Memilih Ukuran Kabel yang Tepat untuk Instalasi Listrik – Contoh Imperial & Metrik

Cara Menentukan Ukuran Kabel & Kawat yang Tepat untuk Instalasi Penyambungan Listrik?

Panduan langkah demi langkah berikut akan menunjukkan cara menemukan ukuran kabel dan kawat atau konduktor lain yang tepat untuk instalasi penyambungan listrik dengan contoh yang diselesaikan (baik dalam Sistem Inggris atau British dan Sistem SI yaitu Sistem Imperial dan Metrik masing-masing).

Ingatlah bahwa sangat penting untuk memilih ukuran kawat yang tepat saat mengukur kawat untuk instalasi listrik. Ukuran kawat yang tidak tepat untuk beban lebih besar dengan arus tinggi dapat membuat kekacauan yang mengakibatkan kegagalan peralatan listrik, kebakaran berbahaya dan cedera parah.

Penurunan Tegangan dalam Kabel

Kita tahu bahwa semua konduktor, kawat dan kabel (kecuali superkonduktor) memiliki sejumlah resistensi.

Resistensi ini sebanding langsung dengan panjang dan terbalik dengan diameter konduktor yaitu.

R ∝ L/a … [Hukum resistensi R = ρ (L/a)]

Ketika arus mengalir melalui konduktor, terjadi penurunan tegangan di konduktor tersebut. Umumnya, penurunan tegangan dapat diabaikan untuk panjang konduktor yang pendek tetapi dalam kasus konduktor dengan diameter rendah dan panjang panjang, kita harus mempertimbangkan penurunan tegangan yang signifikan untuk instalasi penyambungan yang tepat dan manajemen beban masa depan.

Menurut aturan IEEE B-23, di setiap titik antara terminal suplay dan instalasi, Penurunan tegangan tidak boleh melebihi 2.5% dari tegangan (suplay) yang diberikan.

Tulisan Terkait:

• Cara Menemukan Ukuran yang Tepat dari Circuit Breaker? Kalkulator & Contoh Breaker
• Cara Menemukan Rating Tegangan & Amper dari Saket, Stopkontak, & Receptacle
• Cara menghitung ukuran Kabel untuk Motor LT & HT?

Contoh:

Jika tegangan suplay adalah 220V AC, maka nilai penurunan tegangan yang diizinkan adalah;

• Penurunan Tegangan yang Diizinkan = 220 x (2.5/100) = 5.5V

Demikian pula, jika tegangan suplay adalah 120V AC, penurunan tegangan yang diizinkan tidak boleh lebih dari 3V ( 120V x 2.5%).

Dalam rangkaian penyambungan listrik, penurunan tegangan juga terjadi dari papan distribusi ke berbagai sub rangkaian dan sub rangkaian akhir, tetapi untuk sub rangkaian dan sub rangkaian akhir, nilai penurunan tegangan harus setengah dari penurunan tegangan yang diizinkan tersebut (yaitu 2.75V dari 5.5V seperti yang dihitung di atas)

Biasanya, Penurunan tegangan dalam tabel dijelaskan dalam Ampere per meter (A/m) misalnya berapa penurunan tegangan dalam kabel satu meter yang membawa arus satu Ampere?

Ada dua metode untuk mendefinisikan penurunan tegangan dalam kabel yang akan kita bahas di bawah.

Dalam SI (Sistem internasional dan sistem metrik) penurunan tegangan dijelaskan oleh ampere per meter (A/m).

Dalam FPS (sistem foot pound) penurunan tegangan dijelaskan dalam panjang yaitu 100 kaki.

• Update: Sekarang Anda juga dapat menggunakan Kalkulator listrik berikut untuk menemukan Penurunan tegangan & ukuran kawat dalam sistem American wire gauge.

