Instrument Cable

It’s look like too late for me to start cerefully understand about cable when I’ve been 6 years working as instrument engineer. I don’t know why I did not give so much interest on the cable issue so far.  Probably because I’ve never have responsibility to select and install the cable, mostly I worked at completion, pre-commissioning, and commissioning. One day when I had discussion with instrument engineer from Chiyoda Engineering Japan and he was talking about fire resistance and flame retardant, oh my goodness I am speechless. Lucky there was a senior engineer near me (Mas Andi Kris) who took over the discussion. Yes, I heard about it, I saw it, I tested it, I run thousand of instrument that were connected using those cables but I didn’t know the phillosophy behind it, how to select it, insulation material consideration etc.

Pertanyaannya kemudian kriteria apa yang diperlukan untuk memilih suatu kabel. Practically dalam bekerja adalah bagaimana engineer dapat  menspesifikasi form atau kolom-kolom yang ada pada cable schedule. Antara lain yang utama adalah voltage grade, core, size, cable type-nya, juga sekalian gland size dan type-nya. Panjang kabel dari mana ke mana penting berbekal ilmu penambahan, pengurangan, dan dimensi. Dengan informasi tersebut specifikasi kabel yang hendak dipilih sudah jelas.

Voltage grade of cable untuk instrumentasi adalah 250 V as default. Grade ini termasuk kabel-kabel untuk komunikasi analog transmitter, control valve, komunikasi diskrit switch, dan solenoid. Namun ada juga satu platform yang diskrit output ke solenoid valve (SDV, BDV, On-Off, Damper) menggunakan kabel dengan grade 1000 V dengan pertimbangan bahwa diskrit output bukanlah instrument signal tapi berupa DC power.  Ada pula thermocouple yang menggunakan rating cable 300V.  Saya tidak tau di code mana pembagian voltage grade kabel didefinisikan dan distandarkan. Apakah IEC 60092 untuk electric offshore? Sayang sekali koleksi saya untuk IEC code kurang lengkap.

Core/Pair/Triad of cable adalah jumlah isi kabel dalam satu sheath. Pair digunakan untuk kabel instrument dengan metode transmisi signal menggunakan sistem 2-wire (power dan signal bertumpuk / loop-powered). Triad digunakan untuk kabel instrument dengan metode transmisi signal menggunakan sistem 3-wire (power dan signal terpisah tapi menggunakan 1 common). Sedangkan core untuk menyebut jumlah kabel dalam satu sheath yang digunakan untuk non-signaling purpose seperti output 24 VDC ke solenoid yang menggunakan 2 core kabel. Meskipung sering juga 2 core kabel ke solenoid disebut dengan pair juga.

Size of cable adalah luas cross sectional area dari ujung penampang suatu kabel. Jadi size cable yang dihafal orang adalah bersatuan luas. Sejauh yang saya temukan bersatuan mm^2 (milimeter kuadrat), awg juga ada lho. Normalnya praktisi lupa menyebut kata kuadrat ketika menggunakan satuan metric. Sehingga ketika berbicara dengan non-electrical (misalnya orang piping fitter atau tubing fitter) saling ngobrol maka sering terjadi misspersepsi. Electrical bicara size berdasarkan luas, orang piping bicara size berdasarkan Nominal Diameter, orang tubing bicara size berdasarkan OD. Interdiscipline discussion bisa terjadi sedikit kesalahpahaman. Nah berapa size yang umum? yang saya temukan transmitter, switch, control valve, and solenoid bisa bersize dari 0.75 mm^2 sampai 1.5 mm^2. Kenapa bisa diambil size segitu? apakah ada sizing cable untuk instrument? Hmm..sizing cable pernah saya dengar tapi saya tidak pernah melakukannya.  Power untuk instrument selalu tetap sekitar 24 VDC, sehingga saya berkesimpulan size cable untuk instrument AI,AO,DI,DO bisa diambil common sense dalam rentang 0.75 mm^2 – 1.5 mm^2. Any idea? Tapi seharusnya memang ada perhitungannya. Judgement yang dipakai dengan kata biasanya, common used, dan merefer ke spesifikasi yang client berikan, secara pelan-pelan akan semakin menjauhkan seorang engineer dari dunia engineering.  Yuk cari referensi sizing cable…!

Type of cable adalah jenis isi kabel dan insulasinya. Tipe kabel merupakan kombinasi dari berbagai pilihan informasi berikut yang hendak diberikan pada kabel: IS atau Non-IS, Flame Retardant, Fire Resistant, Armoured atau Non-Armoured, Individual Screen atau Collective/Overall Screen. Selain itu ada tipe-tipe kabel yang lain untuk soft communication (komunikasi digital maksudnya) seperti RS-485 serial link, ethernet, dan fiber optics. Pertanyaanya adalah apa engineering reason untuk mengkombinasikan variasi tipe kabel di atas untuk dipasang pada suatu service tertentu?

