fasa, dan -F1 tipe A di hulunya dapat terbutakan.

    Contoh 2: sensor yang berayun dan perbaikan instalasi. Kabel -B1 terkopel kapasitif dan induktif dengan pulsa PWM kabel motor, dan arus frekuensi tinggi lewat rak juga mengalir di pelindung atau konduktor sinyalnya, sehingga timbul tegangan palsu. Penggabungan rentang tegangan I dan II di satu sistem perkawatan juga dilarang 528.1 tanpa salah satu cara pemisah di Bab 30 tentang pemasangan sistem perkawatan. Setiap perbaikan memutus satu mekanisme:

    1. -F2 diganti RCD tipe B 30 mA dan -F1 tipe B 300 mA tipe S, karena -F1 dilalui arus sirkit tipe B.
    2. Kabel motor -W1 diganti kabel simetris berpelindung berkonduktor proteksi dengan terminasi 360° di klem VFD dan gland EMC -X1. Arus pengisian tidak hilang, tetapi kembali lewat pelindung dan filter -R1 ke tautan DC, bukan lewat rak dan RCD; tanpa filter yang sesuai (butir 3), pelindung saja tidak menjauhkan arus itu dari RCD.
    3. Filter EMC -R1 dipastikan sesuai kategori C2 dan panjang 25 m di dalam batas dokumen VFD; reaktor -R2 ditambahkan bila pengukuran harmonisa memerlukannya.
    4. Kabel -B1 dipindah ke jalur terpisah atau kompartemen berpartisi, disilangkan tegak lurus bila berpotongan (444.4.2 d), dan pelindungnya dibumikan di sisi panel sesuai Bab 60.
    5. Setelah perbaikan, personel kompeten dengan tang arus bocor berkategori ukur sesuai dan APD mengukur arus di konduktor proteksi sirkit, dengan dan tanpa filter frekuensi rendah alat, lalu membandingkannya dengan 9 mA dan data pabrikan (Bab 16). Nilainya dicatat sebagai garis dasar.

    Bila RCD masih trip setelah itu, penyebabnya dicari dari hasil ukur.

    Contoh 3: kabel motor pompa di basemen hotel. VFD sebuah hotel menyuplai motor pompa transfer di basemen lewat kabel 30 m. Dari syarat waktu tempuh bolak-balik 2l/v2l/v sama dengan waktu naik, panjang kritis untuk 0,1 µs dan untuk 1,0 µs dengan filter dv/dt adalah

    lkrit=v tr2=150×0,12=7,5 m,150×1,02=75 ml_\text{krit} = \frac{v\,t_\text{r}}{2} = \frac{150 \times 0{,}1}{2} = 7{,}5\ \text{m}, \qquad \frac{150 \times 1{,}0}{2} = 75\ \text{m}

    Kabel 30 m empat kali panjang kritis, sehingga puncak di terminal motor dapat mendekati 1.080 V; dengan filter dv/dt, 30 m di bawah 75 m. Pilihan filter dan kecocokan motor untuk catu konverter tetap dibaca dari dokumen VFD dan motor.

    Contoh 4: hierarki RCD di laundry rumah sakit. Sirkit akhir VFD tiga fasa di laundry itu memakai RCD tipe B 30 mA, sedangkan RCD hulunya tipe A tipe S 100 mA. Selektivitas meminta

    IΔn,hulu≥3×30=90 mAI_{\Delta\text{n,hulu}} \ge 3 \times 30 = 90\ \text{mA}

    sehingga 100 mA memenuhi syarat itu, tetapi tipe A di hulu tipe B melanggar aturan hierarki dan dapat terbutakan arus searah sirkit VFD. RCD hulu diganti tipe B tipe S, dan sampai penggantian selesai berlaku kondisi berhenti butir 2.

    Contoh 5: dua pengering pada satu RCD di laundry hotel. Dua pengering ber-VFD direncanakan memakai satu RCD tipe B 30 mA, dan manual setiap VFD menyatakan arus konduktor proteksi 6 mA untuk kabel dan frekuensi pensakelaran yang dipakai. Dibandingkan dengan pembanding 30 %, untuk satu RCD bersama dan untuk satu RCD per pengering:

    0,3×30=9 mA<2×6=12 mA,630=20 %0{,}3 \times 30 = 9\ \text{mA} < 2 \times 6 = 12\ \text{mA}, \qquad \frac{6}{30} = 20\ \%

    Rencana diubah ke satu RCD per pengering (6 mA, di bawah 9 mA), dan arus konduktor proteksi tiap sirkit diukur setelah pemasangan sebagai garis dasar.

