Definisi
MCB (Miniature Circuit Breaker) atau Miniatur Pemutus Sirkuit adalah sebuah perangkat elektromekanikal yang berfungsi sebagai pelindung rangkaian listrik dari arus yang berlebihan. Dengan kata lain, MCB dapat memutuskan arus listrik secara otomatis ketika arus listrik yang melewati MCB tesebut melebihi nilai yang ditentukan. Namun saat arus dalam kondisi normal, MCB dapat berfungsi sebagai saklar yang bisa menghubungkan atau memutuskan arus listrik secara manual.
MCB pada dasarnya memiliki fungsi yang hampir sama dengan Sekring (FUSE) yaitu memutuskan aliran arus listrik rangkaian ketika terjadi gangguan kelebihan arus. Terjadinya kelebihan arus listrik ini dapat dikarenakan adanya hubung singkat (Short Circuit) ataupun adanya beban lebih (Overload). Namun MCB dapat di-ON-kan kembali ketika rangkaian listrik sudah normal, sedangkan Fuse/Sekring yang terputus akibat gangguan kelebihan arus tersebut tidak dapat digunakan lagi.
Penting untuk dicatat bahwa MCB tidak melindungi manusia dari sengatan listrik yang disebabkan oleh 'kebocoran bumi'. Layanan ini disediakan oleh RCD dan RCBO.
Sekring / Fuse vs MCB
Saat ini pemutus sirkuit miniatur (MCB) jauh lebih umum digunakan dalam jaringan listrik tegangan rendah daripada sekring. MCB memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan sekring:
- Ini secara otomatis mematikan sirkuit listrik selama kondisi jaringan yang tidak normal (kelebihan beban dan kondisi gangguan). MCB jauh lebih andal dalam mendeteksi kondisi seperti itu karena lebih sensitif terhadap perubahan arus.
- Saat kenop pengoperasian sakelar berada pada posisi mati selama terputus, zona yang salah dari sirkuit listrik dapat dengan mudah diidentifikasi. Tetapi dalam kasus sekring, kabel sekring harus diperiksa dengan membuka pegangan sekring atau potongan dari dasar sekring, untuk memastikan putusnya kabel sekring. Dengan demikian lebih banyak terdeteksi jika MCB telah dioperasikan dibandingkan dengan memasang sekring.
- Pemulihan suplai yang cepat tidak dapat dilakukan jika menggunakan sekring, karena sekring harus dapat dipasang kembali atau diganti untuk memulihkan suplai. Tetapi dalam kasus MCB, pemulihan cepat dimungkinkan dengan menyalakan sakelar.
- Penanganan MCB lebih aman secara elektrik daripada sekring.
- MCB dapat dikendalikan dari jarak jauh, sedangkan sekring tidak.
Karena banyaknya keunggulan MCB dibandingkan unit sekring, dalam jaringan listrik tegangan rendah modern, pemutus sirkuit mini hampir selalu digunakan sebagai pengganti sekring, Satu-satunya kelemahan MCB dibandingkan sekring adalah bahwa sistem ini lebih mahal daripada sistem unit sekring.
Prinsip Kerja Pemutus Sirkuit Miniatur
Ada dua pengaturan pengoperasian pemutus sirkuit mini. Satu karena efek termal arus lebih dan lainnya karena efek elektromagnetik arus lebih. Operasi termal pemutus sirkuit mini dicapai dengan strip bimetal setiap kali arus lebih terus menerus mengalir melalui MCB, strip bimetal dipanaskan dan dibelokkan dengan menekuk.
Defleksi strip bimetal ini melepaskan kait mekanis. Karena kait mekanis ini dipasang pada mekanisme operasi, hal itu menyebabkan kontak pemutus sirkuit terbuka.
Tetapi selama kondisi hubung singkat, kenaikan arus yang tiba-tiba menyebabkan perpindahan elektromekanis dari plunger yang terkait dengan tripping coil atau solenoida MCB. Plunger membentur trip lever yang menyebabkan mekanisme gerendel langsung terlepas, akibatnya kontak pemutus sirkuit terbuka.
a. Thermal Tripping (Pemutusan Hubungan arus listrik dengan Suhu Tinggi)
Pada saat kondisi Overload (Kelebihan Beban), Arus yang mengalir melalui Bimetal menyebabkan suhu Bimetal itu sendiri menjadi tinggi. Suhu panas tersebut mengakibatkan Bimetal melengkung sehingga memutuskan kontak MCB (Trip).
b. Magnetic Tripping (Pemutusan Hubungan arus listrik secara Magnetik)
Ketika terjadi Hubung Singkat Rangkaian (Short Circuit) secara mendadak ataupun Kelebihan Beban yang sangat tinggi (Heavy Overload), Magnetic Trippping atau pemutusan hubungan arus listrik secara Magnetik akan diberlakukan. Pada saat terjadi hubungan singkat ataupun kelebihan beban berat, Medan magnet pada Solenoid MCB akan menarik Latch (palang) sehingga memutuskan kontak MCB (Trip).
Sebagian besar MCB (Miniature Circuit Breaker) yang digunakan saat ini menggunakan dua mekanisme pemutusan hubungan arus listrik ini (Thermal Tripping dan Magneting Tripping).
