Perhitungan Ukuran Kabel Tepat untuk Motor LT dan HT: Keamanan, Efisiensi, dan Penghemat Biaya

Bagaimana Menghitung Ukuran Kabel untuk Motor LT & HT?

Memilih ukuran kabel yang tepat untuk motor adalah parameter penting bagi Industri baik selama Instalasi dan Pemasangan atau selama kondisi operasi. Ini adalah aspek yang sangat penting untuk Keamanan, Penghematan Biaya dan pengurangan kerugian yang tidak diinginkan. Kabel yang terlalu kecil dapat terbakar selama operasi motor yang menyebabkan risiko pada nyawa manusia, mesin, infrastruktur, kerugian produksi dan biaya penggantian.

Sementara itu, konduktor yang terlalu besar akan menimbulkan biaya yang tidak perlu tidak hanya untuk kabel jangka panjang tetapi juga untuk bahan pemutusan kabel yang digunakan bersama dengan mereka yaitu klem, gland, kit sambungan (dalam hal terjadi kerusakan di masa depan) dan tangga kabel yang lebih besar. Biaya tenaga kerja untuk penataan kabel dengan ukuran yang lebih tinggi juga akan lebih tinggi dibandingkan kabel ukuran yang lebih rendah. Mempertimbangkan semua poin penting ini penting untuk melakukan perhitungan ukuran kabel yang tepat untuk motor kita.

• Wajib Baca: Cara Menghitung Ukuran Kabel untuk Beban yang Berbeda dan Kabeling Rumah (Contoh Soal US & EU)

• Post Terkait: Pemutusan Kabel MV & HV ke Peralatan & Sambungan

Sebelum kita masuk ke detail, mari kita jelaskan perbedaan utama antara Motor LT & HT.

Apa perbedaan antara Motor LT dan HT?

Nah, seperti kata LT (Low Tension i.e. Low Voltage) dan HT (High Tension i.e. High Voltage) atau torsi rendah dan torsi tinggi masing-masing menggambarkan ceritanya sendiri.

Ini juga tergantung pada ketersediaan tegangan suplai,i.e. di USA dan EU,

Rentang Motor LT = 230V – 415V

Rentang Motor HT = 3.3 kV, 6.6kV – 11kV

sambil ingat bahwa Motor LT membutuhkan lebih banyak arus daripada Motor HT.

dengan kata lain, di wilayah lain, mereka mengklasifikasikan Motor LT di bawah 1kV & Motor HT di atas 1kV.

Sekarang kita harus membahas topik utama yaitu bagaimana menghitung ukuran kabel untuk motor?

• Post Terkait: Perlindungan Pemakaian Kabel – Jenis Kerusakan, Penyebab & Perlindungan Diferensial

Perhitungan Ukuran Kabel untuk Motor LT 125 Kw

Motor KW = 125

Pf = 0.8, Efisiensi = 94%

Tegangan Sistem, V₁ = 415

Panjang kabel = 200 m

Arus Beban = P / (1.732 x V x Pf x Eff) —> (P = √3 x Vx I CosΦ = untuk rangkaian tiga fasa)

= 125000 / (1.732 x 415 x 0.8 x 0.94)

~ 230 A

Ini adalah arus beban penuh yang kabel harus accommodated dalam kondisi ideal. Namun dalam situasi praktis, ada beberapa faktor derating yang harus dipertimbangkan.

Rating arus yang diberikan untuk kabel didefinisikan untuk suhu lingkungan 40* C. Jika suhu lingkungan lebih besar dari itu, kapasitas muatan arus kabel menurun.

Misalkan kabel kita diletakan di udara pada tangga kabel,

• Anda juga dapat membaca: Apa itu Motor Stepper: Konstruksi, Jenis dan Mode Operasi

Suhu Udara dalam Derajat.		20°	25°	30°	35°	40°	45°	50°	55°
	PVC Biasa	1.32	1.25	1.16	1.09	1.00	0.90	0.80	0.80
Faktor Derating	PVC HR	1.22	1.17	1.12	1.06	1.00	0.94	0.87	0.80
	XLPE	1.20	1.16	1.11	1.06	1.00	0.95	0.88	0.82

Faktor rating terkait variasi suhu udara lingkungan

Faktor Koreksi Suhu, K₁ saat kabel di udara = 0.88 (untuk suhu lingkungan 50* & kabel XLPE)

Pengelompokan kabel juga menurunkan kapasitas muatan arus kabel. Jika banyak kabel dikelompokkan bersama, mereka semua akan panas. Panas tidak akan bisa menyebar dengan baik sehingga akan memanaskan kabel itu sendiri dan yang menyentuhnya. Ini akan meningkatkan suhu lebih lanjut. Oleh karena itu kita harus menurunkan kapasitas muatan arus kabel sesuai faktor pengelompokan.

Mari kita ambil skenario terburuk, yaitu 3 tangga yang sejajar masing-masing memiliki 9 kabel yang bersentuhan satu sama lain.

Jumlah Rak	Jumlah Kabel per Rak					Jumlah Kabel per Rak
	1	2	3	6	9	1	2	3	6	9
1	1.00	0.98	0.96	0.93	0.92	1.00	0.84	0.80	0.75	0.73
2	1.00	0.95	0.93	0.90	0.89	1.00	0.80	0.76	0.71	0.69
3	1.00	0.94	0.92	0.89	0.88	1.00	0.78	0.74	0.70	0.68
6	1.00	0.93	0.90	0.87	0.86	1.00	0.76	0.72	0.65	0.66

Tabel: Faktor Pengelompokan Kabel (Faktor Jumlah Tangga), K2 = 0.68 (untuk 3 tangga yang masing-masing memiliki 9 kabel)

Faktor derating total = K₁ x K₂

= 0.88×0.68 = 0.5984

Mari kita pilih kabel Aluminium XLPE Berlapis, 3 inti, 240 Sq.mm, 1.1 KV untuk satu lari

Klik untuk memperbesar tabel

Detail Teknis Untuk Kabel Berlapis, 3 Inti, Konduktor Aluminium/Tembaga, Isolasi XLPE, Tegangan 1.1 KV

Kapasitas arus kabel Aluminium XLPE Berlapis 240 Sq.mm di Udara adalah 402 Amp

Arus derating total kabel 240 Sq.mm = 402×0.5984 = 240.55 Amp

Resistansi = 0.162 Ω / Km dan
Reaktansi = 0.072 Ω / Km

• Anda juga dapat membaca: Motor DC Tanpa Komutator: Konstruksi, Prinsip Kerja & Aplikasi

Jatuh Tegangan Terduga dalam Kabel Aluminium PVC/XLPE Untuk Sistem A.C.
	(Jatuh tegangan – Volt/Km/Amp)
Luas Nominal Konduktor (Sq. mm)	Kabel P.V.C.		Kabel XLPE
	Fasa Tunggal	Tiga Fasa	Fasa Tunggal	Sistem Tiga
1.5	43.44	37.62	46.34	40.13
2.5	29.04	25.15	30.98	26.83
4	17.78	15.40	18.98	16.44
6	11.06	9.58	11.80	10.22
10	7.40	6.41	7.88	6.82
16	4.58	3.97	4.90	4.24
25	2.89	2.50	3.08	2.67
35	2.10	1.80	2.23	1.94
50	1.55	1.30	1.65	1.44
70	1.10	0.94	1.15	1.00
95	0.79	0.68	0.83	0.70
120	0.63	0.55	0.66	0.56
150	0.52	0.46	0.55	0.48
185	0.42	0.37	0.44	0.40
240	0.34	0.30	0.35	0.30
300	0.28	0.26	0.30	0.26
400	0.24	0.22	0.24	0.22
500	0.23	0.20	0.23	0.20
630	0.20	0.18	0.21	0.18
800	0.19	–	0.20	–
1000	0.18	–	0.18	–

Jatuh tegangan, V₂ = 0.3 Volt/Km/Amp (seperti brosur Havell's)

= 0.3 x 230 x (200 / 1000)

= 13 V

Tegangan klem di Motor, V₂ = 415 -13 = 402 V

% Jatuh = (V₂ – V₁) / (V₁)

= (415 – 402) x 100 / (415)

= 3.13%

Untuk memutuskan kabel 240 Sq.mm, kondisi pemilihan kabel harus diperiksa

1. Amp derating kabel (240.55 Amp) lebih tinggi dari arus beban penuh beban (230 Amp) = OK
2. Jatuh tegangan kabel (3.13%) lebih rendah dari jatuh tegangan yang ditentukan (10%) = OK
3. Kapasitas pendek sirkuit kabel (22.56 KA) lebih tinggi dari kapasitas pendek sirkuit sistem di titik itu ( X KA) = OK

Post Terkait: Servo Motor – Jenis, Konstruksi, Kerja, Pengendalian & Aplikasi

Kabel 240 Sq.mm memenuhi ketiga kondisi, jadi disarankan untuk menggunakan kabel 3 Inti 240 Sq.mm.

• Anda juga dapat membaca: Apa itu Efisiensi Motor & Cara Meningkatkannya?

Perhitungan Ukuran Kabel untuk Motor HT 350 KW

Dalam kasus sistem LV kabel dapat dipilih berdasarkan kapasitas muatan arus dan jatuh tegangan tetapi dalam kasus sistem MV/HV kapasitas pendek sirkuit kabel adalah faktor penting/penentu. Jadi dalam kasus motor HT, kapasitas pendek sirkuit kabel saja cukup untuk menentukan ukuran kabel karena dua parameter lainnya akan secara otomatis terpenuhi.

Pertimbangkan contoh di bawah ini:

Motor KW = 350

Pf = 0.8, Efisiensi = 94%

Tegangan Sistem, V₁ = 6.6 KV

Panjang kabel = 200 m

Arus Beban = P / (1.732 x V x Pf x Eff)

= 350000 / (1.732 x 6600 x 0.8 x 0.94)

= 41 A

Misalkan Tingkat Pendek Sirkuit/Tingkat Gangguan untuk sistem H.T., I_sh (untuk durasi t=1detik) = 26.2 KA

Dengan konduktor Aluminium, kabel XLPE terisolasi =

= 278.72 Sq.mm

Oleh karena itu ukuran yang lebih dekat yang lebih tinggi 300 sq mm diperlukan.

Kita dapat melihat dari tabel di bawah juga bahwa kapasitas pendek sirkuit kabel 300sqmm adalah 28 KA yang lebih dari tingkat gangguan kita.

• Anda juga dapat membaca: Starter Otomatis Motor 3-fasa Segitiga-Bintang dengan Timer

Klik gambar untuk memperbesar

(6.6KV TIDAK DISETRUM / 11KV DISETRUM GRADE)

Detail Teknis Untuk Kabel Berlapis, 3 Inti, Konduktor Aluminium/Tembaga, Isolasi XLPE, Tegangan 6.6 KV

Kita dapat melihat bahwa ini akan secara otomatis memenuhi dua kondisi lainnya juga.

Mari kita pilih kabel Aluminium XLPE Berlapis, 3 inti, 300 Sq.mm, 6.6 KV untuk satu lari

Faktor Koreksi Suhu, K₁ saat kabel di udara = 0.88 (untuk suhu lingkungan 50* & kabel XLPE)

Faktor Pengelompokan Kabel (Faktor Jumlah Tangga), K₂ = 0.68 (untuk 3 tangga yang masing-masing memiliki 9 kabel)

Faktor derating total = K₁ x K₂ = 0.88 x 0.68 = 0.5984

Kapasitas arus kabel Aluminium XLPE Berlapis 300 Sq.mm di Udara adalah 450 Amp

Arus derating total kabel 300 Sq.mm = 450×0.5984 = 269.28 Amp

Resistansi = 0.130 Ω / Km dan

Reaktansi = 0.0999 Ω / Km

Jatuh tegangan = 0.26 Volt / Km / Amp (seperti brosur Havell's)

= 0.26 x 200 x 41 / 1000

= 2.132 V

Tegangan klem di Motor, V₂ = 6600 – 2.132 = 6597.868 V

% Jatuh = (V₁ – V₂) / (V₁)

= (6600 – 6597.8) x 100 / (6600)

= 0.032%

Untuk memutuskan kabel 300 Sq.mm, kondisi pemilihan kabel harus diperiksa

1. Amp derating kabel (269.28 Amp) lebih tinggi dari arus beban penuh beban (41 Amp) = OK
2. Jatuh tegangan kabel (0.032%) lebih rendah dari jatuh tegangan yang ditentukan (5%) = OK
3. Kapasitas pendek sirkuit kabel (28.20 KA) lebih tinggi dari kapasitas pendek sirkuit sistem di titik itu (26.2 KA) = OK

Kabel 300 Sq.mm memenuhi ketiga kondisi, jadi disarankan untuk menggunakan kabel 3 Inti 300 Sq.mm.

Anda juga dapat membaca:

• Diagram Kabeling Daya & Kontrol Motor Tiga Fasa
• Kalkulator Ukuran Kabel & Kabel Listrik (Tembaga & Aluminium)
• Cara Menemukan Ukuran Konduktor Pemulaian, Kabel Pemulaian & Elektroda Pemulaian?