Perhitungan Voltage Drop (Tegangan Jatuh) pada Kabel

Pada kabel konduktor pasti memiliki nilai impedansi dan sehingga setiap kali arus mengalir melalui kabel tersebut, akan ada jatuh tegangan disepanjang kabel, yang dapat diturunkan dengan Hukum Ohm (yaitu V = IZ ). Penurunan tegangan tersebut tergantung pada dua hal, yaitu :
1.  Aliran arus melalui kabel - semakin tinggi arus, semakin besar tegangan drop
2.  Impedansi konduktor - semakin besar impedansi, semakin besar tegangan drop

Impedansi kabel
Impedansi kabel merupakan  fungsi dari ukuran kabel (luas penampang) dan panjang kabel. Umumnya produsen kabel akan melampirkan data kabel yang diproduksinya seperti nilai resistansi kabel dan reaktansi kabel dalam satuan Ω / km.

Menghitung Jatuh Tegangan (Voltage Drop)
Untuk sistem suplay tegangan AC , metode menghitung jatuh tegangan (voltage drop) adalah dengan berdasarkan faktor beban dengan mempertimbangkan arus beban penuh pada suatu sistim. Tetapi jika beban memiliki arus startup tinggi (misalnya motor) , maka tegangan drop dihitung dengan berdasarkan pada arus start up motor tersebut serta faktor daya .

Untuk sistem tiga phasa :

V3f = [S3 I ( RcCosf + XcSinf ) L] / 1000

Dimana :

V3f , Tegangan Jatuh (Voltage Drop) Tiga Phasa

I,adalah arus beban penuh atau arus nominal atau arus saat start (A)

Rc ,adalah resistansi ac kabel ( Ω / km )

Xc ,adalah reaktansi ac kabel ( Ω / km )

Cosf , adalah faktor daya beban ( pu )

L,adalah panjang kabel ( m)

Untuk sistem fase tunggal :

V1f = [2 I ( RcCosf + XcSinf ) L] / 1000

Dimana :

V1f , Tegangan Jatuh (Voltage Drop) Satu Phasa

I,adalah arus beban penuh atau arus nominal atau arus saat start (A)

Rc ,adalah resistansi ac kabel ( Ω / km )

Xc ,adalah reaktansi ac kabel ( Ω / km )

Cosf , adalah faktor daya beban ( pu )

L ,adalah panjang kabel ( m)

Untuk sistem DC :

Vdc = [2 I  Rc L] / 1000

Dimana :

Vdc , Tegangan Jatuh (Voltage Drop) Tegangan DC

I ,adalah arus beban penuh atau arus nominal atau arus saat start (A)

Rc ,adalah resistansi dc kabel ( Ω / km )

L ,adalah panjang kabel ( m)

Tegangan Jatuh (Voltage Drop) Maksimum
Tegangan Jatuh (Voltage Drop) Maksimum merupakan drop tegangan tertinggi yang diperbolehkan timbul sepanjang kabel yang dialiri oleh arus listrik. Bila drop tegangan yang timbul melebih batas maksimum, maka ukuran kabel yang lebih besar harus dipilih.

Tegangan Jatuh (Voltage Drop) disepanjang kabel lebih ditentukan karena beban konsumen (misalnya peralatan) sehingga tegangan yang sampai diinput peralatan tidak melebihi batas toleransi. Ini berarti, jika tegangan pada alat tersebut lebih rendah dari tegangan minimum , maka alat tidak dapat beroperasi dengan benar .

Secara umum, sebagian besar peralatan listrik akan beroperasi normal pada tegangan serendah 80 % dari tegangan nominal. Sebagai contoh, jika tegangan nominal adalah 230VAC, maka sebagian besar peralatan dapat dijalankan pada > 184VAC. Pemilihan ukuran untuk kabel penghantar yang baik adalah ukuran yang hanya mengalami drop tegangan sebesar kisaran 5 - 10% pada beban penuh .