Molded Case Circuit Breakers (MCCB)

(lanjutan dari Circuit Breaker)

Definisi

Moulded case circuit breaker (MCCB) adalah jenis perangkat perlindungan listrik yang digunakan untuk melindungi sirkuit listrik dari arus berlebih, yang dapat menyebabkan kelebihan beban atau korsleting. Dengan peringkat arus hingga 2500A, MCCB dapat digunakan untuk berbagai voltase dan frekuensi dengan pengaturan trip yang dapat disesuaikan. Pemutus ini digunakan sebagai pengganti pemutus sirkuit mini (MCB) dalam sistem PV skala besar untuk tujuan isolasi dan perlindungan sistem.

Cara MCCB beroperasi

MCCB menggunakan perangkat sensitif suhu (elemen termal) dengan perangkat elektromagnetik sensitif arus (elemen magnetik) untuk menyediakan mekanisme perjalanan untuk tujuan perlindungan dan isolasi. Hal ini memungkinkan MCCB untuk memberikan:

• Perlindungan kelebihan beban,
• Perlindungan Gangguan Listrik terhadap arus hubung singkat, dan
• Saklar Listrik untuk pemutusan.

Perlindungan Kelebihan Beban

Perlindungan kelebihan beban disediakan oleh MCCB melalui komponen suhu yang sensitif. Komponen ini pada dasarnya adalah kontak bimetalik: kontak yang terdiri dari dua logam yang memuai pada tingkat yang berbeda ketika terkena suhu tinggi. Selama kondisi operasi normal, kontak bimetal akan memungkinkan arus listrik mengalir melalui MCCB. Ketika arus melebihi nilai trip, kontak bimetalik akan mulai memanas dan menekuk karena tingkat ekspansi panas yang berbeda dalam kontak. Akhirnya, kontak akan menekuk ke titik secara fisik mendorong bilah perjalanan dan membuka kunci kontak, menyebabkan sirkuit terputus.

Proteksi termal MCCB biasanya akan memiliki waktu tunda untuk memungkinkan durasi pendek arus lebih yang biasanya terlihat di beberapa operasi perangkat, seperti arus masuk yang terlihat saat menghidupkan motor. Penundaan waktu ini memungkinkan rangkaian untuk terus beroperasi dalam keadaan ini tanpa membuat MCCB mengalami tripping.

Perlindungan Gangguan Listrik Terhadap Arus Hubung Singkat

MCCB memberikan respons seketika terhadap gangguan hubung singkat, berdasarkan prinsip elektromagnetisme. MCCB berisi kumparan solenoida yang menghasilkan medan elektromagnetik kecil ketika arus melewati MCCB. Selama operasi normal, medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh kumparan solenoida dapat diabaikan. Namun, ketika gangguan hubung singkat terjadi di sirkuit, arus besar mulai mengalir melalui solenoida dan, sebagai akibatnya, medan elektromagnetik yang kuat terbentuk yang menarik bilah perjalanan dan membuka kontak.

Saklar Listrik untuk Pemutusan

Selain mekanisme tripping, MCCB juga dapat digunakan sebagai sakelar pemutus manual jika terjadi operasi darurat atau pemeliharaan. Busur dapat dibuat saat kontak terbuka. Untuk mengatasi hal ini, MCCB memiliki mekanisme disipasi busur internal untuk memadamkan busur.

Pemutus Sirkuit Tegangan Rendah / Low Voltage Circuit Breakers

Pemutus Sirkuit Tegangan Rendah digunakan untuk melindungi dan membuka/menutup rangkaian listrik dari rangkaian tegangan rendah (1000VAC atau kurang, 1500VDC atau kurang).

Perangkat Trip Otomatis

Ada 3 jenis metode trip yaitu jenis magnetik termal, magnetik hidrolik dan elektronik.

Trip dengan bimetal dan elektromagnet

• Arus berlebih memanaskan dan membuat bimetal trip yang kemudian memutar bilah trip.
• Jika arus lebih berlebihan, inti berputar searah jarum jam dan angker tertarik dan memutar batang trip

Trip dengan kekuatan elektromagnet

• Pada aliran arus lebih, gaya magnet koil mempengaruhi pegas, inti mendekat ke potongan kutub, menarik angker, dan menggerakkan batang trip. Penundaan diperoleh dengan viskositas minyak silikon.
• Jika arus lebih berlebihan, jangkar langsung tertarik, tanpa pengaruh inti yang bergerak.

Trip dengan perhitungan rangkaian elektronik.

