BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Teori Dasar MCB MCB (Miniature Circuit Breaker) atau pemutus tenaga berfungsi untuk memutuskan suatu rangkaian apabila ada arus yamg mengalir dalam rangkaian atau beban listrik yang melebihi kemampuan. Misalnya adanya konsleting dan lainnya. Pemutus tenaga ini ada yang untuk satu phase dan ada yang untuk 3 phase. Untuk 3 phase terdiri dari tiga buah pemutus tenaga 1 phase yang disusun menjadi satu kesatuan. Pemutus tenaga mempunyai 2 posisi, saat menghubungkan maka antara terminal masukan dan terminal keluaran MCB akan kontak. Adapun cara menyentuh bagian putih dari MCB, apakah panas atau tidak: 1. Apabila tidak panas, Kemungkinan ada bagian instalasi yang terjadi hubung singkat, biasanya bila instalasi yang terjadi hubung singkat tersebut telah di perbaiki, MCB langsung dapat dinyalakan. Jika sesudah beberapa menit MCB tersebut tetap tidak bisa dinyalakan kembali, artinya MCB tersebut sudah rusak 2. Apabila panas Itu menandakan MCB mengalami kelebihan beban dalam waktu yang cukup lama, tunggu beberapa menit baru menyalakan MCB tersebut.

2 6 Biasanya apabila langsung di nyalakan, MCB akan langsung turun kembali, hal ini disebabkan oleh Bimetal yang memuai dan membutuhkan waktu untuk kembali ke bentuk semula. Bila sesudah beberapa menit, MCB tersebut tetap tidak bisa dinyalakan, artinya MCB tersebut sudah rusak Fungsi dan Simbol MCB Dengan memasang MCB, gangguan karena hubung singkat maka beban lebih pada rangkaian akan dapat dicegah. Secara umum fungsi MCB antara lain : 1. Membatasi Penggunaan daya Listrik 2. Mematikan listrik secara otomatis apabila terjadi hubungan singkat 3. Mengamankan Instalasi Listrik baik penerangan maupun instalasi tenaga 4. Membagi daya pada instalasi rumah menjadi beberapa bagian, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik Gambar 2.1 Simbol MCB

3 7 2.3 Spesifikasi MCB a. MCB nameplat dengan kode dan simbol Gambar 2.2 MCB nameplat dengan kode dan simbol Gambar 2.2 adalah contoh MCB umum yang biasa dipakai di instalasi listrik rumah. Ada perbedaan antara MCB milik PLN yang terpasang di kwh meter dengan milik pelanggan yang dijual secara umum. Yang pertama adalah warna toggle switch yang berbeda (dalam produk dari produsen MCB yang sama, milik PLN memiliki warna toggle switch biru dan yang dijual untuk umum berwarna hitam) dan kedua adalah tulisan Milik PLN pada MCB yang dipasang di kwh meter. Walaupun ada juga produsen MCB lainnya yang menggunakan warna toggle switch biru untuk produk yang dijual di pasaran.

4 8 Berikut adalah penjelasan mengenai kode dan simbol yang tertulis dalam nameplate MCB: 1. Simbol dengan angka 1 dan 2 Gambar 2.3 MCB dengan simbol angka 1 dan 2 Gambar 2.3 adalah simbol dari fungsi MCB sebagai proteksi beban penuh dan hubung singkat. Angka 1 dan 2 menunjukkan nomor terminal pada MCB sebagai tempat koneksi kabel listrik. Pada angka 1 atau bagian atas umumnya disambungkan dengan kabel incoming dan pada angka 2 atau bagian bawah disambungkan dengan kabel outgoing. Dari gambar 2.3, hal ini juga menjelaskan bahwa MCB ini adalah 1 pole (karena hanya ada 1 simbol saja). Bila ada dua simbol berdampingan, maka MCB-nya adalah 2 poles. Yang umum dipakai di perumahan adalah tipe MCB 1 pole, yaitu hanya kabel phase saja yang diproteksi.

5 9 2. NC45a Merupakan MCB model number yang ditentukan dari produsen MCB. Lain produsen berarti lain model number. Sebagai tambahan informasi, model NC45a ini adalah MCB yang diproduksi untuk keperluan perumahan secara umum 3. C16 Kode ini menjelaskan tripping curve MCB yaitu tipe C, dengan proteksi magnetic trip sebesar 5-10In (In : arus nominal atau rating arus dari MCB) dan angka 16 adalah rating arus dari MCB sebesar 16A. Rating arus ini adalah kode paling penting dalam MCB dan berguna saat pembelian MCB /400V Menjelaskan rating tegangan dalam operasi MCB yaitu 230V atau 400V sesuai dengan tegangan listrik PLN 220V dan menunjukkan rated breaking capacity MCB, yaitu kemampuan kerja MCB masih baik sampai arus maksimal 4500A, yang biasanya terjadi saat hubung singkat arus listrik. Dimana diatas angka ini MCB akan berpotensi rusak. Dan angka 3 adalah I 2 t classification, yaitu karakteristik energi maksimum dari arus listrik yang dapat melalui MCB.

