Kegiatan Belajar 2 : Memahami cara mengoperasikan peralatan pengendali daya tengangan rendah I. Capaian Pembelajaran *Peserta mampu memahami cara mengoperasikan peralatan pengendali daya tegangan rendah II. Sub Capaian Pembelajaran * Peserta mampu mengindetifikasi peralatan-peralatan pengendali daya tegangan rendah * Peserta mampu menjelaskan cara kerja peralatan pengendali daya tegangan rendah * Peserta mampu mengoperasikan peralatan pengendali daya tegangan rendah III. Pokok Materi * Sumber Energi Listrik yang digunakan * Peralatan pengendali daya tegangan rendah dan prinsip kerja
IV. Uraian Materi Untuk mengoperasikan peralatan pengendali daya tegangan rendah memerlukan pengetahuan dasar tentang prosedur mengoperasikan peralatan. Pengetahuan dasar untuk melaksanakan pengoperasian peralatan pengendali daya tegangan rendah yang dimaksud adalah: 1. Sumber energi yang digunakan 2. Komponen-komponen pengendali daya 3. Memahami rangkaian pengendali daya 4.1 Sumber Energi Sumber energi yang kita jumpai untuk berbagai kegiatan sehari-hari yang digunakan baik di rumah maupun di industri adalah sumber energi Direct Current (DC) dan Alternating Current (AC). 5.1.1. Direct Current (DC) Sumber energi DC adalah arus yang memiliki besar dan arah yang konstan /tetap bila dibandingkan terhadap waktu. Sumber DC biasanya dapat diperoleh melalui baterei atau dari sumber AC yang telah disearahkan. Simbol sumber DC seperti gambar di bawah ini: Gambar 1. Simbol DC 5.1.2 Alternating Current Sumber energi AC adalah arus yang besar dan arahnya berubah sepanjang waktu. Arus AC nilainya naik dari nol ke nilai maksimum, turun ke nol lagi, kemudian berbalik mengikuti suatu pola dalam arah yang berlawanan. Pertukaran arah yang berlangsung secara periodik disebut frekuensi.
Gambar 2. Gelombang AC Frekuensi diartikan pula sebagai jumlah gelombang dari sinyal ac pada setiap detik. Frekuensi diukur dalam satuan Hertz (Hz). Sumber energi yang sering digunakan oleh perumahan atau industri hampir semuanya mempergunakan arus bolak-balik (AC). Keuntungan mempergunakan arus AC ialah arusnya dapat dinaikkan atau diturunkan sehingga mempermudah didalam mengirimkan ke jarak yang jauh. Selain dari pada itu keuntungan lain dari arus AC adalah karena sifatnya yang selalu berubah arah pada setiap setengah putaran (gelombang) maka dalam penggunaannya tidak memakai kutub sehingga pemasangan suatu alat ke sumber ini tidak perlu khawatir terhadap polaritas. Sumber AC diperoleh dari generator AC, simbol untuk sumber AC adalah sebagai berikut: Gambar 3. Simbol AC
4.2. Peralatan Pengendali Daya Tegangan Rendah Komponen-komponen peralatan pengendali daya ditempatkan pada panel listrik, meliputi: Pengaman listrik berupa MCB, Kontaktormagnet, Time delay, Push botton, Overload, Lampu indikator, Transformator, alat ukur listrik. Pada setiap peralatan pengendali daya disertai gambar rangkaian pengendali dan gambar rangkaian pengawatan. Hal ini bertujuan untuk memudahkan operator memahami cara kerja peralatan pengendali daya tersebut. 4.2.1. MCB MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang berfungsi sebagai pelindung rangkaian instalasi listrik dari arus lebih (over current). Terjadinya arus lebih ini, mungkin disebabkan oleh beberapa gejala, seperti: hubung singkat (short circuit) dan beban lebih (overload). MCB sebenarnya memiliki fungsi yang sama dengan sekring (fuse), yaitu akan memutus aliran arus listrik circuit ketika terjadi gangguan arus lebih. Yang membedakan keduanya adalah saat terjadi gangguan, MCB akan trip dan ketika rangkaian sudah normal, MCB bisa di ON-kan lagi (reset) secara manual, sedangkan fuse akan terputus dan tidak bisa digunakan lagi. MCB biasa diaplikasikan atau digunakan pada instalasi rumah tinggal, pada instalasi penerangan, pada instalasi motor listrik di industri dan lain sebagainya. A. 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 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. Gambar 4. Bagian-bagian MCB B. Prinsip Kerja MCB Prinsip kerja otomatis PCB dapat dibagi menjadi dua macam, yakni Magnetic Tripping alias pemutusan hubungan arus listrik secara magnetik, dan Thermal Tripping atau pemutusan hubungan arus listrik secara thermal.
