SUMBER SUMBER MA SUKA N RELE
5 4 RELE RELE ARUS LEBIH WA KTU
Rele arus lebih, satu dari rele pro teksi pertam a yang dikenal dan dikem bangkan 60 sam pai 70 tahun lalu dan digunakan secara luas dalam banyak aplikasi dari suatu sistem tenaga. Asal m ula rele ini m erupakan suatu wattho ur m eter yang digunakan untuk m engukur energi listrik, dilengkapi dengan ko ntak- ko ntak dan sebuah piringan yang dapat berputar. Saat ini, sebagaim ana beberapa tahun sebelum nya, desain rele telah berubah, kecuali penggunaan prinsip pirin gan in duksi. Salah satu tipe rele diperlihatkan dalam Gam bar 5- 5.
Arus bo lak balik atau tegangan diberikan ke ko il utam a yang akan m enghasilkan fluks m agnetik, yang sebagain besar akan m elalui celah udara dan piringan m enuju penjaga kem agnetan yang terletak diatas piringan. Fluks ini akan kem bali m elalui piringan m enuju kaki- kai elektro m agnet yan g berada disisi ko il utam a. Jum lah lilitan dari kum paran lag disalah satu kaki yang lebih pendek akan m enyebabkan pergeseran waktu dan phasa pada fluksi yan g akan m en gakibatkan piringan berputar. Putaran ini diredam o leh sebuah m agnet perm anen. Pegas spiral dipergunakan untuk m engem balikan po sisi
ko ntak- ko ntak setelah arus o perasi hilang atau m enurun dibawah harga arus angkat rele. Ko ntak- ko ntak akan m enyentuh batang piringan pada keadaan no rm al dapat m em buka atau m enutup pada keadaan tidak energise.
Gam bar 5- 5: Rele arus lebih- waktu- terbalik tipe piringan induksi : ( a) . pandangan atas; ( b) . pandangan sisi
Ko m binasi ini m enghasilkan o perasi yang san gat cepat pada arus- arus tinggi dan o perasi yang lam bat pada arus- arus rendah, dengan karakteristik waktu terbalik. Karakteristik- karakteristik ini selalu diperbaiki, beberapa karakteristik arus waktu dari rele arus lebih diberikan dalam Gam bar 5- 6.
Gam bar 5- 6: Tipikal karakteristik Rele arus lebih- waktu- terbalik
Versi rele so lid state juga tersedia dengan karakteristik um um dan kurva- kurva yang m erupakan duplikat dari kurva karakteristik diatas, dengan burden rendah, range
penggunaan yan g lebar, dan kurva karakteristik yang bisa diatur. Meskipun penggunaan rele versi so lid state ini m akin luas penggu naannya, rele tipe elektro m ekanik m asih tetap akan dipakai untuk waktu- waktu m endatang.
Sem ua rele m em iliki sejum lah Tap, m asing- m asing Tap m ewakili arus m inim um ( tegangan) dim ana unit rele m ulai bero perasi, yang disebut arus angkat m inim um . Jadi sebuah rele yang diatur pada Tap 2, akan m ulai bekerja pada saat arus m encapai 2.0 ± to leransi pabrikasi. Dengan arus sebesar ini, waktu akan sangat lam a dan sukar untuk m em eriksa kecuali arus dipertahankan pada harga yang sangat akurat. Sedikit perubahan atau deviasi perubahan pada level ini akan m en ghasilkan perubahan waktu yang sangat berarti, karenanya dalam pabrikasi tidak diperlihatkan kurva waktu dibawah 1,5 atau 2 kali arus angkat m inim um . Dalam prakteknya, bagian ini bukanlah m erupakan bagian kurva yang dipergunakan dalam pro teksi.
Absis dari kurva karakteristik m enunjukkan pen gali Tap atau arus angkat. Ini digunakan agar m udah m enggunakan satu skala untuk sem ua Tap. Sebagai co nto h, dengan penunjukkan Tap = 5, dengan pengali 5 pada kurva m enunjukkan 25A, dengan Tap 2, pengali 5 m enunjukkan 10 A dem ikian seterusnya. Sebagai tam bahan dari Tap, spasing bagi ko ntakto r untuk bergerak dapat diatur dan ditandai o leh suatu skala yang dikenal dengan sebutan “tim e lever” atau tim e dial. Dengan ini dapat dipero leh waktu o perasi yang berbeda untuk level arus yang sam a, kurva untuk karakteristik ini tidak diberikan disini. Setiap tipe rele dilengkapi dengan kurva karakteristik arus waktu, um um nya dengan kurva tim e dial dari ½ sam pai 11. Kurva- kurva ini diberikan dalam kertas sem ilo g atau kertas lo g- lo g guna ko o rdinasi berbagai tipe fuse.
Rele- rele ini m em iliki o vertravel dan waktu reset, yang m ungkin sangat dibutuhkan untuk beberapa aplikasi. Overtravel dari unit elektro m ekanik adalah perjalanan dari ko ntak- ko ntak setelah arus- arus m enuru n dibawah harga arus angkat. Tipikal harga yang ada dalam o rde antara 0 ,0 3 sam pai 0 ,0 6 detik, dalam kebanyakan aplikasi selalu diabaikan. Waktu reset sangat dibutuhkan dalam ko o rdinasi den gan penutup bailk cepat atau pada gangguan yang berulang cepat. Waktu reset ini sebagai fungsi dari penyetelan tim e dial dan desain. Datanya umum nya tersedia dari pabrik. Harga ini um um nya diabaikan pada rele- rele tipe so lid state. Reset cepat m ungkin berguna apabila diperlukan ko o rdinasi dengan Fuse dan rele- rele yang tidak m em iliki karakteristik fast- reset.
Pada rele pro teksi, pem bukaan Pem utus Tenaga um um nya akan m engu rangi arus pada rele sam pai no l, hal ini tidak sepenuhnya benar bila rele diguanakan sebagai deteksi gangguan dan diatur agar bero perasi untuk sem ua gangguan didalam daerah pro teksi utam anya. Kebanyakan rele- rele arus lebih tipe piringan induksi tidak akan m ulai m ereset ulang sam pai arus turun m encapai 60 % dari arus angkat.
Rele- rele yang dikem ukakan diatas adalah rele tanpa penunjuk arah, yan g akan bero persai secara bebas tanpa tergantung arah arus. Bilam ana hal ini tidak diharapkan, sebuah elem en arah terpisah dapat digunakan. Unit piringan induksi m endapatkan to rka ro tasio nal dengan m em buat lo o ps lagging pada elektro m agnet guna m em pero leh pergeseran fluksi. Selam a kum paran lg atau ekivalennya terbuka, tidak ada arus yang
m am pu m em buat piringan bero perasi. Apabila digunakan sirkit direktio nal sebagai penutup, o perasi sistem akan m engikuti kurva karakteristik. Piringan induksi tipe ini dan ekivalen so lid state dipergunakan u ntuk arus lebih, tegangan lebih, tegangan kurang, ko m binasi tegangan kurang dan lebih, dan daya atau tipe lainnya.