n karakteristik listrik :
q tegangan operasi nominal Ue,
q tegangan isolasi, Ui
q arus nominal In,
q arus-trip: Irth = arus pengaman beban lebih (thermis),
Irm = arus pengaman hubung singkat (magnetis),
q ketahanan arus dalam waktu pendek Icw, katagori A and B,
A = pemutus daya khususnya bukan ditujukan untuk menjaring di bawah kondisi
hubung pendek terhadap gawai pengaman hubung pendek lainnya yang dipasang seri dengan beban,
B = pemutus daya khususnya dimaksudkan untuk mampu menjaring di bawah kondisi hubung pendek terhadap gawai pengaman hubung pendek lainnya yang di pasang seri dengan beban
q kapasitas pemutusan :
Icu = kemampuan memutuskan arus paling besar, nilai Icu berubah-ubah terhadap besarnya tegangan operasi nominal Ue (kA rms)
Ics = kemampuan layanan pemutusan (% Icu)
q kapasitas penutupan (rated making capacity Icm),
q ketahanan elektrodinamik (electrodynamic withstand).
Karakteristik fundamental pemutus daya
n karakteristik mekanis :
q pemutusan kutub banyak (simultan atau tidak),
q indikasi visible break atau positive break ,
Jenis unit trip
n ada dua jenis unit trip :
q mekanis (umumnya disebut trip unit thermis / magnetis)
q elektronis (juga sering disebut unit trip benda padat-semikonduktor)
n kedua jenis unit trip mempunyai
fungsi utama yg sama :
q dilengkapi dengan proteksi arus lebih
q memutuskan sirkit yg mengalirkan arus abnormal. Unit trip Unit trip thermis/magnetis Unit trip elektronik pengaman beban lebih pengaman hubung-pendek Rele thermis Rele magnetis Waktu lama Waktu singkat
Kurva trip proteksi beban lebih
n skematik kurva trip thermis
tripping tidak boleh terjadi tripping mungkin terjadi tripping harus telah terjadi Ir Int It 1h n definisi q Ir = k x In
= setelan arus beban lebih
k = tergantung pada
pemutus daya.
q Int = k1 x Ir
= arus tidak trip
k1 tergantung pd standar q 1h In ≤ 63A q 2h In ≥ 63A q It = k2 x Ir = arus trip k2 tergantung pd standar
Pada saat terjadi arus lebih dalam waktu yang cukup, pembengkokan cukup kuat menyebabkan trpping.
q I > In
Kurva trip pengaman beban lebih
n skematik kurva trip magnetis
tripping harus terjadi tripping mungkin terjadi tripping tidak boleh terjadi Imnt Im Imt I time
n Imnt dan Imt
q kurva-kurva; B, C, D, K, Z, MA
q TMD / unit trip elektronik
Imnt = arus pemutusan magnetis non-triping
Imt = arus pemutusan magnetis triping
n prinsip kerja kumparan magnet
q arus dianggap sebagai arus hubung pendek.
Im
Imnt
Imt
tetap atau dapat diatur
Lm-20% (TMD), -15% Lm+20% (TMD), +15% MG tetap k1 * Lr k2 * Lr MCCB MCB
Pemilihan gawai pengaman
n ambang batas trip Im :
q ditetapkan oleh standar untuk aplikasi tempat tinggal; (I.E.C. 898)
q diindikasikan oleh pabrik-pabrik untuk pemutus daya jenis industri sesuai dengan standar yang bersangkutan (IEC 947-2).
