Jenis Pemutus Sirkuit dan Kepentingannya

Jenis Pemutus Sirkuit dan Kepentingannya

Dalam dunia kelistrikan dan elektronika, sering terjadi kecelakaan yang terjadi. Ini akan menyebabkan kerusakan parah pada gedung, kantor, rumah, sekolah, industri, dll. Arus dan voltase yang dipercaya tidak benar, meskipun tindakan pengamanan sudah diambil. Setelah pemutus sirkuit dipasang, ia akan mengontrol kenaikan tegangan dan arus yang tiba-tiba. Ini akan membantu dari kecelakaan apa pun. Pemutus sirkuit seperti jantung dari sistem kelistrikan. Ada berbagai jenis pemutus sirkuit yang dipasang sesuai dengan peringkat sistem. Di rumah, berbagai jenis pemutus arus digunakan dan untuk industri, jenis pemutus arus lain digunakan. Mari kita bahas berbagai jenis pemutus sirkuit dan kepentingannya secara rinci.



Apa itu Pemutus Sirkuit?

Pemutus sirkuit listrik adalah perangkat switching yang dapat dioperasikan secara otomatis atau manual untuk melindungi dan mengendalikan sistem tenaga listrik . Dalam sistem tenaga modern, desain pemutus sirkuit telah berubah tergantung pada arus yang besar dan untuk mencegah busur listrik saat beroperasi.


Pemutus arus

Pemutus arus





Listrik yang masuk ke rumah atau kantor atau sekolah atau industri atau tempat lain dari jaringan distribusi tenaga listrik membentuk sirkuit besar. Garis-garis yang terhubung ke pembangkit listrik yang terbentuk di satu ujung disebut kabel panas dan jalur lainnya yang terhubung ke tanah membentuk ujung yang lain. Setiap kali muatan listrik mengalir di antara dua garis ini, ia mengembangkan potensi di antara keduanya. Untuk rangkaian lengkap, koneksi beban (peralatan) menawarkan hambatan terhadap aliran muatan dan seluruh sistem kelistrikan di dalam rumah atau industri akan bekerja dengan lancar.

Mereka bekerja dengan lancar selama peralatan memiliki ketahanan yang cukup dan tidak menyebabkan arus atau tegangan berlebih. Alasan untuk memanaskan kabel adalah terlalu banyaknya muatan yang mengalir melalui rangkaian atau hubungan arus pendek atau hubungan mendadak dari kabel ujung panas ke kabel pembumian akan memanaskan kabel, menyebabkan kebakaran. Pemutus sirkuit akan mencegah situasi seperti itu yang hanya memutus sirkuit yang tersisa.



Kerja Dasar Jenis Pemutus Sirkuit

Nah, kita tahu apa itu circuit breaker . Sekarang, bagian ini menjelaskan tentang prinsip kerja pemutus sirkuit .

Sebagai seorang insinyur listrik, sangat penting untuk mengetahui pengoperasian perangkat ini, tidak hanya seorang insinyur tetapi juga untuk semua orang yang ada di domain ini, mereka perlu menyadari hal ini. Perangkat ini mencakup sepasang elektroda di mana yang satu statis dan yang lainnya dapat digerakkan. Ketika dua kontak membuat kontak, sirkuit ditutup dan ketika kontak ini tidak bersama, sirkuit bergerak ke keadaan tertutup. Operasi ini tergantung pada kebutuhan pekerja apakah sirkuit harus dalam keadaan BUKA atau TUTUP di fase awal.


Kondisi 1: Asumsikan bahwa perangkat ditutup pada tahap pertama untuk membuat sirkuit, ketika terjadi kerusakan atau ketika pekerja berpikir untuk BUKA, maka indikator logis menstimulasi relai perjalanan yang memutuskan kedua kontak dengan memberikan gerakan ke kumparan bergerak yang jauh ke kumparan konstan.

Operasi ini tampaknya sangat sederhana dan mudah, tetapi komplikasi sebenarnya adalah bahwa ketika beberapa kontak saling berjauhan maka akan ada variasi potensial sementara yang sangat besar di antara beberapa kontak yang memfasilitasi transisi elektron besar dari potensial tinggi ke rendah. Sedangkan celah sementara antara kontak ini mengoperasikan dielektrik untuk elektron berpindah dari satu elektroda ke elektroda lainnya.

