Abstrak—  Salah  satu  bahaya  yang  bisa  timbul  akibat penggunaan  listrik  adalah  gangguan  hubung  singkat  yang  bisa menimbulkan busur api listrik dan memicu terjadinya kebakaran. Kasus  kebakaran  yang  disebabkan  oleh  hubung  singkat  listrik pada  tegangan  rendah  meningkat  setiap  tahun.  Pada  beberapa kasus, kebakaran pada instalasi tegangan rendah disebabkan oleh adanya  gangguan  hubung  singkat  yang  tidak  menyebabkan putusnya  fuse  pengaman  atau  breaker  yang  diawali  dengan munculnya  busur  api  listrik.  Dalam  eksperimen  ini  akan dilakukan  simulasi  kejadian  hubung  singkat  pada  kabel  serabut tegangan  rendah  ukuran  1.5mm 2 ,  dengan  variasi  jumlah  serabut yang mengalami kontak. Ketika busur api listrik terjadi, arus dan tegangan  busur  api  akan  direkam.  Selain  itu,  dalam  waktu  yang sama,  proses  terjadinya  busur  api  listrik  akan  direkam  melalui kamera  termal.  Data  arus  dan  tegangan  akan  disinkronisasikan dengan  data  hasil  pencitraan  busur  api  listrik  pada  kamera termal.  Hasil  sinkronisasi  ini  akan  dianalisa,  sehingga  dapat menghasilkan  suhu  maksimum  busur  api,  data  luas  busur  api, waktu  peluruhan  suhu  busur  api,  arus  maksimum  ketika  terjadi busur api, dan durasi terjadinya gangguan hubung singkat. Hasil studi  ini  diharapkan  dapat  membantu  pembuatan  alat  proteksi busur api listrik tegangan rendah pada penelitian selanjutnya.
Kata Kunci—Busur Api Listrik
Tegangan Rendah, Karakteristik Busur Api Listrik, Kamera Termal.

## I. PENDAHULUAN
ENGGUNAAN listrik merupakan kebutuhan utama dalam kehidupan  manusia,  baik  pada  sektor  rumah  tangga, penerangan,  komunikasi,  industri  dan  lain  sebagainya.  Salah satu  bahaya  akibat  penggunaan  listrik  adalah  bahaya kebakaran  akibat  hubung  singkat  atau  sering  disebut korsleting.  Dibutuhkan  sistem  keamanan  yang  lebih  handal dalam penggunaan listrik yang besar untuk mengurangi resiko terjadinya  kebakaran.  Kasus  kebakaran  yang  diakibatkan hubung  singkat  setiap  tahunnya  meningkat.  Berdasarkan  data Badan  Nasional  Penanggulangan  Bencana  (BNPB)  periode Agustus  2011  sampai  dengan  April  2015  dari  973  kasus kebakaran  yang  terjadi  di  pemukiman  penduduk  644 diantaranya  disebabkan  oleh  hubung  singkat  arus  listrik  yang disertai  peristiwa  busur  api  listrik.  Hubung  singkat  adalah proses  terjadinya  kontak  antara  dua  titik  yang  memiliki  beda potensial  yang  mengakibatkan  melonjaknya  arus  listrik  yang
menyebabkan  kenaikan  suhu  secara  drastis  pada  konduktor. Jika kabel tidak mampu menopang nilai arus yang lewat, maka kabel  bisa  terbakar  atau  juga  bisa  timbul  busur  api.  Dapat dikatakan  bahwa  gangguan  hubung  singkat  pada  sistem tegangan  rendah  yang  menimbulkan  busur  api  listrik  sering kali tidak terdeteksi oleh sekring pengaman atau MCB. Hal ini dapat terjadi pada kabel atau konduktor tegangan rendah yang mengalami  kerusakan  isolasi  karena  pemanasan,  penuaan, ataupun  karena  gangguan  eksternal  lain  seperti  dimakan binatang pengerat.
