CNl!}Jn!Jf Vol.6 No.1 Maret 2010: 67 - 76
PENGAMANAN ARUS LEBffi PADA TEGANGAN RENDAH Oleh : Lakas Joko Dwiatmanto
Staf Peagajar Teknik Elektro PoHteknik Negeri Semarang
JI. Prof. R. Sadarto, S.D, Tembalang, Semarang 50275
Abstrflk
Arus lebih di dalam rangkaian listrik sangatlah sering terjadi, baik dikorenakan beban lebih atau hubung singkat. Behan lebih dapat terjadi oleh peningkatan pembebanan yang ditanggung oleh trans/ormator atau motor-motor yang memutar beban mekanik yang melebihi kapcuitasnya. Sedangkan hubung singlcot merupakan fenomena tersendiri. Hubung singkat rangkaian (Icadang kadang hanya disingkat hubung singlcot atau sic) di dalam rangkaian listrik itu mengljin'kan arus terus melewati garis edar yang berberbeda dari maksud semula. Pada hoJcelcotnya hubung singkat adoIah tahanan rendah tidak normal yang terhubung di antara dua dlik rangkaian listrik dengan beda potensial yang berbeda. Kejadian in; menghasilkan arus Ilstrlk yang berlebihan dan mengakibatkan kerusakan ranglcaian termasuk peralatQ14 panos yang berlebihan, kebakaran dan atau bahkan ledakan. Demi/cian besar resiko aldbat arus lebih ini, baik oleh beban lebih atau hubung singkat, maka rangkaian dan peralatan listrik horus diamanlcan lerhadopnya. Kata /cunei: ""bullg slnglult, belHm leM", penglllllllll termtll,
1. Pendahalaan
Di dalam rangkaian listrik terdapat istilah arus lebih, arus ini terjadi akihat beban lebih atau dikenal dengan slow overcurrent dan akibat hubung singkat pada rangkaian atau dikenal dengan short circuit current. 1.1
Ans Deban Lebih
Arus beban lebih atau slow overcurrent terjadi karena akihat pembebanan lebih perangkat atau tidak berfungsinya dengan sempuma (malfunction) pada motor-motor atau beban-beban lain. Sebagai contoh, jika sebuah motor memutar konveyor dengan beban lebih, sehingga motor akan memerlukan arus ekstra untuk mencoha dan menggerakkan beban. Jika motor tidak diproteksi, maka motor akan menyerap arus ektra dan memulai pemanasan lebih. Dengan demikian, jika transformator yang mencatu tegangan pada motor tersebut pada kondisi beban penuh, maka pada saat yang sama ia juga menjadi berbeban lebih ketika motor menyerap arus ektra itu. Jika kondisi beban lebih ini berlangsung terus menerus untuk waktu 10 - 20 menit, panas yang dibangkitkannya cukup untuk meru sakkan atau memburukkan isolasi.
fuse, pe1fIIItIIs dtlyll.
Masalah yang sama akan terjadi jika bantalan motor menjadi kering saat mulai dipakai. Setelah bantalan beroperasi tanpa pelumasan, ia akan mulai membangkitkan panas dan memperbesar poros. Pada kasus ini seolah-olah motor memutar beban mekanik yang berat, sehingga motor akan menyerap arus lebih. Kondisi ini akan menyehabkan motor dan transformator panas berlebih hingga pada titik dimana mereka akan berakibat kerusakan karena arus lebih yang kontinyu sepanjang motor bekerja. Karena itu, motor-motor, transfor mator, dan beban-beban lain harus diproteksi terhadap arus lebih ini seperti akihat beban lebih yang mengalir padanya yang dapat menyebabkan panas berlebihan dan merusakkan. 1.2
Arus Rabang Singkat
Di dalam hubung singkat ideal, berarti di titik rangkaian terjadinya hubung singkat itu tidak ada tahanan dan tidak ada rugi tegangan padanya. Di dalam kenyataan, hubung singkat adalah sebuah hubungan rangkaian dengan impedansi mendekati nol, dan sebagian besar tanpa tahanan. Sebagai contoh nyata adalah terjadinya hubungan antara terminal positif dengan
67
Pengaman Arus Lebih pada Tegangan Rendoh...•........•..........•...LuJcas Joko Dwiatmanto
tenninal negatif bersama-sarna yang terhubung pada sebuah catu daya dengan tahanan penghantar sangat rendah. Dengan tahanan yang rendah ini, mengbasilkan arus yang sangat tinggi pula dan mengakibatkan pengiriman energi listrik yang besar dalam waktu singkat. Arus yang besar akibat hubung singkat ini akan terjadi pembangkitan panas yang cepat, peledakan, kebakaran. Demikian pula, juga mengakibatkan panas yang berlebihan pada penghantar sehingga dapat merusakan isolasi dan perangkat-perangkat kelistrikannya. Selain itu, arus hubung singkat juga mengaldbatkan ketegangan (stresses). Arus yang tinggi juga terjadi pula pada beban-beban induktif seperti motor listrik, hal ini juga berpengaruh sarna.
