## TINGKAT DISTORSI  HARMONISA  PADA LAMPU ESSENSIAL YANG BERBEDA MERK
Luqman Assaffatr)
r)Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas  Muhammadiyah Semarang JI. Kisipah  no 10 -12 Semarang _ Indonesia
. e_mail : assaffat@yahoo.com

## ABSTRACT
Essential Lamp (SL)  is a type of low pressure  mercury  lamp that worl<s on the discharge of electrons  inside  the tube  and using qn electronic switch eqLipmint as a replacement ballast for limiting  the current function. Because of the working princtple, the eisensial lamp can be classified as a non-linier  electrical load In the electric power system, a non  line_ar loads will produce an electrical power pollution. It is called harmonics.  Harmonics are multiples ofthefrequency of afundameitalfrequency of wave.  Harmonics generated by tlrc non-linier loads that - will orlu*itot" and delivered to the power system. So the harmonics will be able to disrupt the power  quali4t of eleclrical  power sysiems.
As a non-linear load, essential  lamps produce harmonic  distortion,  both harmonic currents and  voltage- In this study concluded that the dffirent brands of essentiai lamp showed the dffirent value of Total HarmonicsDistortion (fHD
Keyuords .Essensial Lamp, Harmonics,  THD, power euality, pe Analyzer

## ABSTRAK
Lampu essensial (SL) adalah lampu penerangan jenis lampu  merkuri tekanan  rendah  yang bekerja  berdasarkan lucutan elektron  di dalam tabung dan menggunakan  peralatan  saklar elektronik sebagai pengganti fulg.,ti ballast untuk pembatas arusnyu. {u."nu prinsip  kerja tersebut maka lampu  essensial  dapat dikelompokkan sebagai  beban listrik  tak linier. Di dalam sistem tenaga listrik, beban-beban tak linier akan menghasilkan  suatu  polusi t-enaga listrik yang disebut sebagai  harmonisa.  Harmonisa  adalah terjaiinya suatu kelipatan frekuensi  dari frekuensi  gelombang dasarnya. Harmonisa  yang dihasittan otetr  Ueban-beban listrik non linier yang terakumulasi dan  akan dikirimkan  ke sistern tenaga listrik. Sehingga  harmonisa ini akan dapat  mengganggu kualitas daya dari sistem tenaga listrik. Sebagai beban n9o linier, lampu essensial  menghasilkan distorsi harmonisa,  baik harmonisa arus maupun  harmonisa  tegangan.  Pada peneliiian ini disimpulkan bahwa lampu essensial yang  berbeda merk  menunjukkan nilai  tingkat distorsi  harmonisa (TfD) yang berbeda pula.
Kata kunci : lampu  essensial,  harmonisa, THD, kualitas daya, pe analyzer

## 1. Lampu Hemat Energi
Salah satu langkah untuk menghemat  penggunaan energi listrik adalah mengurangi  pemakaian energi listrik yang digunakan  untuk penerangan,
sebab 32%  beban listrik di Indonesia
Tingkat Distorsi Hamonisa  ........
adalah lampu penerangan[ l]. peng*angun pemakaian energi  listrik untuk penerangan dapat dilakukan dengan  cara penggunaan lampu hemat energi baik di tingkat  rumah tangga, komersial atau
bisnis maupun di sektor inclustrit2l.
Lampu hemat energi yang dikenal luas
oleh masyarakat adalah  lampu essensial, di mana lampu jenis ini menghasilkan cahaya  yang terang meskipun  konsumsi dayanya rendah.  Sebagai contoh,. lampu
essensial 7 watt akan menghasilkan
cahaya setara dengan lampu TL 40 wattt3l. Maka tidak heran apabila masyarakat ramai - ramai beralih
menggunakan lampu essensial serta
meninggalkan  lampu pijar dan lampu TL y4ng drqnggpp m,e4bo1gqkaq  englgi listrik. Sehingga penggunaan lampu
essensial  sebagai lampu  hemat  energi di
masyarakat  semakin  luas.
Penggunaan lampu essensial oleh masyarakat yang semakin luas 'sebagai
lampu  hemat  energi, menyebabkan banyak perusahaan industri lampu penerangan berinovasi dan
mengembangkan produk  lampu essensial untuk menarik perhatian masyarakat.
Setiap merk  lampu essensial  yang  beredar di masyakarat belum  tentu mempunyai kualitas yang  sama, sehingga
diperkirakan akan mempunyai tingkat distorsi  harmonisa  yang berbedalal. Oleh
sebab itu, diperlukan  suatu penelitian yang simultan untuk mengetahui
karakteristik distorsi harmonisa dari beberapa merk lampu essensial yang beredar di masyarakat.

