Pemutus Sirkuit Miniatur

niu feng
10 September, 8
Tak ada kategori

Pemutus Sirkuit Miniatur, umumnya dikenal sebagai MCB, banyak digunakan dalam aplikasi distribusi dan keselamatan listrik rumah tangga dan industri. Mereka adalah sakelar yang sangat kuat yang dapat berfungsi sebagai sakelar biasa dan perangkat keselamatan. Artikel ini bertujuan untuk membahas secara mendalam tentang MCB, konstruksinya, prinsip operasi dan aplikasinya.

Apa itu Pemutus Sirkuit Miniatur?

Pemutus Sirkuit Miniatur ditemukan hampir di mana-mana di mana daya listrik perlu dikontrol. MCB memiliki aplikasi dari rumah tangga biasa hingga mesin dan bangunan industri. Jika Anda adalah seseorang yang baru mengenal MCB, Anda mungkin pernah melihat salah satu dari ini di papan distribusi di rumah Anda:

MCB biasanya ditempatkan setelah RCCB (Pemutus Sirkuit Arus Sisa) di papan distribusi untuk mengalihkan daya ke sirkuit atau alat tertentu. Dalam aplikasi rumah tangga, ini bisa berupa suplai listrik ke ruangan atau bagiannya seperti lampu atau stopkontak.

Pemutus Sirkuit Miniatur pada dasarnya adalah sakelar hidup/mati yang memiliki fitur keamanan tambahan yang disebut 'perlindungan arus berlebih/sirkuit pendek'. MCB dinilai untuk arus maksimum tertentu. Jika arus yang melalui MCb lebih tinggi dari nilai itu, ia dapat secara otomatis mematikan dan melindungi rangkaian lainnya.

Ini sangat menguntungkan dibandingkan sekering tradisional karena sekering perlu diganti setelah kejadian arus berlebih tersebut. MCB tidak perlu diganti karena kita dapat dengan mudah menyalakannya kembali setelah memperbaiki kesalahan pada sistem. Aktuator di dalamnya dimuati pegas dan posisi off ada di bawah. Ini dilakukan dengan tujuan untuk memberikan tindakan pemutusan cepat jika terjadi kesalahan pada rangkaian.

Prinsip Kerja Pemutus Sirkuit Miniatur

Pemutus Sirkuit Miniatur adalah perangkat yang relatif sederhana yang bertindak sebagai sakelar mekanis dengan pemutus arus berlebih. Mereka sangat mudah dipasang dan dioperasikan dan seringkali tidak membutuhkan biaya mahal untuk dipasang. Mari kita lihat cara kerja internal MCB dan cara kerjanya.

Prinsip fungsional MCB didasarkan pada fenomena sederhana namun menarik dalam fisika. Ini disebut 'ekspansi termal' dari strip bi-logam. Ini adalah prinsip yang sama yang digunakan pada setrika untuk menghidupkan/mematikan elemen pemanas secara otomatis untuk mempertahankan suhu yang disetel.

Biasanya, ketika arus listrik mengalir melalui konduktor, ia cenderung memanas. Hal ini menyebabkan konduktor logam 'memperluas' memanjang. Jika logam seragam dan terbuat dari bahan yang sama, peningkatan ini linier dan dapat diamati dengan mengukur perbedaan panjang sebelum dan sesudah pemanasan. Bahan yang berbeda memuai secara berbeda di bawah suhu yang sama.

Strip bi-metal, seperti namanya, terbuat dari dua logam berbeda yang dihubungkan bersama. Ketika dipanaskan, bukannya memanjang secara linier, strip bi-logam cenderung 'membungkuk' karena koefisien ekspansi yang berbeda dari kedua logam. Strip bi-logam ini adalah bagian dari jalur konduktif. Ketika arus mengalir melalui konduktor ini ketika sakelar dalam posisi 'on', ia akan sedikit memanas.

Strip ini dirancang khusus untuk memungkinkan sejumlah arus (yaitu 20A) tanpa menyebabkan terlalu banyak defleksi. Dan ini adalah peringkat MCB. Ketika arus melebihi nilai ini, strip bi-logam menekuk dan melepaskan kait elektro-mekanis untuk segera memutuskan jalur konduksi. Ini hanya membutuhkan sepersekian detik karena itu melindungi perangkat yang terhubung melalui MCB.

