KONTAKTOR MAGNET

ABSTRAK

Untuk mendukung ketersediaan kontaktor magnet sebagai salah satu suku

cadang sistem elektrik mesin pendingin di Instalasi Radiometalurgi (IRM), maka

dilakukan percobaan perbaikan terhadap 24 buah kontaktor magnet yang rusak.

Kontaktor magnet yang rusak dapat diperbaiki dengan cara membersihkan

oksidasi pada kutub-kutub kontak daya dan kotoran pada kontak

elektromagnetisnya. Sebagai kontrol maka dilakukan uji fungsi dengan

membandingkan perubahan temperatur antara kontaktor hasil perbaikan dengan

yang baru. Kriteria kontaktor magnet yang baik adalah dapat mendistribusikan

arus listrik yang merata. Hal ini ditentukan oleh kerataan/ketepatan permukaan

kontak, karena jika tidak rata distribusi arus listrik tidak akan rata dan

mengakibatkan panas yang berlebih pada permukaan kontak sehingga dapat

melelehkan kontaktor magnet.

Temperatur yang diijinkan pada permukaan kontak tidak melebihi 600C.

Dari hasil percobaan perbaikan terhadap 24 buah kontaktor magnet diperoleh 4

buah kontaktor magnet yang telah dilakukan uji fungsi. Setelah digunakan

kembali keempat kontaktor magnet tersebut menghasilkan unjuk kerja yang baik,

dicirikan dengan pembebanan maksimum, penunjukan temperatur pada

permukaan kontak rata-rata 49 s/d 530C. Metoda perbaikan ini dapat diterapkan

pada perbaikan kontaktor magnet yang sejenis. Kata kunci: Perbaikan, kontaktor

magnet,mesin pendingin,uji fungsi.

PENDAHULUAN

Kontaktor magnet (KTM) pada umumnya digunakan untuk menyambung

atau memutus rangkaian listrik secara magnetis dengan arus listrik yang besar dan

dapat terjadi berulang-ulang[1]. KTM ini banyak digunakan juga pada komponen

elektrikal dari sistem mesin pendingin tata udara di Instalasi Radiometalurgi.

Sistem mesin pendingin tata udara tersebut harus beroperasi secara terus

menerus (24 jam sehari). Dengan demikian ketersediaan suku cadangnya

termasuk KTM harus selalu ada. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian

terhadap komponen KTM yang rusak dibandingkan dengan pengukuran

komponen KTM yang baru sebagai acuan. Melalui beberapa pengujian dan

perbaikan bagian KTM yang rusak diharapkan KTM tersebut dapat difungsikan

kembali . Kegiatan utama pada perbaikan KTM adalah meratakan permukaan

kontak daya dan kontak magnetisnya hingga rata (flat) supaya dapat

mendistribusikan arus listrik yang rata pada temperatur operasi < 600C [2] Jika

permukaan kontaknya tidak rata dapat menyebabkan distribusi arus beban tidak

merata yang menyebabkan panas yang berlebih pada KTM sehingga dapat

terbakar/meleleh.

Kegiatan lain yaitu mengganti pegas inti dan yang tidak dapat diperbaiki

harus diganti karena terjadi penurunan elastisitas pegas akibat panas dan usia

pakai buka tutup rangkaian listrik yang berulang-ulang. Akhir pekerjaan

perbaikan KTM adalah uji fungsi dengan beban operasi maksimum sehingga

dapat diketahui kerataan permukan kontak dari KTM yang diuji.

TEORI

1. Kontaktor Magnet

Sistem pengontrolan motor listrik semi otomatis yang menggunakan alat

kontrol kontaktor magnet memerlukan alat bantu lain agar fungsi pengontrolan

berjalan dengan baik seperti: tombol tekan, thermal overload relay dan alat bantu

lainnya. Kontaktor magnet banyak digunakan untuk mengontrol motor-motor

listrik 1 fasa dan 3 fasa, anatara lain untuk mengontrol motor dua arah putaran,

strating bintang-segitiga, beberapa unit motor bekerja dan berhenti berurutan dan

lain-lain.

A. Kontaktor Magnet

Kontaktor magnet atau sakelar magnet adalah sakelar yang bekerja

berdasarkan kemagnetan. Artinya sakelar ini bekerja bila ada gaya kemagnetan.

Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor

harus mampu mengalirkan arus dan memutuskan arus dalam keadaan kerja

normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak

terjadi. Sebuah kontaktor kumparan magnetnya (coil) dapat dirancang untuk arus

searah (arus DC) atau arus bolak-balik (arus AC).

Gambar 1. Kontaktor Magnet AC

Kontaktor arus AC ini pada inti magnetnya dipasang cincin hubung

singkat, gunanya adalah untuk menjaga arus kemagnetan agar kontinu sehingga

kontaktor tersebut dapat bekerja normal. Sedangkan pada kumparan magnet yang

dirancang untuk arus DC tidak dipasang cincin hubung singkat.

1. Kontaktor Magnet Arus Searah (DC)

Kontaktor magnet arus searah (DC) terdiri dari sebuah kumparan yang

intinya terbuat dari besi. Jadi bila arus listrik mengalir melalui kumparan, maka

inti besi akan menjadi magnet. Gaya magnet inilah yang digunakan untuk menarik

angker yang sekaligus menutup/ membuka kontak. Bila arus listrik terputus ke

kumparan, maka gaya magnet akan hilang dan pegas akan menarik/menolak

angker sehingga kontak kembali membuka atau menutup. Untuk merancang

kontaktor arus searah yang besar dibutuhkan tegangan kerja yang besar pula,

namun hal ini akan mengakibatkan arus yang melalui kumparan akan besar dan

kontaktor akan cepat panas. Jadi kontaktor magnet arus searah akan efisien pada

tegangan kerja kecil seperti 6 V, 12 V dan 24 V.

Gambar 2. fisik kontaktor magnet DC

Bentuk fisik relay dikemas dengan wadah plastik transparan, memiliki dua

kontak SPDT (Single Pole Double Throgh) Gambar 2.1, satu kontak utama dan

dua kontak cabang). Relay jenis ini menggunakan tegangan DC 6V, 12 V, 24 V,

dan 48 V. Juga tersedia dengan tegangan AC 220 V. Kemampuan kontak

mengalirkan arus listrik sangat terbatas kurang dari 5 ampere. Untuk dapat

mengalirkan arus daya yang besar untuk mengendalikan motor induksi, relay

dihubungkan dengan Bila kontaktor untuk arus searah digunakan pada arus AC

maka kemagnetannya akan timbul dan hilang setiap saat mengikuti gelombang

arus AC.

1. Kontaktor Magnet Arus Bolak balik (AC)

Kontruksi kontaktor magnet arus bolak-balik pada dasarnya sama dengan

kontaktor magnet arus searah. Namun karena sifat arus bolak-balik bentuk

gelombang sinusoida, maka pada satu periode terdapat dua kali besar tegangan

sama dengan nol. Jika frekuensi arus AC 50 Herz berarti dalam 1 detik akan

terdapat 50 gelombang. Dan 1 periode akan memakan waktu 1/50 = 0,02 detik

yang menempuh dua kali titik nol. Dengan demikian dalam 1 detik terjadi 100 kali

titik nol atau dalam 1 detik kumparan magnet kehilangan magnetnya 100 kali.

Gambar 2. Simbol dan kode angka serta bentuk fisik dari kontaktor

Karena itu untuk mengisi kehilangan magnet pada kumparan magnet

akibat kehilangan arus maka dibuat belitan hubung singkat yang berfungsi sebagai

pembangkit induksi magnet ketika arus magnet pada kumparan magnet hilang.

Dengan demikian maka arus magnet pada kontaktor akan dapat dipertahankan

secara terus menerus (kontinu). Bila kontaktor yang dirancang untuk arus AC

digunakan pada arus DC maka pada kumparan itu tidak timbul induksi listrik

sehingga kumparan menjadi panas. Sebaliknnya, bila kontaktor magnet untuk arus

DC yang tidak mempunyai belitan hubung singkat diberikan arus AC maka pada

kontaktor itu akan bergetar yang disebabkan oleh kemagnetan pada kumparan

magnetnya timbul dan hilang setiap 100 kali.

Kontaktor akan bekerja normal bila tegangannya mencapai 85 % dari

tegangan kerja, bila tegangan turun kontaktor akan bergetar. Ukuran dari

kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Biasanya pada kontaktor

terdapat beberapa kontak, yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO)

dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak No berarti saat

kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor

bekerja kontak itu menutup/ menghubung. Sedangkan kontak NC berarti saat

kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila kontaktor

bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO dan NC berlawanan.

Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO

menutup.

Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu.

Kontak utama terdiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dari kontak NO dan

NC. Kontak utama digunakan untuk mengalirkan arus utama, yaitu arus yang

diperlukan untuk pesawat pemakai listrik misalnya motor listrik, pesawat pemanas

dan sebagainya. Sedangkan kontak bantu digunakan untuk mengalirkan arus bantu

yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alt bantu rangkaian, lampu-

lampu indikator, dan lain-lain. Dari informasi diatas dapat dilihat bahwa

keuntungan penggunaan kontaktor magnet daripada saklar togel dan saklar Cam

adalah,

* Arus listrik yang mengalir pada saklar pengontrol sangat kecil dibandingkan

arus beban

* Dapat mengontrol beban listrik dari tempat jauh dengan kerugian tegangan yang

relatif kecil.

Kontaktor magnetis didefinisikan sebagai alat yang digerakkan secara

magnetis untuk menyambung atau membuka berulang-ulang rangkaian daya

listrik. KTM pada mesin pendingin dirancang untuk menyambung dan membuka

rangkaian beban daya listrik yang meliputi: kompresor, fan kondensor dan heater.

Bagian-bagian prinsip KTM terdiri dari:

1. Kontak daya umumnya hanya dilengkapi dengn 3 buah susunan kutub

kontak daya yang digunakan sebagai saklar membuka dan menutup

rangkaian terhadap beban. Kontak daya terbuat dari tembaga berlapis

perak.

2. Kontak bantu berfungsi sebagai rangkaian kotrol/kendali. Bahan

kontaknya terbuat dari tembaga.

3. Kumparan elektromagnetis berfungsi untuk menyambung dan

memutuskan kontak daya dan kontak kontrol secara elektromagnetis.

4. Pegas inti berfungsi untuk membantu mengembalikan kontak ketika

kumparan elektromagnetisnya lepas.

2. Perbaikan kontaktor magnet

Perawatan KTM dibedakan menjadi 2 bagian yaitu: KTM kecil dan besar.

Untuk KTM kecil perawatannya biasanya menggunakan sikat lunak (kuas) dan

contact cleaner. Untuk tipe ini tidak dapat diperbaiki/bongkar pasang,

sedangkan ukuran besar dilakukan dengan membongkar bagian KTM untuk

diperbaiki dan perawatannya dilakukan dengan cara melepas dan

memasangnya kembali. Bagian permukaan dari kontak daya diratakan

menggunakan gerinda, kikir dan ampelas, sedangkan sebagai pembersih akhir

digunakan alkohol 70%. Untuk bagian kontak magnetnya menggunkan

ampelas dan dibersihkn menggunakan alkohol 70%.

Bagian yang harus diperhatikan saat perbaikan yaitu kerataan/ketepatan

permukan kontak. Untuk mengetahui kerataan/ ketepatan permukaan kontak

menggunakan alat Current injection. Alat ini digunakan untuk mengetahui

besaran tahan permukaan kontak dan mengetahui kerataan permukaan kontak

dengan cara meninjeksi arus listrik yang besar ketika menyambung atau

memutus kontak.

Bagian-bagian KTM tersebut ditunjukkan pada Gambar 1 s/d 3. Bagian

lain dari KTM adalah penahan bunga api yang berfungsi untuk

mempertahankan kontak daya tidak terbakar. Kenaikan temperatur yang besar

terjadi pada permukaan kontak ketika menutup dan membuka kontaknya (on /

off ). Permukaan kontak harus rata, senantiasa bersih dan dicek secara periodik

dan harus diganti jika kontak rusak karena oksidasi atau terbakar pada kutub.

Penggantian kontak harus sepasang untuk menjamin bahwa kelengkapan dan

ketepatan permukaan kontak selalu terjaga . Setiap melakukan perbaikan KTM

harus dilakukan penggantian pada pegas inti untu menjaga elastisitas pegas.