Arus hubung singkat nilainya sangat tinggi, ia didefinisikan sebagai arus yang melebihi 10 kati dati nilai arus beban penuh pada rangkaian. Pengaruhnya akan mengakibatkan ketegangan termal dan dinamik. Ketegangan ini dapat menye babkan kerusakan peralatan dan juga membahayakan linglrungan di sekitarnya. Di dalam rangkaian tenaga, hubung singkat mungkin terjadi antara d08 rasa, antara fasa dengan netral dan antara fasa dengan tanah. Hubung singkat ini akan mengaki batkan arus yang sangat besar dan peris tiwa ini tidak dapat dideteksi berawalnya, namun dengan mempertimbangkan resiko bahayanya, maka diperlukan perangkat proteksi arus lebih yang dapat ter-trigger dengan cepat saat terjadi hubung singkat. Karena itu, penghantar-penghantar pada motor, transformator, jaringan distribusi, panel-panel hams diproteksi terhadap arus hubung singkat ini. Ketika arus hubung singkat terjadi tanpa diproteksi, beberapa penghantar atau panel akan menjadi rusak.
2.
PeDgamaD Ans Lebih
2.1 Pengamao Ans Debao Lebih
68
Arus lebih akibat beban lebih adalah masalah yang disebabkan oleh peningkatan arus pada operasi normal hingga ke so8tu titik dimana kerusakan abo mulai terjadi. Pemutus daya (circuit breaker-CB) dapat merasakan setiap panas atau gaya-gaya megnetik yang melebihi level yang aman, fuse dapat merasakan penambahan panas. Pemisahan perangkat ini akan menyebab kan kontak atau elemen penghubung untuk membuka rangkaian dalam beberapa waktu pada penambahan arus lebih pada tingkat aman. Hal ini menghadirkan masalah pada beberapa beban, seperti motor-motor. Mereka ini mempunyai arus inrush yang sangat besar ketika mereka start. Gambar 2.1 berikut menunjukkan sebuah grafik arus inrush yang disebabkan oleh motor ketika keadaan mula gerak (starting).
6 X IN 1---------
Locked rotor .....-.- ampere • LRA
fuM load
1 x IN f------J~-_f_..__ ampere _R.A
1
2 3 Waktu dalam detik
4
Gambar 2.1 Grafik yang menunjukkan arus inrush pada saat motor keadaan starting (Kissel
hal. SO).
Dari Gambar 2.1 di atas dapat dilihat, bahwa arus pada saat motor start (locked rotor ampere-LRA) tergambar sebesar ± 6 kati arus beban penuh (foil load ampere FLA). Jelas keadaan ini menghadirkan masalah dalam pemroteksian terhadap arus lebih, sehab ukuran pemutus daya atau fuse adalah untuk memroteksi motor selama beban penuh, sehingga akan trip ketika motor di-starter. Jika ukurannya disamakan dengan ants start, maka ia tidak cocok untuk memroteksi motor ketika sedang beroperai pada arus beban penuh.
CN(fJJlfJ!J{ Vol.6 No.1 Maret 2010 : 67 - 76
arus Ie. Untuk operasi normal, seluruh 3 lempeng bimetal harus dipanasi. Ketika rele beban lebih ini digunakan untuk pemroteksian beban fasa tunggal atau beban arus searah, maka 3 kutub utama dihubung dalam seri, dan kurva pemutusan yang digunakan adalah kurva 3. Arus pemutus maksimum dengan beban simetris 3 kutub adalah antara 105 sid 1200A. dari setelan arus Ie.