Dalam  studi  ini  akan  dibahas  beberapa  permasalahan  yaitu mengenai  bagaimana  mekanisme  terjadinya  busur  api  listrik, karakteristik  busur  api  listrik,  dan  pengaruh  jumlah  serabut konduktor  terhadap  karakteristik  busur  api  listrik  yang  terjadi pada  hubung  singkat  langsung  tegangan  rendah.  Dalam  studi ini,  dilakukan  eksperimen  busur  api  listrik  dengan menggunakan suatu perangkat hubung-singkat buatan. Masalah dalam studi ini dibatasi pada analisis yang dilakukan terhadap  hasil  eksperimen  busur  api  listrik  tegangan  rendah pada  kabel  serabut  1.5mm 2 dengan  beban  resistif.  Hasil eksperimen  berupa  arus,  tegangan,  dan  citra  termal  bunga api listrik  diolah  hingga  didapatkan  karakteristik  berupa  suhu maksimum  busur  api,  luas  busur  api,  waktu  peluruhan  suhu busur  api,  arus  maksimum  ketika  terjadi  arcing,  dan  durasi gangguan  busur  api.  Sedangkan  tujuan  dari  eksperimen  ini adalah  untuk  mengetahui  karakteristik  busur  api  listrik  yang menyebabkan  letupan  bunga  api  yang  menyebar  ke  segala arah.  Dari  karakteristik  ini,  akan  diketahui  fenomena- fenomena yang terjadi selama busur api listrik berlangsung.
Metode  yang  digunakan  dalam  studi  ini,  yang  pertama adalah  melakukan  studi  literatur  dan persiapan data mengenai analisis  karakteristik  busur  api  listrik  tegangan  rendah  pada hubung  singkat  langsung.  Setelah  mengumpulkan  data-data yang  dibutuhkan  maka  selanjutnya  adalah  pembuatan  alat eksperimen  busur  api  listrik  berupa  seperangkat  alat  hubung singkat  langsung  buatan.    Kemudian  langkah  selanjutnya adalah  melakukan  eksperimen  busur  api  listrik.  Ketika  busur api  listrik  terjadi,  data  arus,  tegangan  dan  citra  bergerak  dari bunga api akan direkam. Setelah melakukan eksperimen, maka langkah  selanjutnya  adalah  melakukan  pengolahan  data  hasil eksperimen.  Pada  pengolahan  data,  data  arus-tegangan,  dan suhu  akan  disinkronisasikan  dengan  data  citra  termal  bunga

## Analisis Karakteristik Busur Api Listrik Tegangan Rendah pada Hubung Singkat Langsung melalui Sinkronisasi Penginderaan Termal Bunga Api dan Arus Hubung Singkat
Rifki Wiryatama, Dimas Anton Asfani, dan Daniar Fahmi Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 e-mail: anton@ee.its.ac.id, daniarfahmi.elits@gmail.com
P
api.  Kemudian  langkah  terakhir  adalah  hasil  dari  pengolahan data  dianalisis  karakteristiknya  dengan  mempertimbangkan pengaruh jumlah serabut konduktor kabel.

## II. KARAKTERISTIK BUSUR API LISTRIK
Percikan,  intensitas  panas  yang  tinggi,  dan  partikel pembakaran dihasilkan dari proses terjadinya arc flash. Ketika dua  permukaan  konduktif  mendekat  secara  bersamaan  dan diikuti  lompatan  arus  yang  melewati  sela  antara  konduktor akan terjadi hubung singkat diikuti oleh percikan listrik karena nilai yang cukup dan udara disekitar menjadi konduktif  akibat ionisasi  yang  terjaga  dengan  baik  selanjutnya  akan menimbulkan  busur  api  listrik  [1].  Hubung  singkat menyebabkan  kabel  terbakar  atau  juga  bisa  terjadi arc  flash , karena  pelonjakan  arus  listrik  disertai  kenaikan  suhu  secara drastis  pada  konduktor dan pada akhirnya kabel tidak mampu menopang nilai arus yang lewat
Arc  flash memproduksi  plasma  hasil  ionisasi  dari konduktor.  Menurut  NFPA arc  flash merupakan  sebuah pelepasan  energi  termal  dan  cahaya  oleh  penguapan  dan ionisasi  dari  sebuah  material,  yang  dapat  mencapai  suhu sampai  35.000°F  [2].  Jika arc  flash terpapar  pada  kulit  akan menimbulkan bahaya yaitu luka bakar. Kebakaran dapat dipicu jika  lelehan  logam  yang  tersebar  akibat arc  flash ini mengalami kontak dengan benda yang mudah terbakar, seperti kain  tekstil,  kertas  pada  tempat, situasi, dan waktu yang tidak dikehendaki yang bersifat merugikan dan pada umumnya sulit untuk dikendalikan. Arc flash akan lebih berbahaya jika kontak dengan  bahan  yang  dapat  menimbulkan  ledakan  yang mengancam nyawa disekitarnya.