1. Thermal Tripping Gambar 5. Thermal Tripping Thermal Tripping alias pemutusan hubungan arus listrik secara thermal atau suhu ini cara kerjanya sama seperti halnya pada setrika. Saat kondisi kelebihan beban atau overload, arus listrik yang mengalir melalui bimetal menyebabkan suhu menjadi tinggi. Suhu yang terlalu tinggi tersebut membuat bimetal jadi melengkung sehingga dapat memutus kontak MCB. 2. Magnetic Tripping Gambar 6. Magnetic Tripping
Prinsip kerja MCB pada Magnetic Tripping ini cukup sederhana. Saat terjadi hubungan singkat atau overload, medan magnet yang terdapat pada solenoid MCB akan menarik latch (palang), sehingga dapat memutuskan kontak MCB. Kebanyakan MCB yang beredar di pasaran saat ini menggunakan dua jenis pemutusan ini yakni thermal dan magnetic tripping. C. Fungsi MCB Bila kita perhatikan secara lebih detail, pada bagian depan MCB akan ada gambar simbol seperti gambar dibawah ini. Simbol tersebut merupakan simbol yang umum dipakai dalam gambar listrik sebagai legenda yang menjelaskan fungsi dari peralatan listrik tersebut. Gambar 7. Simbol di MCB Sedangkan 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. Gambar disebelah kanan merupakan MCB dengan toggle switch berwarna biru. Simbol I putih menunjukkan bahwa MCB dalam posisi ON dan simbol O menunjukkan posisi OFF. Dari simbol tersebut, terlihat MCB mempunyai tiga macam fungsi yaitu : 1. Pemutus Arus (simbol x dengan garis miring ke kiri). MCB ini mempunyai fungsi sebagai pemutus arus listrik ke arah beban. Dan fasilitas pemutus arus ini bisa dilakukan dengan cara manual ataupun otomatis.
Cara manual adalah dengan merubah toggle switch yang ada didepan MCB (biasanya berwarna biru atau hitam) dari posisi ON ke posisi OFF dan bagian mekanis dalam MCB akan memutus arus listrik. Hal ini dilakukan bila kita ingin mematikan sumber listrik di rumah karena adanya keperluan perbaikan instalasi listrik rumah. Istilah yang biasa dipakai adalah MCB Switch Off. Sedangkan MCB akan otomatis OFF bila dideteksi terjadi arus lebih, disebabkan karena beban pemakaian listrik yang lebih, atau terjadi gangguan hubung singkat, oleh bagian didalam MCB dan memerintahkan MCB untuk OFF agar aliran listrik terputus. Istilah yang biasa dipakai adalah MCB Trip. 2. Proteksi Beban Lebih (overload) (simbol seperti kotak dengan sisi terbuka di kiri) Fungsi ini akan bekerja bila MCB mendeteksi arus listrik yang melebihi ratingnya. 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. 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. 3. Proteksi Hubung Singkat (Short Circuit) (simbol lengkungan) Fungsi proteksi ini akan bekerja bila terjadi korsleting atau hubung singkat arus listrik. Terjadinya korsleting 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. Menurut karakteristik Tripnya, ada tiga tipe utama dari MCB, yaitu: tipe B, tipe C, dan tipe D yang didefinisikan dalam IEC 60898. 1. MCB Tipe B, adalah tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 3 sampai 5 kali dari arus maksimum atau arus nominal MCB. MCB tipe B merupakan karateristik trip tipe standar yang biasa digunakan pada bangunan domestik. 2. MCB Tipe C, adalah tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 5 sampai 10 kali arus nominal MCB. Karakteristik trip MCB tipe ini akan menguntungkan bila digunakan pada peralatan listrik dengan arus yang lebih tinggi, seperti lampu, motor dan lain sebagainya. 3. MCB tipe D, adalah tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 8 sampai 12 kali arus nominal MCB. Karakteristik trip MCB tipe D merupakan karakteristik trip yang biasa digunakan pada peralatan listrik yang dapat menghasilkan lonjakan arus kuat seperti, transformator, dan kapasitor. Perlu diketahui bahwa arus nominal atau arus batas maksimum yang tertera pada body MCB mulai dari 6 A, 10 A, 13 A, sampai dengan 125 A. 4.2. Kontaktor Magnetic Contactor (MC) adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. Dapat dibayangkan MC adalah relay dengan kapasitas yang besat. Umumnya MC terdiri dari 3 pole kontak utama dan kontak bantu (aux. contact). Untuk menghubungkan kontak utama hanya