8eberapa solusi tersedia untuk masalah ini. Salah satunya adalah dengan pengasut motor yang dilengkapi dengan pemanas dan beban lebm, dan pemutus daya waktu terbalik. Setiap perangkat ini menyediakan beberapa menit penundaan waktu sebelum mereka trip dan memutus rangkaian motor dati jaringan. Teori operasi perangkat ini meliputi aliran arus-arus lebih yang keeil untuk 4 - 5 menit dan 81iran arus-arus lebih yang besar untuk kurang dati 10 detik. Waktu ini didasarkan pada nilai waktu beban lebih spesifik yang eksis sebelum motor mulai rusak tetap. Perangkat ini harus diukur secara pantas untuk menye diakan proteksi yang memadai, dan mungkin diatur agak sedikit sekali. Hanya yang menjadi problem, bahwa sisa waktu terbalik pada pemutus daya dan beban beban lebih mereka tidak dapat meng indera hubung singkat dan membuka rangkaian dengan cukup cepat untuk menyediakan kapasitas gangguan.
(a)
Perangkat proteksi beban lebih individu untuk pengamanan motor terbadap beban lebih yang ada di pasar umum dan yang banyak tersedia adalah rele termal tertunda dati jenis logam bim~ biasa dikenal thermally-delayed overload relay atau TOR. Perangkat ini dapat beroperasi sampai dengan 10 kali arus rating-nya tanpa rusak atau berubah karakteristiknya, baik yang dikarenakan oleh termal maupun dinamik. Mekanisme operasi kerjanya, ialah jika arus yang mengalir padanya lebih besar dati pada setelannya, maka mekaniknya ak:an mengoperasikan kontak kontaknya, kontak-kontak: ini digunakan membuka rangkaian kontrol motor dan hubungan motor dengan sisi penyulang terbuka, sehingga motor off. Salah satu jenis TOR dan karakteristik pemutusannya ditunjukkan pada Gambar 2.2 berikut. Kurva karak:teristik pemutusan TOR yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.b. menun jukkan hubungan antara waktu pemutusan dati keadaan dingin dan perkaJian setelan
120
100 50
10
I
\\~\ \y
I
~
-
1CiN3
'\>'"
r - -1CiI'I12
1
50 20
'-'' .........
'
............
10
j'-..... ........
.........
--
r--. "" ..... ~Ir-~
1 2 Nlliarusql8lSlll!rllldlparus ........
10
(b) (
Gambar 2.2 (a) Contoh toto jenis TOR 3 kutub
), dan (b) kurva
karaktertstik pemutusannya (Siemen hal. 5/3).
69
Pengaman Arus Lebih pada Tegangan Rendah................. ...........Lukas Jolco Dwiatmanto
2.2 Peag.ID.a Arus Hab.ag Siagkat Ketika sebuah penghantar pada salah satu potensial terhubung dengan sistem tanah atau dengan penghantar dengan potensial yang lain, maka akan terjadi hubung singkat. Dari sudut pandang penyulang, hubung singkat ini akan menyediakan impendansi yang sangat keeil atau bahkan nol, sehingga arus akan meningkat hingga 100 kali arus beban nonnal daIam satu atau dua siklus. Ini berarti bahwa akan dialirkan arus 50 kA atau mungkin Iebih besar.
Grafik ams yang dibangkitkan oleh hubung singkat rangkaian ditunjukkan pada Gambar 2.3. Sebagai catatan, bahwa arus teNs-meneros akan bertambah untuk setiap siklus tegangan bolak-balik. Sebagai mana arus meningkat, demikian pula gaya gaya magnetik dan nilai-nilai energi panas meningkat dasyat sehingga akan mengaki batkan penghantar dan terminal dari bahan metal meleleh dan bahkan dapat meledak. Dari Gambar 2.3 di alas, dapat dilihat bahwa peralatan yang digunakan untuk proteksi terhadap hubung singkat adalah pemutus daya (CB) dan pengaman lebur (fuse).
a. Pematus Day. Sebuah pemutus daya atau circuit breaker (CB) adalah sebuah perangkat elektrome kanikal yang memerlukan kurang lebih 1Y2 siklus gelombang arus bolak-balik untuk mengindera terjadinya hubung singkat dan Y2 siklus lagi untuk meng-trip-kan meka nikal kontak-kontaknya.