    Contoh 6: arus konduktor proteksi 14 mA. Manual VFD pengering besar di laundry rumah sakit menyatakan arus konduktor proteksi 14 mA; dua aturan berlaku:

    14 mA>10 mA,1430=47 %>30 %14\ \text{mA} > 10\ \text{mA}, \qquad \frac{14}{30} = 47\ \% > 30\ \%

    Karena di atas 10 mA, jalur proteksi diperkuat menurut PUIL 2020 516 Catatan 4 (bagian arus bantalan). Karena di atas 9 mA, RCD 30 mA berisiko trip tak diinginkan, sehingga susunan proteksinya diputuskan perancang dari data pabrikan. Bila RCD itu kemudian trip berulang, kondisi berhenti butir 3 berlaku.

    Kondisi berhenti

    Pada setiap keadaan berikut, keputusan melanjutkan ada pada personel kompeten yang ditugaskan.

    1. Pekerjaan pada motor, kabel keluaran, atau terminal VFD tidak dimulai bila satu-satunya pengaman adalah STO atau perintah berhenti. Suplai masukan diisolasi dengan pemisah yang dapat dikunci, dikunci dan diberi label, waktu peluahan tautan DC dari label VFD ditunggu, poros sudah diam, dan bebas tegangan diverifikasi menurut Bab 2 · Keselamatan oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.
    2. RCD sirkit VFD bertipe lebih rendah daripada yang diminta bentuk arusnya atau manual (tipe AC atau A pada VFD tiga fasa; tipe AC, atau tipe A tanpa izin tertulis manual, pada VFD satu fasa), atau RCD hulu bertipe lebih rendah daripada RCD hilir: mesin tidak dioperasikan sampai tipenya benar.
    3. RCD yang trip berulang pada sirkit VFD tidak dijembatani dan tidak diganti dengan yang kurang peka; mesin dihentikan sampai arus konduktor proteksi diukur dan penyebabnya ditemukan.
    4. Ada laporan kesemutan dari rangka mesin ber-VFD: mesin dihentikan dan diisolasi, karena konduktor proteksi yang putus membuat arus bocor filter mengalir lewat tubuh (Bab 73).
    5. Ditemukan kapasitor di sisi keluaran VFD, atau kontaktor dan isolator keluaran tanpa interlock yang menghentikan VFD lebih dulu: VFD tidak dijalankan sampai susunannya diperbaiki.

    Salah tafsir yang sering terjadi

    Guess what’s wrong first, then open the explanation.

    Common misconception

    STO sudah cukup untuk bekerja pada motor.

    Why is it wrong?

    STO menghilangkan torsi, bukan tegangan. Tautan DC tetap bermuatan dan terminal motor tetap tersambung ke tautan DC melalui semikonduktor. Pekerjaan fisik selalu memerlukan isolasi suplai, penguncian, waktu peluahan, dan verifikasi bebas tegangan.

    Common misconception

    RCD tipe A cukup untuk VFD.

    Why is it wrong?

    Tipe A tidak dijamin mendeteksi arus gangguan searah halus dari penyearah tiga fasa dan tidak diuji untuk arus berfrekuensi campuran. VFD satu fasa memakai tipe F atau B, VFD tiga fasa tipe B, dan RCD hulu tidak bertipe lebih rendah daripada RCD hilir.

    Common misconception

    Kapasitor di sisi keluaran memperbaiki faktor daya sistem VFD.

    Why is it wrong?

    Kapasitor itu merusak IGBT dan dirinya sendiri; faktor daya rendah VFD berasal dari distorsi dan diperbaiki dengan reaktor atau filter.

    Common misconception

    RCD trip berarti RCD-nya terlalu peka; ganti saja dengan 100 mA.

    Why is it wrong?

    Trip berulang adalah bukti arus konduktor proteksi atau jalur baliknya bermasalah. Menurunkan kepekaan menghilangkan proteksi tambahan yang disyaratkan, sementara penyebabnya tetap ada.

    Hubungan dengan bab lain

    Dasarnya Bab 67 tentang prinsip kerja VFD dan Bab 22; SPD tipe 3 di dekat panel VFD ada di Bab 35 tentang proteksi surja, susunan RCD seluruh laundry di Bab 38 tentang studi kasus instalasi tiga fasa, dan integrasi STO ke fungsi keselamatan mesin di Bab 70.