6 Catalog Number dari produsen MCB yang tujuannya sebagai nomor kode saat pembelian. 7. LMK; SPLN 108; SLI 175 dan IEC 898 Menandakan bahwa MCB ini sudah lolos uji di LMK PLN (LMK : Lembaga Masalah Kelistrikan). Sedangkan tiga kode selanjutnya menyatakan bahwa MCB dibuat dengan mengacu kepada standardstandard teknis yang ditetapkan baik nasional maupun internasional. 8. I-ON pada toggle switch Menandakan bahwa MCB pada posisi ON. Untuk posisi OFF maka simbolnya adalah O-OFF. 9. SNI MCB ini sudah mendapatkan sertifikat SNI (Standard Nasional Indonesia). Hal yang paling penting dalam memilih MCB yang hendak dibeli adalah kode rating arus MCB yang sesuai kebutuhan, seperti contoh diatas yaitu kode C16, yaitu rating arus MCB sebesar 16A dengan tripping curve tipe C. Kode lain yang perlu diperhatikan adalah kode LMK serta SNI yang berarti produk ini sudah memenuhi standard tersebut.

7 Bagian Bagian MCB Gambar 2.4 Bagian bagian MCB Bagian dalam MCB sebenarnya lebih dominan bersifat mekanis dengan fungsi switch mekanis dan kontak penghubung/pemutus arus listrik. Penjelasannya dari nomor-nomor dalam gambar adalah sebagai berikut : 1. Actuator Lever atau toggle switch, digunakan sebagai Switch On-Off dari MCB. Juga menunjukkan status dari MCB, apakah ON atau OFF. 2. Switch mekanis yang membuat kontak arus listrik bekerja. 3. Kontak arus listrik sebagai penyambung dan pemutus arus listrik. 4. Terminal tempat koneksi kabel listrik dengan MCB. 5. Bimetal, yang berfungsi sebagai thermal trip.

8 12 6. Baut untuk kalibrasi yang memungkinkan pabrikan untuk mengatur secara presisi arus trip dari MCB setelah pabrikasi (MCB yang dijual dipasaran tidak memiliki fasilitas ini, karena tujuannya bukan untuk umum). 7. Solenoid. Coil atau lilitan yang berfungsi sebagai magnetic trip dan bekerja bila terjadi hubung singkat arus listrik. 8. Pemadam busur api jika terjadi percikan api saat terjadi pemutusan atau pengaliran kembali arus listrik 2.5. Cara Kerja MCB MCB bekerja dengan dua cara yaitu: 1. Secara Thermis Prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian atau pemutusan dua jenis logam yang koefisien jenisnya berbeda. Kedua jenis logam tersebut dilas jadi satu keping (bimetal) dan dihubungkan dengan kawat arus. Jika arus yang melalui bimetal tersebut melebihi arus nominal yang diperkenankan maka bimetal tersebut akan melengkung dan memutuskanaliran listrik.

9 13 2. Secara Magnetik Prinsip kerjanya adalah memanfaatkan arus hubung singkat yang cukup besar untuk menarik sakelar mekanik dengan prinsip induksi elektromagnetis. Semakin besar arushubung singkat, maka semakin besar gaya yang menggerakkan sakelar tersebut sehinggalebih cepat memutuskan rangkaian listrik dan gagang operasi akan kembali ke posisi off.busur api yang terjadi masuk ke dalam ruangan yang berbentuk pelatpelat, tempat busur apidipisahkan, didinginkan dan dipadamkan dengan cepat Proteksi Beban Lebih Fungsi dari proteksi beban lebih (overlood) akan bekerja bila MCB mendeteksi arus listrik yang melebihi rating-nya. Misalnya, suatu MCB mempunyai rating arus listrik 6A tetapi arus listrik aktual yang mengalir melalui MCB tersebut ternyata 7A, maka MCB akan trip dengan delay waktu yang cukup lama sejak MCB ini mendeteksi arus lebih tersebut. Bagian di dalam MCB yang menjalankan tugas ini adalah sebuah strip bimetal. Arus listrik yang melewati bimetal ini akan membuat bagian ini menjadi panas dan memuai atau mungkin melengkung. Semakin besar arus listrik maka bimetal akan semakin panas dan memuai dimana pada akhirnya akan memerintahkan switch mekanis MCB memutus arus listrik dan toggle switch akan pindah ke posisi OFF.

