Macam-Macam Circuit Breaker (CB)
1.MCB (Miniatur Circuit Breaker)
MCB merupakan
singkatan dari Miniature Circuit
Breaker (bahasa Inggris).
MCB
adalah suatu rangkaian pengaman yang dilengkapi dengan komponen thermis
(bimetal) untuk pengaman beban lebih dan juga dilengkapi relay elektromagnetik
untuk pengaman hubung singkat.
Biasanya MCB
digunakan oleh pihak PLN untuk membatasi arus sekaligus sebagai pengaman dalam
suatu instalasi listrik. MCB berfungsi sebagai pengaman hubung singkat
(konsleting) dan juga berfungsi sebagai pengaman beban lebih. MCB akan secara
otomatis dengan segera memutuskan arus apabila arus yang melewatinya melebihi
dari arus nominal yang telah ditentukan pada MCB tersebut. Arus nominal yang
terdapat pada MCB adalah 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dan lain
sebagainya. Nominal MCB ditentukan dari besarnya arus yang bisa ia hantarkan,
satuan dari arus adalah ampere atau dapat juga ditulis dengan huruf A saja.
Jadi jika MCB dengan arus nominal 2 Ampere maka hanya perlu ditulis dengan MCB
2A.
Banyak perangkat
yang saat ini menggunakan listrik, mulai dari AC, Komputer/laptop, lampu dan masih banyak lagi. Kebanyakan pelanggan PLN di Indonesia saat
ini masih menggunakan MCB 2A, hal ini dikarenakan banyaknya pelanggan yang
menggunakan daya 450VA (Volt Ampere). Pelanggan yang menggunakan daya 450VA
akan menggunakan MCB dengan nominal 2A, dengan perhitungan tegangan di
Indonesia adalah (standar rata-rata) 220 Volt jika kita ingin daya yang
terpasang dirumah kita 450VA yang perlu kita lakukan hanyalah membagi 450
dengan 220, hasilnya akan 2,04 sehingga kita membutuhkan MCB dengan nominal 2
Ampere.
MCB 2 phasa adalah gabungan dari dua
buah MCB 1 phasa, sedangkan MCB 3 phasa merupakan gabungan tiga buah dari MCB 1
phasa.
MCB banyak digunakan untuk pengaman sirkit satu fasa dan
tiga fasa. Keuntungan menggunakan MCB, yaitu :
1. Dapat memutuskan rangkaian tiga fasa walaupun
terjadi hubung singkat pada salah satu fasanya.
2. Dapat digunakan kembali setelah rangkaian
diperbaiki akibat hubung singkat atau beban lebih.
3. Mempunyai respon yang baik apabila terjadi hubung
singkat atau beban lebih.
Pada MCB terdapat dua jenis pengaman
yaitu secara thermis dan elektromagnetis, pengaman termis berfungsi untuk
mengamankan arus beban lebih sedangkan pengaman elektromagnetis berfungsi untuk
mengamankan jika terjadi hubung singkat.
Pengaman thermis pada MCB memiliki
prinsip yang sama dengan thermal overload yaitu menggunakan dua buah logam yang
digabungkan (bimetal), pengamanan secara thermis memiliki kelambatan, ini
bergantung pada besarnya arus yang harus diamankan, sedangkan pengaman
elektromagnetik menggunakan sebuah kumpa- ran yang dapat menarik sebuah angker
dari besi lunak.
MCB dibuat hanya memiliki satu
kutub untuk pengaman satu fasa, sedangkan un- tuk pengaman tiga fasa biasanya
memiliki tiga kutub dengan tuas yang disatukan, sehingga apabila terjadi
gangguan pada salah satu kutub maka kutub yang lainnya juga akan ikut terputus.
Berdasarkan penggunaan dan daerah kerjanya, MCB dapat
digolongkan menjadi 5 jenis ciri yaitu :
- Tipe
Z (rating dan breaking capacity kecil) Digunakan untuk pengaman rangkaian
semikonduktor dan trafo-trafo yang sen- sitif terhadap tegangan.
- Tipe
K (rating dan breaking capacity kecil) Digunakan untuk mengamankan
alat-alat rumah tangga.
- Tipe
G (rating besar) untuk pengaman motor.
- Tipe
L (rating besar) untuk pengaman kabel atau jaringan.
- Tipe
H untuk pengaman instalasi penerangan bangunan
3 phasa 2 phasa 1 phasa
Gambar 1. MCB (3,2 dan 1 phasa)
2.ELCB (Earth Leakaque Circuit Breaker)
ELCB (Earth
Leakaque Circuit Breaker) atau alat
pengaman arus bocor tanah atau juga disebut saklar pengaman arus sisa (SPAS)
bekerja dengan sistim differential, saklar ini memiliki sebuah transformator
arus dengan inti berbentuk gelang, inti ini melingkari semua hantaran suplay ke
mesin atau peralatan yang diamankan, termasuk hantaran netral, ini berlaku
untuk semua sambungan satu-phasa, sambungan tiga-phasa tanpa netral maupun
sambungan tiga-phasa dengan netral.
