Penilaian Pemutus Sirkuit

Definisi Pemutus Sirkuit

Pemutus sirkuit didefinisikan sebagai perangkat yang dirancang untuk melindungi rangkaian listrik dari kerusakan yang disebabkan oleh arus berlebih atau korsleting dengan memutus aliran listrik.

Arus Korsleting Maksimum Pemutus Sirkuit

Ini adalah arus korsleting maksimum yang dapat ditahan oleh pemutus sirkuit (CB) sebelum akhirnya dibersihkan dengan membuka kontaknya.

Ketika arus korsleting mengalir melalui pemutus sirkuit, ini menyebabkan stres termal dan mekanis pada bagian-bagian penghantar arus pemutus. Jika area kontak dan bagian penghantar terlalu kecil, hal ini dapat menyebabkan kerusakan permanen pada isolasi dan bagian penghantar pemutus sirkuit.

Menurut hukum Joule tentang pemanasan, kenaikan suhu berbanding lurus dengan kuadrat arus korsleting, tahanan kontak, dan durasi korsleting. Arus korsleting terus mengalir melalui pemutus sirkuit hingga gangguan dibersihkan dengan membuka pemutus.

Sebagai stres termal pada pemutus sirkuit berbanding lurus dengan periode korsleting, kapasitas pemutusan pemutus sirkuit listrik, tergantung pada waktu operasi. Pada 160oC aluminium menjadi lembut dan kehilangan kekuatan mekanisnya, suhu ini dapat diambil sebagai batas kenaikan suhu kontak pemutus selama korsleting.

Oleh karena itu, kapasitas pemutusan korsleting atau arus pemutusan pemutus sirkuit didefinisikan sebagai arus maksimum yang dapat mengalir melalui pemutus dari saat korsleting terjadi hingga dibersihkan, tanpa menyebabkan kerusakan permanen pada pemutus sirkuit.Nilai arus pemutusan korsleting dinyatakan dalam RMS.

Selama korsleting, CB tidak hanya mengalami stres termal, tetapi juga menderita stres mekanis yang serius. Jadi, saat menentukan kapasitas korsleting, kekuatan mekanis CB juga dipertimbangkan.

Jadi, untuk memilih pemutus sirkuit yang sesuai, sudah jelas untuk menentukan tingkat gangguan pada titik sistem tempat CB akan dipasang. Setelah tingkat gangguan dari bagian transmisi listrik ditentukan, mudah untuk memilih pemutus sirkuit berperingkat yang benar untuk bagian jaringan tersebut.

Kapasitas Pembuatan Korsleting Berperingkat

Kapasitas pembuatan korsleting pemutus sirkuit dinyatakan dalam nilai puncak, berbeda dengan kapasitas pemutusan, yang dinyatakan dalam nilai RMS. Secara teori, pada saat terjadinya gangguan, arus gangguan dapat naik hingga dua kali tingkat gangguan simetrisnya.

Pada saat pemutus sirkuit dinyalakan dalam kondisi sistem yang bermasalah, bagian korsleting sistem yang terhubung ke sumber. Siklus pertama arus selama sirkuit ditutup oleh pemutus sirkuit, memiliki amplitudo maksimum. Ini sekitar dua kali amplitudo gelombang arus gangguan simetris.

Kontak pemutus harus mampu menahan nilai tertinggi arus ini selama siklus pertama gelombang ketika pemutus ditutup dalam kondisi gangguan. Berdasarkan fenomena di atas, pemutus yang dipilih harus diberi peringkat dengan kapasitas pembuatan korsleting.

Karena arus pembuatan korsleting berperingkat pemutus sirkuit dinyatakan dalam nilai puncak maksimum, selalu lebih besar dari arus pemutusan korsleting berperingkat pemutus sirkuit. Nilai normal arus pembuatan korsleting adalah 2,5 kali lebih besar dari arus pemutusan korsleting. Hal ini berlaku untuk pemutus sirkuit standar maupun kendali jarak jauh.

Urutan Operasi Berperingkat

Ini adalah persyaratan beban mekanis mekanisme operasi pemutus sirkuit. Urutan beban operasi berperingkat pemutus sirkuit telah ditentukan sebagai:

Di mana, O menunjukkan operasi pembukaan CB.CO mewakili waktu operasi penutupan yang langsung diikuti oleh operasi pembukaan tanpa penundaan sengaja.t’ adalah waktu antara dua operasi yang diperlukan untuk memulihkan kondisi awal dan/atau mencegah pemanasan berlebihan pada bagian penghantar pemutus sirkuit. t = 0,3 detik untuk pemutus sirkuityang dimaksudkan untuk tugas auto re-closing pertama, jika tidak ditentukan lain.

Misalkan urutan tugas berperingkat pemutus sirkuit adalah:

Ini berarti, operasi pembukaan pemutus sirkuit diikuti oleh operasi penutupan setelah selang waktu 0,3 detik, dan kemudian pemutus sirkuit kembali membuka tanpa penundaan sengaja. Setelah operasi pembukaan ini, CB kembali ditutup setelah 3 menit dan kemudian langsung trip tanpa penundaan sengaja.

Arus Pendek Waktu Singkat Berperingkat

Ini adalah batas arus yang dapat ditahan oleh pemutus sirkuit secara aman untuk waktu tertentu tanpa kerusakan. Pemutus sirkuit tidak menghapus arus korsleting segera setelah terjadi gangguan pada sistem. Selalu ada penundaan sengaja dan tidak sengaja antara saat terjadinya gangguan dan saat gangguan dibersihkan oleh CB.

Penundaan ini disebabkan oleh waktu operasi relai pelindung, waktu operasi pemutus sirkuit, dan mungkin ada penundaan sengaja yang dikenakan pada relai untuk koordinasi perlindungan sistem tenaga yang tepat. Bahkan jika pemutus sirkuit gagal trip, gangguan akan dibersihkan oleh pemutus sirkuit yang lebih tinggi posisinya.

Dalam kasus ini, waktu pembersihan gangguan lebih lama. Oleh karena itu, setelah terjadi gangguan, pemutus sirkuit harus mengalirkan arus korsleting untuk waktu tertentu. Jumlah semua penundaan tidak boleh lebih dari 3 detik; oleh karena itu, pemutus sirkuit harus mampu mengalirkan arus gangguan maksimum setidaknya selama periode singkat ini.

Arus korsleting mungkin memiliki dua efek utama di dalam pemutus sirkuit.Karena arus listrik yang tinggi, mungkin ada stres termal yang tinggi pada isolasi dan bagian penghantar CB.Arus korsleting yang tinggi, menghasilkan stres mekanis yang signifikan pada bagian-bagian penghantar arus yang berbeda dari pemutus sirkuit.

Pemutus sirkuit dirancang untuk menahan stres-stres ini. Namun, tidak ada pemutus sirkuit yang harus mengalirkan arus korsleting lebih lama dari periode singkat yang ditentukan. Arus pendek waktu singkat berperingkat pemutus sirkuit setidaknya sama dengan arus pemutusan korsleting berperingkatnya.

Tegangan Berperingkat Pemutus Sirkuit

Tegangan berperingkat pemutus sirkuit tergantung pada sistem isolasinya. Untuk sistem di bawah 400 KV, pemutus sirkuit dirancang untuk menahan 10% di atas tegangan sistem normal. Untuk sistem di atas atau sama dengan 400 KV, isolasi pemutus sirkuit harus mampu menahan 5% di atas tegangan sistem normal.

Artinya, tegangan berperingkat pemutus sirkuit sesuai dengan tegangan sistem tertinggi. Ini karena selama kondisi beban kosong atau beban kecil, level tegangan sistem diperbolehkan naik hingga peringkat tegangan tertinggi sistem.