dengan cara memberikan tegangan pada koil MC sesuai spesifikasinya.komponen utama sebuah MC adalah koil dan kontak utama. Koil dipergunakan untuk menghasilkan medan magnet yang akan menarik kontak utama sehingga terhubung pada masing masing pole.magnetic Contactor atau Kontaktor AC, perangkat pengendalian otomatis, sangat cocok untuk menggunakan di sirkuit sampai tegangan maksimal 690v 50Hz atau 60Hz dan arus sampai 780A dari 6A dalam penggunaannya kontaktor dengan struktur lebih simple / kompak, ukuran kecil dan ringan, secara luas diaplikasikan dalam rangkaian pengendalian, terutama mengendalikan motor atau perangkat listrik lainnya. A. Prinsip Kerja Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open ( NO ) dan beberapa Normally Close ( NC ). Pada saat kontaktor keaadan normal, NO akan membuka dan pada saat kontaktor bekerja, NO akan menutup. Sedangkan kontak NC sebaliknya yaitu ketika dalam keadaan normal kontak NC akan menutup dan dalam keadaan bekerja kontak NC akan membuka. Koil adalah lilitan yang apabila diberi tegangan akan terjadi magnetisasi dan menarik kontak-kontaknya sehingga terjadi perubahan atau bekerja. Kontaktor yang dioperasikan secara elektromagnetis adalah salah satu mekanisme yang paling bermanfaat yang pernah dirancang untuk penutupan dan pembukaan rangkaian listrik maka gambar prinsip kerja kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar berikut : Gambar 8. Simbol- Simbol kontaktor Magnet
Kontaktor termasuk jenis saklar motor yang digerakkan oleh magnet seperti yang telah dijelaskan di atas. Bila pada jepitan a dan b kumparan magnet diberi tegangan, maka magnet akan menarik jangkar sehingga kontak-kontak bergerak yang berhubungan dengan jangkar tersebut ikut tertarik. Tegangan yang harus dipasangkan dapat tegangan bolak balik ( AC ) maupun tegangan searah ( DC ), tergantung dari bagaimana magnet tersebut dirancangkan. Untuk beberapa keperluan digunakan juga kumparan arus, akan tetapi dari segi produksi lebih disukai kumparan tegangan karena besarnya tegangan umumnya sudah dinormalisasi dan tidak tergantung dari keperluan alat pemakai tertentu. Gambar 9. Gambar kontak Magnetic Contactor Spesifikasi kontaktor magnet yang harus diperhatikan adalah kemampuan daya kontaktor ditulis dalam ukuran Watt / KW, yang disesuaikan dengan beban yang dipikul, kemampuan menghantarkan arus dari kontak kontaknya, ditulis dalam satuan ampere, kemampuan tegangan dari kumparan magnet, apakah untuk tegangan 127 Volt atau 220 Volt, begitupun frekuensinya, kemampuan melindungi terhadap tegangan rendah, misalnya ditulis ± 20 % dari tegangan kerja. Dengan demikian dari segi keamanan dan kepraktisan, penggunaan kontaktor magnet jauh lebih baik dari pada saklar biasa. Kontaktormagnet pabrikan terdiri dari beberapa kontak diantaranya: 3NO+1NO; 3 NO+1NO 1NC; 3 NO+2NO 2NC. Untuk kemampuan arusnya dapat memilih dengan kemampuan arus 10 A; 15 A; 25 A; 30A; 50 A dll.
B. Jenis-Jenis Magnetic Kontaktor 1. Magnetic Kontaktor 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 10. Komponen Kontaktor Magnetik DC atau Rele Bentuk fisik relay dikemas dengan wadah plastik transparan, memiliki dua kontak SPDT (Single Pole Double Throgh), 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.
Gambar 11. Bentuk Fisik Magnetic Kontaktor DC 2. Magnetic Kontaktor AC Perbedaan kontaktor arus AC dengan DC yaitu pada inti magnetnya dipasang cincin hubung singkat, gunanya adalah untuk menjaga arus kemagnetan agar kontinu sehingga kontaktor tersebut dapat bekerja normal. 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. 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.