Peralatan  listrik  yang  sering  mengalami  kerusakan  isolasi adalah  kabel.  Kabel  memiliki  potensi  terjadinya  busur  api listrik  pada  tegangan  rendah,  karena  gangguan  impedansi tinggi  yang  tidak  dapat  dideteksi  oleh  perangkat  pengaman, dapat  terjadi  akibat  pengaruh  media  saluran  maupun  media hubung  singkat.  Setiap  jenis  kabel  memiliki  spesifikasi  Kuat Hantar Arus (KHA) yaitu arus nominal yang dapat dihantarkan pada kabel. Spesifikasi KHA pada kabel juga bergantung pada luas penampang kabel. Kabel konduktor  yang digunakan pada perangkat tegangan rendah  biasanya jenis serabut dan ukuran penampang kabel konduktor memiliki ukuran penampang yang bermacam-macam.  Kabel  1.5  mm 2 biasanya  paling  sering digunakan  dan  dipasang  pada  area  perumahan  atau permukiman.  Kabel  serabut  1.5  mm 2 memiliki  KHA  nominal sebesar  10A.  Artinya,  kabel  1.5  mm 2 mampu  menghantarkan arus sampai dengan 10A [3]. Arus listrik yang melebihi KHA dari  suatu  kabel  akan  menyebabkan  kabel  tersebut  menjadi panas  dan  bila  melebihi  daya  tahan  isolasinya,  maka  dapat menyebabkan  rusaknya  isolasi.  Kerusakan  isolasi  bisa menyebabkan  kebocoran  arus  listrik  dan  akibatnya  bisa  fatal seperti  kesetrum  pada  manusia  atau  bahkan  mengakibatkan terjadinya kebakaran.
Kasus kebakaran yang terjadi karena adanya hubung singkat yang  diikuti  dengan  peristiwa  busur  api  listrik  dalam  kurun waktu  2011  sampai  dengan  2015,  lebih  dari  65%  [4]. Umumnya  kebakaran  terjadi  di  pemukiman  padat  penduduk yang  rentan  terjadi  korsleting  listrik  (hubung  singkat  listrik)
karena  instalasi  listrik  yang  cenderung  tertata  tidak  rapi  dan kemungkinan  terjadi  hubung  singkat  sangat  tinggi.Nilai  arus yang  besar  ketika  terjadi  busur  api  listrik  ternyata  tidak  bisa membuat  perangkat  pengaman  listrik  konvensional  seperti MCB  ( Miniature  Circuit  Breaker )  atau  Sekering  Otomatis ( Automatic  Fuse )  pada  perumahan  dan  pemukiman  memutus rangkaian utama. Hal ini dikarenakan durasi terjadinya hubung singkat  tidak  cukup  untuk  membuat  peralatan  pengaman  trip [5].
Dalam beberapa kasus hubung singkat, arus hubung singkat ternyata  tidak  menimbulkan  putusnya  fuse  atau  terbukanya breaker. Smoak dan Keeth [6] melakukan eksperimen hubung singkat  pada  trafo  50  kVA  dan  167  kVA  dengan  rating tegangan  240V.  Hasilnya  adalah  hubung  singkat non-bolted dengan  panjang arc yang  bervariasi  tidak  menyebabkan meleburnya fuse, atau pengaman arus tidak bekerja.
Pada  saat  busur  api  listrik  berlangsung,  akan  mengalir  arus yang  tinggi  dan  mengandung  unsur  noise  (10  kHz  -  1  GHz) [7].  Arus  yang  tinggi  menyebabkan  tegangan  menurun  saat busur  api  listrik  terjadi.  Arus  busur  api  listrik  memiliki  fase dimana nilainya seolah-olah bernilai nol ( intermittent ). Hal ini hanya  terjadi  ketika  busur  api  listrik  terjadi.  Ketika  gangguan yang  terjadi  hubung  singkat  tanpa  busur  api  listrik, karakteristik intermittent pada  arus  tidak  ada.  Nilai  tegangan turun  pada  saat  terjadi  busur  api  listrik  dan  terdapat  sedikit cacat  pada  tegangannya  [8].  Sedangkan  untuk  karakteristik energi  besarnya  tergantung  pada  arus  dan  waktu.  Semakin besar arus dan durasi busur api listrik, energi yang dikonsumsi akan semakin besar. Selanjutnya, arus yang nilainya besar akan menyebabkan  frekuensi  terjadinya  busur  api  listrik  lebih banyak  sehingga  total  energi  yang  dikonsumsi  akan  semakin lebih besar [9].