• Arus yang mengalir pada setiap fasa dideteksi oleh trafo arus (CT). Setiap fase dari arus yang ditransformasikan mengalami penyearahan fase penuh dalam rangkaian penyearah. Setelah penyearahan, masing-masing arus diubah oleh rangkaian konversi puncak dan rangkaian konversi nilai efektif.
• Ketika arus lebih atau arus hubung singkat mengalir, setiap rangkaian tunda waktu menghasilkan tunda waktu yang sesuai dengan fase terbesar. Rangkaian pemicu mengeluarkan sinyal pemicu. Koil trip dieksitasi, mengoperasikan mekanisme switching untuk trip.

Terutama, tipe elektronik sangat bagus untuk diaplikasikan, karena nilai arus pengenal dapat disesuaikan. Dengan menggunakan perangkat pengaturan opsional, pemeriksaan operasi sederhana dan pemantauan / pengaturan nilai pengaturan karakteristik tersedia.

Koneksi

Berbagai metode koneksi seperti tipe koneksi depan, tipe koneksi belakang, tipe plug-in.

Jenis koneksi depan

Tipe standar dapat dihubungkan dari depan.

Jenis koneksi belakang

Pengkabelan dari bagian belakang pemutus sirkuit tersedia.

Jenis plug-in

Masukkan bodi utama ke dalam blok terminal plug-in.

Uraian Karakteristik dan Peringkat MCCB

Produsen MCCB diwajibkan untuk memberikan karakteristik pengoperasian MCCB. Beberapa parameter umum dijelaskan di bawah ini:

• Arus Bingkai Terukur (Inm): Arus maksimum yang dapat ditangani oleh MCCB. Arus bingkai terukur ini menentukan batas atas rentang arus perjalanan yang dapat disetel. Nilai ini menentukan ukuran bingkai pemutus.
• Arus Terukur (In): Nilai Rating Arus menentukan kapan MCCB mengalami trip karena proteksi kelebihan beban. Nilai ini dapat disesuaikan, hingga maksimum rated frame current.
• Nilai Tegangan Isolasi (Ui): Nilai ini menunjukkan tegangan maksimum yang dapat ditahan MCCB dalam kondisi lab. Rated Voltage MCCB biasanya lebih rendah dari nilai ini untuk memberikan margin keamanan.
• Nilai Tegangan Kerja (Ue): Nilai ini adalah rated voltage untuk pengoperasian MCCB secara terus-menerus. Biasanya sama atau mendekati tegangan sistem.
• Tegangan Tahanan Impuls Terukur (Uimp): Nilai ini adalah tegangan puncak transien yang dapat ditahan oleh pemutus sirkuit dari lonjakan arus atau sambaran petir. Nilai ini menentukan kemampuan MCCB untuk menahan tegangan lebih transien. Ukuran standar untuk pengujian impuls adalah 1,2/50µs.
• Operating Short Circuit Breaking Capacity (Ics): Ini adalah arus gangguan tertinggi yang dapat ditangani MCCB tanpa mengalami kerusakan permanen. MCCB umumnya dapat digunakan kembali setelah operasi gangguan gangguan asalkan tidak melebihi nilai ini. Semakin tinggi Ics, semakin dapat diandalkan pemutus sirkuit.
• Ultimate Short Circuit Breaking Capacity (Icu): Ini adalah nilai arus gangguan tertinggi yang dapat ditangani MCCB. Jika arus gangguan melebihi nilai ini, MCCB tidak akan dapat trip. Dalam hal ini, mekanisme perlindungan lain dengan kapasitas pemutusan yang lebih tinggi harus beroperasi. Ini menunjukkan keandalan operasi MCCB. Penting untuk dicatat bahwa jika arus gangguan melebihi Ics tetapi tidak melebihi Icu, MCCB masih dapat menghilangkan gangguan, tetapi mungkin rusak dan memerlukan penggantian.
• Umur Mekanis: Ini adalah jumlah maksimum MCCB dapat dioperasikan secara manual sebelum gagal.
• Masa Pakai Listrik: Ini adalah jumlah maksimum MCCB dapat melakukan trip sebelum gagal.

Ukuran MCCB

MCCB dalam rangkaian listrik harus berukuran sesuai dengan arus operasi yang diharapkan dari rangkaian dan kemungkinan arus gangguan. Tiga kriteria utama saat memilih MCCB adalah:

• Tegangan kerja pengenal (Ue) MCCB harus serupa dengan tegangan sistem.
• Nilai trip MCCB harus disesuaikan dengan arus yang ditarik oleh beban.
• Kapasitas pemutusan MCCB harus lebih tinggi dari arus gangguan yang mungkin secara teoritis.