Gambar 11. Bentuk Fisik Magnetic Kontaktor DC 4.3. Push Button Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal. Gambar 12. Push Button switch Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off. Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja
mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off. Gambar 13. Prinsip Kerja Push button switch Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open). 1. NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON). 2. NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup (mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off) 4.4. Time Delay Relay (TDR) TDR (Time Delay Relay) sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis. Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain, contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Over Load Relay, dan lain-lain.
Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke segitiga dalam delay waktu tertentu. Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik. Timer yang bekerja dengan prinsip induksi motor akan bekerja bila motor mendapat tegangan AC sehingga memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu. Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisian kapasitor. Gambar 14. Time Delay Relay Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC. Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO. 4.4.1. Prinsip Kerja Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.
Gambar 15. Bagian Timer Delay Relay Pada umumnya timer memiliki 8 buah kaki yang 2 diantaranya merupakan kaki coil sebagai contoh pada gambar di atas adalah TDR type H3BA dengan 8 kaki yaitu kaki 2 dan 7 adalah kaki coil, sedangkan kaki yang lain akan berpasangan NO dan NC, kaki 1 akan NC dengan kaki 4 dan NO dengan kaki 3. Sedangkan kaki 8 akan NC dengan kaki 5 dan NO dengan kaki 6. Kaki kaki tersebut akan berbeda tergantung dari jenis relay timernya. Kontak NO dan NC pada Timer (Time Delay Relay) akan bekerja ketika timer diberi ketetapan waktunya, ketetapan waktu ini dapat kita tentukan pada potensiometer yang terdapat pada timer itu sendiri. Misalnya ketika kita telah menetapkan 10 detik, maka kontak NO dan NC akan bekerja 10 detik setelah kita menghubungkan timer dengan sumber arus listrik. Perhatikan gambar Timer di bawah ini.
4.5. Thermal Overload relay. Gambar 16. Prinsip Kerja Timer Delay Relay Thermal relay atau overload relay adalah peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang ditentukan atau peralatan kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih. Thermal overload relay bekerja memutus rangkaian dengan cara mendeteksi panas yang diakibatkan oleh arus yang mengalir pada elemen bimetal yang terdapat pada thermal overloar relay itu sendiri. Cara kerja thermal overload relay hanya mendeteksi panas dari arus listrik yang mengalir pada kumparan motor listrik namun disebabkan thermal overload relay dipasang seri terhadap motor listrik maka arus yang mengaliar pada kumparan motor listrik sama dengan arus yang mengalir pada kontak bimetel thermal overload relay.
Gambar 17. Simbol Thermal Overload relay Thermal overloar relay memiliki 3 (tiga) kontak terminal utama yang biasanya sebagai penghubung antara kontaktor magnet dengan motor listrik dan memiliki 2 (dua) kontak bantu NO dan NC, kontak No dan Nc ini biasanya di gunakan sebagai pengontrolan rangkaian dan indikator gangguan. Agar thermal overload relay dapat berkerja sebagai pengaman motor listrik dari beban lebih maka pengaturan arus pada thermal overload harus di setting tidak terlalu jauh melebihi arus motor listrik setelah mendapat beban. Kalau pengaturan arus terlalu jauh melebihi arus motor listrik maka thermal overload relay tidak akan maksimal mengamankan motor namun sebaliknya jika pengaturan arus thermal sama atau dibawah arus motor listrik malah terlalu sensitif nantinya sehingga baru bekerja sebentar langsung trip.