Fire resistant cable adalah kabel yang akan tetap beroperasi meski dalam kondisi kebakaran, ia mengacu ke IEC 60331. Flame retardant kabel adalah kabel yang insulasinya akan mencegah terjadinya propagasi atau penyebaran api, ia mengacu IEC 60332. Lho kalau dipikir-pikir kok sama ya? betinya di mana?. Tapi kalau ada pertanyaan berikut: Apakah flame retardant kabel juga tahan beroperasi secara normal pada kondisi kebakaran? Jawabannya: No. A flame retardant cable is not a fire rated cable. A flame retardant cable is designed to only restrict the spread of a fire by inhibiting combustion. Nah, dari pada bingung langsung diambil saja rule of thumbnya buat mengingat bahwa Fire Resistant kabel lebih sakti daripada Flame Retardant kabel. Kalau harus memilah dan memilih maka untuk kritikal service harus menggunakan fire resistant kabel, dan untuk normal service menggunakan flame retardant. Pada dunia instrumentasi dan kontrol kalau harus diurutkan kegentingannya maka akan menjadi F&G, Process Shutdown, dan Process Control. F&G karena paling kritikal maka harus memakai fire resistant kabel, Process Shutdown ada yang pakai fire resistant aja ada yang pakai flame retardant aja, ada juga yang kombinasi keduanya, Process Control cukuplah menggunakan flame retardant karena tidak genting.

IS dan Non-IS kabel, apa pertimbangan pemilihannya? Sebelum memilih kabelnya harus terlebih dahulu memahami apa IS itu? Novelnya sudah saya bikin di blog ini lho sebelumnya. Kapan suatu loop harus dikasih IS circuit dan kapan tidak? Apakah tergantung electrical apparatusnya? Hazardous areanya? atau keduanya?. ISA TR12.2 menyatakan “When electrical equipment is used in locations where fire or explosion hazards may exist due to flammable gases or vapors, flammable liquids, combustible dust, or ignitible fibers or flyings, the National Electrical Code (NEC)®, NFPA 70, requires special precautions to be taken in equipment construction and installation to ensure safe performance. There are several protection techniques in common use, each of which has its own set of advantages and disadvantages. For low-power applications in Division 1 hazardous (classified) locations, the safest and most easily implemented protection technique is intrinsic safety“. Jadi pertimbangan pemilihan circuit dan kabel IS adalah karena electrical apparatusnya ada di hazardous area. Mostly transmitter dan control valve di offshore platform adalah di hazardous area (meski open air lho). Apakah anda selalu melihat cable ke transmitter dan control valve  selalu dengan warna blue outer sheath?. Saya bilang tidak, bahkan ketika control valve  fieldbus ada di area tersebut kabelnya warnanya juga kuning semua, tak ada biru-birunya. Berarti fieldbus tak IS dong? Itulah kawan.. masih ada yang belom match di pemahaman saya tentang teori dan kenyataan di lapangan. Yang saya temukan memakai IS circuit dan kabel dengan blue outer sheath color adalah kabel yang menuju junction box suatu skid misalnya Generator Skid, Feed Gas Compressor Skid, Sales Gas Compressor Skid, dll yang skidnya punya enclosure. Jadi terkaan saya tentang circuit yang diberikan proteksi IS adalah hanya circuit yang potensially bisa kebobolan voltage lebih dari 24 VDC menuju ke hazardous area yang berenclosure (gasnya bisa trap di dalam enclosure tersebut, kena percikan meledaklah dia). Kalau circuitnya tak ada kemungkinan power bobol lebih dari 24 VDC, meskipun loopnya menuju hazardous area, maka tak perlu diberikan IS circuit. Hanya terkaan..

Armour dan Non-Armour kabel apa pertimbangan pemilihannya? Gampangnya 99% kabel yang digunakan di facilitas oil and gas selalu menggunakan armour. Yang tidak menggunakan armour sangat sedikit sekali, yang tampak dari pengamatan saya adalah kabel untuk komunikasi internal dalam ruangan seperti Local Equipment Room atau internal control room. Apakah tujuan armor itu sendiri? Dari berbagai referensi saya tujuan utamanya ada dua yaitu untuk menghindari mechanical damage dari faktor luar dan sebagai earthing jika terjadi fault current. Handbook of Electrical Engineering, Alan L. Shedrake menyatakan “In order to minimise the possible damage to a cable, and to provide a safe path for electrical earth return currents, it is necessary to specify a metallic armouring. There are several types of metallic armouring used in the oil industry, i.e. galvanised steel wires (GSWA), aluminium wires (AWA), tinned copper wire braid (TCUWB), phosphor bronze wire braid (PBWB)”.  Electrical Engineer’s Reference Book M.A. Laughton and D.J. Warne menyatakan “When cables are not installed in conduit or trunking,they may require armour, most commonly provided by galvanised steel wire (GSW) helically applied in a single layer and known as `SWA’ (single-wire armour)”.

Kabel-kabel untuk komunikasi makhluk halus seperti fiber optic, coaxial, LAN, dan lainnya kalo masih ada belom cukup referensinya untuk kemudian dituliskan. Mottonya adalah: saya baca kemudian saya tulis.