Api  merupakan  bencana  yang  mengancam  setiap  manusia. Api  dapat  menyebabkan  kebakaran  yang  besar  apabila  terjadi di  pemukiman  padat  penduduk.  Sumber  potensi  penyebab kebakaran  secara  umum  yaitu  peralatan  listrik  yang  tidak memenuhi  syarat  keamanan  (PUIL),  pembebanan  lebih, tegangan melebihi kapasitas, dan munculnya bunga api. Nyala api  pada  hakekatnya  masa  zat  yang  sedang  berpijar  yang dihasilkan  didalam  proses  kimia  oksidasi  yang  berlangsung secara cepat dan disertai pelepasan energi atau panas. Ada tiga unsur  yang  menyebabkan  terbentuknya  api  yaitu  oksigen, panas, dan bahan bakar [10]. Bahan bakar cair yang memiliki titik  nyala  dibawah  78°F  (22,8°C)  dan  memiliki  titik  bakar pada  atau  diatas  100°F  (37,8°C)  diantaranya  aseton, benzena, dan bensin [11].
Penginderaan  termal  ini  menggunakan  radiasi  inframerah yang  artinya  tidak  dapat  dilihat  oleh  mata  telanjang.  Untuk melakukan  penginderaan  citra  termal arcing ini,  maka dibutuhkan piranti perekam citra termal yang mampu merekam fenomena arcing .  Pencitraan termal atau yang disebut dengan thermography, adalah teknik menghasilkan gambar dari radiasi inframerah,  dapat  dikatakan  tidak  dapat  dilihat  oleh  mata manusia. Kamera termal memiliki sensor yang berfungsi untuk menangkap  pancaran  atau  pantulan  radiasi  termal  dari  objek. Gambar  termal  yang  dihasilkan  oleh  kamera  ini  disebut
sebagai thermograms, dimana  setiap  piksel  gambar  sesuai dengan nilai digital dan sebanding dengan jumlah energi yang diterima [12].

## III. EKSPERIMEN BUSUR API LISTRIK TEGANGAN RENDAH

## A. Eksperimen
Perancangan  alat  eksperimen  busur  api  listrik  secara paralel  ini  bertujuan  untuk  mensimulasikan  fenomena terjadinya  busur  api  listrik  secara  langsung.  Skema  rangkaian eksperimen ditunjukkan oleh Gambar 1.
Gambar 1. Skema alat eksperimen busur api listrik pada tegangan rendah
Rangkaian  eksperimen  busur  api  listrik  terdiri  dari hardware dan software . Hardware yang  digunakan  adalah sekering  otomatis  ( fuse )  6A, fuse  box , current  transformer (CT)  200/5  A,  kabel  tembaga  serabut  1  fasa  ukuran penampang  1,5  mm 2 (NYMHY  2x1,5mm 2 ),  beban  resistif berupa  lampu  100  watt  sebanyak  10  buah, chamber kamera yang  terbuat  dari  akrilik,  Fluke  Ti  125  sebagai  perekam  citra termal bunga api, NI 9246 sebagai perekam arus, dan NI 9223 sebagai  perekam  tegangan  dengan  bantuan  sensor  tegangan Verivolt Entube DE-HB. Sedangkan software yang mendukung  alat  eksperimen  ini  adalah  software  LabVIEW yang  telah  disinkronkan  dengan  fitur  DAQ  Assist,  untuk human  interface  sekaligus  sebagai  akuisisi  data  saat  proses pengambilan data berlangsung. Eksperimen dilakukan sebanyak  5  kali  untuk  satu  variasi  jumlah  serabut.  Artinya, dalam eksperimen ini akan ada eksperimen sebanyak 25 kali.

## B. Pengolahan Data
Arus  dan  tegangan arcing pada  saat  fenomena  busur  api listrik  terjadi,  akan  diolah  menggunakan  software  penunjang DIAdem.  Citra  termal  bergerak  bunga  api  akan  diolah menggunakan VLC Frame Extractor, sehingga didapatkan data scene tiap  framenya.  Luas  daerah  dari arcing akan  diolah dengan cara perhitungan luasan dari suatu daerah. Sinkronisasi citra  termal  bunga  api  dan  arus  hubung  singkat  akan  diolah
menggunakan  Microsoft  Power  Point.  Pengolahan  data bertujuan  untuk  memperoleh  karakteristik  busur  api  berupa nilai  arus  maksimum ,  fault  duration,  maximum  temperature arc  flash,  temperature  decay  period, dan  luas  busur  api atau arc flash area.

## IV. HASIL DAN ANALISIS

## A. Perekaman Data Arus , Tegangan, Suhu, dan Citra Bergerak Bunga Api
Pada  ekesperimen  ini  kamera  termal  Fluke  Ti  125 digunakan  sebagai  perekam  fenomena  busur  api  listrik  yang menghasilkan  produk  berupa  kilatan  cahaya  ( flash )  dengan intensitas  yang  tinggi,  percikan  api  ( spark ),  dan  lelehan serabut  konduktor  yang  menyebar  ke  segala  arah  akibat ekspansi tekanan udara yang besar dalam waktu yang singkat. Mode  yang  digunakan  untuk  perekaman  menggunakan  IR ( infrared ) minimum, karena mode ini memperlihatkan gambar real dan  termal  dari  suatu  objek.  Proses  terjadinya  busur  api listrik yang terekam oleh kamera termal mulai dari kontak (a), flash (b), dan spark & debris (c) ditunjukkan oleh Gambar 3.