1. Kalkulator Ukuran Kabel & Kawat Listrik (Tembaga & Aluminium)
2. Kalkulator Ukuran Kabel & Kawat dalam AWG
3. Kalkulator Penurunan Tegangan dalam Kabel & Kawat

Tabel & Grafik untuk Ukuran Kabel & Kawat yang Tepat

Berikut adalah tabel penting yang harus Anda ikuti untuk menentukan ukuran kabel yang tepat untuk Instalasi Penyambungan Listrik.

Klik gambar untuk memperbesar

Klik gambar untuk memperbesar

Klik gambar untuk memperbesar

Klik gambar untuk memperbesar

Klik gambar untuk memperbesar

Cara Menemukan Penurunan Tegangan dalam Kabel?

Untuk menemukan penurunan tegangan dalam kabel, ikuti langkah sederhana berikut.

• Pertama, temukan penurunan tegangan maksimum yang diizinkan.
• Sekarang, temukan arus beban.
• Sekarang, sesuai dengan arus beban, pilih kabel yang tepat (yang rating arusnya mendekati arus beban yang dihitung) dari tabel 1.
• Dari Tabel 1, temukan penurunan tegangan per meter atau 100 kaki (sistem mana yang Anda pilih) sesuai dengan rating arusnya.

(Tenang :) Kami akan mengikuti kedua metode dan sistem untuk menemukan penurunan tegangan (dalam meter dan 100 kaki) dalam contoh yang diselesaikan kami untuk seluruh instalasi penyambungan listrik).

• Sekarang, hitung penurunan tegangan untuk panjang aktual rangkaian penyambungan sesuai dengan rating arusnya dengan bantuan rumus berikut.

(Panjang aktual rangkaian x penurunan tegangan untuk 1m) /100 ===> untuk menemukan Penurunan tegangan per meter.
(Panjang aktual rangkaian x penurunan tegangan untuk 100ft) /100 ===> untuk menemukan penurunan tegangan dalam 100 kaki.

• Sekarang kalikan nilai penurunan tegangan yang dihitung ini dengan faktor beban di mana;

Faktor beban = Arus Beban yang akan diambil oleh Kabel / Arus Rating Kabel yang diberikan dalam tabel.

• Ini adalah nilai Penurunan tegangan dalam kabel ketika arus beban mengalir melalui itu.
• Jika nilai penurunan tegangan yang dihitung kurang dari nilai yang dihitung dalam langkah (1) (Penurunan tegangan maksimum yang diizinkan), maka ukuran kabel yang dipilih adalah tepat
• Jika nilai penurunan tegangan yang dihitung lebih besar dari nilai yang dihitung dalam langkah (1) (Penurunan tegangan maksimum yang diizinkan), maka hitung penurunan tegangan untuk kabel selanjutnya (yang lebih besar ukurannya) dan seterusnya sampai nilai penurunan tegangan yang dihitung menjadi kurang dari penurunan tegangan maksimum yang diizinkan yang dihitung dalam langkah (1).

Cara Menentukan Ukuran Kabel & Kawat yang Tepat untuk Beban yang Diberikan?

Berikut adalah contoh yang diselesaikan yang menunjukkan cara menemukan ukuran Kabel yang Tepat untuk Beban yang Diberikan.

Untuk beban yang diberikan, ukuran kabel dapat ditemukan dengan bantuan tabel yang berbeda tetapi kita harus ingat dan mengikuti aturan tentang penurunan tegangan.

Menentukan ukuran kabel untuk beban yang diberikan, pertimbangkan aturan berikut.

Untuk beban yang diberikan kecuali nilai arus yang diketahui, harus ada ruang tambahan 20% arus untuk kebutuhan tambahan, masa depan atau darurat.

Dari Meter Energi ke Papan Distribusi, Penurunan tegangan harus 1.25% dan untuk sub rangkaian akhir, penurunan tegangan tidak boleh melebihi 2.5% dari Tegangan Suplay.

Pertimbangkan perubahan suhu, jika diperlukan, gunakan faktor suhu (Tabel 3)

Juga, pertimbangkan faktor beban saat menemukan ukuran kabel

Saat menentukan ukuran kabel, pertimbangkan sistem penyambungan yaitu dalam sistem penyambungan terbuka, suhu akan rendah tetapi dalam penyambungan konduit, suhu meningkat karena tidak ada udara.