    Latihan dan pembahasan

    Try to answer first, then open the worked solution.

    1. VFD tiga fasa 400 V menyuplai motor melalui kabel berpelindung 40 m dengan kapasitansi konduktor ke pelindung 200 pF/m dan frekuensi pensakelaran 6 kHz. Perkirakan arus pengisian kapasitansi kabel dan jelaskan artinya bagi RCD 30 mA.

      See the worked solution

      Cf=40×200×10−12=8,0C_\text{f} = 40 \times 200 \times 10^{-12} = 8{,}0 nF dan, dengan Udc≈540U_\text{dc} \approx 540 V, IˉC≳6×6 000×8,0×10−9×540=155,5\bar{I}_\text{C} \gtrsim 6 \times 6\,000 \times 8{,}0 \times 10^{-9} \times 540 = 155{,}5 mA, ordenya sekitar lima kali IΔnI_{\Delta\text{n}} walaupun bukan nilai efektif. Bila sebagian kecil saja kembali lewat suplai karena terminasi atau filter tidak sesuai, RCD 30 mA dapat trip; panjang kabel dan frekuensi pensakelaran harus di dalam batas dokumen VFD, dan RCD bukan tempat menyelesaikannya.

    2. Pada instalasi soal 1, frekuensi pensakelaran diturunkan ke 2 kHz. Hitung perkiraan baru dan jelaskan konsekuensinya bagi motor.

      See the worked solution

      Arus sebanding dengan fsf_\text{s}: 155,5×2/6=51,8155{,}5 \times 2/6 = 51{,}8 mA, sepertiganya. Konsekuensinya riak arus motor lebih besar dan bunyi pensakelaran lebih terdengar, sedangkan rugi VFD turun (Bab 68), dan rugi motor sedikit naik; pengukuran arus konduktor proteksi tetap menjadi pemutusnya.

    3. Teknisi memasang RCD tipe B pada sirkit akhir VFD tiga fasa, tetapi RCD di PHB hulu bertipe A. Jelaskan akibatnya bagi proteksi dan tentukan perbaikannya.

      See the worked solution

      Susunan melanggar aturan hierarki. Arus searah dari sirkit VFD yang belum memutus RCD hilir tipe B (rentang arus searahnya sampai 2 IΔn2\,I_{\Delta\text{n}}) mengalir lewat RCD hulu tipe A, yang menurut Bab 22 hanya tahan arus searah halus sampai 6 mA, sehingga RCD hulu dapat terbutakan dan gagal pada gangguan bolak-balik di sirkit lain. Perbaikannya RCD hulu tipe B, tipe S dengan IΔnI_{\Delta\text{n}} sekurang-kurangnya tiga kali RCD hilir bila selektivitas diperlukan.

    4. Mesin cuci ber-VFD satu fasa 230 V diberi RCD tipe B dengan alasan "lebih baik dari tipe F". Apakah pilihan ini benar, berlebihan, atau salah?

      See the worked solution

      Benar dan memenuhi, tetapi tidak wajib. Tipe B memenuhi semua syarat tipe F ditambah arus searah halus, sedangkan arus sisa berfrekuensi campuran dari konverter fasa-netral sudah ditangani tipe F, sehingga tipe F memadai kecuali manual meminta tipe B.

    5. Operator mengganti bantalan motor ber-VFD setelah mengaktifkan STO dan langsung membuka kotak terminal motor. Sebutkan kesalahannya dan urutan yang benar.

      See the worked solution

      Kesalahannya: STO bukan pemisah, suplai tidak diisolasi dan dikunci, waktu peluahan tautan DC tidak ditunggu, dan bebas tegangan tidak diverifikasi. Urutan yang benar: hentikan mesin dan tunggu poros diam; buka pemisah suplai masukan VFD; kunci dan beri label; tunggu waktu peluahan dari label; verifikasi bebas tegangan di terminal keluaran VFD dan terminal motor menurut Bab 2 · Keselamatan oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD; baru bekerja.

    6. Manual VFD menyatakan arus konduktor proteksi 8 mA dengan kabel berpelindung 25 m (150 pF/m) dan frekuensi pensakelaran 4 kHz. Pemilik ingin kabel menjadi 50 m dan frekuensi 8 kHz agar motor lebih senyap. Bandingkan nilai manual dengan 30 % dan 50 % IΔnI_{\Delta\text{n}} RCD 30 mA, perkirakan perubahan arus pengisian kabel, dan tentukan tindakannya.