Ketika variasi potensial lebih dari gaya kekuatan dielektrik, maka akan terjadi perpindahan elektron dari satu elektroda ke elektroda lainnya. Ini mengionisasi mode dielektrik yang mungkin mengarah pada penciptaan penyalaan besar di antara elektroda. Pengapian ini disebut sebagai BUSUR . Bahkan penyalaan ini bertahan selama beberapa mikrodetik, ia memiliki kemampuan untuk merusak seluruh perangkat pemutus yang menyebabkan kerusakan pada seluruh peralatan dan casing. Untuk menghilangkan pengapian ini, kemampuan dielektrik yang memisahkan kedua elektroda perlu dipadamkan terlebih dahulu sebelum rangkaian mengalami kerusakan.

Fenomena Busur

Selama pengoperasian pemutus sirkuit, busur adalah salah satu yang perlu diamati dengan jelas. Sehingga fenomena busur di pemutus sirkuit terjadi pada saat kasus yang salah. Misalnya, ketika ada aliran arus yang luas melintasi kontak sebelum pendekatan defensif terjadi dan memulai kontak.

Pada saat kontak dalam kondisi OPEN maka luas kontak akan berkurang dengan cepat dan terjadi peningkatan massa jenis arus karena arus SC yang besar. Fenomena ini mengarah pada kenaikan suhu dan pembentukan panas ini cukup untuk media interupsi pengion. Media terionisasi berfungsi sebagai konduktor dan busur tertahan di antara kontak. Busur menciptakan jalur resistansi minimal untuk kontak dan akan ada aliran arus besar selama busur ada. Kondisi ini merusak pengoperasian pemutus arus.

Mengapa Arc Terjadi?

Sebelum mengetahui pendekatan terminasi busur, mari kita evaluasi parameter-parameter yang dapat dipertanggungjawabkan terjadinya busur. Alasannya adalah:

  • Variasi potensial yang ada di antara kontak
  • Partikel terionisasi yang berada di antara kontak

Variasi potensial yang berada di antara kontak-kontak ini cukup untuk keberadaan busur karena jarak kontaknya minimal. Selain itu, media ionisasi memiliki kemampuan untuk mengawetkan busur.

Ini adalah alasan untuk busur tersebut generasi.

Klasifikasi Pemutus Sirkuit

Berbagai jenis pemutus arus tegangan tinggi meliputi yang berikut ini

  • Pemutus Sirkuit Udara
  • Pemutus Sirkuit SF6
  • Pemutus Sirkuit Vakum
  • Pemutus Sirkuit Minyak
  • Pemutus Sirkuit Udara
Jenis Pemutus Sirkuit

Jenis Pemutus Sirkuit

Pemutus Sirkuit Udara

Pemutus sirkuit ini akan beroperasi di udara dengan media pendinginan berupa Busur pada tekanan atmosfer. Di banyak negara, pemutus sirkuit udara diganti dengan pemutus sirkuit oli. Tentang oil circuit breaker akan kita bahas nanti di artikel. Dengan demikian pentingnya ACB masih menjadi pilihan yang lebih disukai untuk menggunakan pemutus sirkuit udara hingga 15KV. Ini karena pemutus sirkuit oli dapat terbakar saat digunakan pada 15V.

Pemutus Sirkuit Jenis Udara

Pemutus Sirkuit Jenis Udara

Dua jenis pemutus sirkuit udara tersebut adalah

  • Pemutus sirkuit udara biasa
  • Pemutus Sirkuit Ledakan Udara

Pemutus Sirkuit Udara Biasa

Pemutus sirkuit udara biasa juga disebut Pemutus Sirkuit Lintas-ledakan. Dalam hal ini, pemutus sirkuit dilengkapi dengan ruang yang mengelilingi kontak. Ruang ini dikenal sebagai saluran busur.

Busur ini dibuat untuk melaju di dalamnya. Dalam mencapai pendinginan pemutus sirkuit udara, saluran busur akan membantu. Dari bahan tahan api, dibuatkan saluran busur. Dinding bagian dalam saluran busur dibentuk sedemikian rupa sehingga busur tidak dipaksa mendekat. Ini akan masuk ke saluran berliku yang diproyeksikan pada dinding saluran busur.

Saluran busur akan memiliki banyak kompartemen kecil dan memiliki banyak divisi yang merupakan pelat yang dipisahkan logam. Di sini setiap kompartemen kecil berperilaku sebagai saluran busur mini dan pelat pemisah logam bertindak seperti pemisah busur. Semua tegangan busur akan lebih tinggi dari tegangan sistem saat busur akan terpecah menjadi serangkaian busur. Ini hanya disukai untuk aplikasi tegangan rendah.

Pemutus Sirkuit Ledakan Udara

Pemutus sirkuit airblast digunakan untuk tegangan sistem 245 kV, 420 kV, dan bahkan lebih. Pemutus sirkuit semburan udara terdiri dari dua jenis:

  • Pemecah ledakan aksial
  • Ledakan aksial dengan kontak bergerak geser.

Pemecah Ledakan Aksial

Pada pemecah ledakan aksial, kontak bergerak dari pemecah ledakan aksial akan bersentuhan. Lubang nosel dipasang pada kontak pemutus pada kondisi tertutup normal. Kesalahan terjadi ketika tekanan tinggi dimasukkan ke dalam ruang. Tegangan cukup untuk menahan udara bertekanan tinggi saat dialirkan melalui lubang nosel.

Jenis Ledakan Udara

Jenis Ledakan Udara

Keuntungan dari Gelas Sirkuit Udara-Blast
  • Ini digunakan di mana operasi yang sering diperlukan karena energi busur yang lebih rendah.
  • Ini bebas risiko dari api.
  • Berukuran kecil.
  • Ini membutuhkan lebih sedikit perawatan.
  • Pendinginan busur jauh lebih cepat
  • Kecepatan pemutus sirkuit jauh lebih tinggi.
  • Durasi waktu busur sama untuk semua nilai arus.
Kerugian dari Pemutus Sirkuit Ledakan Udara
  • Ini membutuhkan perawatan tambahan.
  • Udara memiliki sifat pemadam busur yang relatif lebih rendah
  • Ini berisi kompresor udara berkapasitas tinggi.
  • Dari sambungan pipa udara, mungkin ada kemungkinan kebocoran tekanan udara
  • Ada kemungkinan kenaikan tingkat tinggi dari pemutusan arus dan tegangan yang kembali menyambar.
Aplikasi dan Penggunaan Pemutus Sirkuit Udara
  • Ini digunakan untuk perlindungan tanaman, mesin listrik, transformator, kapasitor, dan generator
  • Pemutus sirkuit udara juga digunakan dalam sistem pembagian Listrik dan GND sekitar 15Kv
  • Juga digunakan dalam aplikasi Arus dan tegangan Rendah serta Tinggi.

Pemutus Sirkuit SF6

Dalam pemutus sirkuit SF6, kontak pembawa arus beroperasi dalam gas sulfur heksafluorida yang dikenal sebagai pemutus sirkuit SF6. Ini adalah properti isolasi yang sangat baik dan elektro-negativitas tinggi. Dapat dipahami bahwa, afinitas tinggi menyerap elektron bebas. Ion negatif terbentuk ketika elektron bebas bertabrakan dengan molekul gas SF6, ia diserap oleh molekul gas tersebut. Dua cara berbeda untuk menempelkan elektron dengan molekul gas SF6 adalah

SF6 + e = SF6
SF6 + e = SF5- + F

Ion negatif yang terbentuk akan lebih berat daripada elektron bebas. Oleh karena itu, jika dibandingkan dengan gas umum lainnya, mobilitas keseluruhan partikel bermuatan dalam gas SF6 jauh lebih sedikit. Mobilitas partikel bermuatan sebagian besar bertanggung jawab untuk mengalirkan arus melalui gas. Oleh karena itu, untuk partikel bermuatan yang lebih berat dan lebih sedikit dalam gas SF6, ia memperoleh kekuatan dielektrik yang sangat tinggi. Gas ini memiliki sifat perpindahan panas yang baik karena viskositas gas yang rendah. SF6 100 kali lebih efektif dalam media pendinginan busur daripada pemutus sirkuit udara. Ini digunakan untuk sistem tenaga listrik tegangan menengah dan tinggi dari 33KV hingga 800KV.

Pemutus Sirkuit SF6

Pemutus Sirkuit SF6

Jenis Pemutus Sirkuit di SF6

  • Pemutus sirkuit SF6 interrupter tunggal diterapkan hingga 220
  • Dua pemutus sirkuit SF6 interupsi diterapkan hingga 400
  • Empat pemutus pemutus sirkuit SF6 diterapkan hingga 715V

Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum adalah sirkuit di mana vakum digunakan untuk memusnahkan busur. Ini memiliki karakter pemulihan dielektrik, interupsi yang sangat baik, dan dapat mengganggu arus frekuensi tinggi yang dihasilkan dari ketidakstabilan busur, ditumpangkan pada arus frekuensi saluran.

