TRIP UNIT CIRCUIT BREAKER (1)

TRIP UNIT CIRCUIT BREAKER (1)

Circuit Breaker CB  adalah alat yang digunakan untuk menghubungkan ( energize) / memutuskan ( de-energize)  aliran listrik baik secara manual ataupun otomatis (de energize).

Seperti diketahui pada artikel lain di Dunia Listrik bahwa CB dibagi menjadi beberapa tipe berdasarkan kemampuannya meng- interupt arcing atau busur api ;

1. ACB  Air Circuit Breaker
        a.Molded Case Circuit Breaker MCCB  ( dengan typical rated current : 15 A – 1200 Ampere)
        b. LVPower CB (1000 – 4000 Ampere)
c. MV Power CB (100 – 4000 Ampere)
2. OCB >> Oil Circuit Breaker
3. VCB >> Vacuum Circuit Breaker

Pada artikel kali ini hanya akan dibahas mengenai ACB.

Berdasarkan mekanisme trippingnya maka ACB dibagi menjadi :
• Elektromekanical/ Thermo-magnetik Trip Unit (Bekerja pada rating 15 – 1200 Amp commonly). >> partially adjustable

Gambar 1. Kerja Thermal – Magnetic Trip Unit

CB jenis ini menggunakan Thermo dan Magnetic mekanisme sebagai sensor saat terjadinya overcurrent/arus lebih.
a. Thermo >> Bekerja berdasarkan elemen bimetal yang sangat sensitif  di dalam CB yang mensensing panas yang berkembang  yang muncul karena adanya aliran arus kecil saat terjadi kelebihan beban overcurrent/overload.
b. Magnetik >> Saat terjadi overcurrent maka medan magnetik   akan muncul karena mengalir arus hubung singka/ Short Circuit yang besar nilainya.

Kedua fenomena ini digunakan untuk mentrip/open-kan CB untuk memutus aliran arus lebih/overcurrent.

• Electronic/Solid state Trip Unit  (800 – 4000 Amp) >> fully adjustable

Menggunakan bantuan sensor dari trafo Arus/Current Transfromer. Jika terjadi overcurrent baik karena disebabkan oleh overload ataupun shorcircuit ataupun groundfaul, maka CT akan mengirimkan arus melalui sisi sekundernya pada microprosessor untuk dievaluasi berdasarkan karakteristik logic yang telah disetting untuk kemudian mentrip-kan CB untuk mengisolasi titik gangguan.

 Gambar 2. Sensing Current Tranformer – Trip Unit

Fully adjustable menjadi sangat penting artinya ketika kita hendak mencapai sistem proteksi yang terkoordinasi 100 % .


Time Current Curve TCC pada Trip Unit.
Untuk menggambarkan karakteristik besar arus (I ) terhadap waktu (t).

Gambar 3. TCC  Electronic Trip Unit ACB 4 kA, 65 kA

Gambar 4. TCC Thermo- Magnetic Trip Unit MCCB 1 kA

L : Long Time Trip Function
• Pick – Up LTPU ( Dalam Ampere)  / Ir/ Irth / 51 (ANSI CODE) :  Disetting diatas arus beban FLC. Dari contoh gambar switch dibawah range Ir adalah 0.2 – 1 kali In CB. Jika terjadi overload/ beban lebih dan arus yang mengalir melebihi Ir yang telah diset maka berdasarkan LTD CB akan ope/trip.
    Misal : FLC motor =  200 A. In pada CB = 2000 A. Maka Ir misalnya disetting = 1 X In = 2000 A

• Delay LTD ( Dalam Second)/ tr : Fungsi delay digunakan untuk memberikan ruang pada overcurrent yang tidak berbahaya atau normal untuk tetap dapat mengalir. Misalnya arus inrush saat starting motor atau saat energizing transformers tanpa menyebabkakn  ACB trip/open.
Referensi untuk menentukan tr adalah perkalian dengan Ir. Range pada contorh gambar dibawah adalah 2.2 – 27 dalam seconds.

S : Short Time Trip Function
• Pick – Up STPU (Ampere)  / Isd /51(ANSI CODE) :  Digunakan jika terjadi hubung singkat/short circuit yang nilainya kecil. Setting STPU lebih tinggi dibandingkan LTPU. Bekerja berdasarkan funsgi inverse dimana semakin besar arus maka semakin cepat waktu trippingnya. Selain itu untuk menjaga selektivitas sistem proteksi adalah dengan memberikan setelan waktu yang pendek agar memberikan kesempatan pada CB sisi downstream untuk mengisolasi gangguan sehingga tidak mentripkan CB sisi upstream. Ring setting pada contoh switch trip unit dibawah ini adalah antara 1.5 – 10 kali Ir.

• Delay STD ( dalam second) / tsd : Settingan waktu tsd terkait dengan settingan arus pick up STPU diatas untuk menjamin selektivitas koordinasi antara CB.

I : Instantaneous / Ii/ 50 (ANSI CODE) : digunakan untuk mentripkan CB tanpa waktu tunda dengan ring 2 – 40 kali Ir. Interupsi seketika ini terjadi ketika arus lebih short circuit yang sangat besar terjadi, sehingga meminimalisasikan dampak kerusakan pada sistem elektrikal dan peralatan (motor, kabel, CB, Switchgear).

G : Ground Fault/ Ig/ 50/51 N (ANSI CODE):   additional function dari trip unit untuk mendeteksi arus hubung singkat ke tanah yang nilainya lebih kecil dibandingkan short circuit non hubung tanah.

Terminologi lain yang digunakan :

In = Rated Current adalah arus rating kontinyu/arus nominal pada CB.
Icu = Rated Ultimate Breaking Capacity adalah kemampuan CB untuk dapat memutuskan arus hubung singkat maksimum  tanpa menyebabkan kerusakan/meleleh pada contact contacnya.
FLC  Full Load Current : arus kontinyu beban tanpa menyebabkan CB trip.
Misal : Motor dengan FLC 1400 A menggunakan CB dengan rating In 2000 A

Penyusun menyadari bahwa tulisan ini belumlah sempurna dan berharap masukan dari para teman teman  untuk pengembangan dan untuk melengkapi seri berikutnya.

More Power !

Referensi :

1. GE MCCB Application & Selection
2. 13 CHADKURDI CHAPT 13 OCPD & CB COORD.
3. Square D Electronic CB Application Guide
4. Merlin Gerin CB Application Guide
5. CB TCC S. Pangonilo