Nova Kurniawan

About these ads

17 Responses

  1. Kang , bisa kasih cerita tentang cara baca drawing electrical line diagram oil and gas dan prosedure IP dan ITR nuhun sebelumnya artikelnya okeh2, buat pengetahuan anak bangsa

  2. Salam kenal Mas Nova..
    Mau tanya sedikit, apakah tipe kabel ETET atau ETET-S termasuk kedalam kabel untuk proteksi IS, karena di project yang saya kerjakan sekarang semua kabel di area enclosure gas turbine yang sudah tentu harzadous dan memiliki resiko kebocoran gas menggunakan kabel tipe ETET dan ETET-s

    terima kasih

  3. @mas hekmat: saya belum pernah membahas ttg elektrikal power termasuk one-line diagram. IP= Ingress Protection? belum saya bahas juga. ITR=Inspection Test Record? mmm untuk electrical belom pernah saya bahas juga. Kenapa? karena saya belum berani membahas ttg elektrikal power.
    @mas andri: ETET nama produk kabel? perlu baca katalognya dulu apakah ada proteksi IS-nya apa tidak. Dan saya tidak pernah baca katalognya…

  4. Nova,
    Numpang lewat aja setelah saya baca isinya cukup bergizi,
    terus menulis kang…….upaya pencerdasan bangsa salut banget.
    salam sama GIRI di Mcdermot.

  5. tulisan-tulisan njenengan apik, mas. tapi akan lebih bermanfaat lagi jika njenengan tulis dengan berbahasa indonesia saja. karena tulisan-tulisan macam begini di dalam bahasa inggris sudah bejibun (istilahe wong betawi), jadi secara anu ya kurang nganu gituh.., maksud saya, orang-orang yang pinter bahasa inggris akan lebih suka membaca langsung dari literatur bahasa inggrisnya, dan orang yang kurang pintar berbahasa inggris tidak bisa memperoleh ilmu dari njenengan. lalu, nanggung banget, kan..?

    rulenya untuk kabel instrument secara umum, pasang fire resistant untuk safety system, pasang flame retardant untuk control system. pakai rate 300V, jarang ada yang menggunakan 250V.

    • izin nimbrung mas nova. mbak sastri,,klo project2 oil and gas di batam semua kabel instrument pakai rate 250V. gk tau kalo di tempat lain. setau saya yg pake rate 300V adalah kabel2 instalasi rumah, termasuk jg kabel charger laptop yg mbak pake. coba cek dulu…hehee

  6. Mas opo mbak sastri iki yo?

    Bahasa Inggris-e kan mayoritas tulisan saya cuman paragraf pertama aja. Sekedar untuk mempertajam writing skill saya aja.

    Tentang rate..wah 2 referensi saya, pakenya 250V as default. Kalau saya ternyata nanti ketemu lebih banyak referensi yang pake 300V as default, nanti voltage rate di novel saya di atas saya ganti. Atau mbak bisa tunjukin di mana referensi 300V?

  7. Untuk cable sizing, bisa dilihat dari resistansinya (ohm/km). Resistansi konduktor (dlm hal ini kabel) berbanding lurus dengan panjang konduktor dan berbanding terbalik dengan luas penampang konduktor. Jadi semakin panjang kabel, semakin tinggi resistansi dan drop voltage akan semakin besar. Sehingga panjang kabel juga menentukan saat memilih luas penampang kabel.
    Ini hanya basic theory dlm memilih kabel, untuk yang lebih detil saya juga masih nyari. Mungkin kalo mas Nova ketemu duluan mohon di share ke kita.

  8. Dear All,

    Salam kenal, lumayan bagus juga materi yang diangkat nya, sekedar share tentang cable (karena kebetulan ane Edukasi background nya Electrical, tapi pengalaman Instrument dan jatuh cinta sama instrument)

    untuk rumus Resistansi cable ada yang inget gak? kalo
    R= (Rho X L) / A,

    Jadi Resistansi akan Sebanding dengan Panjang Cable dan berbanding terbalik dengan Luas Penampang,
    ini hanya untuk mempertajam analisa bang Olaf biar lebih Mantap..

  9. Slam knal Mas Nova
    Mau tanya nih, kenapa grounding cable untuk instrument device, seperti PIT maximum harus dua kabel yang disambung ke earthing boss?. Setahu saya nilai maximum current untuk PIT 20 mA. trims

  10. Salut sama om nova…
    Mulai dari jobseeker sampai sudah jadi instrument engineer saya slalu mengikuti blognya om nova…
    Mudah2an barokah ilmunya om. Dan dunia engineering construction di Indonesia makin maju…
    Mudah2an kami juga bisa seperti om nova…

    Salam dari pedalaman jambi… :D

  11. kang mas, untuk comunikasi dengan mahluk halus pake IS kabel juga ya,, heheheheh

  12. Komunikasi data (makhluk halus) kok sepertinya ndak pernah bahas tentang IS dan non-IS.

  13. Nice article Pak. Thanks :)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 91 other followers

%d bloggers like this: