Bagaimana Menghitung Arus Korsleting

Bagaimana Menghitung Arus Korsleting?

Definisi Arus Korsleting

Arus korsleting didefinisikan sebagai arus besar yang mengalir melalui sistem listrik ketika terjadi gangguan, yang dapat menyebabkan kerusakan potensial pada komponen pemutus sirkuit.

Ketika terjadi gangguan korsleting, arus besar mengalir melalui sistem, termasuk pemutus sirkuit (CB). Aliran ini, kecuali dihentikan oleh CB yang berputus, menimbulkan tekanan mekanik dan termal yang signifikan pada bagian-bagian CB.

Jika bagian konduktor CB tidak memiliki luas penampang yang cukup, mereka bisa overheating, yang mungkin merusak isolasi. Kontak CB juga memanas. Tekanan termal pada kontak sebanding dengan I2Rt, di mana R adalah tahanan kontak, I adalah nilai rms arus korsleting, dan t adalah durasi aliran arus.

Setelah gangguan dimulai, arus korsleting tetap ada hingga unit pemutus CB berhenti. Oleh karena itu, waktu t adalah waktu pemutusan pemutus sirkuit. Karena waktu ini sangat singkat dalam skala milidetik, diasumsikan bahwa semua panas yang dihasilkan selama gangguan diserap oleh konduktor karena tidak ada cukup waktu untuk konveksi dan radiasi panas.

Penurunan suhu dapat ditentukan dengan rumus berikut,

Di mana, T adalah kenaikan suhu per detik dalam derajat celcius. I adalah arus (rms simetris) dalam Ampere. A adalah luas penampang konduktor. ε adalah koefisien temperatur resistivitas konduktor pada 20^oC.

Aluminium kehilangan kekuatannya di atas 160°C, sehingga sangat penting untuk menjaga kenaikan suhu di bawah batas ini. Persyaratan ini menetapkan kenaikan suhu yang diperbolehkan selama korsleting, yang dapat dikelola dengan mengontrol waktu pemutusan CB dan merancang dimensi konduktor dengan benar.

Gaya Korsleting

Gaya elektromagnetik yang terbentuk antara dua konduktor penghantar arus listrik paralel, diberikan oleh rumus,

Di mana, L adalah panjang kedua konduktor dalam inci. S adalah jarak antara keduanya dalam inci. I adalah arus yang dibawa oleh setiap konduktor.

Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa, gaya korsleting elektromagnetik maksimum ketika nilai arus korsleting I, adalah 1,75 kali nilai rms awal gelombang arus korsleting simetris.

Namun, dalam beberapa situasi mungkin terjadi gaya yang lebih besar dari ini, seperti, misalnya, dalam kasus bar yang sangat kaku atau karena resonansi dalam kasus bar yang rentan terhadap getaran mekanis. Eksperimen juga telah menunjukkan bahwa reaksi yang dihasilkan dalam struktur non-resonansi oleh arus bolak-balik pada saat aplikasi atau penghapusan gaya dapat melebihi reaksi yang dialami saat arus mengalir.

Oleh karena itu, disarankan untuk berhati-hati dan mempertimbangkan semua kemungkinan, untuk hal tersebut seseorang harus memperhitungkan gaya maksimum yang dapat dihasilkan oleh nilai puncak awal arus korsleting asimetris. Gaya ini dapat diambil sebagai nilai yang dua kali lipat dari yang dihitung dari rumus di atas.

Rumus ini hanya berguna untuk konduktor penampang silinder. Meskipun L adalah panjang hingga bagian konduktor yang berjalan paralel satu sama lain, rumus ini hanya cocok jika total panjang setiap konduktor dianggap tak terbatas.

Dalam kasus praktis, total panjang konduktor tidak tak terbatas. Juga dipertimbangkan bahwa, densitas fluks dekat ujung konduktor penghantar arus sangat berbeda dengan bagian tengahnya.

Oleh karena itu, jika kita menggunakan rumus di atas untuk konduktor pendek, gaya yang dihitung akan jauh lebih tinggi dari yang sebenarnya. Dapat dilihat bahwa, kesalahan ini dapat dikurangi secara signifikan jika kita menggunakan istilah Itstead of L/S dalam rumus di atas.

Rumus, yang direpresentasikan oleh persamaan (2), memberikan hasil bebas kesalahan ketika rasio L/S lebih besar dari 20. Ketika 20 > L/S > 4, rumus (3) cocok untuk hasil bebas kesalahan. Jika L/S < 4, rumus (2) cocok untuk hasil bebas kesalahan. Rumus-rumus di atas hanya berlaku untuk konduktor penampang silinder. Tetapi untuk konduktor penampang persegi panjang, rumus perlu memiliki faktor koreksi. Misalkan faktor ini adalah K. Oleh karena itu, rumus akhirnya menjadi.

Meskipun efek bentuk penampang konduktor berkurang dengan cepat jika jarak antara konduktor meningkat, nilai K maksimum untuk konduktor strip yang ketebalannya jauh lebih kecil dari lebarnya. K dapat diabaikan ketika bentuk penampang konduktor sempurna persegi. K adalah satu untuk konduktor penampang silinder sempurna. Ini berlaku untuk pemutus sirkuit standar dan remote control.