Proteksi Arus Lebih

1. Proteksi Arus Lebih

1.1 Beban Lebih dan Hubung Pendek (short Circuit)

Arus lebih adalah satu dari dua bahaya keamana utama yang harus dikendalikan dalam system pengkabelan. Bahaya dari aurs lebih adalah resiko timbulnya api. Di Inggris, lebih dari 50000 kebakaran dalam setiap tahunnya disebabkan oleh masalah kelistrikan.

1.2 Tipe arus lebih (over current)

Overload (Beban Lebih)

Over load terjadi ketika arus yang mengalir dalam suatu system melebihi dari biasanya ( 50 % ~ 100 % lebih tinggi). Over load tidak terjadi secara tiba, tiba tetapi bertahap. Jika masalah ini gagal untuk diselesaikan, cabel penghantar akan menjadi panas dan meleleh, sehingga memungkinkan kabel penghantar menjadi terbuka. KOndisi panas pada penghantar ini mungkin cukup menimbulkan api.

Pada penggunaan di rumah tangga, over load biasanya terjadi akibat pemakaian peralatan listrik yang terlalu banyak pada waktu yang bersamaan, atau menghubungkan suatu peralatan listrik dengan beban kerja tinggi pada stop kontak yang tidak mencukupi kapasitasnya.

Short Circuit (hubung SIngkat)

Hubung singkat adalah terhubungnya fasa dan netral, atau anatar fasa dengan pentanahan. Koneksi antar keduanya kemungkinan memiliki resistansi rendah, dan arus yang emngalir akan menjadi ratusan/ribuan kali lebih tinggi dalam system.

Dalam prakteknya, pada instalasi rumah tangga, pengamann beban lebih dan hubung singkat, keduanya menggunakan salah satu dari fuse (sekering) atau MCB (miniature cirduit breaker).

1.3 Peralatan pengamanan arus lebih.

1.3.1 Fuse (sekering)

Sekering adalah peralatan utama yang akan membatasi aliran arus dalam suatu rangkaian listrik. Sekering terdiri dari sebuah kawat memanjang dan tipis yang kan menjadi panas dan putus ketika arus melebili level tertentu.

Ada dua macan sekering yang sering digunakan dalam rumah tangga :

Cartridge fuse memiliki kawat yang tertutup dalam silinder tertutup, yang terhubung pada masing-masing sisinya.

Semi-enclosed (re-wirable) adalah jenis sekering yang memungkinkan untuk dikawati kembali.

Kerugian dari penggunaan sekering. JIka sekering putus, dan kita tidak mendaptkan rating sekering yang sesuai, apa yang akan kita lakukan ?, tentu kita taidak menginginkan menggunakan fuse dengan rating yang tidak sesuai.

1.3.2 MCB

Peralatan proteksi listrik yang sangat popular saat ini adalah MCB (miniature circuit breaker). MCB dapat bekerja sebaik over current circuit breaker, dan juga memiliki tuas untuk memutuskan arus seceara manual.

1.4 Karaketristik Sekering dan MCB

Karakteristik sekering dan MCB dinilai dalam amps. Secara normal disebut sebagai rated current atau nominal current.

Banyak orang ebrpikir bahwa jika arus melebihi arus nominal, peralatan ini akan bekerja (trip) dengan segera. Misalnya dengan rating 15 amps, maka jika arus system 15.00001 amps maka peralatan tersebut akan bekerja ? Hal ini tidaklah sepenuhnya benar. MCB didesain untuk mengamankan kabel dalam rangkaian listrik, dan arus 15.00001 amps tidaklah membahayakan. Untuk apa peralatan tersebut harus bekerja ?

Photobucket

Gambar 1.1

Axis horizontal menunjukkan arus yang mengalir pada MCB/fuse pada suatu rangkaian yang diproteksi, sedangkan axis vertical menujukkan lamanya waktu diaman peralatan tersebut tetap dialiri arus sebelum bekerja (trip).

Berikut sedikit penjelasan grafik diatas. Baik sekering atau MCB, meskipun mereka emmiliki arus nominal yang sama, akan tetapi memiliki cara ekrja yang berbeda. Sebagai contoh, untuk bekerja dengan ekcepatan 0.1 s, MCB membutuhkan arus 128 amps, sedangkan sekering membutuhkan 300 amps.

1.1 Pemilihan MCB dan Sekering

Nominal current rule

Nominal current dari sekering/MCB harus kurang dari current rating kabel yang dilindunginya, akan tetapi melebihi dari arus yang biasa/terus menerus mengalir normal.

Tripping Rule

Arus yang lebih dari 1.45kali arus nominal harus dapat menyebabkan peralatan proteksi beekrja tidak kruang adri 1 jam.

Disconnection time rule

Pada kondisi hubung singkat, maka sekering/MCB harus dapat bekerja dengan seketika.

1.6 Contoh

Contoh berikut menunjukkan bagaimana menentukan MCB yang digunakan untuk mengamankan suatu rangkaian.

Ambil contoh, dengan 8 buah fitting lampu, masing-masing 100 Watt, maka arusnya adalah 800W/230V atau sekitar 3.5 amps. Kabel dengan diameter 1mm2 mencukupi untuk besar arus tersebut, karena memiliki rating arus 11 amps. Maka MCB yang digunakan ahrus memiliki nominal arus sekurang-kurangnya 3.5 amps dan tidak lebih adri 11 amps. Selanjutnya, arus kerja (tripping current) harus kurang dari 1 4.5 second 11 ampere, untuk melindungi kabel. Dari catalog manufacture didapatakan MCB 6 amps, memiliki arus kerja 8.7 apms