Gambar 18. Bagian-bagian Thermal Overload Relay Secara umum Thermal overload relay dilengkapi dengan (1). pengatur besarnya arus maksimum yang dapat diamankannya, (2). Tombol trip yang berfungsi untuk menguji secara manual apakah dapat berkerja sebagai pemutus rangkaian dan (3). Tombol reset yang berfungsi mengembalikan posisi trip keposisi normal. 4.6. Pilot Lamp Sebuah Pilot lamp atau dalam bahasa indonesia lampu pilot merupakan sebuah lampu LED yang biasa digunakan sebagai lampu indikator dalam rangkaian sebuah alat atau mesin. Pilot lamp tersebut dapat bekerja sebagai mestinya jika dialiri daya daya AC sebesar 220 VAC dengan toleransi 110 240 VAC. Warna yang dihasilkan Pilot lamp ini adalah lapu putih. Karena fungsinya sebagai lampu indikator, Pilot lamp ini dibuat warna warni sinarnya dengan menambahkan penutup kaca yang berwarna sehingga tampak dari luar berwarna sinar yang dihasilkan. Biasanya warna Pilot lamp ini ada 3 macam merah, hijau, kuning. Dalam control magnetik alat ini tergolong sebagai sinyal output yang berperan sebagai lampu indikator yang mengindikasikan/menunjukan apakah rangkaian itu telah aktif. Output dari control magnetik tersebut dihubungkan ke pilot lamp ini jika rangkaian tersebut sudah benar maka ketika rangkaian aktif alat ini akan aktif (menyala). Ketika Pilot lamp tersebut menyala kita dapat mengetahui bahwa rangkaian control magnetik tersebut sudah benar atau aktif. Karena
fungsinya sebagai lampu indikatior pilot lamp ini akan bekerja jika dan hanya jika mendapat aliran listrik. Gambar 19. Pilot Lamp Pilot lamp jumlahnya tergantung dari keperluan, dengan warna warna yang dimiliki pilot lamp tersebut dapat mengindikasikan indikator yang berbeda. Biasanya lampu warna merah menunjukkan rangkaian tersebut tidak aktif, lampu warna hijau menunjukkan rangkaian itu aktif
V. Tugas 1. Sebutkan komponen-komponen yang digunakan pada peralatan pengendali daya! 2. Terangkan cara kerja MCB! 3. Sebutkan fungsi MCB! 4. Sebutkan bagian-bagian MCB! 5. Jelaskan tiga tipe utama dari MCB menurut karakteristik Tripnya! 6. Terangkan Cara Kerja Magnetic Kontaktor! 7. Jelaskan perbedaan magnetic kontaktor Ac dan DC 8. Terangkan cara Kerja Time delay relay! 9. Jelaskan cara kerja push button! 10. Apa fungsi Thermal Over Load Relay? VII. Rangkuman Pengoperasikan peralatan pengendali daya tegangan rendah memerlukan pengetahuan dasar tentang prosedur mengoperasikan peralatan. Pengetahuan dasar sumber listrik yang digunakan sesuia dengan komponen-komponen yang digunakan. Komponen- komponen pengendali daya tegnagan rendah yang biasa digunakan adalah mcb, thermal overload relay, magnetic kontaktor, time delay relay, lampu indicator, push botton. rangkaian pengendali. Rangkaian pengendali daya rendah merupakan susunan dari komponen-komponen tersebut yang saling berintegrasi untuk mendapatkan penegendaliaan yang diniginkan. Tes Formatif 1. Perlatan yang berfungsi sebagai pemutus rangkaian saat terjadi gangguan hubung singkat adalah a. Magnetic Kontaktor b. MCB c. Push Button d. Time Delay e. Thermal Overload Relay 2. Bagian MCB yang berfungsi sebagai magnetic trip adalah
a. Pemadam busur api b. Bimetal c. Solenoid Coil d. Actuator Lever e. toggle switch 3. Tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 3 sampai 5 kali dari arus maksimum atau arus nominal adalah a. MCB tipe a b. MCB tipe b c. MCB tipe c d. MCB tipe d e. MCB tipe e 4. Arti simbol x dengan garis miring ke kiri pada MCB adalah a. Fungsi Pemutus Arus b. Fungsi Proteksi Beban Lebih. c. Fungsi Proteksi Hubung Singkat d. Fungsi magnetisasi e. Fungsi thermal 5. Arti simbol seperti kotak dengan sisi terbuka di kiri pada MCB adalah a. Fungsi Pemutus Arus b. Fungsi Proteksi Beban Lebih. c. Fungsi Proteksi Hubung Singkat d. Fungsi magnetisasi e. Fungsi thermal 6. Magnetic Kontaktor berkerja menggunakan prinsip a. Konduksi b. Induksi elektro statis c. Induksi Elektro magnetic d. Radiasi e. Hukum Newton
7. Bagian magnetic kontaktor yang berfungsi sebagai tempat terjadinya magnetisasi adalah a. Normally close b. Normally open c. Coil d. Terminal NO e. Kontak-kontak 8. Peralatan pengendali yang berfungsi sebagai pemutus atau penghubung dengan sistem tekan dan tidak unlock adalah a. MCB b Thermal overload Relay c. Push Button d. Time Delay Relay e. Magnetic Kontaktor 9. Peralatan yang mengatur waktu tunda pada rangkaian pengendali adalah a. MCB b Thermal Overload Relay c. Push Button d. Time Delay Relay e. Magnetic Kontaktor 10. Peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang ditentukan adalah a. MCB b Thermal Overload Relay c. Push Button d. Time Delay Relay e. Magnetic Kontaktor