• Catatan: Ingatlah Faktor Diversitas dalam Instalasi Penyambungan Listrik saat memilih ukuran kabel yang tepat untuk instalasi penyambungan listrik

Contoh yang Diselesaikan Ukuran Kabel & Kawat yang Tepat

Berikut adalah contoh menentukan ukuran Kabel yang Tepat untuk instalasi penyambungan listrik yang akan memudahkan memahami metode “bagaimana menentukan ukuran kabel yang tepat untuk beban yang diberikan”.

Contoh 1 … (Sistem Imperial, British atau Inggris)

Untuk Instalasi penyambungan listrik di sebuah gedung, Total beban adalah 4.5kW dan panjang total kabel dari meter energi ke papan distribusi sub rangkaian adalah 35 kaki. Tegangan suplay adalah 220V dan suhu adalah 40°C (104°F). Temukan ukuran kabel yang paling sesuai dari meter energi ke sub rangkaian jika penyambungan dipasang dalam konduit.

Solusi:-

• Total Beban = 4.5kW = 4.5 x1000W = 4500W
• Beban tambahan 20% = 4500 x (20/100) = 900W
• Total Beban = 4500W + 900W = 5400W
• Total Arus = I = P/V = 5400W /220V =24.5A

Sekarang pilih ukuran kabel untuk arus beban 24.5A (dari Tabel 1) yaitu 7/0.036 (28 Ampere). Artinya kita dapat menggunakan kabel 7/0.036 sesuai tabel 1.

Sekarang periksa kabel yang dipilih (7/0.036) dengan faktor suhu dalam Tabel 3, jadi faktor suhu adalah 0.94 (dalam tabel 3) pada 40°C (104°F) dan kapasitas pembawa arus dari (7/0.036) adalah 28A, oleh karena itu, kapasitas pembawa arus kabel ini pada 40°C (104°F) akan menjadi;

Rating arus untuk 40°C (104°F) = 28 x 0.94 = 26.32 Amp.

Karena nilai yang dihitung (26.32 Amp) pada 40°C (104°F) kurang dari kapasitas pembawa arus kabel (7/0.036) yaitu 28A, oleh karena itu ukuran kabel ini (7/0.036) juga sesuai dari segi suhu.

Sekarang temukan penurunan tegangan untuk 100 kaki untuk kabel (7/0.036) ini dari Tabel 4 yaitu 7V, Tetapi dalam kasus kami, panjang kabel adalah 35 kaki. Oleh karena itu, penurunan tegangan untuk kabel 35 kaki akan menjadi;

Penurunan Tegangan Aktual untuk 35 kaki = (7 x 35/100) x (24.5/28) = 2.1V

Dan Penurunan tegangan yang diizinkan = (2.5 x 220)/100 = 5.5V

Di sini Penurunan Tegangan Aktual (2.1V) kurang dari penurunan tegangan maksimum yang diizinkan sebesar 5.5V. Oleh karena itu, ukuran kabel yang tepat dan paling sesuai adalah (7/0.036) untuk beban yang diberikan untuk Instalasi Penyambungan Listrik.

• Tulisan Terkait: Cara Menyambung Saket & Manual Changeover & Transfer Switch? (1 & 3 Fase)

Contoh 2 … (Sistem SI / Metrik / Desimal)

Jenis dan ukuran kabel apa yang cocok untuk situasi yang diberikan

• Beban = 5.8kW
• Volt = 230V AV
• Panjang Rangkaian = 35 meter
• Suhu = 35°C (95°F)

Solusi:-

Beban = 5.8kW = 5800W

Tegangan = 230V

Arus = I = P/V = 5800 / 230 = 25.2A

20% arus beban tambahan = (20/100) x 5.2A = 5A

Total Arus Beban = 25.2A + 5A = 30.2A

Sekarang pilih ukuran kabel untuk arus beban 30.2A (dari Tabel 1) yaitu 7/1.04 (31 Ampere). Artinya kita dapat menggunakan kabel 7/0.036 sesuai tabel 1.