      See the worked solution

      Nilai manual 8/30=26,78/30 = 26{,}7 %, di bawah 30 % (9 mA) dan 50 % (15 mA), tetapi sisanya hanya 1 mA. Arus pengisian sebanding dengan l⋅fsl \cdot f_\text{s}, yaitu (50×8 000)/(25×4 000)=4(50 \times 8\,000)/(25 \times 4\,000) = 4 kali, dari sekitar 48,6 mA menjadi 194,4 mA, sehingga nilai 8 mA tidak berlaku lagi, dan perkalian kasar terburuk 4×8=324 \times 8 = 32 mA sudah di atas IΔnI_{\Delta\text{n}}. Tindakannya: periksa batas panjang kabel dan kategori EMC di manual untuk 50 m, pertahankan RCD tipe B 30 mA tersendiri, pilih frekuensi pensakelaran serendah yang dapat diterima atau filter keluaran pabrikan, dan ukur arus konduktor proteksi setelah pemindahan; mengganti RCD dengan 100 mA bukan pilihan.

    Referensi

    External sources

    • IEC 61800-3:2022 (Ed. 4.0), Adjustable speed electrical power drive systems, Part 3: EMC requirements and specific test methodswebstore.iec.ch
    • IEC 61800-3 Ed. 2.1 (2004+A1:2012), pratinjau: definisi lingkungan pertama dan kedua serta kategori C1-C4, 3.2 (sekunder, edisi lama)cdn.standards.iteh.ai
    • IEC 61800-5-2:2016 (Ed. 2.0), Adjustable speed electrical power drive systems, Part 5-2: Safety requirements, Functionalwebstore.iec.ch
    • IEC 62423:2009 (Ed. 2.0), Type F and type B residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar useswebstore.iec.ch
    • IEC 60364-5-53:2019/AMD1:2020, pratinjau: 531.2.3.2 dan 531.2.3.3.2 (sekunder, pratinjau)cdn.standards.iteh.ai
    • Safe Drive Control including Safe Torque Off (STO), STO dan kategori stop 0 IEC 60204-1 (sekunder)machinerysafety101.com
    • IEC 81346-2:2019 (Ed. 2.0), Classification of objects and codes for classesiso.org
    • IEC TS 60034-25:2022 (Ed. 4.0), Rotating electrical machines, Part 25: AC electrical machines used in power drive systems, Application guidewebstore.iec.ch

    Revision history

    DateVersionChange
    October 29, 20263Revised to the chapter standard
    October 20, 20262Expanded in wave R10: worked examples, stop conditions, and cross-chapter references
    September 30, 20261First published

    How to cite

    Kurnia (2026). VFD: instalasi, EMC, harmonisa, dan arus bocor. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/vfd-instalasi-emc-harmonisa-dan-arus-bocor

    Self-check · 3 questions

    Check your understanding before moving on

    Write your answer in your own words, then compare it with the worked solution from this chapter’s exercises. The system doesn’t judge open answers as right or wrong; you decide which parts you’ve understood.

    0/3rated

    Safety limits still apply. This quiz tests reasoning; it doesn’t authorize mixing, adjusting, dismantling, live measurement, or field action.

    1

    VFD tiga fasa 400 V menyuplai motor melalui kabel berpelindung 40 m dengan kapasitansi konduktor ke pelindung 200 pF/m dan frekuensi pensakelaran 6 kHz. Perkirakan arus pengisian kapasitansi kabel dan jelaskan artinya bagi RCD 30 mA.

    2

    Pada instalasi soal 1, frekuensi pensakelaran diturunkan ke 2 kHz. Hitung perkiraan baru dan jelaskan konsekuensinya bagi motor.

    3

    Teknisi memasang RCD tipe B pada sirkit akhir VFD tiga fasa, tetapi RCD di PHB hulu bertipe A. Jelaskan akibatnya bagi proteksi dan tentukan perbaikannya.

    Self-assessment progress0%

    Nearby chapters

    NextKeselamatan fungsional mesin: penilaian risiko, interlock pintu, dan tingkat kinerja

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 70.

    PreviousVFD: parameter dan komisioning

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 68.

    Same disciplineTegangan, arus, resistansi, dan daya

    Bab lain dalam Teknik Elektro dan Elektronika.