Gambar  2.  Proses  terjadinya  busur  api  listrik  yang  terekam  oleh  kamera termal, ketika terjadi kontak (a), flash (b), dan debris (c)
B. Analisis Karakteristik
Analisis  karakteristik  busur  api  listrik  api  listrik  pada tegangan  rendah  meliputi  analisis  beberapa  parameter  seperti shu maksimum busur api, luas dari busur api, waktu peluruhan suhu  busur  api,  arus,  tegangan,  durasi  dan  citra  termal  dari busur  api  listrik  yang  terjadi.  Analisis  dilakukan  dengan mempertimbangkan  pengaruh  variasi  jumlah  serabut  yang digunakan.  Citra  termal  yang  didapatkan  pada  eksperimen busur  api  listrik  merupakan  konten  utama  dalam  eksperimen ini.  Dari  kumpulan  citra  statik  ini,  akan  diketahui  bagaimana bentuk sinyal arus, tegangan, dan suhu ketika kejadian hubung singkat berlangsung mulai dari kontak , flash , sparking , sampai lelehnya kabel konduktor.
1. Arc Flash Maximum Temperature Arc  flash  maximum  temperature merupakan  suhu maksimum  dari  busur  api  ketika fault terjadi.  Apabila  terjadi perubahan  suhu  yang  sangat  cepat,  maka  kamera  termal  akan mengalami proses calibrating. Proses calibrating pada kamera termal merupakan proses penyesuaian suhu yang terekam pada kamera termal sesuai dengan suhu ruang, emisivitas, dan suhu dari suatu objek yang diukur. Untuk mempermudah penyajian
dalam  bentuk  grafik,  suhu  yang  bernilai  >85°C  diasumsikan bernilai 100°C. Tabel 1 data arc flash maximum temperature.
Tabel 1. Data arc flash maximum temperature yang terekam selama eksperimen
Dari  Tabel  1,  dapat  diamati  ternyata  variasi  jumlah serabut  memiliki  pengaruh  terhadap  nilai arc  flash  maximum temperature . Semakin banyak jumlah serabut yang mengalami kontak,  maka  semakin  besar  nilai arc  flash  maximum temperature . Nilai suhu maksimum pada 6, 12, dan 24 serabut hampir linier.
2. Arc Flash Area
Hubung  singkat  menghasilkan  busur  api  yang  memiliki luas  dan  bentuk  yang  berbeda-beda.  Pada  eksperimen  ini variasi jumlah serabut mempengaruhi luas dari busur api yang terekam  pada  kamera  termal.  Luas  dari  busur  api  ini  disebut arc  flash  area. Cara  yang  digunakan  dalam  pengukuran  luas busur  api sama  seperti  menghitung  luas  suatu  daerah  pada peta.  Karena  bentuk  dari  busur  api menyerupai  daerah  atau pulau  pada  peta.  Penentuan  luas  busur  api dengan menggunakan angka 1 dan 1/2 yang nantinya diisi pada kotak yang telah dibuat secara manual berukuran 1mm 2 . Maksud dari penggunaan  angka  1  dan  1/2  adalah  jika  daerah  busur  api memenuhi satu kotak penuh template yang telah dibuat, maka diberikan  angka  1.  Jika  daerah  busur  api hanya  memenuhi setengah  dari  kotak,  maka  diberikan  angka  1/2.  Selanjutnya dihitung  luas  total  daerah  1  dan  luas  total  daerah  1/2,  maka akan  didapatkan  total  dari  luas  busur  api  setelah menjumlahkan  luas  daerah  bernilai  1  dan  luas  daerah bernilai 1/2.  Data arc  flash  area pada  eksperimen  ditunjukkan  pada Tabel 2.
Tabel 2. Data arc flash area yang terekam selama eksperimen Percobaan Ke- 1 serabut 3 serabut 6 serabut 12 serabut 24 serabut 1 630 mm 2 800 mm 2 1330 mm 2 221 mm 2 268 mm 2 2 443 mm 2 644 mm 2 1360 mm 2 435 mm 2 154 mm 2 3 502 mm 2 538 mm 2 528 mm 2 112 mm 2 418 mm 2 4 247 mm 2 632 mm 2 1189 mm 2 300 mm 2 257 mm 2 5 410 mm 2 556 mm 2 1224 mm 2 228 mm 2 804 mm 2
Dari  Tabel  2,  dapat  diamati  ternyata  variasi  jumlah serabut memiliki pengaruh terhadap nilai arc flash area . Pada jumlah serabut sedikit 1, 3, dan 6 serabut, nilai arc flash area semakin besar. Sedangkan pada jumlah serabut banyak 12 dan 24 serabut, nilai arc flash area bertambah kecil .