Sekarang periksa kabel yang dipilih (7/1.04) dengan faktor suhu dalam Tabel 3, jadi faktor suhu adalah 0.97 (dalam tabel 3) pada 35°C (95°F) dan kapasitas pembawa arus dari (7/1.04) adalah 31A, oleh karena itu, kapasitas pembawa arus kabel ini pada 40°C (104°F) akan menjadi;

Rating arus untuk 35°C (95°F) = 31 x 0.97 = 30 Amp.

Karena nilai yang dihitung (30 Amp) pada 35°C (95°F) kurang dari kapasitas pembawa arus kabel (7/1.04) yaitu 31A, oleh karena itu ukuran kabel ini (7/1.04) juga sesuai dari segi suhu.

Sekarang temukan penurunan tegangan per ampere meter untuk kabel (7/1.04) ini dari (Tabel 5) yaitu 7mV, Tetapi dalam kasus kami, panjang kabel adalah 35 meter. Oleh karena itu, penurunan tegangan untuk kabel 35 meter akan menjadi:

Penurunan Tegangan Aktual untuk 35meter =

= mV x I x L

= (7/1000) x 30×35 = 7.6V

Dan Penurunan tegangan yang diizinkan = (2.5 x 230)/100 = 5.75V

Di sini penurunan Tegangan aktual (7.35V) lebih besar dari penurunan tegangan maksimum yang diizinkan sebesar 5.75V. Oleh karena itu, ini bukan ukuran kabel yang sesuai untuk beban yang diberikan. Jadi kita akan memilih ukuran kabel selanjutnya dari kabel yang dipilih (7/1.04) yaitu 7/1.35 dan menemukan penurunan tegangan lagi.

Menurut Tabel (5) rating arus dari 7/1.35 adalah 40 Ampere dan penurunan tegangan per ampere meter adalah 4.1 mV (Lihat tabel (5)). Oleh karena itu, penurunan tegangan aktual untuk kabel 35 meter akan menjadi;

Penurunan Tegangan Aktual untuk 35 meter =

= mV x I x L

(4.1/1000) x 40×35 = 7.35V = 5.74V

Penurunan ini lebih kecil dari penurunan tegangan maksimum yang diizinkan. Jadi ini adalah ukuran kabel atau kawat yang paling tepat dan sesuai.

Contoh 3

Beban berikut terhubung di sebuah gedung:-

Sub-Rangkaian 1

• 2 lampu masing-masing 1000W dan
• 4 kipas masing-masing 80W
• 2 TV masing-masing 120W

Sub-Rangkaian 2

• 6 Lampu masing-masing 80W dan
• 5 stopkontak masing-masing 100W
• 4 lampu masing-masing 800W

Jika tegangan suplay adalah 230 V AC, maka hitung arus rangkaian dan Ukuran Kabel untuk setiap Sub-Rangkaian?

Solusi:-

Total beban Sub-Rangkaian 1

= (2 x 1000) + (4 x 80) + (2×120)

= 2000W + 320W + 240W = 2560W

Arus untuk Sub-Rangkaian 1 = I = P/V = 2560/230 = 11.1A

Total beban Sub-Rangkaian 2

= (6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

= 480W + 500W + 3200W= 4180W

Arus untuk Sub-Rangkaian 2 = I = P/V = 4180/230 = 18.1A

Oleh karena itu, Kabel yang disarankan untuk sub rangkaian 1 = 3/.029” (13 Amp) atau 1/1.38 mm (13 Amp)

Kabel yang disarankan untuk Sub-Rangkaian 2 = 7/.029” (21 Amp) atau 7/0.85 mm (24 Amp)

Total Arus yang ditarik oleh kedua Sub-Rangkaian = 11.1A + 18.1A = 29.27 A

Jadi kabel yang disarankan untuk Rangkaian Utama = 7/.044″ (34 Amp) atau 7/1.04 mm (31 Amp)

Contoh 4

Motor induksi kucing tiga fase 10H.P (7.46kW) dengan rating kontinu menggunakan pemulaian Star-Delta terhubung melalui suplay 400V dengan tiga kabel inti tunggal PVC yang dipasang dalam konduit dari 250kaki (76.2m) dari papan sekring distribusi multi-way. Arus beban penuhnya adalah 19A. Suhu rata-rata musim panas dalam Instalasi Penyambungan Listrik adalah 35°C (95°F). Hitung ukuran kabel untuk motor?