50.00014 (I). An.s fUIung sIngkIt
...-1IrtendIII -
\ \ \
\\
T. . . . CIIIh
~"(QI)
I I I
I
I
'_I
(e). An.s fUIung sIngkIt tayMus y, sIIdus pstamI aIeh ,.. dengIn uIu'In pantM
Gambar 2.3 Grafik arus hubung singkat rangkalan yang diproteksi oIeh pemutus daya dan fuse
70
Sebuah grafik arus hubung singkat yang mana CB akan memperlihatkan sebelum ia mernbuka rangkaian, grafik ini ditunjukkan pada Gambar 2.3.b. Dati grafik ini dapat dilihat, bahwa arus hubung singkat mungkin masih mencapai 40 hingga 45 kA sebelum rangkaian terbuka secara penuh. Dalam hal sarna, panas yang besar sekali akan dapat saja menyebabkan kontak kontak pada CB ter-las sehingga mereka tidak dapat membuka meskipun mekanis me trip pada CB telah diaktifasi. Perangkat ini terdiri atas pelepas beban lebih tenna~ yaitu logam bimetal seperti yang digunakan pada rele beban lebih, dan pelepas elektromagnetik. Logam bimetal berfungsi sebagai pengaman beban lebih, sedangkan pelepas elektromagnetik ber fungsi sebagai pengaman rangkaian terhadap hubung singkat. Pada rangkaian beban motor listrik, CB digunakan sebagai pengaman hubung singkat, keeuali bila
a:RgJlr:tJ{ Vol.6 No.1
Maret 2010: 67 -76
mempunyai karakteristik khusus. Sedang kan pada beban-beban listrik yang lain tennasuk sebagai proteksi transfonnator day&., CB berfungsi sebagai pengaman beban lebih dan hubung singkat rangkaian. Pada Gambar 2.4 berikut ditunjukkan foto sebuah CB tegangan rendah untuk contoh dan karakteristik pemutusannya.
Telah disinggung di muk&., bahwa kontak kontak CB dapat saja ter-las meskipun mekanisme trip-nya telah diaktifasi, keadaan ini dinamakan malfunction. Oleh karena itu, agar malfunction tidak terjadi maka kapasitas interrupting dan proteksi terhadap peralatan listrik hams memadai atau cukup, yaitu dua aspek penting yang hams diperlukan. Aspek-aspek tersebut ialah. pertama metijamin bahwa perangkat proteksi sistem hams mempunyai rating interrupting yang pantas dan kedua menyediakan komponen proteksi yang disesuaikan terhadap 8JUS hubung singkat yang mungkin terjadi.
b. Pengaman Lebar
~ .~I.~I
(a) .~ ::~
,
.. '.!
t ~ ~
..... 1 .":
"., ~
.6: ~
:5 B
multiples of In --~--~
(b)
Gambar 2.4.(a) Foto jenis pemutus daya untuk
distribusi tenaga (www.ferret.com.auJcJNHp E .•P.pI2874). (b) karakteristik pemutusannya
(htIp:Uwww.buUdingdesign.co.uk/••• kers.htm).
Pengaman lebur atau fuse dapat meng indera 8JUS lebih sebagaimana ia memulai dan membentuk dan linlc-nya akan melebur sebelum arus bertambah ke tingkat yang berbahaya. Grafik proteksi oleh fuse itu dapat memroteksi selama hubung singkat dilihatkan pada Gambar 2.3.c. Dari gambar graftk menunjukkan, bahwa elemen fuse akan membuka segera setelah arus mencapai tingkat yang berlebihan. Ini berarti, bahwa gangguan hubung singkat akan diindera dan dibuka korang dari Y2 siklus. Hanya yang menjadi masalah, dengan fuse elemen tunggal itu ukurannya harus sampai 6 kali tingkat 8JUS beban penuh yang mengalir ke motor saat start. Ini membiarkan dua altematif, yaitu penye diaan arus hubung singkat dan beban lebih. Dalam kasus ini, fuse dikombinasi dengan pengasut motor atau CB. Ketika sistem distribusi tenaga dirancang, ukuran dan spesifikasi fuse hams benar untuk menyediakan proteksi panel dan penghantar terhadap arus hubung singkat dan pemroteksian motor terhadap beban lebih. Untuk ukuran setelan dan spesiftkasi fuse dapat mengacu pada PUlL 2000 atau kode-kode international (seperti NEC, dll).