Dalam keadaan normal,
jumlah arus yang dilingkari oleh inti trafo adalah sama dengan nol, kalau
terjadi arus bocor ketanah, misalkan 0,5 ampere, maka keadaan setimbang ini
akan terganggu, karena itu dalam inti trafo akan timbul medan magnet yang
membangkitkan suatu tegangan dalam kumparan sekunder, Arus
defferntial terkecil yang masih menyebabkan saklar ini bekerja disebut arus
jatuh nominal (If) dari saklar. Saklar ini direncanakan untuk suatu
arus jatuh nominal tertentu. Prinsip kerja ELCB :
Pada saat terjadi gangguan arus yang
mengalir dipenghantar phasa tidak sama lagi dengan arus yang mengalir pada
netral ( IL = IN + If ) atau
sistim dikatatakan dalam keadaan tidak seimbang, arus differensial ini
dibandingkan dalam sebuat sistim trafo toroida. Ketidak seimbangan antara arus
phasa dengan arus netral menandakan adanya arus bocor ketanah akibat kegagalan
isolasi, ketidak seimbangan arus ini akan menyebabkan fluks magnet pada toroida
sehingga pada bilitan sekunder toroida akan dibangkitkan suatu tegangan yang
berfungsi untuk menggerakan relai pemutus mekanisme kontak, kemudian kontak utama
ELCB akan memutuskan hubungan dengan peralatan.
Untuk instalasi rumah kita dapat memilih
ELCB dengan kepekaan yang lebih tinggi yakni ELCB dengan ratting arus sisa 10
mA atau 30 mA. Perlindungan yang idial untuk instalasi listrik apapun
seharusnya memiliki perangkat pengaman terhadap beban lebih, hubung singkat dan
arus bocor. Untuk mengamanka sistim dan peralatan yang kita gunakan sebaiknya
sistim kita memilki pentanahan yang baik dalam arti nilai impedansi pentanahan
harus sekecil mungkin agar pengaliran arus gangguan ketanah berlangsung dengan
sempurna.
Bagaimanapun juga kenaikan nilai impedansi beberapa ohm saja bisa mempengaruhi pengaliran arus gangguan ketanah menjadi tidak sempurna, sehingga pada kondisi ini terjadi penambahan waktu pemutusan rangkaian dalam beberapa menit untuk ELCB tersebut bekerja, atau ada kemungkinan sama sekali ELCB tersebut tidak bisa bekerja.
Banyak contoh yang terkait dengan pentanahan peralatan yang mengalami gangguan, sehingga satu-satunya cara perlindungan yang dapat diberikan adalah melalui pemakaian ELCB dengan kepekaan tinggi. Perlu dicatat bahwa tidak tertutup kemungkinan terjadinya gangguan yang dapat membahayakan manusia atau mahluk hidup akibat dari pentanahan yang tidak baik, yang mana nilai impedansi pentanahan yang bisa berubah. Kalau tegangan pada badan peralatan yang ditanahkan tidak boleh melebihi 50 Volt, maka syarat untuk tahanan dari lingkaran arus pentanahannya adalah : R ka < 50/I, Saklar ini dapat dicoba dengan sebuah tombol tekan percobaan yang terdapat pada saklar, tahanan dari lingkaran arus percobaan dipilih sedemikian hingga saklar kutub dua untuk tegangan AC 220 Volt, bisa juga digunakan pada tegangan 127 Volt. Saklar ini memiliki magnet hilang, karena itu pemutusannya tidak bergantung pada tegangan jaringan.
Bagaimanapun juga kenaikan nilai impedansi beberapa ohm saja bisa mempengaruhi pengaliran arus gangguan ketanah menjadi tidak sempurna, sehingga pada kondisi ini terjadi penambahan waktu pemutusan rangkaian dalam beberapa menit untuk ELCB tersebut bekerja, atau ada kemungkinan sama sekali ELCB tersebut tidak bisa bekerja.
Banyak contoh yang terkait dengan pentanahan peralatan yang mengalami gangguan, sehingga satu-satunya cara perlindungan yang dapat diberikan adalah melalui pemakaian ELCB dengan kepekaan tinggi. Perlu dicatat bahwa tidak tertutup kemungkinan terjadinya gangguan yang dapat membahayakan manusia atau mahluk hidup akibat dari pentanahan yang tidak baik, yang mana nilai impedansi pentanahan yang bisa berubah. Kalau tegangan pada badan peralatan yang ditanahkan tidak boleh melebihi 50 Volt, maka syarat untuk tahanan dari lingkaran arus pentanahannya adalah : R ka < 50/I, Saklar ini dapat dicoba dengan sebuah tombol tekan percobaan yang terdapat pada saklar, tahanan dari lingkaran arus percobaan dipilih sedemikian hingga saklar kutub dua untuk tegangan AC 220 Volt, bisa juga digunakan pada tegangan 127 Volt. Saklar ini memiliki magnet hilang, karena itu pemutusannya tidak bergantung pada tegangan jaringan.