Solusi:-

• Beban motor = 10H.P = 10 x 746 = 7460W *(1H.P = 746W)
• Tegangan Suplay = 400V (3-Fase)
• Panjang kabel = 250kaki (76.2m)
• Arus beban penuh motor = 19A
• Faktor suhu untuk 35°C (95°F) = 0.97 (Dari Tabel 3)

Sekarang pilih ukuran kabel untuk arus beban penuh motor 19A (dari Tabel 4) yaitu 7/0.36” (23 Ampere) *(Ingat bahwa ini adalah sistem 3-fase yaitu kabel 3-inti) dan penurunan tegangan adalah 5.3V untuk 100 Kaki. Artinya kita dapat menggunakan kabel 7/0.036 sesuai Tabel (4).

Sekarang periksa kabel yang dipilih (7/0.036) dengan faktor suhu dalam tabel (3), jadi faktor suhu adalah 0.97 (dalam tabel 3) pada 35°C (95°F) dan kapasitas pembawa arus dari (7/0.036”) adalah 23 Ampere, oleh karena itu, kapasitas pembawa arus kabel ini pada 40°C (104°F) akan menjadi:

Rating arus untuk 40°C (104°F) = 23 x 0.97 = 22.31 Amp.

Karena nilai yang dihitung (22.31 Amp) pada 35°C (95°F) kurang dari kapasitas pembawa arus kabel (7/0.036) yaitu 23A, oleh karena itu ukuran kabel ini (7/0.036) juga sesuai dari segi suhu.

Faktor beban = 19/23 = 0.826

Sekarang temukan penurunan tegangan untuk 100kaki untuk kabel (7/0.036) ini dari tabel (4) yaitu 5.3V, Tetapi dalam kasus kami, panjang kabel adalah 250 kaki. Oleh karena itu, penurunan tegangan untuk kabel 250 kaki akan menjadi;

Penurunan Tegangan Aktual untuk 250kaki = (5.3 x 250/100) x 0.826 = 10.94V

Dan maksimum Penurunan tegangan yang diizinkan = (2.5/100) x 400V= 10V

Di sini Penurunan Tegangan aktual (10.94V) lebih besar dari penurunan tegangan maksimum yang diizinkan sebesar 10V. Oleh karena itu, ini bukan ukuran kabel yang sesuai untuk beban yang diberikan. Jadi kita akan memilih ukuran kabel selanjutnya dari kabel yang dipilih (7/0.036) yaitu 7/0.044 dan menemukan penurunan tegangan lagi. Menurut Tabel (4) rating arus dari 7/0.044 adalah 28 Ampere dan penurunan tegangan per 100 kaki adalah 4.1V (lihat Tabel 4). Oleh karena itu, penurunan tegangan aktual untuk kabel 250 kaki akan menjadi;

Penurunan Tegangan Aktual untuk 250 kaki =

= Penurunan tegangan per 100 kaki x panjang kabel x faktor beban

= (4.1/100) x 250 x 0.826 = 8.46V

Dan Penurunan tegangan maksimum yang diizinkan = (2.5/100) x 400V= 10V

Penurunan tegangan aktual lebih kecil dari penurunan tegangan maksimum yang diizinkan. Jadi ini adalah ukuran kabel yang paling tepat dan sesuai untuk instalasi penyambungan listrik dalam situasi yang diberikan.