Tiga Karakteristik Prinsip
MCB memiliki tiga karakteristik prinsip, Ampere, Kilo Ampere, dan Kurva Tripping
a. Peringkat Arus Lebih Beban / Overload Current Rating - Ampere (A)
Kelebihan beban terjadi ketika terlalu banyak peralatan dipasang pada satu sirkuit dan menarik lebih banyak arus listrik daripada yang dirancang untuk digunakan oleh sirkuit dan kabel tersebut. Hal ini dapat terjadi di dapur, misalnya ketika ketel, mesin pencuci piring, kompor listrik, microwave, dan blender digunakan secara bersamaan. MCB pada sirkuit ini memutus daya sehingga mencegah panas berlebih dan kebakaran pada kabel dan terminal.
b. Peringkat Sirkuit Pendek / Short Circuit Rating - Kilo Ampere (kA)
Hubungan Pendek adalah hasil dari gangguan di suatu tempat di sirkuit listrik atau alat dan berpotensi jauh lebih berbahaya daripada kelebihan beban karena skala dan kecepatan arus lebih dalam urutan besarnya yang berbeda. Itu terjadi ketika ada hubungan langsung antara konduktor hidup dan netral. Tanpa resistansi yang diberikan oleh integritas rangkaian normal, arus listrik mengalir di sekitar rangkaian dalam satu lingkaran dan mengalikan arus listrik beberapa ribu kali hanya dalam milidetik.
MCB yang digunakan dalam instalasi domestik biasanya memiliki nilai 6kA atau 6000A. Hubungan antara tegangan normal (240v) dan peringkat daya peralatan rumah tangga biasa berarti bahwa arus lebih yang disebabkan oleh hubungan singkat tidak boleh melebihi 6000A. Namun, dalam situasi komersial dan industri, menggunakan 415v dan mesin besar, perlu menggunakan MCB berperingkat 10kA. Peringkat ini menandakan Prospective Fault Current (PFC) maksimum yang dapat ditahan oleh MCB dan masih beroperasi dengan benar dengan memutus sirkuit. Jika PFC terlampaui, MCB bisa gagal sehingga kontak pengelasan menjadi tertutup.
c. Tripping Curve
The 'Tripping Curve' dari MCB memungkinkan diaplikasikan di dunia nyata dan kadang-kadang sepenuhnya diperlukan lonjakan daya. Dalam lingkungan komersial misalnya, mesin besar biasanya memerlukan lonjakan daya awal yang melebihi arus berjalan normalnya untuk mengatasi inersia motor besar. Lonjakan singkat yang berlangsung hanya beberapa detik ini, diizinkan oleh MCB karena aman untuk melakukannya untuk waktu yang sangat singkat ini.
Ada tiga Jenis Kurva prinsip yang memungkinkan lonjakan di lingkungan listrik yang berbeda:
MCB tipe B digunakan dalam perlindungan sirkuit domestik di mana ada sedikit kebutuhan untuk izin lonjakan. Setiap lonjakan besar di lingkungan domestik kemungkinan besar merupakan akibat dari gangguan, sehingga jumlah arus lebih yang diizinkan relatif kecil. MCB tipe B trip antara 3 dan 5 kali arus beban penuh, jadi MCB 6A dengan kurva B akan trip antara 18A dan 30A, tergantung pada berapa lama arus berlebih berlangsung, tetapi kira-kira antara 10 dan 8 detik. MCB Tipe B ini umumnya digunakan pada instalasi listrik di perumahan ataupun di industri ringan.
MCB Tipe C berjalan antara 5 dan 10 kali arus beban penuh dan digunakan di lingkungan komersial dan industri ringan yang mungkin memiliki sirkuit lampu fluoresen besar, transformator, dan peralatan TI seperti server, PC, dan printer.
MCB tipe D digunakan di fasilitas industri berat seperti pabrik yang menggunakan motor besar, mesin sinar-X atau kompresor. Karena potensi lonjakan yang besar, terjadi tripping antara 10 dan 20 kali arus beban penuh. Oleh karena itu, MCB Tipe D 10A bergerak antara 100A dan 200A.
Ketiga jenis MCB memberikan perlindungan tripping dalam sepersepuluh detik. Artinya, setelah kelebihan beban dan periode terlampaui, MCB akan trip dalam 0,1 detik.
Penggunaan Umum untuk MCB Domestik
Meskipun setiap pemasangan berbeda dan harus selalu dirancang oleh ahli listrik profesional yang memenuhi syarat di lokasi, ada beberapa standar yang dipatuhi oleh sebagian besar skema pengkabelan domestik:
- 6A - sirkuit pencahayaan standar
- 10A- sirkuit pencahayaan besar - meskipun ini menjadi lebih jarang di pengaturan domestik karena teknologi dan tren bergerak ke arah sumber pencahayaan energi yang lebih rendah seperti LED.