Sakelar di dalam MCB terkunci secara mekanis di bawah tegangan pegas. Karena itu, meskipun strip bi-metal mendingin setelah sakelar mati, itu tidak akan hidup kembali secara otomatis. Kita perlu menyalakannya lagi secara manual. Ini memungkinkan kami untuk memecahkan masalah dan memperbaiki masalah sebelum menyalakan kembali MCB.

Jenis Pemutus Sirkuit Miniatur

MCB tersedia dalam berbagai ukuran, peringkat, dan jenis yang dapat Anda pilih untuk aplikasi khusus Anda. Meskipun fungsi dasarnya sama untuk semua jenis dan model, Anda perlu memilih jenis terbaik untuk aplikasi tersebut guna memastikannya bekerja dengan sempurna.

Ada enam jenis dari pemutus sirkuit miniatur. Mereka adalah tipe A, B, C, DK dan Z. Tipe B, C dan D adalah jenis utama. K dan Z kurang umum dan sangat terspesialisasi untuk aplikasi spesifik tertentu. Peringkat ini didasarkan pada parameter yang disebut 'kurva perjalanan'. Kurva trip adalah respon MCB terhadap aliran arus.

MCB Tipe A

MCB yang termasuk dalam kategori A sangat sensitif terhadap aliran arus. Mereka sangat sensitif sehingga sangat jarang digunakan. MCB tipe A dapat trip sekitar 2x hingga 3x arus pengenal perangkat. Ini digunakan untuk melindungi perangkat yang sangat sensitif seperti semikonduktor.

MCB Tipe B

MCB tipe B trip sekitar 3x hingga 5x arus pengenal. Ini dapat bertindak secepat 40 milidetik atau selambat 13 detik tergantung pada modelnya. Ini umumnya digunakan untuk mengontrol sirkuit pencahayaan domestik dan industri.

MCB Tipe C

Trip ini pada arus sekitar 5x hingga 10x kali arus pengenal. Waktu tripping bisa antara 40 milidetik hingga 5 detik. MCB tipe C adalah pilihan yang baik untuk sirkuit yang menggunakan motor seperti kipas, motor listrik, transformator, dan oven microwave.

MCB Tipe D

MCB tipe D adalah tipe MCB yang paling tidak sensitif. Ini dapat menahan hingga 10x hingga 20x kali arus pengenal untuk melindungi alat berat seperti UPS, motor besar, mesin las, dan mesin sinar-x. Ini menarik arus masuk yang besar oleh karena itu MCB tipe D dapat dengan aman menahan arus sambil juga memberikan keamanan jika terjadi korsleting.

Tipe K MCB

Ini mirip dengan MCB tipe D, tetapi lebih responsif daripada mereka. Ini menawarkan waktu perjalanan yang lebih cepat oleh karena itu terkadang bisa lebih cocok daripada MCB tipe D.

Tipe Z MCB

Ini adalah versi MCB tipe A yang lebih responsif. MCB tipe K beroperasi pada aliran arus 2 hingga 3 kali nilai pengenal dalam 0.1 detik (100 milidetik).

Diagram Pemutus Sirkuit Miniatur

Mari kita lihat diagram internal MCB. MCB adalah singkatan dari Pemutus Sirkuit miniatur, saklar yang dapat secara otomatis memutus suplai daya listrik ke suatu rangkaian pada saat terjadi arus lebih. Ada banyak komponen elektromekanis di dalam rumah MCB.

Bagian utama yang terlihat dari luar adalah terminal itu sendiri. Ada dua terminal, satu untuk input dan satu untuk output. Saat memasang kabel, Anda harus berhati-hati untuk tidak menukarnya.

Mungkin ada satu atau beberapa tuas yang diikat bersama di MCB (tergantung pada jumlah kutub) untuk menghidupkan dan mematikan perangkat secara manual. Ini terhubung ke kontak logam (satu menjadi strip bi-logam dan yang lainnya menjadi kontak logam tetap) yang membentuk sambungan listrik antara terminal input dan output.