Tabel Ukuran Kabel NEC 310.15(B)(16) (dahulu Tabel 310.16) & Grafik

Tabel NEC (National Electrical Code) 310.15(B)(16) (dahulu Tabel 310.16) – 310.60 – ARTICLE 310 – Konduktor untuk Penyambungan Umum & Ampacity yang Diizinkan dari Konduktor & Ukuran Kabel berdasarkan AWG (American Wire Gauge).

310.60 ARTICLE 310 — KONDUKTOR UNTUK PENYAMBUNGAN UMUM
Tabel 310.15(B)(16) (dahulu Tabel 310.16) Ampacity yang Diizinkan dari Konduktor Terinsulasi Berating Hingga dan Termasuk 2000 Volt, 60°C Hingga 90°C (140°F Hingga 194°F), Tidak Lebih dari Tiga Konduktor Membawa Arus dalam Raceway, Kabel, atau Bumi (Ditermusim Langsung), Berdasarkan Suhu Sekitar 30°C (86°F)*
Ukuran AWG atau kcmil	Rating Suhu Konduktor [Lihat Tabel 310.104(A).]						Ukuran AWG atau kcmil
	60°C (140°F)	75°C (167°F)	90°C (194°F)	60°C (140°F)	75°C (167°F)	90°C (194°F)
	Types TW, UF	Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW	Types TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2	Types TW, UF	Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE	Types TBS, SA, SIS, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, RHH, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
	COPPER			ALUMINIUM ATAU COPPER-CLAD ALUMINIUM
18**	—	—	14	—	—	—	—
16**	—	—	18	—	—	—	—
14**	15	20	25	—	—	—	—
12**	20	25	30	15	20	25	12**
10**	30	35	40	25	30	35	10**
8	40	50	55	35	40	45	8
6	55	65	75	40	50	55	6
4	70	85	95	55	65	75	4
3	85	100	115	65	75	85	3
2	95	115	130	75	90	100	2
1	110	130	145	85	100	115	1
1/0	125	150	170	100	120	135	1/0
2/0	145	175	195	115	135	150	2/0
3/0	165	200	225	130	155	175	3/0
4/0	195	230	260	150	180	205	4/0
250	215	255	290	170	205	230	250
300	240	285	320	195	230	260	300
350	260	310	350	210	250	280	350
400	280	335	380	225	270	305	400
500	320	380	430	260	310	350	500
600	350	420	475	285	340	385	600
700	385	460	520	315	375	425	700
750	400	475	535	320	385	435	750
800	410	490	555	330	395	445	800
900	435	520	585	355	425	480	900
1000	455	545	615	375	445	500	1000
1250	495	590	665	405	485	545	1250
1500	525	625	705	435	520	585	1500
1750	545	650	735	455	545	615	1750
2000	555	665	750	470	560	630	2000
*Lihat 310.15(B)(2) untuk faktor koreksi ampacity di mana suhu sekitar selain 30°C (86°F). Lihat 310.15(B)(3)(a) untuk lebih dari tiga konduktor yang membawa arus. **Lihat 240.4(D) untuk keterbatasan perlindungan arus berlebihan konduktor.

Berikut adalah tabel NEC dalam bentuk grafik (format image untuk diunduh sebagai referensi)

Tulisan Terkait:

• Cara Mengukur Load Center, Panelboards dan Distribution Board?
• Cara Menentukan Jumlah Circuit Breakers di Panel Board?
• Cara Menentukan Kapasitas yang Tepat dari Subpanel?
• Cara Menghitung Ukuran Kapasitor yang Tepat dalam Farad & kVAR untuk Peningkatan Faktor Daya
• Cara Mengonversi Kapasitor Farad ke kVAR & Sebaliknya (Untuk Peningkatan Faktor Daya)
• Cara Mengecek Kapasitor dengan Multimeter Digital & Analog. 8 Metode
• Cara Mengecek Nilai Resistor yang Hangus. 3 Metode Praktis
• Cara: Tutorial Listrik & Elektronika
• Tutorial Instalasi Penyambungan Listrik Dasar