Type MCCB

Berikut adalah tipe MCCB dan perbedaannya:

Tipe MCCB	Arus Operasional	Waktu Operasional	Pengaplikasian	Kesesuaian	Arus Lonjakan	Lokasi Instalasi
Type B	Trips antara 3-5 kali rated current (In)	0.04-13 detik	Aplikasi rumahan (elemen pencahayaan dan resetitif	Aplikasi beban resistif	Rendah	Sub feeder papan distribusi
Type C	Trips antara 5-10 kali rated current (In)	0.04-5 detik	Aplikasi Komersil atau industrial	Inductive load applications	Menengah	Saat masuk/keluar Papan Distribusi
Type D	Trips antara 10-20 kali rated current (In)	0.04-3 detik	Aplikasi Komersil atau industrial	Aplikasi Beban Induktif – kapasitif	Tinggi	Saat masuk Papan Distribusi
Type K	Trips antara 8-12kali rated current (In)	0.04-5 detik	Aplikasi Industrial	Beban induktif dan motor dengan arus masuk yang tinggi..	Tinggi	Saat masuk Papan Distribusi
Type Z	Trips antara 2-3 kali rated current (In)	0.04-5 detik	Sangat sensitif terhadap short circuit dan digunakan untuk proteksi terhadap device yang sensitif seperti  devices semiconductor	Instrumen Medis	Sangat Rendah	Sub feeder papan distribusi untuk peralatan IT

Variasi pada MCCB

Mikroprosesor

Pemutus casing cetakan berbasis mikroprosesor dulunya lemah dibandingkan dengan rekan terminal-magnetiknya karena rentang penyesuaiannya yang lebih luas. Meski begitu, versi terbaru dari jenis MCCB ini telah berevolusi hingga dapat menawarkan akurasi, fleksibilitas, dan keandalan yang lebih tinggi.

Sebagian besar memanfaatkan teknologi yang disertakan untuk meningkatkan fungsionalitasnya. Misalnya, beberapa produk bahkan menyertakan layar LCD dan catatan setiap perjalanan yang terjadi di dalam memori terintegrasi perangkat. Itu memanfaatkan data ini dengan baik untuk memberi orang pemahaman yang lebih baik tentang setiap kesalahan atau korsleting yang dicegahnya.

Elektronik

MCCB dengan elektronik dapat melindungi dari kelebihan beban dan korsleting, tetapi beberapa opsi cenderung hanya mendukung yang pertama. Versi ini sering digunakan untuk sirkuit tegangan rendah, tetapi versi ini dapat menawarkan perlindungan hingga 10x current rating.Pemutus sirkuit cetakan elektronik menjadi pilihan yang layak karena tidak terpengaruh oleh suhu sekitar.

Pemeliharaan MCCB

MCCB selalu dikenai arus tinggi, oleh karena itu pemeliharaan MCCB sangat penting untuk pengoperasian yang andal. Beberapa prosedur pemeliharaan antara lain:

1. Inspeksi Visual

Selama inspeksi visual MCCB, penting untuk melihat kontak yang berubah bentuk atau retakan pada selubung atau insulasi. Setiap bekas luka bakar pada kontak atau casing harus diperlakukan dengan hati-hati.

2. Pelumasan

Beberapa MCCB memerlukan pelumasan yang memadai untuk memastikan kelancaran pengoperasian sakelar pemutus manual dan bagian bergerak internal.

3. Pembersihan

Endapan kotoran pada MCCB dapat merusak komponen MCCB. Jika kotoran termasuk bahan konduktor, hal itu dapat membuat jalur arus dan menyebabkan gangguan internal.

4. Pengujian

Ada tiga pengujian utama yang dilakukan sebagai bagian dari prosedur perawatan MCCB.

Uji Resistansi Isolasi:

Pengujian MCCB harus dilakukan dengan melepaskan MCCB dan menguji insulasi antara fase dan melintasi terminal suplai dan beban. Jika resistansi isolasi yang diukur lebih rendah dari nilai resistansi isolasi yang direkomendasikan pabrikan maka MCCB tidak akan dapat memberikan perlindungan yang memadai.

Resistensi Kontak:

Pengujian ini dilakukan dengan menguji hambatan kontak listrik. Nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai yang ditentukan oleh pabrikan. Dalam kondisi operasi normal, resistansi kontak sangat rendah karena MCCB harus memungkinkan arus operasi melalui dengan kerugian minimum.

Tes Tripping:

Pengujian ini dilakukan dengan menguji respon MCCB pada simulasi kondisi arus lebih dan gangguan. Perlindungan termal MCCB diuji dengan mengalirkan arus besar melalui MCCB (300% dari rated value). Jika pemutus gagal trip, ini merupakan indikasi kegagalan perlindungan termal. Pengujian proteksi magnetik dilakukan dengan menjalankan pulsa pendek dengan arus yang sangat tinggi. Dalam kondisi normal, perlindungan magnetik terjadi secara instan. Pengujian ini harus dilakukan pada bagian paling akhir karena arus yang tinggi meningkatkan suhu kontak dan insulasi, dan ini dapat mengubah hasil dari dua pengujian lainnya.