Cable Sizing Calculation

Cable Sizing Calculation

Cable Sizing Calculation atau dalam Bahasa Indonesia disebut “Perhitungan Ukuran Kabel” adalah suatu proses perhitungan yang digunakan untuk menentukan ukuran kabel dalam sebuah Power Sytem dengan beberapa Formula. Setiap kabel yang terpasang ada perhitungannya dan mengacu kepada standar yang berlaku misalnya IEC, NEC atau PUIL.

Cable Drum

Sebelumnya harap dimaklumi karena sebagian istilah yang saya gunakan dalam tulisan ini adalah bahasa inggris. Karena di dunia Industri, terutama di Engineering,  istilah-istilah itulah yang sering dipakai. Ada banyak metode dalam menentukan sizing kabel, yang dibawah ini adalah metode yang biasa saya pakai di dalam pekerjaan saya, meskipun tidak gamblang saya jelaskan, tetapi sudah cukup mewakili.

Di dalam penentuan ukuran kabel, ada beberapa factor yang menjadi pertimbangan, yaitu:

a. Arus nominal

b. Voltage Drop

c. Derating Factor

d. Short Circuit

Mari kita bahas satu persatu:

a. Arus Nominal

Hal pertama yang harus kita tahu adalah Arus Nominal, nilai arus nominal ini menjadi dasar kita untuk melihat Ampacity kabel.

- Untuk sistem 3 Phasa

- Untuk system 1 phasa

I_3ph        = Full load current 3-ph, in ampere

I_1ph        = Full load current 1-ph, in ampere

P            = Rating capacity in kW

V_L-L      = Voltage Line to Line (3-ph), in kV

V_L-N      = Voltage Line to Neutral (1-ph), in kV

pf           = Power factor

eff          = Efficiency

Setelah kita mendapatkan arus nominal, selanjutnya kita lihat ampacity kabel dari Catalogue Vendor. Katalog Jembo Kita bisa pakai produk apa saja, saya hanya melampirkan salah satu produk yang pernah saya pakai.

b. Voltage Drop

Dalam distribusi listrik pasti ada yang namanya penurunan nilai tegangan, apalagi penghantarnya cukup panjang. Nilai maksimum Voltage Drop yang disarankan oleh NEC adalah 5%, jadi untuk amannya kita ambil nilai 3% saja. Formula untuk menghitung Voltage Drop adalah:

- Voltage Drop untuk system 3 phase AC

 

- Voltage Drop untuk system 1 phase AC

- Voltage Drop untuk DC system

Dimana:

VD%      = Voltage drop (%)

I_L            = Arus Nominal (Ampere)

R             = AC Resistance of the cable at 85⁰C (W/km)

RDC       = DC Resistance of the cable at 85⁰C (W/km)

X            = Reactance (W/Km)

j              = Power Factor angle

l              = Cable length (km)

V_L-L       = Voltage Line to Line (3-ph) (Volt)

VLN       = Voltage Line to Neutral (1-ph) (Volt)

VDC       = Voltage Phase to Neutral (DC) (Volt)

N             = No of cables run in parallel

c. Derating Factor

Dalam perhitungan kabel ada 2 faktor derating yang harus kita pertimbangkan Faktor Suhu dan Faktor Instalasi. Berikut dijelaskan untuk masing-masing factor:

Temperature Derating Factor

Setiap kabel yang di pasang, harus memperhatikan Ambient Temperaturenya. Hal ini diatur dalam IEC seperti table di bawah ini:

              from table A.52-14 of IEC 60364-5-52

Ambient Temperature ◦C	Insulation
	PVC	XLPE
10	1.22	1.15
15	1.17	1.12
20	1.12	1.08
25	1.06	1.04
35	0.94	0.96
40	0.87	0.91
45	0.79	0.87
50	0.71	0.82
55	0.61	0.76
60	0.50	0.71
65	-	0.65
70	-	0.58
75	-	0.50
80	-	0.41

           

Misalnya ambient temperature adalah 35◦C, dan insulation yang digunakan adalah XLPE, maka Temperature Derating Factornya adalah 0.96.

Cable Laying Group derating Factor

Kabel yang dipasang di kabel tray ataupun di tanam di tanah memiliki derating factor yang berbeda. Demikian juga halnya untuk kabel yang dipasang multicore ataupun single core.

              IEC364-5-523 dari Tabel 52-E4
              Correction Factor untuk instalasi kabel di Kabel Tray atau Ladder

Method of Installation		Number of Tray	Number of Cables
			1	2	3	4	6	9
Perforated Tray (Horizontal)	Touching and Multicore	1	1.00	0.88	0.82	0.76	0.73	0.73
		2	1.00	0.87	0.8	0.73	0.66	0.68
		3	1.00	0.86	0.79	0.71	0.66	0.66
	Spaced >20 mm	1	1.00	1.00	0.98	0.95	0.91	-
		2	1.00	0.99	0.96	0.92	0.87	-
		3	1.00	0.98	0.95	0.91	0.85	-
Perforated Tray (Vertical)	Touching and Multicore	1	1.00	0.88	0.82	0.78	0.73	0.72
		2	1.00	0.88	0.81	0.76	0.71	0.7
	Spaced > 225 mm	1	1.00	0.91	0.89	0.88	0.87	-
		2	1.00	0.91	0.88	0.87	0.85	-
Ladder (Horizontal)	Touching and Multicore	1	1.00	0.87	0.82	0.8	0.79	0.78
		2	1.00	0.86	0.8	0.78	0.76	0.73
		3	1.00	0.85	0.79	0.76	0.73	0.7
	Spaced >20 mm	1	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	-
		2	1.00	0.99	0.98	0.97	0.96	-
		3	1.00	0.98	0.97	0.96	0.93	-

            IEC364-5-523 dari Tabel 52-E2

            Correction Factor untuk instalasi kabel di tanah.

Number of Circuit	Cable to Cable Clearance
	Nil (Cable Touching)	One Cable Diameter	0.125m	0.25m	0.5m
2	0.75	0.8	0.85	0.9	0.9
3	0.65	0.7	0.75	0.8	0.85
4	0.6	0.6	0.7	0.75	0.8
5	0.55	0.55	0.65	0.7	0.8
6	0.5	0.55	0.6	0.7	0.8

d. Short Circuit

Short circuit atau arus hubung singkat juga harus kita perhatikan dalam cable sizing, untuk memastikan kabel yang kita pilih tahan terhadap arus hubung singkat dalam waktu tertentu, sesuai dengan rating beban yang di suplainya. Berikut formula untuk short circuit check:

                 

Dimana:

V             = Tegangan Nominal

Z_T           = Total Impedance

Nilai R, X dan L didapat dari katalog kabel

Demikian tulisan singkat saya mengenai Cable Sizing Calculation yang jauh dari sempurna. Jika ada teman-teman yang mau mengoreksi ataupun komentar dipersilahkan.

Subscribe to receive free email updates: