proteksi arus lebih pada motor listrik
TRANSCRIPT
Nama : TMV Basten Hutajulu
Nim : 080402079
Proteksi Arus Lebih Pada Motor Listrik ( Relay Over Current)
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 ?
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
Proteksi Pada Motor
Pengaman Motor Listrik
Secara umum, motor listrik diproteksi terhadap pembebanan berlebih, hubung singkat, dan juga tegangan rendah. Adapun jenis-jenis pengaman yang digunakan yaitu :
1. Rele Arus Lebih dan Sekering Lebur
Untuk memproteksi motor listrik terhadap pembebanan lebih maupun hubung singkat dapat digunakan rele arus lebih dengan karakteristik invers. Sedangkan untuk proteksi arus yang lebih besar dapat dikombinasikan dengan sekering lebur. Sekering lebur ini bekerja untuk memproteksi terhadap arus hubung singkat yang terjadi.
1. Rele Stall
Stall merupakan fenomena dimana puutaran motor sewaktu star tidak dapat dinaikkan dengan cepat karena beban yang terlalu berat. Dalam keadaan ini periode star motor menjadi lebih lama, tetapi diharapkan selama periode star ini rele arus lebih tidak men-trip PMT motor. Untuk itulah digunakan rele stall ini yang nantinya dapat mengatur agar selama periode star, rele arus lebih membolehkan arus star yang tinggi asal tidak melampaui waktu tertentu yang menyangkut kemampuan termal motor.
1. Rele Tegangan Rendah
Pada umumnya saklar motor listrik menggunakan magnet pemegang kontak-kontak saklar (holding coil). Jika tegangan pasokan terlalu rendah, maka magnet pemegang kontak-kontak saklar akan membuka kontak-kontak saklar. untuk itulah dipasang rele jenis ini karena tegangan yang rendah dapat menimbulkan arus lebih, sedangkan tegangan pasokan hilang perlu diikuti pembukaan saklar agar jangan timbul arus berlebihan jika tegangan pasokan dating kembali.
1. Alat sensor suhu LM 135 dan pendukungnya.
Penambahan pengaman ini dilakukan untuk meminimalisasi terjadinya kerusakan /terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang disebabkan gangguan eksternal maupun internal motor listrik. Gangguan-gangguan tersebut antara lain terjadinya peningkatan suhu sekeliling (ambient), pembebanan berlebihan maupun sistem pengasutan yang tidak baik sehingga untuk menghindari terjadinya peningkatan suhu pada motor listrik maka penempatan, pembebanan dan sistem pengasutan harus disesuaikan dengan spesifikasi kemampuan nominal motor listrik.
Cara kerja alat sensor ini berbeda dengan cara kerja bimetal (overload), jika bimetal hanya mendeteksi panas akibat arus yang melewatinya sedangkan alat sensor ini mendeteksi suhu pada isolator kumparan motor.
1. Circuit breaker
Circuit dalam motor listrik standar minimal terdiri atas Circuit Breaker yang berupa : MCCB/ NFB (No Fuse Breaker), Magnetic Contactor, serta OL (overload relay) yang berupa : TOR (Thermal Overload Relay) atau ada yang menyebut OCR (Over Current Relay) .Circuit breaker berfungsi untuk melindungi jaringan, sistem distribusi dari arus yang tinggi yang diakibatkan oleh peralatan, dalam hal ini motor listrik. Magnetic contactor berfungsi untuk memutus dan menyambung jaringan listrik dengan motor yang dikendalikan oleh tombol tekan/saklar. Overload Relay (TOR) berfungsi untuk melindungi motor listrik dari beban lebih yang ditunjukkan oleh arus yang mengalir pada jaringan listrik. Apabila arus yang mengalir melebihi nilai TOR, maka timbul panas pada TOR, kemudian TOR membuka dan memerintahkan untuk memutuskan jaringan listrik yang masuk ke motor tsb, sehingga motor terhindar dari kerusakan. Permasalahannya adalah menentukan berapa besar/nilai Overload Relay (TOR).
1. Penutup pada gear motor
Hindarkan anggota badan, karena secara tidak sadar kemungkinan tersentuh pada bagian mesin yang bergerak. Sentuhan ini sering menimbulkan kecelakaan. Roda-roda gigi selamanya harus diusahakan tertutup. Hal ini untuk menjaga tangan-tangan usil yang menyebabkan terjadinya kecelakaan terhadap manusia atau kerusakan pada mesin.
1. Kaca pengaman
Kaca pengaman yang dipasang pada mesin gerinda, konstruksinya berdiri sendiri-sendiri, terhadap mesin tersebut. Bila kaca rusak dapat diganti dengan yang baru, melalui pemasangan dan penyetelan yang sangat mudah. Debu dan kotoran yang hinggap pada kaca akan mengakibatkan kaca menjadi suram dan menghalangi pandangan pada saat menggerinda. Lebih baik sebelum bekerja dengan mesin gerinda kaca pengaman dibersihkan lebih dahulu.
Proteksi Beban Lebih pada Motor ( Relay Overload)
Termal Overload Relay (TOR)
Thermal overload relay merupakan Relai pengaman arus lebih yang berfungsi sebagai pengaman pada motor. TOR akan memutuskan aliran arus ke motor listrik apabila terjadi kelebihan beban.
Prinsip kerja termal beban lebih berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Temperatur panas ini merupakan akibat terjadinya beban lebih atau hubungan singkat pada beban (motor listrik). Akibabat panas ini, bimetal akan menggerakkan kontak-kontak mekanis pemutus rangkaian listrik (terminal NC akan membuka).
Beban lebih terdeteksi pada TOR melalui relay yang telah diatur. Apabila arus yang melewati lebih besar dari setting arus Thermal Overload Relay, secara otomatis terminal NC (normally closed) yang terhubung pada motor listrik akan terbuka, sehingga arus tidak akan mengalir ke motor dan motor akan berhenti beroperasi.
1. Terminal - terminal/kontak - kontak yang terdapat pada relai pengamanan beban lebih.
Berdasarkan fungsinya, terminal - terminal/kontak - kontak yang terdapat pada TOR dikelompokkan atas tiga jenis, yaitu sebagai berikut :
a. Terminal/kontak yang dihubungkan ke sumber tenaga listrik/kontak utama magnetik kontaktor
b. Terminal/kontak yang dihubungkan kebeban/motor listrik
c. Terminal Normally Closed
Kontak NC terdapat pada terminal 95 - 96
d. Terminal Normally Open
Kontak NO terdapat pada terminal 97 - 98
2.. Pengaturan arus, trip dan reset yang terdapat pada thermal overload relay
Gambar disamping merupakan bagian pengontrolan ada Thermal overload relay
a. Pengatur Arus
Pada gambar yang dilingkari, tampak bahwa batas arus TOR berkisar antara 9 ampere sampai dengan 11 ampere. Batas nilai arus pada TOR dapat diatur seusai dengan skala yang terdapat pada TOR.
b. Trip
Thermal Overload mempunyai karakteristik pemutusan (trip) arus pada bimetal. Pemutusan ini sebagai akibat terjadinya beban lebih atau gangguan pada beban (motor listrik). Agar bimetal dapat mengalirkan arus listirk ke beban, maka tombol trip dikembalikan ke kondisi normal. c. Reset
Pada saat terjadi beban lebih, terminal NC akan membuka, sehingga rangkaian kontrol dalam keadaan mati. Sedangkan terminal NO akan ON. Untuk mengembalikan kekondisi normal, TOR dilengkapi tombol reset.
3. Simbol Thermal Vverload Relay
TOR terdir atas terminal NC (95 - 96) dan NO (97 - 98) yang dihubungkan pada rangkaian kontrol pada sistem pengendalian motor listrik.
Terminal " " yang terdapat tiga buah merupakan bimetal.
Bimetal dipasang pada rangkaian utama sistem pengendalian. Terminal ini dipasang secara seri antara kontak utama kontaktor dengan beban (motor listrik).
Bimetal dialiri arus utama (phasa R, S dan T). Jika terjadi arus lebih, maka bimetal akan membengkok dan secara mekanis akan mendorong kontak bantu NC 95- 96 sehingga rangkaian kontrol menjadi OFF. Oleh karena dalam prakteknya kontak bantu NC 95-96
disambung seri pada rangkaian koil kontaktor magnit, maka jika NC lepas, koil kontaktor tidak ada arus, kontaktor magnit tidak aktif dan pemutuskan kontak utama.
Nilai pengaman arus lebih ini bisa diset dengan mengatur jarak pendorong kontak. Dalam prakteknya pada permukaan relay pengaman arus lebih terdapat bidang kecil yang berbentuk lingkaran, yang tengahnya bisa diputar dengan obeng minus. Juga terdapat tombol tekan untuk mereset.
Beberapa penyebab terjadinya beban lebih antara lain:
- Arus start yang terlalu besar- Beban mekanik motor terlalu besar- Motor berhenti secara mendadak- Terbukanya salah satu fasa dari saluran motor 3 fasa- Terjadinya hubung singkat
Nama : Heryanto Simbolon
Nim : 080402093
Proteksi Arus Lebih Pada Motor Listrik ( Relay Over Current)
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 ?
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
Proteksi Pada Motor
Pengaman Motor Listrik
Secara umum, motor listrik diproteksi terhadap pembebanan berlebih, hubung singkat, dan juga tegangan rendah. Adapun jenis-jenis pengaman yang digunakan yaitu :
2. Rele Arus Lebih dan Sekering Lebur
Untuk memproteksi motor listrik terhadap pembebanan lebih maupun hubung singkat dapat digunakan rele arus lebih dengan karakteristik invers. Sedangkan untuk proteksi arus yang lebih besar dapat dikombinasikan dengan sekering lebur. Sekering lebur ini bekerja untuk memproteksi terhadap arus hubung singkat yang terjadi.
2. Rele Stall
Stall merupakan fenomena dimana puutaran motor sewaktu star tidak dapat dinaikkan dengan cepat karena beban yang terlalu berat. Dalam keadaan ini periode star motor menjadi lebih lama, tetapi diharapkan selama periode star ini rele arus lebih tidak men-trip PMT motor. Untuk itulah digunakan rele stall ini yang nantinya dapat mengatur agar selama periode star, rele arus lebih membolehkan arus star yang tinggi asal tidak melampaui waktu tertentu yang menyangkut kemampuan termal motor.
2. Rele Tegangan Rendah
Pada umumnya saklar motor listrik menggunakan magnet pemegang kontak-kontak saklar (holding coil). Jika tegangan pasokan terlalu rendah, maka magnet pemegang kontak-kontak saklar akan membuka kontak-kontak saklar. untuk itulah dipasang rele jenis ini karena tegangan yang rendah dapat menimbulkan arus lebih, sedangkan tegangan pasokan hilang perlu diikuti pembukaan saklar agar jangan timbul arus berlebihan jika tegangan pasokan dating kembali.
2. Alat sensor suhu LM 135 dan pendukungnya.
Penambahan pengaman ini dilakukan untuk meminimalisasi terjadinya kerusakan /terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang disebabkan gangguan eksternal maupun internal motor listrik. Gangguan-gangguan tersebut antara lain terjadinya peningkatan suhu sekeliling (ambient), pembebanan berlebihan maupun sistem pengasutan yang tidak baik sehingga untuk menghindari terjadinya peningkatan suhu pada motor listrik maka penempatan, pembebanan dan sistem pengasutan harus disesuaikan dengan spesifikasi kemampuan nominal motor listrik.
Cara kerja alat sensor ini berbeda dengan cara kerja bimetal (overload), jika bimetal hanya mendeteksi panas akibat arus yang melewatinya sedangkan alat sensor ini mendeteksi suhu pada isolator kumparan motor.
2. Circuit breaker
Circuit dalam motor listrik standar minimal terdiri atas Circuit Breaker yang berupa : MCCB/ NFB (No Fuse Breaker), Magnetic Contactor, serta OL (overload relay) yang berupa : TOR (Thermal Overload Relay) atau ada yang menyebut OCR (Over Current Relay) .Circuit breaker berfungsi untuk melindungi jaringan, sistem distribusi dari arus yang tinggi yang diakibatkan oleh peralatan, dalam hal ini motor listrik. Magnetic contactor berfungsi untuk memutus dan menyambung jaringan listrik dengan motor yang dikendalikan oleh tombol tekan/saklar. Overload Relay (TOR) berfungsi untuk melindungi motor listrik dari beban lebih yang ditunjukkan oleh arus yang mengalir pada jaringan listrik. Apabila arus yang mengalir melebihi nilai TOR, maka timbul panas pada TOR, kemudian TOR membuka dan memerintahkan untuk memutuskan jaringan listrik yang masuk ke motor tsb, sehingga motor terhindar dari kerusakan. Permasalahannya adalah menentukan berapa besar/nilai Overload Relay (TOR).
2. Penutup pada gear motor
Hindarkan anggota badan, karena secara tidak sadar kemungkinan tersentuh pada bagian mesin yang bergerak. Sentuhan ini sering menimbulkan kecelakaan. Roda-roda gigi selamanya harus diusahakan tertutup. Hal ini untuk menjaga tangan-tangan usil yang menyebabkan terjadinya kecelakaan terhadap manusia atau kerusakan pada mesin.
2. Kaca pengaman
Kaca pengaman yang dipasang pada mesin gerinda, konstruksinya berdiri sendiri-sendiri, terhadap mesin tersebut. Bila kaca rusak dapat diganti dengan yang baru, melalui pemasangan dan penyetelan yang sangat mudah. Debu dan kotoran yang hinggap pada kaca akan mengakibatkan kaca menjadi suram dan menghalangi pandangan pada saat menggerinda. Lebih baik sebelum bekerja dengan mesin gerinda kaca pengaman dibersihkan lebih dahulu.
Proteksi Beban Lebih pada Motor ( Relay Overload)
Termal Overload Relay (TOR)
Thermal overload relay merupakan Relai pengaman arus lebih yang berfungsi sebagai pengaman pada motor. TOR akan memutuskan aliran arus ke motor listrik apabila terjadi kelebihan beban.
Prinsip kerja termal beban lebih berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Temperatur panas ini merupakan akibat terjadinya beban lebih atau hubungan singkat pada beban (motor listrik). Akibabat panas ini, bimetal akan menggerakkan kontak-kontak mekanis pemutus rangkaian listrik (terminal NC akan membuka).
Beban lebih terdeteksi pada TOR melalui relay yang telah diatur. Apabila arus yang melewati lebih besar dari setting arus Thermal Overload Relay, secara otomatis terminal NC (normally closed) yang terhubung pada motor listrik akan terbuka, sehingga arus tidak akan mengalir ke motor dan motor akan berhenti beroperasi.
1. Terminal - terminal/kontak - kontak yang terdapat pada relai pengamanan beban lebih.
Berdasarkan fungsinya, terminal - terminal/kontak - kontak yang terdapat pada TOR dikelompokkan atas tiga jenis, yaitu sebagai berikut :
a. Terminal/kontak yang dihubungkan ke sumber tenaga listrik/kontak utama magnetik kontaktor
b. Terminal/kontak yang dihubungkan kebeban/motor listrik
c. Terminal Normally Closed
Kontak NC terdapat pada terminal 95 - 96
d. Terminal Normally Open
Kontak NO terdapat pada terminal 97 - 98
2.. Pengaturan arus, trip dan reset yang terdapat pada thermal overload relay
Gambar disamping merupakan bagian pengontrolan ada Thermal overload relay
a. Pengatur Arus
Pada gambar yang dilingkari, tampak bahwa batas arus TOR berkisar antara 9 ampere sampai dengan 11 ampere. Batas nilai arus pada TOR dapat diatur seusai dengan skala yang terdapat pada TOR.
b. Trip
Thermal Overload mempunyai karakteristik pemutusan (trip) arus pada bimetal. Pemutusan ini sebagai akibat terjadinya beban lebih atau gangguan pada beban (motor listrik). Agar bimetal dapat mengalirkan arus listirk ke beban, maka tombol trip dikembalikan ke kondisi normal. c. Reset
Pada saat terjadi beban lebih, terminal NC akan membuka, sehingga rangkaian kontrol dalam keadaan mati. Sedangkan terminal NO akan ON. Untuk mengembalikan kekondisi normal, TOR dilengkapi tombol reset.
3. Simbol Thermal Vverload Relay
TOR terdir atas terminal NC (95 - 96) dan NO (97 - 98) yang dihubungkan pada rangkaian kontrol pada sistem pengendalian motor listrik.
Terminal " " yang terdapat tiga buah merupakan bimetal.
Bimetal dipasang pada rangkaian utama sistem pengendalian. Terminal ini dipasang secara seri antara kontak utama kontaktor dengan beban (motor listrik).
Bimetal dialiri arus utama (phasa R, S dan T). Jika terjadi arus lebih, maka bimetal akan membengkok dan secara mekanis akan mendorong kontak bantu NC 95- 96 sehingga rangkaian kontrol menjadi OFF. Oleh karena dalam prakteknya kontak bantu NC 95-96
disambung seri pada rangkaian koil kontaktor magnit, maka jika NC lepas, koil kontaktor tidak ada arus, kontaktor magnit tidak aktif dan pemutuskan kontak utama.
Nilai pengaman arus lebih ini bisa diset dengan mengatur jarak pendorong kontak. Dalam prakteknya pada permukaan relay pengaman arus lebih terdapat bidang kecil yang berbentuk lingkaran, yang tengahnya bisa diputar dengan obeng minus. Juga terdapat tombol tekan untuk mereset.
Beberapa penyebab terjadinya beban lebih antara lain:
- Arus start yang terlalu besar- Beban mekanik motor terlalu besar- Motor berhenti secara mendadak- Terbukanya salah satu fasa dari saluran motor 3 fasa- Terjadinya hubung singkat
Nama : Jhon Hery Anto Purba
Nim : 080402091
Proteksi Arus Lebih Pada Motor Listrik ( Relay Over Current)
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 ?
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
Proteksi Pada Motor
Pengaman Motor Listrik
Secara umum, motor listrik diproteksi terhadap pembebanan berlebih, hubung singkat, dan juga tegangan rendah. Adapun jenis-jenis pengaman yang digunakan yaitu :
3. Rele Arus Lebih dan Sekering Lebur
Untuk memproteksi motor listrik terhadap pembebanan lebih maupun hubung singkat dapat digunakan rele arus lebih dengan karakteristik invers. Sedangkan untuk proteksi arus yang lebih besar dapat dikombinasikan dengan sekering lebur. Sekering lebur ini bekerja untuk memproteksi terhadap arus hubung singkat yang terjadi.
3. Rele Stall
Stall merupakan fenomena dimana puutaran motor sewaktu star tidak dapat dinaikkan dengan cepat karena beban yang terlalu berat. Dalam keadaan ini periode star motor menjadi lebih lama, tetapi diharapkan selama periode star ini rele arus lebih tidak men-trip PMT motor. Untuk itulah digunakan rele stall ini yang nantinya dapat mengatur agar selama periode star, rele arus lebih membolehkan arus star yang tinggi asal tidak melampaui waktu tertentu yang menyangkut kemampuan termal motor.
3. Rele Tegangan Rendah
Pada umumnya saklar motor listrik menggunakan magnet pemegang kontak-kontak saklar (holding coil). Jika tegangan pasokan terlalu rendah, maka magnet pemegang kontak-kontak saklar akan membuka kontak-kontak saklar. untuk itulah dipasang rele jenis ini karena tegangan yang rendah dapat menimbulkan arus lebih, sedangkan tegangan pasokan hilang perlu diikuti pembukaan saklar agar jangan timbul arus berlebihan jika tegangan pasokan dating kembali.
3. Alat sensor suhu LM 135 dan pendukungnya.
Penambahan pengaman ini dilakukan untuk meminimalisasi terjadinya kerusakan /terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang disebabkan gangguan eksternal maupun internal motor listrik. Gangguan-gangguan tersebut antara lain terjadinya peningkatan suhu sekeliling (ambient), pembebanan berlebihan maupun sistem pengasutan yang tidak baik sehingga untuk menghindari terjadinya peningkatan suhu pada motor listrik maka penempatan, pembebanan dan sistem pengasutan harus disesuaikan dengan spesifikasi kemampuan nominal motor listrik.
Cara kerja alat sensor ini berbeda dengan cara kerja bimetal (overload), jika bimetal hanya mendeteksi panas akibat arus yang melewatinya sedangkan alat sensor ini mendeteksi suhu pada isolator kumparan motor.
3. Circuit breaker
Circuit dalam motor listrik standar minimal terdiri atas Circuit Breaker yang berupa : MCCB/ NFB (No Fuse Breaker), Magnetic Contactor, serta OL (overload relay) yang berupa : TOR (Thermal Overload Relay) atau ada yang menyebut OCR (Over Current Relay) .Circuit breaker berfungsi untuk melindungi jaringan, sistem distribusi dari arus yang tinggi yang diakibatkan oleh peralatan, dalam hal ini motor listrik. Magnetic contactor berfungsi untuk memutus dan menyambung jaringan listrik dengan motor yang dikendalikan oleh tombol tekan/saklar. Overload Relay (TOR) berfungsi untuk melindungi motor listrik dari beban lebih yang ditunjukkan oleh arus yang mengalir pada jaringan listrik. Apabila arus yang mengalir melebihi nilai TOR, maka timbul panas pada TOR, kemudian TOR membuka dan memerintahkan untuk memutuskan jaringan listrik yang masuk ke motor tsb, sehingga motor terhindar dari kerusakan. Permasalahannya adalah menentukan berapa besar/nilai Overload Relay (TOR).
3. Penutup pada gear motor
Hindarkan anggota badan, karena secara tidak sadar kemungkinan tersentuh pada bagian mesin yang bergerak. Sentuhan ini sering menimbulkan kecelakaan. Roda-roda gigi selamanya harus diusahakan tertutup. Hal ini untuk menjaga tangan-tangan usil yang menyebabkan terjadinya kecelakaan terhadap manusia atau kerusakan pada mesin.
3. Kaca pengaman
Kaca pengaman yang dipasang pada mesin gerinda, konstruksinya berdiri sendiri-sendiri, terhadap mesin tersebut. Bila kaca rusak dapat diganti dengan yang baru, melalui pemasangan dan penyetelan yang sangat mudah. Debu dan kotoran yang hinggap pada kaca akan mengakibatkan kaca menjadi suram dan menghalangi pandangan pada saat menggerinda. Lebih baik sebelum bekerja dengan mesin gerinda kaca pengaman dibersihkan lebih dahulu.
Proteksi Beban Lebih pada Motor ( Relay Overload)
Termal Overload Relay (TOR)
Thermal overload relay merupakan Relai pengaman arus lebih yang berfungsi sebagai pengaman pada motor. TOR akan memutuskan aliran arus ke motor listrik apabila terjadi kelebihan beban.
Prinsip kerja termal beban lebih berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Temperatur panas ini merupakan akibat terjadinya beban lebih atau hubungan singkat pada beban (motor listrik). Akibabat panas ini, bimetal akan menggerakkan kontak-kontak mekanis pemutus rangkaian listrik (terminal NC akan membuka).
Beban lebih terdeteksi pada TOR melalui relay yang telah diatur. Apabila arus yang melewati lebih besar dari setting arus Thermal Overload Relay, secara otomatis terminal NC (normally closed) yang terhubung pada motor listrik akan terbuka, sehingga arus tidak akan mengalir ke motor dan motor akan berhenti beroperasi.
1. Terminal - terminal/kontak - kontak yang terdapat pada relai pengamanan beban lebih.
Berdasarkan fungsinya, terminal - terminal/kontak - kontak yang terdapat pada TOR dikelompokkan atas tiga jenis, yaitu sebagai berikut :
a. Terminal/kontak yang dihubungkan ke sumber tenaga listrik/kontak utama magnetik kontaktor
b. Terminal/kontak yang dihubungkan kebeban/motor listrik
c. Terminal Normally Closed
Kontak NC terdapat pada terminal 95 - 96
d. Terminal Normally Open
Kontak NO terdapat pada terminal 97 - 98
2.. Pengaturan arus, trip dan reset yang terdapat pada thermal overload relay
Gambar disamping merupakan bagian pengontrolan ada Thermal overload relay
a. Pengatur Arus
Pada gambar yang dilingkari, tampak bahwa batas arus TOR berkisar antara 9 ampere sampai dengan 11 ampere. Batas nilai arus pada TOR dapat diatur seusai dengan skala yang terdapat pada TOR.
b. Trip
Thermal Overload mempunyai karakteristik pemutusan (trip) arus pada bimetal. Pemutusan ini sebagai akibat terjadinya beban lebih atau gangguan pada beban (motor listrik). Agar bimetal dapat mengalirkan arus listirk ke beban, maka tombol trip dikembalikan ke kondisi normal. c. Reset
Pada saat terjadi beban lebih, terminal NC akan membuka, sehingga rangkaian kontrol dalam keadaan mati. Sedangkan terminal NO akan ON. Untuk mengembalikan kekondisi normal, TOR dilengkapi tombol reset.
3. Simbol Thermal Vverload Relay
TOR terdir atas terminal NC (95 - 96) dan NO (97 - 98) yang dihubungkan pada rangkaian kontrol pada sistem pengendalian motor listrik.
Terminal " " yang terdapat tiga buah merupakan bimetal.
Bimetal dipasang pada rangkaian utama sistem pengendalian. Terminal ini dipasang secara seri antara kontak utama kontaktor dengan beban (motor listrik).
Bimetal dialiri arus utama (phasa R, S dan T). Jika terjadi arus lebih, maka bimetal akan membengkok dan secara mekanis akan mendorong kontak bantu NC 95- 96 sehingga rangkaian kontrol menjadi OFF. Oleh karena dalam prakteknya kontak bantu NC 95-96
disambung seri pada rangkaian koil kontaktor magnit, maka jika NC lepas, koil kontaktor tidak ada arus, kontaktor magnit tidak aktif dan pemutuskan kontak utama.
Nilai pengaman arus lebih ini bisa diset dengan mengatur jarak pendorong kontak. Dalam prakteknya pada permukaan relay pengaman arus lebih terdapat bidang kecil yang berbentuk lingkaran, yang tengahnya bisa diputar dengan obeng minus. Juga terdapat tombol tekan untuk mereset.
Beberapa penyebab terjadinya beban lebih antara lain:
- Arus start yang terlalu besar- Beban mekanik motor terlalu besar- Motor berhenti secara mendadak- Terbukanya salah satu fasa dari saluran motor 3 fasa- Terjadinya hubung singkat