3. Temperature Decay Period
Temperature  decay  period merupakan  waktu  yang dibutuhkan  suhu  maksimum  dari  busur  api  untuk  meluruh sampai  kontak antar serabut berakhir. Karena suhu yang tinggi berpotensi menyebabkan api dan kebakaran. Pada temperature decay  period ,  nilai  suhu  yang  digunakan  sebagai threshold sebesar  50°C.  Nilai  titik  bakar  ( fire  point) dari  bahan  bakar cair  seperti  bensin,  kerosin,  dan  sebagainya  berkisar  50°C. Menurut  NFPA  dan    Peraturan  Khusus  EE  bahan  yang mempunyai  titik  nyala  ( flash  point) kurang  dari  55°C  celcius merupakan  bahan  yang  mudah  terbakar  atau  memiliki  resiko tinggi.  Tabel  3  menunjukkan  nilai arc  ignition  current yang terjadi ketika kabel mengalami kontak. Nilai arus yang tertera memiliki satuan ampere.
Tabel 3. Data temperature decay period pada eksperimen Percobaan ke- 1 serabut 3 serabut 6 serabut 12 serabut 24 serabut 1 2.5 ms 5.9 ms 12 ms >10 s >10s 2 2.8 ms 7.5 ms 14.2 ms >10 s 5.28 s 3 2.8 ms 6.8 ms 2.9 ms 6.025 s >10s 4 2.7 ms n/a* 78.2 ms >10 s 7.026 s 5 1.6 ms 0.3 ms 190 ms 6.5 s >10 s
*) tidak mengalami temperature decay period
4. Arus Maksimum
Arus  maksimum  merupakan  arus  tertinggi  yang  terjadi ketika  hubung  singkat  atau fault .  Dengan  menggunakan DIAdem  untuk  menentukan  arus  maksimum  digunakan  fitur max absolute coordinate dan min absolute coordinate. Grafik sinyal arus pada DIAdem memiliki koordinat X dan Y dengan menggunakan max  absolute  coordinate dan min  absolute coordinate maka  secara  otomatis  akan  menemukan  arus tertinggi  pada  grafik  sinyal  arus arc. Penentuan  arus maksimum  dapat  juga  menggunakan crosshair  cursor, namun cara menggunakannya secara manual. Gambar 4.10 menunjukkan  grafik  arus  maksimum  menggunakan max absolute  coordinate dan min  absolute  coordinate. Data  arus maksimum  yang  terekam  pada  saat  eksperimen  ditunjukkan pada Tabel 4.
Gambar  3.  Grafik  arus  maksimum  menggunakan max  &  min  absolute coordinate
Percobaan ke- 1 serabut 3 serabut 6 serabut 12 serabut 24 serabut 1 69.8°C 54.7°C 65.3°C 56.4°C 75.9°C 2 67.3°C >85.0°C (100°C) 84.6°C >85.0°C (100°C) >85°C (100°C) 3 68.2°C 63.0°C 62.9°C 78.8°C 49.2°C 4 63.3°C 46.9°C >85°C (100°C) 54.6°C 65.0°C 5 53.3°C 50.2°C >85°C (100°C) >85.0 (100°C) >85°C (100°C)
Tabel 4. Data arus maksimum yang terekam selama eksperimen Percobaan ke- 1 serabut 3 serabut 6 serabut 12 serabut 24 serabut 1 103.97 114.97 116.12 127.78 128.45 2 113.99 111.69 115.26 125.60 115.32 3 104.90 111.75 115.87 126.38 126.94 4 104.57 125.10 114.49 126.81 126.30 5 114.30 115.01 115.17 127.46 126.90

## 5. Fault Duration
Dari hasil eksperimen serabut dengan jumlah yang sedikit memiliki fault duration yang singkat rata- rata 6,49 milisekon. Sedangkan  hasil  eksperimen  dengan  jumlah  serabut  yang banyak  memiliki  rata-rata fault  duration lebih  dari  1,5  sekon. Tabel  5  menunjukkan fault  duration selama  eksperimen berlangsung.
Tabel 5. Data durasi fault pada eksperimen Percobaan Ke- 1 serabut 3 serabut 6 serabut 12 serabut 24 serabut 1 5 ms 8.2 ms 20 ms 1,250.40 ms > 10 s* 2 6.6 ms 10 ms 20.3 ms 486.22 ms 157.5 ms 3 9.8 ms 7.8 ms 6.8 ms 563.02 ms > 10 s* 4 8.1 ms 17 ms 60 ms 2594.12 ms* > 10 s* 5 5 ms 5.1 ms 174.2 ms 1552.20 ms* 168.9 ms *) fuse mengalami trip
6. Fuse Trip
Selama proses pengambilan data, pada eksperimen dengan jumlah  serabut  yang  banyak  sempat  mengalami fuse  trip . Serabut dengan jumlah 12 mengalami trip dua kali yaitu pada percobaan  ke-4  dan  ke-5.  Sedangkan  serabut  dengan  jumlah 24 mengalami trip sebanyak 3 kali yaitu pada percobaan ke-1, percobaan  ke-3,  dan  percobaan  ke-4.  Serabut  dengan  jumlah 12  pada  percobaan  ke-4  dan  ke-5  rata-rata  memiliki fault duration lebih  dari  satu  detik  yaitu  sebesar  2.073,16  detik. Serabut dengan jumlah 24 pada percobaan ke-1, 3, dan 4 rata- rata memiliki fault duration lebih dari 10 detik. Secara umum perangkat pengaman yang digunakan seperti sekering otomatis akan mengalami trip ketika fault duration lebih dari 1,5 detik. Tabel  6  menunjukkan  data  eksperimen  yang  mengalami fuse trip.
Tabel 6. Data fuse trip pada eksperimen Percobaan ke- 1 serabut 3 serabut 6 serabut 12 serabut 24 serabut 1 Tidak Tidak Tidak Tidak Ya 2 Tidak Tidak Tidak Tidak Tidak 3 Tidak Tidak Tidak Tidak Ya 4 Tidak Tidak Tidak Ya Ya 5 Tidak Tidak Tidak Ya Tidak
7. Sinkronisasi data
Untuk  sinkronisasi  data,  dari  citra  statik  yang  didapatkan dari  pengolahan  menggunakan scene  filter selanjutnya  akan disesuaikan  oleh  grafik  arus  dan  tegangan.  Dalam  tampilan antar  muka  nantinya  akan  diketahui  bagaimana  citra  termal pada  saat  kontak, flash, dan debris. Dengan  menggunakan band  cursor dapat  diketahui  daerah  toleransi  saat  terjadinya kontak sampai fault selesai. Hasil sinkronisasi data saat terjadi flash ditunjukkan oleh Gambar 4.
Gambar 4. Hasil sinkronisasi data saat terjadi flash

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Beberapa  kesimpulan  yang  dapat  diambil  dari  eksperimen dan  analisis  fenomena  busur  api  listrik  tegangan  rendah  pada kasus hubung singkat langsung melalui sinkronisasi penginderaan termal bunga api dan arus hubung singkat adalah sebagai berikut:
1. Variasi  jumlah  serabut  pada  eksperimen  menunjukkan bahwa  banyaknya  serabut  berpengaruh  terhadap  suhu maksimum  dari  busur  api.  Dari  hasil  eksperimen,  suhu maksimum  busur  api  dengan  jumlah  1  serabut    sebesar 69,8°C  sedangkan  dengan  jumlah 3, 6, 12, dan 24 serabut sebesar >85°C dengan asumsi >85°C (100°C).
2. Variasi  jumlah  serabut  mempengaruhi  ukuran  luas  dari busur  api.  Pada  serabut  1,  3,  dan  6,  kontak  antar  serabut dapat  maksimal  karena  jarak  antar  serabut  renggang sehingga busur api yang terjadi maksimal. Sedangkan pada 12  dan  24  serabut,  serabut  semakin  rapat  sehingga  busur api  yang  terjadi  belum  maksimal  dan  tertutupi  oleh  busur api  yang  lain.  Dari  hasil  eksperimen,  serabut  dengan jumlah  sedikit  menghasilkan  luas  busur  api  yang  besar sedangkan jumlah serabut banyak menghasilkan luas busur api kecil. Rata-rata ukuran luas busur api pada tiap serabut 1,3,  dan  6 sebesar 446,4 mm 2 , 634 mm 2 , dan 1126,2 mm 2 sedangkan pada 12 dan 24 serabut sebesar 259,2 mm 2 dan 380,2 mm 2 .