Pegas yang lemah (ukurannya dapat diketahui menggunakan Current injection)

dapat mengakibatkan waktu buka tutup kontak listrik tidak tepat, sehinga dapat

menimbulkan bunga api pada kontak daya yang dapat mengakibatkan panas

yang berlebih.

TATA KERJA

1. Peralatan dan bahan

Peralatan dan bahan yang digunakan dalam perbaikan KTM adalah

ohmmeter, ampelas, kikir, meger, kuas, tang kombinasi, mesin gerinda,

alkohol 70%, dan thermometer digital.

2. Langkah kerja perbaikan

Sebelum melakukan perbaikan pada KTM terlebih dahulu melakukan

pemeriksaan kumparan magnet dengan menggunakan ohmmeter untuk

menentukan apakah berfungsi tidaknya kumparan tersebut. Jika berfungsi

maka dapat dilakukan dengan memberi enegi listrik pada kumparannya

hingga menjadi magnet. Denganberfungsinya elektromagnetis tersebut

dapat diketahui bagian yang perlu diperbaiki dari kontak jangkar coil

solenoidnya. Cara memperbaiki kontak jangkar gunakan ampelas yang

paling halus.

Pemeriksaan dilanjutkan dengan membongkar bagian terminal-terminal

dayanya, untuk mengetahui apakah oksidasi yang terjadi dapat dibersihkan

atau harus diganti. Dalam hal ini harus diperhatikan kerataan permukaan

kontak-kontaknya, Ratakan permukan kontak yang teroksidasi dengan

menggunakan mesin gerinda atau kikir kemudian haluskan dengan

ampelas dan bersihkan dengan alkohol 70%. Bagian komponen dari

plastik dibersihkan dengan kuas hingga kotorannya hilang.

Setelah dilakukan pengukuran, pembersihan dan atau penggantian bagian-

bagian KTM dirakit kembali, lakukan pengukuran ulang pada kumparan

magnet, kutub-kutub kontak menggunakan tester, jika hasilnya baik

lakukan uji fungsi tanpa beban dengan memberikan tegangan listrik 110

volt pada kumparan magnet selama 15 menit dan amati unjuk kerjanya,

jika timbul getaran atau bunyi maka periksa ulang bagian komponen KTM

yang dirakit.

Uji fungsi dengan beban dapat dilakukan setelah kontak magnetisnya tidak

berbunyi atau bergetar. Dalam hal ini dilakukan selama 5 jam operasi

secara kontinyu dan tidak menimbulkan temperatur pada permukaan

kontaknya tidak melebihi 600C.

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan perbaikan terhadap 24 buah KTM dan uji

fungsi terhadap 4 buah KTM selama 5 jam dengan pembebanan

maksimum mesin pendingin 110 ampere pada

tegangan 380 volt didapat:

1. Temperatur KTM yang terukur berkisar antara 49 s/d 530C. Dengan

demikian temperatur tersebut masih di bawah temperatur yang

diijinkan, sesuai dengan name plate pada KTM bahwa temperature

maksimum harus < 600C.

2. Permukaan kontak daya dinyatakan rata (flat) hal ini ditunjukkan

dengan temperature yang terukur harus di bawah < 600C. Jika tidak

rata distribusi arus listrik tidak rata/terhambat sehingga menimbulkan

panas yang berlebih dan berakibat KTM meleleh.

3. Perbaikabn KTM berhasil sehingga dapat dimanfaatkan untuk sistem

elektrikal mesin pendingin IRM

SARAN

Untuk mengurangi kerusakan pada kontak daya sebaiknya

dilakukan perawatan rutin pada KTM sehingga proses oksidasi pada

kutubkutub kontaktor magnet tidak tebal.

DAFTAR PUSTAKA

PETRUZELLA, FRANK D, Elektronik Industri, Andi Yogyakarta, 2001

ANONIM, Name plate kontaktor magnet ABB 132 A.

SOELAIMAN,MAGARISAWA MABUCHI, Mesin tak serempak dalam

peraktek, PT Pradnya Paramita, Jakarta 1995