71
Pengaman Arus Lebih pada Tegangan Rendah.• ........................ ..LuJros Joko Dwiatmanlo
Fuse-fuse dipiHh didasarkan pada terapan mere.ka yang diamankannya. Terapan ini tennasuk hanya motor..motor, rangkaian dengan beban..beban hanya penerangan, atau gabungan motor dan penerangan, motor-motor dengan koreksi faktor daya. Fuse juga dispesifikasikan untuk terapan pada penyulang maupun cabang-cabang rangkaian. Ketika fuse digunakan bersama dengan CB dan pengasut motor, ukuran mere.ka harus tidak boleh menyebabkan fuse membuka rangkaian terlebih dahulu.
Ukuran berbagai fuse hams memenuhi ukuran yang telah distandarkan untuk men jamin bahwa semua ukuran beban diproteksi secara pantas. Perkiraan setelan berdasarkan pengalaman di lapangan adalah 1,15 (aksi lambat) atau 1,65 (aksi cepat) .kali pada 0,3 arus starting, dan rating fuse yang tersedia mulai dari 0,1 sid 600 A. Sebagai contoh, motor listrik 3,7 kW pada jalan-jala 380 V arus nominalnya 8,5 A. Perhitungan ukuran fuse adalah : = 6x8,5 A
Untuk fuse aksi lambat Arus fuse = 1,15 x 0,3 x 51 dipUih fuse dengan rating 20 A.
=
51 A
=
17,6 A
Untuk fuse aksi cepat Arus fuse = 1,6S x 0,3 x SI = 2S,2 A dipilih fuse dengan rating 25 A. Beberapa jenis fuse tersedia untuk berbagai terapan, seperti pada sistem kendaH pada motor. Jenis fuse cartridge atau patron yang banyak digunakan adatah Diazed (0) dan NH, foto fuse cartridge yang dimaksud dan karakteristik pemutus annya ditunjukkan pada Gambar 2.5.
(a)
.......
I
..-r ,II
I
\1\1\111
1\ 1\1\1 111\
I
11 11
I
II
I
\I
I \
UliU \ 1 \
~
1£
H,\
, ..1
'\I
"
.
"
-
I
); I
.....
1\1
I I
"""
iWo.!rt-M
"A_.~"
.,
!8A~
IT
,,
.
••
:
I0I'l181
.. 1OIIDlIOD
(b)
Gambar 2.S.{a) Foto fuse jenis NH dan 0 (ht1p:llwww.d1rectlndustry.com/pr... 788.html). dan (b) karakterisfik pemutusannya (httD:UWWW.tJc-direct.m.uk/800k....6.4.hbn).
72
3. PerhituDgaD Aros RubaDg SiDgkat
ilV
, ....1
I
II
Seperti telah dijetaskan dimuka, bahwa jika terjadi hubung singlcat pada rangkaian, maka akan mengakibatkan kerusakan per alatan tennasuk peralatan proteksi. Dapat saja CB pada saat terjadi hubung singkat kontak-kontaknya akan me-las bersama sama, sehingga tidak dapat membuka rangkaian, tentu ini sangat berbahaya. Hal ini terjadi karena kapasitas interrupting CB lebih rendah dati pada arus hubung singkat yang terjadi pada rangkaian. Untuk itu, dalam rancangan harus diperhitungkan nUai arus hubung singkat yang diproteksi oleh CB, sehingga dapat ditentukan nUai interrupting CB selain rating nominalnya.
a:ggJlfJ.!J(
Vol.6 No.1 Maret 2010: 67 -76
Metode perhitungan arus hubung singkat yang diterapkan dengan tingkatan akurasi yang layak pada berbagai titik sistem dis tribusi 3 atau 1 fasa, prosedurnya adalah sebagai berikut.
I ";;;
k
Uo leA 2 ..J3~Rt2 +X t .
dimana : - Uo = tegangan rating antar fasa pada transfonnator pada kondisi tanpa beban, 400 Vatau 231 V
Langkah1: Hitunglah resistansi dan reak tansi total mulai dari titik upstream hingga ke titik gangguan, yaitu : Rt = Rl + R2 + R3 + ............... + Rn
Xt = Xl + X2 + X3 + .............. + Xn
- Rt dan Xt datam rna
Langkah 3: Pilih kapasitas interrupting alat proteksi (CD/fuse). Untuk menentukan resistasi dan reaktansi dapat menggunakan table 1 berikut.