Suatu arus bocor akan
menyebabkan suatu medan magnet kedua dalam magnet halang (medan halang), karena
medan halang ini jalan ke angker bagi garis-garis gaya
dari magnet permanent akan tertutup. Sebuah magnet permanent menimbulkan
garis-garis gaya megnetik dalam dua paket besi trasformator dengan
permiabilitas yang rendah. Sebagian besar dari garis-garis gaya megnet tersebut
melewati sebuah angker, sehingga angker ini akan ditarik. Gaya tarik maknet ini
mengalahkan gaya tarik sebuah pegas.
Pemutusan dari saklar berlangsung sebagai
berikut : kalau dalam lingkaran arus utama terjadi hubung tanah, maka dalam
kumparan sekunder dari transformator akan timbul
suatu tegangan, karena itu dalam kumparan dari magnet halang yang dihubungkan
dengan magnet sekunder akan mengalir arus. Arus ini akan membangkitkan suatu
medan magnet, garis-garis gaya dari medan tersebut harus juga melalui
tempat-tempat sempit E, karena itu ditempat ini garis-garis gaya itu akan
tertutup, oleh karena itu magnet tersebut diberi nama magnet halang.
Dengan demikian seluruh garis gaya dari magnet permanent sekarang terpaksa harus melaluishunt magnet tersebut. Garis gaya yang semula melalui angker, sekarang tertarik ke shunt magnet, karena itu angker tersebut akan terlepas dan ditarik oleh pegasnya gerakan ini akan menyebabkan saklar arus bocor tanah akan mebuka secara mekanis.
Dengan demikian seluruh garis gaya dari magnet permanent sekarang terpaksa harus melaluishunt magnet tersebut. Garis gaya yang semula melalui angker, sekarang tertarik ke shunt magnet, karena itu angker tersebut akan terlepas dan ditarik oleh pegasnya gerakan ini akan menyebabkan saklar arus bocor tanah akan mebuka secara mekanis.
Gambar 2. ELCB (Earth
Leakaque Circuit Breaker)
3. VCB (Vacuum Circuit Breaker)
Vacuum circuit breaker memiliki ruang
hampa udara untuk memadamkan busur api, pada saat circuit breaker terbuka
(open), sehingga dapat mengisolir hubungan setelah bunga api terjadi, akibat
gangguan atau sengaja dilepas. Salah satu tipe dari circuit breaker adalah
recloser. Recloser hampa udara dibuat untuk memutus- kan dan menyambung kembali
arus bolak-balik pada rangkaian secara otomatis. Pada saat melakukan pengesetan
besaran waktu sebelumnya atau pada saat recloser dalam keadaan terputus yang
kesekian kalinya, maka recloser akan terkunci (lock out), sehingga recloser
harus dikembalikan pada posisi semula secara manual.
Gambar 3. VCB
(Vacuum Circuit Breaker)
|
4.
MCCB (Mold Case Circuit Breaker)
MCCB merupakan salah satu alat pengaman
yang dalam proses operasinya mem- punyai dua fungsi yaitu sebagai pengaman dan
sebagai alat untuk penghubung.
Jika dilihat dari segi pengaman, maka MCCB dapat berfungsi
sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus beban lebih. Pada jenis
tertentu pengaman ini, mempunyai kemampuan pemutusan yang dapat diatur sesuai
dengan yang diinginkan.
Gambar 4. MCCB
(Mold Case Circuit Breaker)
|
5.
ACB (Air Circuit
Breaker)
ACB (Air Circuit Breaker)
merupakan jenis circuit breaker dengan sarana pemadam busur api berupa udara.
ACB dapat digunakan pada tegangan rendah dan tegangan menengah. Udara pada
tekanan ruang atmosfer digunakan sebagai peredam busur api yang timbul akibat
proses switching maupun gangguan.
Gambar 5. ACB
(Air Circuit Breaker)
|
6. SF6CB (Sulfur Circuit Breaker)
SF6 CB adalah pemutus rangkaian yang
menggunakan gas SF6 sebagai sarana pemadam busur api. Gas SF6 merupakan gas
berat yang mem- punyai sifat dielektrik dan sifat mema- damkan busur api yang
baik sekali. Prinsip pemadaman busur apinya adalah Gas SF6 ditiupkan
sepanjang busur api, gas ini akan mengambil panas dari busur api tersebut dan akhirnya
padam. Rating tegangan CB adalah antara 3.6 KV – 760 KV.
Gambar 6.
SF6CB (Sulfur Circuit Breaker)
|
7. OCB (Oil Circuit Breaker)
Oil Circuit Breaker adalah jenis
CB yang menggunakan minyak sebagai sarana pemadam busur api yang timbul saat
terjadi gangguan. Bila terjadi busur api dalam minyak, maka minyak yang dekat
busur api akan berubah menjadi uap minyak dan busur api akan dikelilingi oleh
gelembung-gelem- bung uap minyak dan gas.
Gas yang terbentuk tersebut mempunyai
sifat thermal conductivity yang baik dengan tegangan ionisasi tinggi sehingga
baik sekali digunakan sebagi bahan media pemadam loncatan bunga api.