Penurunan tegangan pada kabel transmisi daya dapat dihitung secara akurat menggunakan rumus langkah-demi-langkah, yang intinya adalah ΔU=I × R. Penurunan tegangan umumnya harus dikontrol dalam 5% dari tegangan sistem (misalnya, tidak lebih dari 19V untuk sistem 380V).
Penyebab Utama Jatuh Tegangan Kabel secara inheren memiliki resistansi dan reaktansi. Ketika arus mengalir melaluinya, terjadi kehilangan energi, yang bermanifestasi sebagai penurunan tegangan. Faktor yang mempengaruhinya antara lain:
Bahan kabel: Resistivitas kabel tembaga (0,0174 Ω·mm²/m) lebih rendah dibandingkan kabel aluminium (0,0283 Ω·mm²/m), sehingga penurunan tegangan lebih kecil;
Panjang kabel: Semakin panjang kabel, semakin besar penurunan tegangan;
Luas-penampang melintang: Semakin kecil-penampang, semakin besar resistansinya, dan semakin signifikan penurunan tegangannya;
Arus beban: Semakin tinggi daya, semakin tinggi arusnya, dan semakin signifikan penurunan tegangan;
Faktor daya: Beban induktif (seperti motor) memiliki faktor daya yang rendah, sehingga memperburuk penurunan tegangan.
Metode Dua- atau Tiga-Langkah untuk Menghitung Penurunan Tegangan Kabel
Langkah 1: Hitung Arus Garis
I
I Berlaku untuk sistem-AC tiga fase:
I
=
P
3
×
U
×
karena
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: Daya beban (kW)
U
U: Tegangan saluran (kV), umumnya 380V, yaitu 0,38kV
karena
θ
cosθ: Faktor daya, umumnya diambil sebesar 0,8-0,85
Contoh: motor 55kW,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Langkah 2: Hitung Resistansi Kabel
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: Resistivitas konduktor (0,0174 untuk tembaga, 0,0283 untuk aluminium)
L
L: Panjang kabel (meter)
S
S: Luas penampang konduktor-(mm²)
Contoh: kabel tembaga panjang 100 meter, 16mm²,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Langkah 3: Hitung penurunan tegangan
Δ
U
ΔU Rumus praktis paling sederhana (mengabaikan reaktansi):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: Untuk sistem tiga-fase, ambil
3
≈ 1.732
3
≈1.732, fase-tunggal adalah 1 atau 2 (jumlah sirkuit)
Melanjutkan contoh sebelumnya:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7V, terhitung 5,2% dari 380V, sedikit melebihi rentang yang diijinkan, penampang-perlu ditingkatkan.