10 14 Lamanya waktu pemutusan arus ini tergantung dari besarnya arus listrik. Semakin besar tentu akan semakin cepat. Fungsi strip bimetal ini disebut dengan Thermal Trip. Saat arus listriknya sudah putus, maka bimetal akan mendingin dan kembali normal. MCB bisa kembali mengalirkan arus listrik dengan mengembalikan ke posisi ON Proteksi Arus Hubung Singkat Fungsi proteksi arus hubung singkat akan bekerja bila terjadi hubung singkat arus listrik. Terjadinya hubung singkat akan menimbulkan arus listrik yang sangat besar dan mengalir dalam sistem instalasi listrik rumah. Bagian MCB yang mendeteksi adalah bagian magnetic trip yang berupa solenoid (bentuknya seperti coil/lilitan), dimana besarnya arus listrik yang mengalir akan menimbulkan gaya tarik magnet di solenoid yang menarik switch pemutus aliran listrik. Sistem kerjanya cepat, karena bertujuan menghindari kerusakan pada peralatan listrik. Bayangkan bila bagian ini gagal bekerja. Bagian bimetal strip sebenarnya juga merasakan arus hubung singkat ini, hanya saja reaksinya lambat sehingga kalah cepat dari solenoid ini. Bila MCB trip karena overload seperti pada poin 2, maka cukup mengurangi pemakaian listrik dengan memutuskan sebagian beban peralatan listrik. Setelah itu MCB bisa kita ON kan kembali. Tetapi perlu kita beri waktu sekitar 1 atau 2 menit untuk bimetal kembali normal lebih dahulu.

11 15 Sedangkan bila MCB trip karena hubung singkat, maka jangan langsung ON kan MCB, tetapi pastikan dulu bagian dari instalasi listrik rumah yang bermasalah sudah dilepaskan dari sistem kelistrikan. Biasanya pada peralatan listrik atau bagian listrik tersebut ada tanda-tanda seperti percikan bunga api listrik, bau gosong atau bunyi letupan saat terjadi hubung singkat Karakteristik MCB Tripping curve itu adalah kurva yang menunjukkan seberapa cepat MCB akan trip berdasarkan arus yang dilaluinya. Sumbu x biasa menunjukkan I (arus) atau In (arus relatif rating CB). Sumbu y menunjukkan waktu atau delay trip MCB. Di bawah ini contoh tripping curve.tripping curve biasa dibuat dalam skala. Pada gambar 2.5, terlihat ada 2 kurva yang paralel. Bisa dilihat kalau kurva ini terdiri dari 2 segment, segment logarithmic (yang melengkung) dan segment yang lurus. Kedua segment ini ada karena sistem mekanis yang membentuk sebuah MCB. Pada umumnya, MCB itu memiliki 2 mekanis trip di dalamnya, thermal trip dan magnetic trip.

12 16 Gambar 2.5 Kurva karakteristik MCB 2.9. Ruang Lingkup Pengujian MCB Standar baku yang digunakan dalam pengujian MCB pada PLN Litbang adalah SPLN 108:1993 dan SNI :2009. Standar tersebut bertujuan untuk memberikan pegangan yang terarah dalam pengujian maupun perencanaan serta penggunaan pemutus tenaga mini sebagai pembatas dan pengaman arus lebih untuk instalasi gedung dan rumah, khususnya yang menyambung pada instalasi PLN. Instalasi PLN ini digunakan untuk pemutus tenaga untuk pengoperasian pada 50 Hz, yang mempunyai tegangan pengenal tidak lebih dari 440 V (antar fase), arus pengenal tidak lebih dari 125 Ampert dan kapasitas hubung singkat tidak lebih dari Ampert.

13 17 Standar tersebut berlaku untuk pemutus tenaga jenis CL yang digunakan untuk pengaman arus lebih dan pembatas daya konsumen PLN, serta pemutus tenaga jenis B, C dan D yang digunakan untuk pengaman terhadap arus lebih instalasi pengawatan bangunan rumah, gedung serta penggunaan sejenisnya. Pemutus tenaga tersebut didisain untuk digunakan oleh setiap orang dan tidak memerlukan pemeliharaan. Semakin besar nilai arus pengenal pada MCB maka semakin besar pula luas penampang dari penghantar tembaga uji yang digunakan dalam pengujian MCB. Hal tersebut pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Luas Penampang (S) dari Penghantar Tembaga Uji sesuai dengan Arus Pengenal Luas Penampang (S) dalam mm 1 1,5 2, Nilai Arus Pengenal (In) dalam Ampere

14 18