3. Banyaknya  serabut  yang  mengalami  kontak  mempengaruhi terjadinya temperature  decay  period. Dari  hasil ekperimen,  rata-rata    pada  1  serabut  2,48  milisekon,  3
serabut  4,1  milisekon,  6  serabut  59,46  milisekon,  12 serabut  8505  milisekon,  dan  24  serabut  8572  milisekon. Jumlah  serabut  banyak  menyebabkan temperature  decay period menjadi  lebih  lama  dan  memiliki  potensi kebakaran  sangat  besar,  karena  suhu  disekitar  kabel menjadi  lebih  panas.  Pada  saat fault berakhir  ternyata suhu pada jumlah serabut banyak semakin meningkat.
4. Variasi  jumlah  serabut  berpengaruh  terhadap  nilai  arus maksimum. Dari hasil eksperimen arus maksimum dengan jumlah  1  serabut  sebesar  113,99  A,  3  serabut  sebesar 115,01 A, 6 serabut sebesar 116,12 A, 12 serabut sebesar
127,78  A,  24  serabut  sebesar  128,45  A.  Arus  yang  besar ketika  terjadi  hubung  singkat  yang  melewati  satu  serabut menyebabkan serabut melebur dengan cepat yang efeknya mempengaruhi  durasi fault, begitu  juga  sebaliknya. Akibatnya,  suhu  meningkat  dan  meyebabkan  melelehnya isolasi pada kabel.
5. Banyaknya  jumlah  serabut  mempengaruhi fault  duration.
Dari  hasil  eksperimen, fault  duration pada 1 serabut 9,8 milisekon,  3  serabut  17  milisekon,  6  serabut  174,2 milisekon,  12  serabut  2594,12  milisekon,  dan  24  serabut 7,2 sekon. Busur api listrik dengan jumlah serabut sedikit menyebabkan  meleburnya  serabut  secara  cepat,  sehingga fault  duration menjadi  singkat.  Pada  busur  api  listrik dengan  jumlah  serabut  yang  banyak,  dimungkinkan serabut mengalami kontak kemudian menempel, sehingga durasi hubung singkat lebih lama, dan mengakibatkan fuse mengalami trip.
6. Respon  dari  pengaman  instalasi  tegangan  rendah menunjukkan bahwa fuse otomatis mengalami trip dengan waktu  >  1,5  detik,  sehingga  menyebabkan fault  duration berlangsung lama.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  K.Mishra, A.Routray, and A. K. Pradhan, “ Detection of Arcing in Low Voltage  Distribution  Systems ”,  IEEE  Region  10  Colloquium  and  the Third  International  Conference  on  Industrial  and  Information  Systems 2008, pp. 1-3.
[2]  National  Fire  Protection  Association,  “ NFPA  70E:  Standard  for Electrical Safety in the Workplace ”, NFPA 2004.
[3]  Badan  Standarisasi  Nasional.  2000. Persyaratan  Umum  Instalasi Listrik . Jakarta. BSN.
[4]  Berdasarkan  data  Badan  Nasional  Penanggulangan  Bencana  (BNPB) periode Agustus 2011-2015.
[5]  J.M.  Martel,  M.  Anheuser,  and  F.  Berger,  “ A  Study  of  Arcing  Fault  in The Low-Voltage Electrical Installation ”, IEEE 2010, pp. 1-11.
[6]  Albert  M.  Smoak,  P.E.,  Adam  J.  Keeth,  “ An  Investigation  of  Low Voltage Arc Flash Exposure ”, IEEE 2013, pp. 183-185.
[7]  G.  Artale,  A.  Cataliotti,  V.  Cosentino,  and  G.  Privitera,  “ Experimental Characterization  Of  Series  Arc  Faults  In  AC  And  DC  Electrical Circuits ”, 2014, pp. 1015–1020.
[8]    N. K. Medora and A. Kusko, “ Arcing Faults In Low And Medium Voltage Electrical Systems - Why Do They Persist ?”, 2011, pp. 1–6.
[9]        E.  Carvou,  N.  Ben  Jemaa,  S.  Tian,  Z.  Belhaja,  and  B.  Jusselin,
“ Electrical  Arc  Characterization  For  Ac-Arc  Fault  Applications ”, 2009, pp. 22–27.
[10]  Lilley G. David, Lilley & Associates, “ Fire Causes and Ignition”, IEEE 1996, pp. 85-87.
[11]  National  Fire  Protection  Association,  “ NFPA  Classification  of Flammable and Combustible Liquids”, NFPA 2006.
[12]  Kolarić Darko, Lipić Tomislav, Grubišić Ivan, Gjenero Luko, and Skala Karolj,  “ Application  of  Infrared  Thermal  Imaging  in  Blade  System Temperature Monitoring”, IEEE 2011, pp. 1-4.