Langkah 2 : Hitung arus hubung singkat dengan rumus sebagai berikut
Tabel 1 : Langkah-Iangkah untuk menentukan nilai resistansi dan reaktansi pada setiap titik bagian instalasi listrik. Bagian instalasi Rl =Zl.oosep.l0oosep =O,lS
(mO)
Xl = Zl.sil1Cp.l0-3
3
Jaringan upstream
Reaktansi
Resistansi (mo) sin
=0,98
X2
=~Z/ -R/
2
U =P
Zl
dengan P
=daya hubung
singkat jaringan upstream (MVA)
R Transformator
2
We 5
= WcxU
2
.10-3
S2
=rugi tembaga (W)(4)
=daya nyata transformator (kVA)
L R3 =p. A (2) Kabel (1)
P =22,S (Cu) atau 36 (AI) L = panjang dalam m A = luas penampang dalam mm2
L
R4 =p. A Bus-bar
Pemutus Daya
p = 22,S (Cu) atau 36 (AI) L = panjang saluran akhir terpendek (m) A = luas penampang (mm2)
Diabaikan
U
U2
Z=_k x 100 S
Uk = tegangan hubung
singkat transfonnator (%) ~ ~
=0,08 L (kabel fasa tiga) =0,12 L (3) (kabel fasa
tunggal) Ldalam m
Xt =O,lS L Ldalam m
diabaikan
Keterangan : (l) Jika terdapat beberapa kabel dalam hubungan paralel per fasa, bagilah resistansi dan reaktansi untuk satu kabel dengan jumlah kabel-kabel yang diparalel.
73
Pengaman Arus Lebih pada Tegangan Rendah•.•...•................... ..Lukas Jolco Dwiatmanto
(2) Untuk luas penampang (CSA) > 240 mm2 resistansi R diabaikan (3) Nilai koefisien 0,12 adalah pendekatan. Ia berkisar antara 0,1 sid 0,2 yang mana berhubungan dengan perlengkapan..perlengkapan kabel. (4) Untuk mendapat rugi tembaga dan tegangan hubung singkat transfonnator dapat diperoleh dari spesifikasi teknis transfonnator. Contoh perhitungan arus hubung singkat Jaringan upstream Pi =500MVA
Cl Mi MOP
l 1
l 3
2
Transformator S = 630 kVA Uk=4% Uo ==400V Wc=6500W Kabel penghubung dari transforrnator ke pernutus days 3x 1 (1 x 150mm2) CU perfasa L=3m Pemutus daya (diabaikan)
2 400 -3 Rl = - - x 0.15x 10 500
Xl
Rl =0,05
Xl =0,31
6500 x 400 2 x 10-3 R2 = 2 630
X2 =
R2 = 2,62
X 2 =9,81
22,5x3 R -- 3 - 150x3
x3=o,12x33
R3 = 0,15
X =O,12 3
R.
X. =0
=0
36x2 R,-500
Hubungan dari pemutus daya ke hantaran keluar No.2 dan bar (AI) 1 x 100x5mm2 perfasa L=2m
2
=-400- x 0,98 x 10 -3 500
4400
2
~(-X--)
100
2
-(2,62)
2
630
Xs = O,15x 2 Xs=O,30
R, = 0,14
~
[I MSP
Ma
! ,l
Pemutus daya (diabaikan)
Re =0
Kabel penghubung dari MOP ke MSP 1 (1 x 185 mm2) Cu perfasa L=70m
R, =
Xe =0
22.5 x 70
X =O,12x70 7
185
R, = 8,51
X:::840 7 '
Perhitungan arus-arus hubung singkat (kA) Resistansi
=
(mO)
Oi M1 : Rti Ri + R2 + Rs Rt1 = 2,82
Xti
Xti
Reaktansi (mO) Xi + ~ + X3 10,24
=
=
Nus hubung singlat (Ikl (kA)
I
400
n_
It -
.J3~(2,822 + 10,242).
Ik- = 2174 Di M2 : Rb = Rti + R. + Rs Rb = 2,96
Xb = Xti + X. + X5 Xb= 10,54
I
400
n_
k
-
.J3~(2,962 + 10,542).
It- = 21.09 Oi M3 : Ria = Ria + Re + R7 RIa 11,47
=
XIa=Xb+Xe+X7 XIa= 18,94
I ,,_ k
-
400
.J3~(l1,472 + 18,94 2).