- 16A dan 20A - Tergantung pada peringkat daya, keduanya biasanya digunakan untuk pemanas dan boiler perendaman
- 32A - Cincin Akhir. Istilah teknis untuk sirkuit atau soket daya. Sebuah rumah dua kamar tidur misalnya mungkin memiliki sirkuit listrik 2 x 32A untuk memisahkan soket lantai atas dan bawah. Tempat tinggal yang lebih besar dapat memiliki sejumlah sirkuit 32A.
- 40A - Kompor / kompor listrik / Shower kecil
- 50A - 10kw Electric Shower / Bak mandi air panas.
Konstruksi MCB
Konstruksi pemutus sirkuit miniatur sangat sederhana, kokoh, dan bebas perawatan. Umumnya MCB tidak diperbaiki atau dirawat, hanya diganti yang baru bila diperlukan. Pemutus sirkuit mini biasanya memiliki tiga bagian konstruksi utama. Ini adalah:
Bingkai Pemutus Sirkuit Miniatur
Bingkai pemutus sirkuit mini adalah kasing yang dibentuk. Ini adalah rumah yang kaku, kuat, dan terisolasi di mana komponen lainnya dipasang.
Mekanisme Pengoperasian Pemutus Sirkuit Miniatur
Mekanisme operasi pemutus sirkuit mini menyediakan sarana operasi pembukaan dan penutupan manual dari pemutus sirkuit mini. Ini memiliki tiga posisi "ON," "OFF," dan "TRIPPED". Kait sakelar eksternal dapat berada pada posisi “TRIPPED” jika MCB mengalami trip karena arus berlebih.
Saat mematikan MCB secara manual, sakelar sakelar akan berada di posisi "OFF". Dalam kondisi MCB tertutup, sakelar diposisikan pada "ON". Dengan mengamati posisi sakelar sakelar, seseorang dapat menentukan kondisi MCB apakah tertutup, tersandung, atau dimatikan secara manual.
Unit Trip Pemutus Sirkuit Miniatur
Unit perjalanan adalah bagian utama, yang bertanggung jawab atas kerja yang benar dari pemutus sirkuit mini. Dua jenis utama mekanisme perjalanan disediakan di MCB. Bimetal memberikan perlindungan terhadap arus lebih dan elektromagnet memberikan perlindungan terhadap arus hubung singkat.
Pengoperasian Pemutus Sirkuit Miniatur
Ada tiga mekanisme yang disediakan dalam satu pemutus sirkuit mini untuk mematikannya. Jika dicermati gambar di bawah, akan ditemukan ada satu strip bimetal, satu trip coil dan tuas on-off yang dioperasikan dengan satu tangan.
1. Latch
2. Solenoid / Trip Coil
3. Switch / Operating Lever
4. Plunger
5. Incoming Terminal
6. Arc Chutes Holder
7. Arc Chutes / Arc Splitter
8. Dynamic Contact / Moving Contact
9. Fixed Contact / Arc Runner
10. Din Rail Holder
11. Outgoing Terminal
12. Bi-metallic Strip Carrier
13. Bi-metallic Strip
Jalur pembawa arus listrik dari pemutus sirkuit mini yang ditunjukkan pada gambar adalah sebagai berikut. Terminal daya sisi kiri pertama – kemudian strip bimetalik – kumparan arus atau kumparan trip – kemudian kontak bergerak – kemudian kontak tetap dan – terakhir kanan memiliki terminal daya samping. Semua disusun secara seri.
Jika sirkuit kelebihan beban untuk waktu yang lama, strip bimetal menjadi terlalu panas dan berubah bentuk. Deformasi strip bimetal ini menyebabkan, perpindahan titik kait. Kontak bergerak MCB diatur sedemikian rupa melalui tekanan pegas, dengan titik kait ini, sedikit perpindahan kait menyebabkan, pelepasan pegas dan membuat kontak bergerak bergerak untuk membuka MCB.
Kumparan arus atau kumparan trip ditempatkan sedemikian rupa, sehingga selama gangguan hubung singkat, MMF dari kumparan itu menyebabkan pendorongnya mengenai titik kait yang sama dan membuat kait bergeser. Oleh karena itu MCB akan dibuka dengan cara yang sama.
Sekali lagi ketika tuas pengoperasian pemutus sirkuit mini dioperasikan dengan tangan, itu berarti ketika membuat MCB pada posisi mati secara manual, titik kait yang sama dipindahkan sebagai akibat kontak bergerak terpisah dari kontak tetap dengan cara yang sama.
Terlepas dari mekanisme operasi – mis. karena deformasi strip bimetal, atau karena peningkatan MMF dari trip coil, atau karena operasi manual – titik kait yang sama dipindahkan dan pegas cacat yang sama dilepaskan. Ini pada akhirnya bertanggung jawab atas pergerakan kontak yang bergerak. Ketika kontak bergerak terpisah dari kontak tetap, mungkin ada kemungkinan busur yang tinggi.
Busur ini kemudian naik melalui arc runner dan masuk ke dalam pemisah busur dan akhirnya padam. Saat menghidupkan MCB, sebenarnya yang dilakukan adalah mengatur ulang kait operasi yang dipindahkan ke posisi sebelumnya dan membuat MCB siap untuk operasi mati atau trip lainnya.
Comments
Post a Comment