pemutus domestik IEC 898 thermal-magnetik modul pemutus (2) daya industri pemutus (2) daya industri IEC 947-2 jenis rele pengaman lama tunda 0.4 In ≤ lr < In pengaman beban lebih thermal-magnetik thermal-magnetik Ir = ln setelan rendah tipe B 3 ln ≤ lm < 5 ln dapat diatur : 0.7 ln ≤lr < ln tetap : lm - 5 to 10 ln setelan rendah tipe B or Z 3.2 ln ≤tetap < 4.8 ln lr = ln tetap dapat diatur : - setelan rendah : 2 to 5 ln - setelan standar : 5 to 10 ln setelan standar tipe C 5 ln ≤lm < 10 ln setelan standar tipe C 7 ln ≤tetap < 10 ln
sirkit setelan tinggi tipe D
10 ln≤lm < 20 ln (1) setelan tinggi
tipe D or K
10 ln ≤tetap < 14 ln
tunda pendek, dapat diatur 1.5 Ir ≤lm < 10 Ir dgn seketika (I) dibuat tetap
i = 12 t 15 ln elektronik Ir = ln tetap pengaman hubung pendek
tabel daerah tripping-arus untuk gawai proteksi beban lebih dan hubung pendek untuk pemutus daya TR.
(1) 50 ln dalam IEC 898, dengan mempertimbangkan tidak terlalu realistik oleh manufaktur di Eropa (M-G = 10 s/d 14 ln). (2) untuk penggunaan di industri, IEC standards tidak merinci nilainya. Nilai diatas diberikan hanya untuk penggunaan
Prinsip kerja unit trip elektronis
n pemutus daya dengan unit trip elektronis, unit trip tradisional thermis/magnetis
diganti dengan unit trip elektronis.
sensor Unit kendali aktuator
CT Unit trip pembaca sinyal CT pembanding sinyal CT dengan setting MITOP atau FTST
(flux transfer shunt trip)
perbedaan kurva thermis-magnetis dan kurva elektronis
t (s) lr lm PdC I (A) t (s) lr lm PdC I (A) ln kurva unjuk kerja pemutus daya. dgn pengaman thermal-magnetik
lr : setelan arus - trip rele beban lebih (thermal atau tunda lama) .
lm : setelan arus - trip rele hubung pendek (magnetik atau tunda pendek) . I : setelan arus - trip rele hubung pendek seketika.
PdC : kapasitas pemutusan.
n kurva unjuk kerja pemutus daya dengan unit trip elektronik.
Pengaman lebur
n ada empat jenis utama pengaman lebur sesuai dengan aplikasinya.
Jenis pengaman lebur
miniature domestic LV industrial (HBC) HV Standar IEC IEC 127 IEC 241 IEC 269(1) IEC 282 Area aplikasi nominal tegangan 32 mA - 6,3 A 5 A - 200 A (2) 60 A - 6 kA < 500 VAC < 500 VAC < 1000 VAC > 1000 VAC
q tabel jenis pengaman lebur
(1) IEC 269 menetapkan talk ada ketentuan mekanik.
Pengaman lebur
n pengaruh kawasan
q secara praktis persamaan standar nasional dicari untuk setiap kawasan yang berpengaruh kecuali untuk Jepang
q untuk kawasan Eropa, walaupun setiap negara memiliki standar sendiri dan kebiasaan. Ada dua kawasan utama yang berpengaruh, ditentukan oleh standar BS dan DIN (berbeda dalam dimensi khusus)
q tabel pengaruh kawasan
(1)termasuk Canada. Standar ANSI menetapkan klas pengaman lebur tanpa batas.
(2) setiap negara memiliki standar sendiri dan kebiasaan:
- Eropa bgn selatan (Spanyol, Portugis, Itali, Perancis) : menggunakan kartrid pengaman lebur - Erope bgn utara (German, Skandinavia) pengaman lebur
standar gaya
posisi/IEC269
USA, North Am. (1)
ANSI C97.1.1 tidak berbeda UK BS88 sama VDE0636 DIN sama Europe + others (2) JIS berbeda Japan
Pengaman lebur : IEC 269
n IEC 269
q IEC 269 par. 571 mendefinisikan
pengaman lebur industri dg kode 2 huruf diulang seperti tabel di bawah.
q huruf pertama = kawasan pemutusan - g : pengaman lebur tujuan umum,
- a : pengaman lebur tujuan back-up,
q huruf kedua = kelompok pemakaian menentukan karakteristik arus-waktu
pemutusan : tipe
(kawasan pemutusan)
g = pengaman lebur penggunaan umum
(memutuskan seluruh arus In pada bc)
a = pengaman lebur tujuan back up
(pemutusan hanya 5 In)
2nd letter : penggunaan sirkit
(sirkit terproteksi)
aM gG gM
distribusi kendali motor
n
n
n q kelas pengaman lebur sesuai IEC 269
Kawasan peleburan - Arus konvensional
1h
Inf I2 I
kurva waktu
pra-busur api minimum
kurva pengaman lebur meleleh t 4ln x ln t kurva waktu
pra-busur api minimum kurva
pengaman lebur meleleh
q kawasan peleburan dan bukan peleburan
untuk pengaman lebur jenis gG dan gM
q kawasan peleburan terstandarisasi utk pengaman
lebur jenis aM (seluruh arus nominal)
kelas gG gM arus nominal* In (A) ln ≤ 4 A 4 < ln < 16 A 16 < ln ≤ 63 A 63 < ln ≤ 160 A 160 < ln ≤ 400 A 400 < ln
arus bukan lebur konvensional lnf 1.5 ln 1.5 ln 1.25 ln 1.25 ln 1.25 ln 1.25 ln arus lebur konvensional lf l2 2.1 ln 1.9 ln 1.6 ln 1.6 ln 1.6 ln 1.6 ln waktu konvensional (h) 1 1 1 2 3 4
Proteksi dengan koordinasi
n kombinasi pengaman lebur +
rele thermis ts IBmotor Istart-up IA 1 to 10s 20 to 30 ms ts IBmotor Istart-up 1 to 10s 20 to 30 ms CB br. cap. combination br. cap.
n pemutus daya (MA) + kontaktor +
rele thermis
q kombinasi
q standar IEC 158-1 § C3 note 1 : dikuatkan BC
Prinsip dan fungsi dasar
n pengaman dan kendali motor dapat dilakukan dengan satu, dua atau tiga gawai yang
menangani fungsi berikut :
n dua tipe koordinasi
q koordinasi tipe 1
kerusakan kontaktor dan rele dapat diterima dg dua kondisi : - tidak ada resiko terhadap pemakai,
- tidak ada kerusakan selain kontaktor dan rele.
q koordinasi tipe 2
kerusakan yang dapat ditoleransi adalah pengelasan kontaktor dan pengasut, pada kondisi mudah untuk dipisahkan.
Diikuti suatu test setelah terjadi kerusakan pd koordinasi tipe 2, fungsi pengaman dan kendali gawai berfungsi normal kembali. Konsekwensi, kapasitas pemutusan ditentukan oleh hasil test.
n cara memilih tipe koordinasi
q koordinasi tipe 1 :
- dipelihara yang berkwalifikasi,
- pengurangan biaya dan volume gawai. - kontinuitas pelayanan tidak dibutuhkan.
q koordinasi tipe 2 :
- staf pemelihara terbatas
- dibutuhkan spesifikasi koordinasi tipe 2
q koordinasi tipe 3
Prinsip dan fungsi dasar
n proteksi motor dan kendali dapat dilakukan dengan satu, dua atau tiga gawai yang menangani fungsi berikut :
Pengaman thermis Pengaman hubung pendek kendali dis-koneksi IEC 947-2 IEC 947-4 IEC 947-3
}
Mkombinasi dan koordinasi
n perbedaan jenis proteksi
dis-konektor + pengaman lebur aM + kontaktor dgn pengaman thermal pemutus daya ME + kontaktor pemutus daya + unti trip MA + kontaktor dgn pengaman thermal pemutus daya a.l. : integral
Kategori penggunaan dan kelas rele thermis
Gawai kontrol kompresor elevator pengaduk pompa eskalator kipas angin konveyor air-conditioner pengasutanmematikan saat berputar pengereman regeneratif
inching
distribusi sistem pemanas
pengasutan
mematikan saat berputar pengereman regeneratif pembalikan arah putar
inching motor sangkar pf = 0.45 untuk le < 100A atau pf = 0.35 untuk le > 100A
kategori beban fungsi terkontrol Aplikasi tipikal
motor sangkar pf = 0.45 untuk le < 100A atau pf = 0.35 untuk le > 100A mesin pencetak wire-drawing mesin-mesin AC21 AC22 AC23 AC24 pengasutan
mematikan saat berputar
mesin gambar kawat menghidupkan non-induktif pf = 0.8 motor slip-ring pf = 0.65
kelas waktu trip at 7.2 le (arus penggunaan)
10 20 30 4 sampai 10 detik 6 sampai 20 detik 9 sampai 30 detik kategori penggunaan
kategori penggunaan harus diketahui untuk menjamin bhw gawai dapat tahan jumlah dan rating siklus operasi.
Kategori penggunaan tergantung dari jenis beban dan bila bebannya motor juga tergantung dari kategori layanan (S1 to S8).
Standard IEC 947-4-1 mendefinisikan kategori penggunaan dan beberapa informasi yg terkait :
adaptasi gawai kendali pd jumlah aplikasi tipikal,
kapasitas pemutusan dan kondisi penutupan gawai kendali,
nilai uji terstandarisasi untuk gawai ketahanan berbeban, tergantung pada aplikasinya.
kelas rele thermis
kelas rele thermis harus dipilih sesuai dg waktu pengasutan motor.
Proteksi preventif motor TR
q Motor kadangkala merupakan gawai yg sangat penting untuk aplikasi industri.
q berhentinya motor sebagai akibat gangguan listrik bisa mengakibatkan konsekwensi yang serius.
pemutus daya atau kontaktor
closing lockout
q monitor isolasi dirancang untuk mencegah kecelakaan
q kebanyakan gangguan listrik pd motor berupa gangguan isolasi fase ke bumi yg terjadi pada saat pengasutan motor setelah motor dalam kondisi dingin
q fitur isolasi
- motor baru : 1000 MΩ
- waktu beroperasi : 10 - 100 MΩ - nilai operasi minimum : 500 MΩ
Soal-soal
1. Apakah yang disebut dengan arus kapasitas pemutusan ? 2. Apakah yang disebut dengan ketahanan elektrodinamik ? 3. Sebutkan unit trip pemutus daya dan fungsinya !
4. Faktor apa saja yang perlu diperhatikan dalam memilih pemutus daya ?
5. Bila sebuah motor sangkar dengan In = 15 A digunakan untuk kompresor, ingin dipasang pengaman lebur. Tentukan jenis pengaman lebur yang sesuai dengan kebutuhan tersebut. 6. Bila motor pada kasus nomor 5, ingin dipasang rele termis, tentukan klas gawai tersebut ! 7. Bila umur motor pada kasus nomor 5 adalah 3 tahun, berapa tahanan isolasi minimum
Jawaban
1. Kemampuan memutuskan arus paling besar, nilai ini berubah-ubah terhadap besarnya tegangan operasi nominal Ue (kA rms)
2. Ketahanan elektrodinamik artinya: gawai tidak mengalami deformasi rel (perubahan bentuk) dan terputusnya kabel yang disebabkan oleh arus beban lebih maupun hubung pendek.
3. Unit trip pemutus daya, ada 2 macam yaitu:
a. unit trip termal, yaitu berfungsi sebagai pengaman arus lebih.
b. unit trip magnetis, yaitu berfungsi sebagai pengaman arus hubung pendek. 4. Faktor yang perlu diperhatikan adalah:
a. jenis beban: motor, lampu, dll. b. tegangan operasi, Ue
c. arus operasi, In
d. kapasitas pemutusan, Icu
e. arus termal Irm dan arus termal Irth
5. Karena saat pengasutan motor sangkar mencapai 4In, maka jenis pengaman lebur yang sesuai adalah tipe aM-16A.
6. Klas AC3 7. 10 MΩ