Ik- = 10,43
74
01J9Ur:I!J( Vol.6 No.1
Maret 2010 : 67 - 76
Jadi CB/fuse utama yang dipasang pada MOP hams mempunyai interrupting capacity tidak kurang dari 21,74 kA, sedangkan CB/fuse cabang tidak kurang dari 21,09 kA. Dan CB/fuse utama di MSP tidak kurang dati 21,09 kA, sedangkan CB atau fuse cabang tidak kurang dari 10 43 kA. Hal ini hams betul-betul diperhatikan agar keselamatan kerja dapat tercapai.
4. Pelaeakan Ganggaan dan Peapjian
Pengujian perangkat proteksi yang disam paikan disini adalah pada fuse, karena fuse lebih unik dibandingkan CB. Fuse adalah perangkat yang dipasang dalam sistem yang dimaksudkan akan rusak dalam tugasnya yang proporsional, atau dengan kata lain fuse sekali pakai setelah link-nya lebur tidak dapat diperbaiki lagi. Jadi setelah menjalankan tugasnya, fuse harus diganti yang baru. Fuse dalam tugasnya adalah memproteksi rangkaian terhadap arus lebih terutama arus hubung singkat, tetapi yang penting untuk dipahami bahwa fuse hanyalah saksi terhadap gangguan. Ini berarti bahwa setelah fuse mendapatkan gangguan i~ segera untuk dilacak secara hati-hati dimana letak terjadinya gangguan tersebut. Urutan pelacakan gangguan yang pertama adaIah fuse yang mana menyebabkan rangkaian terbuka. Untuk ini hams melihat diagram rangkaian, fuse-fuse mana yang memroteksi terjadinya gangguan, yaitu mesin atau kelompok mesin yang berhenti operasi. Jadi diasumsikan fuse mendeteksi gangguan dan telah pasti membukanya. Atau dengan pengujian tegangan di bebe rapa titik untuk menentukan fuse yang ter buka. Langkah yang terbaik adalah dengan test pen atau mengukur tegangan pada terminal keluaran fuse dengan netral.
Jika telah didapat satu fuse terbuka dengan cepat, maka rangkaian yang terdiri atas pengasut motor atau sakelar lain akan mengisol~i beban. Jika ini yang diperoleh, kemungkinan gangguan yang terjadi adalah hubung singkat satu fasa dengan netral atau tanah. Jika terdapat dua fuse yang terbuka dengan cepat, ini menunjuk kan gangguan hubung singkat dua fasa, yaitu hubungan antara kawat fasa dengan kawat fasa yang lain. Problem lain yang membingungkan adalah jika terbuka dengan waktu yang lambat karena beban lebih. Dalam kasus ini, kawat link di dalam fuse sedang mencoba menarik dari pelebur patri namun tidak ~.ukup meleburkan patrian. Jika ini terjadi, Jika test tegangan digunakan, fuse nampak masih baik. Teknisi yang berpengalaman akan segera mengganti semua fuse yang telah mengalami panas berlebih.
5. Kesimpulan Dari uraian dan penjelasan di atas dapat disimpulkan sebagai berilcut. a. Arus lebih pada rangkaian listrik dapat terjadi setiap saat baik diakibatkan oleh beban lebih ataupun hubung singkat. b. Arus beban lebih dapat merusakan mesin-mesin listrik, seperti terbakamya belitan motor atau pemanasan pada transformator daya yang merusakan bahan isolasi di dalamnya. c. Arus hubung singkat sangat dasyat, dampaknya demikian hebat bahkan resiko yang ditimbulkannya demikian tinggi, seperti kebakaran, ledakan, dU. Untuk ito, nilai ams hubung singkat harns dihitung dengan teliti sebagai pertimbangan untuk memilih kapasitas interrupting perangkat proteksioya.
75
Pengaman Arus Lebih pada Tegangan Rendaho
DAFTARPUSTAKA
Kissell, E. Thomas, Modem Industriall Eleetrieal Motor Controls, 1990, PRENTICE HALL, Engle-wood Cliffs, New Jersey 07632 Siemens, Control Deviees, Low-Voltage Equipment CatolOl NS-2, 1986. Merlin Gerin 38050, Low Voltage Circuit Breaker Application Guide, 05/89, Grenoble cedex, France. http://www·directindustn..com/pr•.788.htm http://tic-direct.co.ukIbook...6.4.html. http://www.ferret.com.au/c/NHP http://www.buildingdesign.co.uk/.kers.htm http://www.tradenote.netlthermal 8/
76
0.0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Lukas Jolco Dwiatmanto