## 2. Tujuan
Tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah untuk menganalisa tingkat harmonisa (THD) yang ditimbulkan oleh lampu  essensial  yang  berbeda merk.

## 3. Harmonisa
Harmonisa  merupakan gejala pembentukan gelombang-gelombang dengan  frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnyatsl. Frekuensi dqt4I sls19m lStqee 1!qt4k d! Indongsla adalah 50 Hz, sehingga harmonisa mempunyai frekuensi dengan nilai kelipatan dari 50 Hz.
Sebagai contoh, harmonisa kedua adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 100 Hz, harmonik  ketiga adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 150 Hz  dan seterusnya. Gelombang gelombang ini kemudian menumpang pada gelombang murni atzu aslinya sehingga terbentuk gelombang  cacat  yang merupakan jumlah arfiara gelombang murni sesaat dengan gelombang harmoniknyatsl.

## 3.1. Distorsi Harmonisa
Harmonisa dapat menyebabkan suatu distorsi harmonisa, yaitu suafu gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat  terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan.
Luqman  Assaffat
Tingkat  distorsi harmonisa dijelaskan melalui  spektrum harmonisa yang lengkap dengan  magnitude dan sudut  fase masing - masing  komponen
harmonisa tunggal. Hal yang juga umum
AA t\t\ Itti \  I  \ll \i' \^l Nilai Distorsi Harmonisa Total (THD) dari suatu gelombang dapat
dihitung dengan formula t6l:
THD = (1)
Di mana M h adalah nilai rns
komponen harmonisa hdari kuantitas M
. Kuantitas  M dapat berupa besaran
Tingkat Distorsi  Harmonisa ........
tssN  1979-7451
untuk kuantitas tunggal, Total Harmonics Distortion (THD) / Distorsi Total Harmonisa , sebagai ukuran nilai efektif dari distorsi harmonisat6l.
funds:rr€i*d r\  n  ,A, ,T-'", w \-/ \/ . harmonic kc 3 .\,1-.\-/v\-/^\/\,/\4 lft:5;
lAnn&M/Yv 1,WV\^A1^v :06 H2 lh-s) {}0 Hz {h-7} t-l (, Ht (h-r) ,i91 11: ih.  lll ii6$ fi, VVVVVVYVVVVVVVVVVV
Gambar 1. Bentuk  gelombang harmonisa  dengan frekuensi dasar 60 Hz
t3 '17 Il 15 A$ 33 37
Gambar 2. Spektrum  harmonisa
tegangan V maupun besaran arus I , sehingga THD. nilai distorsi harmonisa
total tegangan dan THDr nilai distorsi harmonisa total arus listrik, dimana :
li,-. - l7-'; M, F* ,lzv; I n=z v1 THD. = (2)
THDI: " (3)
Nilai rrns dari total bentuk gelombang bukanlah penjumlahan  dari setiap komponen harmonisa, tetapi akar kuadrat dari penjumlahan kuadratnya.
Hubungan THD dengan nilai rms dari gelombang adalahtsl :
Media  Elektrika, Vol. 3 No.1, Juni 2010
tegangan adalah pendekatan dari jumlah yang sebenarnya. Hal ini tidak berlaku unfuk arus listrik, karena sebuah arus yang mempunyai nilai kecil dapat menghasilkan THD yang tinggi, sehingga tidak  dapat digunakan untuk
menggambarkan  keadaan  suatu  sistemt6l.
Standar  harmonisa  berdasarkan standar IEEE 512-1992. Ada dua kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi distorsi harmonisa. Yaitu batasan untuk harmonisa arus, dan batasan untuk harmonisa tegangan. Untuk standard harmonisa arus, ditentukan oleh rasio
I ,, I I ,. 1r. adalah arus hubung singkat
yang ada pada PCC (Point of Common
Coupling), sedangkan I L adalah arus
beban fundamental nominal. Sedangkan untuk standard harmonisa tegangan ditentukan oleh tegangan sistem yang
dipakaitsj. F;- IE,,; Il [*- rms = lZu; I  ti=r (4) rms = Mr+ $+rHD'
(5)
Tegangan harmonisa selalu dijadikan suatu  pedoman untuk nilai dasar dari bentuk gelombang sesaat.
Karena tegangan mempunyai persentase
perbedaan yang kecil, di mana THD 4,0 1,5 2,0 Tabel 1. Batas distorsi arus (dalam %tt)untuk sistem distribusi  umum  (120-69.000 V)
20-s0
7,0 )\ 3,5 1,0 0,5 8,0 s0 - 100 10,0 4,0 4,5 1,5 0,7 12,0 100 - 1000 12,0 55 r  )- 5,0 2,0 1,0 15,0 7,0 6,0 20,0 > 1000 15,0 )5 1,4
Tabel 2.Batas  distorsi tegangan  (dalam %Yi)
<20
rssN 1979-7451
dan untuk  membangkitkan tegangan kejut saat awal  penyalaan  lampu. Balast yang digunakan  pada  lampu Essential  (SL) adalah ballast elektronik yang terdiri dari rangkaian  penyearah, induktor, kapasitor serta rangkaian inverter seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4.t71
Berdasarkan uraian di atas, sumber harmonisa yang dihasilkan oleh lampu essensial SL adalah  berasal dari dua faktor, yaitu tsl:
1. Proses lucutan elektron yang menghasilkan busur api
2. Rangkaian elektronika daya yang terdiri  dari penyearah dan inverter
Tingkat  distorsi harmonisa yang dihasilkan oleh  lampu essensial tergantung  dari jenis dan tipe dari lampu essensial  tersebut[8]. Distorsi harmonisa yang dihasilkan oleh lampu essensial menyebabkan faktor daya dari lampu tersebut  sangat rendah, antara 0,4 sampai
0,6tel.
I ls 4,0 2,0 20-50 ?5 .,-
7,0 50 - 100 10,0 4,5 100 - 1000 12,0 5,5 > 1000 15,0 7,0 3.2. Lampu Essensial Sebagai Sumber
Harmonisa
Lampu essensial atau  sering  disebut lampu SL merupakan hasil inovasi
teknologi yang berkembang terhadap lampu flourescent (TL). Jika
dibandingkan dengan lampu TL, lampu essensial ini mempunyai banyak kelebihan, antara lain bentuk  yang relatif kecil dan memiliki  tingkat kenyamanan yang lebih baik untuk pencahayaannya.
Selain itu untuk ukuran pencahayaan
yang sama (lumen) lampu essensial
menyerap dayayang  lebih kecil, sehingga lampu essensial disebut sebagai lampu
hemat  energi.tTl
Prinsip kerja dari lampu essensial adalah  sama  dengan lampu  neon di mana cahaya yang dihasilkan oleh lampu berdasarkan lucutan  elektron  yang terjadi melalui uap merkuri yang akan
membangkitkan radiasi ultraviolet.
Ballast  pada lampu essensial berfungsi sebagai  pembatas arus saat lampu bekerja
Tingkat Distorsi Hamonisa  ........
*i'=..
ji:!!nnl:t: r  r:  .'f e-":'  i ' " +  .r:ri]  . 'u "ri:t:-:I;3*Lfi*i*i...':3in - -,'!:::i:al.:l:Ya:'': +*- .\ %t: t. #-t: ffi, Gambar  3. Lampu Essensial (SL)
Gambar  4. Rangkaian  balast elektronik
Selain itu dampak distorsr harmonisa akibat  dari penggunaan lampu essensial adalah terjadinya penambahan arus rrns yang lewat penghantar atau kabel sehingga  menimbulkan rugi 50oh
dan  panas berlebih pada penghantar atau
kabel tersebut  yang  dapat menyebabkan kemungkinan timbulnya kebakaran.tl0l Gelombang tegangan dan arus listrik pada  lampu essensial yang terdistorsi diperlihatkan pada gambar 5.
n ^.,,,.. : I 1 I I I 'i ti :\4y' j i
Gambar  5. Gelombang  tegangan dan arus

## 4. Metode Penelitan
Bahan yang diuji dan diteliti dalam
penelitian ini adalah lampu essensial
dengan merk yang populer dan beredar di pasaran serta sering digunakan oleh
n Iri*rt s l.*tE ...i* rt(n*E f,i6 Y&f,
masyarakat. Sampel diambil mewakili
tingkat harga lampu di pasaran, yaitu : o Lampu essensial dengan  harga di atas
ruta-rata:  Philips dan Osram
. Lampu essensial dengan harga rata-
rata : Shinyoku dan Eterna o Lampu essensial dengan harga di bawah rata-rata: Cosco dan Spider
Variabel data pada penelitian  ini ditentukan adalah :
a. Variabel  Bebas : Rating daya
(wattase) lampu essensial
b. Variabel  Tergantung : THDv,
THDi, arus listrik

## c. Variabel Kontrol : Tegangan
masukan (Vinput)
rssN 1979-7451
Penelitian tentang karakteristik harmonisa pada lampu essensial ini dilaksanakan dengan menggunakan metode  pengambilan  data seperti yang ditunjukan  pada gambar 6. Dari sumber tegangan tiga fasa, masuk ke MCB tiga fasa sebagai  pengaman rangkaian.
Kemudian  dari MCB  rangkaian masuk ke beban lampu essensial yang dihubungkan secara bintang. Peralatan ukur dihubungkan pada terminal tegangan masuk  (pengukuran  tegangan) dan arus listrik dihubungkan secara dikalungkan.
q & rr a , {n ifi (, c ru @ rA lrj E a! J c .o o 6 Alai UkurAAQ  M€rt
Gambar  6. Rancangan Penelitian

## 5. Hasit  dan  Pembahasan
Tabel 3. Hasil Pengukuran THDv Lampu Essensial Rating daya THDV (%) (Watt) Cosco Spider Eterna Sinyoku Philips Osram 2.70 3.60 1.80 2.50 2.60 2]0 3.60 1.40
2.20 3.20 3.90 3.70
11 2.80 3.50 '3.40 1.40 2.20 13 2.24 15 3.30 3.90 1.40 3.90 2.60 t.20 1.60 Rata-rata 2.97 3.73 3.46 1.52 2.20 2.26 Tabel4.  Hasil Pengukuran THDI Lampu Essensial Rating THDI (%)
daya (Watt) Cosco Spider Etema Sinyoku Philips Osram 99.90 99.90 99.90 87.80 78.00 76.40 99.90
99.90 92.90 86.20 98.30 84.30 87.20 11
99.90 79.40 90.10 99.90 99.90 79.70 l3 87.30
99.90 15 99.90 70.90 9s.30 99.90 89.00
t8 99.90 70.90 95.30 99.80 95.70 99.90 99.90 99.90 99.90 Rata-rata 95.72 84.22 93.56 99.88 96.02 86.68
2.t0 2.t0 2.t0 t4 2.70 t7 2.80 1.90 3.80 t.63 20 3.80 3.10 18 t4 t7 Dari kedua tabel di atas,  tingkat harmonisa tegangan THDv  unfuk semua
lampu yang berbeda merk mempunyai
nilai yang baik yaitu rata-rata kurang dari
4%. Sedangkan tingkat harmonisa arus
listrik THDi sangat buruk  untuk semua
merk  lampu essensial yaitu di atas 70Yo.
Rata-rata THDv terendah adalah
lampu essensial merk Sinyoku dengan
rulai l,52Yo dan tertinggi adalah  lampu essensial merk Spider. Sedangkan  rata- rata THD1,  terendah  adalah merk Spider dan tertinggi adalah merk Sinyoku.
Gambar 7 dan 8 perbandingan
THD tegangan dan THD arus untuk beberapa merk lampu essensial yang  di uji dengan rating daya  yang  sama 11
Watt.
TllDv Lampu EssensiatrLI. Watt
3,50 3.00 2"50 t,0$ 1,50 1.00 g.5c t.o3 !pider Eterrra Shini,ckr-r Plrilips llter:k [-an"lpu
Gambar  7. Perbandingan THDy Lampu Essensial  11 Watt
TllS[ Lampu Essensiatr lL Watt 1-O0.5! $n.a3 5C.0r 4,fl-Ot :n.5c
l.s5co S,pider Eterna:  Shiriyoku philips Eg.,ran:
Me rk t ampu Essensial
Gambar  8. Perbandingan THDr  Lampu Essensial 1l Watt
Pada  gambar 7 menunjukkan
bahwa THDv yang paling tinggi terdapat pada lampu Spider dengan THDv 3,5% dan terendah pada  lampu merk Sinyoku sebesar 1,4o .  Pada garnbar 8 memperlihatkan  bahwa tiga buah merk lampu menghasilkan THDi 99Yo,  yaitu lampu merk Cosco, Shinyoku dan
Philips. Sedangkan dua buah lampu
lssN 1979-7451
menghasilkan THDi di bawah 80% yaitu Spider 79,40 dan Osram 79,7Yo.
Dari data di atas dapat diketahui bahwa dari ke enam buah merk lampu essensial terebut, lampu merk Spider menghasilkan distorsi harmonisa tegangan paling besar, dan menghasilkan distorsi arus paling kecil. Sedangkan lampu merk Sinyoku menghasilkan
,€ o\ = B 19 a
distorsi tegangan paling kecil dan menghasilkan distorsi  arus yang paling
besar.
Dari hasil tersebut terlihat bahwa nilai THD tegangan dan THD arus pada lampu essensial mempunyai sifat berkebalikan. Dan lampu yang. mahal belum tentu menghasilkan THD yang redah dan sebaliknya lampu essensial yang murah belum tentu menghasilkan

## 5. Kesimpulan
Beberapa kesimpulan yang dapat ditarik  dari penelitian tentang karakteristik  lampu essensial ini adalah :
1. Tingkat  harmonisa  tegangan (THDv)
yang ditimbulkan oleh lampu
essensial yang berbeda merk mempunyai nilai di bawah 4Yo.
2. Sedangkan tingkat harmonisa arus
(THDi) yang ditimbulkan  oleh  lampu
essensial yang berbeda merk mempunyai nilai di atas 70Yo.
3. Lampu essensial yang mahal  belum
tentu menghasikan THD yang kecil atau rendah, dan sebaliknya  lampu essensial yang murah  belum tentu mcnghasilkan harmonisa  yang tinggi.

## Daftar Pustaka
tl] Ashari Mochamad,2006,  "Program
Lampu  Hemat Energi Berdampak
Negatif', Antara News, Jakarta.
I 10 I
Syafrudin Masri, 2004,"Analisa
Kualitas Daya Sistem Distribusi Tenaga  Listrik Perumahan
Modem",  Jurnal Rekayasa Elektrika Vol.3 no. 2, Universiti
Sains Malaysia
R. Panjaitan,1996, "Lampu Listrik dan Penggunaannya", Penerbit Tarsito, Bandung
Rudi Susanto, 2006, "Studi Harmonisa Yang Ditimbulkan  Oleh Berbagai Jenis Lampu", Tugas Akhir Universitas Kristen Petra,
Surabaya
Dugan, R.C, McGranaghan  M.F,
Beaty H.W. , 1996, "Electrical Power  System Quality", McGraw- Hill Book  Company, New York.
Arilaga, J, Bradley, D.A., Bodger, P.S, 1985 , "Power System Harmonics", John Wiley & Sons
Ltd, New York.
Muhaimin, 200I, "Teknologi
Pencahayaan", PT. Refika  Aditama,

## Bandung
Arseneau R, Ouellette M, I993,"The Effect  of Suply
Harmonics on The Performance of Compact  Flourescent Lamps",
IEEE  Trans. On Power Delivery,
Vol. 8 no. 2
Watson, N. R., 1992, "Impact of Compact Fluorescent Lamps on The
t21 13l t4l tsl I6l U1 t8l
tel
Power System", Report for
SouthpoweriESA.
UOl Jon Marjunikadang, 2006, "Studi
Efek Harmonisa .. Akibat Penggunaan Lampu Hemat  Energi
tssN 1979-7451
(LHE) di Rumah Tinggal Atau Rumah Toko (RUKO)", Tugas Akhir Universitas Kristen petra,
Surabaya