Untuk memicu perlindungan, ada solenoid elektromagnetik yang melepaskan kontak pegas untuk memisahkannya secara instan. Model MCB yang lebih baru berisi unit tambahan yang disebut 'ruang busur' yang membantu mencegah pembentukan busur listrik saat memutuskan sambungan. Ini sangat berguna dalam aplikasi beban induktif arus tinggi seperti motor besar untuk melindungi MCB saat membuka kontaknya saat beban diberi daya.

Gambar di bawah menunjukkan diagram rangkaian sederhana dari MCB yang menampilkan batang trip (tuas), kait dan kontak logam bersama dengan filamen bimetal.

Sekarang, mari kita lihat kabel rumah tangga biasa yang menggunakan pemutus sirkuit mini:

Diagram Pengkabelan MCB

Diagram berikut menunjukkan kabel listrik fase tunggal dari papan distribusi untuk aplikasi rumah tangga.

Listrik dari jaringan nasional memasuki bangunan melalui meter kilowatt-jam dan MCB dua kutub untuk mengisolasi bangunan sepenuhnya jika dan bila diperlukan. Ini juga bertindak sebagai perlindungan sekunder karena ini tidak lain adalah MCB.

Kemudian, suplai dilewatkan melalui perangkat RCCB (Residual Current Circuit Breaker). Ini sangat sensitif terhadap kebocoran arus dan trip jika ada ketidakseimbangan arus pada kabel hidup dan netral. Inilah yang melindungi pengguna dari sengatan listrik.

Setelah RCCB, kabel netral terhubung ke bus-bar dan didistribusikan ke sub-sirkuit. Live terhubung ke satu atau lebih input MCB untuk membentuk subsirkuit. Output dari setiap MCB terhubung ke subcircuit yang berbeda. Dalam aplikasi rumah tangga biasa, subsirkuit ini dapat berupa ruang tamu, kamar tidur, beranda, dan dapur. Subsirkuit logis ini memungkinkan kontrol lebih besar atas keamanan listrik tempat.

Harga Pemutus Sirkuit Miniatur

Pemutus sirkuit miniatur tersedia dalam berbagai jenis dan konfigurasi. Tidak ada harga tetap per kategori dan dapat bervariasi antar produsen juga. Juga, perlu dicatat bahwa ada dua jenis utama MCB, AC dan DC pemutus. Untuk aplikasi arus searah (DC), AC MCB tidak boleh digunakan.

Mulai dari keperluan domestik dan umum, aplikasi arus rendah, MCB dapat dikenakan biaya mulai dari $3-$4 hingga ratusan dolar berdasarkan fitur dan waktu reaksinya.

Penggunaan Pemutus Sirkuit Miniatur

MCB menemukan aplikasinya dalam banyak skenario berbeda.

Sirkuit domestik
- MCB digunakan dalam aplikasi rumah tangga untuk mencegah kelebihan beban dan bahaya kebakaran terkait.
Pemanasan dan Pencahayaan
- Baik dalam tujuan umum maupun aplikasi industri, sistem pemanas dan pencahayaan berdaya tinggi dapat memberikan tekanan besar pada sistem kelistrikan. MCB membantu mendistribusikan beban antar sub-sirkuit untuk menangani permintaan dengan lebih baik dan menghapus bagian mana pun jika tidak diperlukan.
Aplikasi industri
- Mulai dari kontrol motor hingga alat berat hingga 30kA (30,000A) catu daya dikendalikan menggunakan MCB dan rekan kasarnya, MCCB (Molded Case Circuit Breakers

Operasi MCB

Seperti yang telah kita bahas di atas, ada beberapa komponen utama di dalam MCB:

Memalangi
solenoid
Beralih
Penyelam
Terminal masuk
Pemegang Arc Chutes
Peluncuran Busur
Kontak Dinamis
Kontak Tetap
Pemegang Rel Din
Terminal Keluar
Pembawa Strip Bi-logam
Strip Bi-logam

Dalam operasi normalnya, kontak dinamis dan kontak tetap terhubung bersama ketika sakelar dalam posisi ON. Pada titik ini, plunger juga dikencangkan menggunakan pegas bawaan, yang siap dilepaskan saat dibutuhkan.