Penilaian Pilihlah salah satu jawaban yang paling sesuai dengan kemampuan Saudara berdasarkan kriteria penilaian berikut ini: Skor 4 : tingkat kemampuan yang dicapai 90%-100% Skor 3 : tingkat kemampuan yang dicapai 80%-89% Skor 2 : tingkat kemampuan yang dicapai 70%-79% Skor 1 : tingkat kemampuan yang dicapai 69% Saya sudah menguasai materi pembelajaran on line tentang karakteristik dan kesulitan belajar peserta didik a. Telah menyelesaikan kegiatan belajar 2 dengan benar b. Telah menyelesaikan kegiatan belajar 2 tetapi masih perlu belajar lagi c. Telah menyelesaikan kegiatan belajar 2 dan perlu diulang lagi d. Belum menyelesaikan kegiatan belajar 2
Kunci Jawaban Tugas 1. - MCB - Time Delay Relay - Push Button - Thermal overload relay - Magnetic Kontaktor 2. a. Thermal Tripping Thermal Tripping alias pemutusan hubungan arus listrik secara thermal atau suhu ini cara kerjanya sama seperti halnya pada setrika. Saat kondisi kelebihan beban atau overload, arus listrik yang mengalir melalui bimetal menyebabkan suhu menjadi tinggi. Suhu yang terlalu tinggi tersebut membuat bimetal jadi melengkung sehingga dapat memutus kontak MCB. b. Magnetic Tripping Prinsip kerja MCB pada Magnetic Tripping ini cukup sederhana. Saat terjadi hubungan singkat atau overload, medan magnet yang terdapat pada solenoid MCB akan menarik latch (palang), sehingga dapat memutuskan kontak MCB. Kebanyakan MCB yang beredar di pasaran saat ini menggunakan dua jenis pemutusan ini yakni thermal dan magnetic tripping 3. a. Pemutus Arus (simbol x dengan garis miring ke kiri). b. Proteksi Beban Lebih (overload) (simbol seperti kotak dengan sisi terbuka di kiri) c. Proteksi Hubung Singkat (Short Circuit) (simbol lengkungan) 4. a. Actuator Lever atau toggle switch b. Switch mekanis c. Kontak arus listrik d. Terminal tempat koneksi kabel listrik e. Bimetal f. Baut untuk kalibrasi g. Solenoid Coil atau lilitan h. Pemadam busur api
5. a. MCB Tipe B, adalah tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 3 sampai 5 kali dari arus maksimum atau arus nominal MCB. MCB tipe B merupakan karateristik trip tipe standar yang biasa digunakan pada bangunan domestic b. MCB Tipe C, adalah tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 5 sampai 10 kali arus nominal MCB. Karakteristik trip MCB tipe ini akan menguntungkan bila digunakan pada peralatan listrik dengan arus yang lebih tinggi, seperti lampu, motor dan lain sebagainya. c. MCB tipe D, adalah tipe MCB yang akan trip ketika arus beban lebih besar 8 sampai 12 kali arus nominal MCB. Karakteristik trip MCB tipe D merupakan karakteristik trip yang biasa digunakan pada peralatan listrik yang dapat menghasilkan lonjakan arus kuat seperti, transformator, dan kapasitor. 6. Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open ( NO ) dan beberapa Normally Close ( NC ). Pada saat kontaktor keaadan normal, NO akan membuka dan pada saat kontaktor bekerja, NO akan menutup. Sedangkan kontak NC sebaliknya yaitu ketika dalam keadaan normal kontak NC akan menutup dan dalam keadaan bekerja kontak NC akan membuka. Koil adalah lilitan yang apabila diberi tegangan akan terjadi magnetisasi dan menarik kontak-kontaknya sehingga terjadi perubahan atau bekerja. 7. Perbedaan kontaktor arus AC dengan DC yaitu pada inti magnetnya dipasang cincin hubung singkat, gunanya adalah untuk menjaga arus kemagnetan agar kontinu sehingga kontaktor tersebut dapat bekerja normal saat di aliri arus ac. 8. Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO. 9. Push button berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal 10. Thermal relay atau overload relay adalah peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang
ditentukan atau peralatan kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih. Tes Formatif 1.b. MCB 2.c. Solenoid Coil 3.b. MCB tipe b 4.a. Fungsi Pemutus Arus 5. b. Fungsi Proteksi Beban Lebih. 6. c. Induksi Elektro magnetic 7.c. Coil 8.c. Push Button 9.d. Time Delay Relay 10.b Thermal Overload Relay