Arus melewati dari terminal input ke terminal keluar melalui kontak tetap dan dinamis dan strip bimetal.

Ketika arus melewati ambang MCB, strip bi-logam mulai membelok ke satu sisi. Ketika membelok melewati ambang batas maksimum (yang berarti arusnya terlalu tinggi), ia mengaktifkan solenoid dan langsung melepaskan plunger. Tindakan ini memutuskan kontak antara kontak dinamis dan kontak tetap dengan memindahkan kontak dinamis menjauh dari kontak tetap.

Gambar di bawah menunjukkan status kerja normal (kiri) dan status MCB tersandung (terbuka).

Setelah tersandung, MCB tidak dapat menyala secara otomatis. Pengguna harus menyalakan MCB secara manual untuk memulihkan daya ke sirkuit. Ini mengingatkan teknisi listrik untuk memeriksa sirkuit jika ada kesalahan dan memperbaikinya sebelum menyalakan sirkuit lagi.

Bagaimana Memilih MCB yang Tepat untuk Beban Berbeda?

Meskipun semua jenis MCB mengikuti prinsip fungsional yang sama, mereka tidak memiliki kinerja yang sama dalam hal waktu respons dan peringkat arus. Oleh karena itu, mungkin tidak cocok untuk mengganti MCB dengan jenis yang berbeda.

Saat membeli/memilih pemutus sirkuit mini untuk aplikasi tertentu, praktik yang biasa dilakukan adalah menghitung kebutuhan arus dari rangkaian yang dialihkan dan memilih MCB yang memiliki peringkat arus yang sama atau lebih baik. Ini umumnya merupakan praktik yang buruk karena ada sekumpulan informasi yang terkait dengan MCB yang perlu diperhatikan.

Mari kita mulai dengan tanda-tanda yang ditemukan pada tubuh MCB.

Ada sejumlah parameter yang ditandai pada rumah MCB. Terkadang tidak semuanya akan tersedia di MCB oleh pabrikan tertentu, tetapi tanda yang paling penting akan selalu tercetak pada unit.

Mari kita lihat atribut yang perlu kita pertimbangkan saat memilih MCB:

Peringkat kurva arus MCB
- Ditandai sebagai Axx, Bxx, Cxx, Dxx, Kxx atau Zxx (di mana xx adalah arus dalam Ampere), ini menunjukkan aplikasi yang dimaksudkan untuk MCB. Sebagai contoh, Tipe B lebih cocok untuk beban resistif murni seperti penerangan dan pemanas. C adalah untuk beban induktif seperti kipas dan motor. Jenis C umum karena dapat dengan mudah menangani beban resistif murni juga. Jenis D adalah untuk beban yang sangat induktif seperti motor bertenaga (pompa air, pompa submersible, kipas industri) dll. Meskipun tidak umum, tipe A, K dan Z juga ada. Tipe A sangat sensitif dan K dan Z kurang sensitif dibandingkan B, C dan D.
Tegangan Operasi
- Tegangan ini disebutkan terkait dengan jumlah fasa sistem. Jika MCB dimaksudkan untuk digunakan dalam sistem satu fasa, tegangannya akan menjadi 230V atau 240V. Untuk sistem tiga fase akan ditandai sebagai 400V atau 415V.
Kapasitas Pemutusan MCB
- Ini adalah arus maksimum absolut yang dapat diputus dengan aman oleh MCB jika terjadi lonjakan arus/sirkuit pendek yang sangat besar. Ini ditulis dalam angka. Misalnya, MCB yang ditunjukkan di atas memiliki tanda '6000'. Ini berarti bahwa MCB dapat dengan aman memutus arus hingga 6000A (6kA).
Kelas energi
- Ditunjukkan dalam Joule per detik, ini adalah energi maksimum yang MCB dapat terus dibiarkan ada dalam sistem. Ada tiga kelas, 1 sampai 3 yang menunjukkan parameter ini. MCB yang ditampilkan di sini adalah Kelas 3, yang memungkinkan 1.5 Joule/detik

Informasi lainnya adalah khusus pabrikan dan dapat bervariasi dari pabrikan ke pabrikan.