Prinsip operasi VCB akan memiliki dua kontak yang disebut elektroda akan tetap tertutup dalam kondisi operasi normal. Misalkan ketika kesalahan terjadi di bagian manapun dari sistem, maka kumparan trip dari pemutus sirkuit mendapat energi dan akhirnya, kontak dipisahkan.

Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus Sirkuit Vakum

Kontak momen pemutus dibuka dalam ruang hampa, yaitu 10-7 hingga 10-5 Torr, busur dihasilkan antara kontak oleh ionisasi uap logam kontak. Di sini busur dengan cepat padam, ini terjadi karena elektron, uap logam, dan ion yang dihasilkan selama busur, mengembun dengan cepat di permukaan kontak CB, menghasilkan pemulihan cepat kekuatan dielektrik.

Keuntungan

  • VCB dapat diandalkan, kompak, dan tahan lama
  • Mereka dapat mengganggu arus gangguan apa pun.
  • Tidak akan ada bahaya kebakaran.
  • Tidak ada suara yang dihasilkan
  • Ini memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi.
  • Ini membutuhkan lebih sedikit daya untuk operasi kontrol.

Pemutus Sirkuit Minyak

Dalam jenis sirkuit ini, minyak pemutus digunakan, tetapi minyak mineral lebih disukai. Ini bertindak sebagai properti isolasi yang lebih baik daripada udara. Kontak yang bergerak dan kontak tetap direndam di dalam minyak isolasi. Ketika pemisahan arus terjadi, maka kontak pembawa dalam minyak, busur di pemutus sirkuit diinisialisasi pada saat pemisahan kontak, dan karena busur ini dalam minyak menguap dan terurai menjadi gas hidrogen dan akhirnya menciptakan a gelembung hidrogen di sekitar busur.

Gelembung gas yang sangat terkompresi di sekitar dan busur ini mencegah pemogokan ulang busur setelah arus mencapai nol persimpangan siklus. OCB adalah jenis pemutus sirkuit tertua.

Berbagai Jenis Pemutus Sirkuit dalam Jenis Oli

  • Pemutus sirkuit oli curah
  • Pemutus sirkuit oli minimum

Pemutus Sirkuit Minyak Curah (BOCB)

Di BOCB, oli digunakan untuk membengkokkan media quenching dan juga untuk media insulasi di antara bagian pembumian pemutus sirkuit dan kontak pembawa arus. Minyak isolasi transformator yang sama digunakan.

Prinsip kerja Dewan Komisaris mengatakan ketika kontak pembawa arus dalam minyak dipisahkan, maka akan dihasilkan busur antara kontak yang dipisahkan. Busur yang terbentuk akan menghasilkan gelembung gas yang berkembang pesat di sekitar busur tersebut. Kontak yang bergerak akan menjauh dari kontak tetap busur dan ini menghasilkan resistansi busur meningkat. Di sini resistensi yang meningkat akan menyebabkan penurunan suhu. Karenanya formasi gas yang berkurang mengelilingi busur.

Ketika arus melewati zero-crossing, arc quenching di Dewan Komisaris terjadi. Di dalam wadah yang benar-benar kedap udara, gelembung gas tertutup di dalam minyak. Minyak akan mengelilingi dengan tekanan tinggi pada gelembung, ini menghasilkan gas yang sangat terkompresi di sekitar busur. Ketika tekanan dinaikkan, deionisasi gas juga meningkat, yang mengakibatkan quenching busur. Gas hidrogen akan membantu mendinginkan arc quenching di pemutus sirkuit oli.

Keuntungan
  • Properti pendinginan yang baik karena dekomposisi
  • Minyak memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi
  • Ini bertindak sebagai penyekat antara bumi dan bagian aktif.
  • Minyak yang digunakan di sini akan menyerap energi busur saat membusuk
Kekurangan
  • Ini tidak akan mengizinkan interupsi berkecepatan tinggi
  • Ini membutuhkan waktu yang lama.

Pemutus Sirkuit Oli Minimum

Ini adalah pemutus sirkuit yang memanfaatkan oli sebagai media interupsi. Pemutus sirkuit oli minimum akan menempatkan unit interupsi di ruang isolasi di potensial hidup. Tetapi bahan isolasi tersedia di ruang interupsi. Ini membutuhkan lebih sedikit oli sehingga disebut pemutus sirkuit oli minimum.

Keuntungan
  • Ini membutuhkan lebih sedikit perawatan.
  • Sangat cocok untuk operasi otomatis dan manual.
  • Ini membutuhkan ruang yang lebih kecil
  • Biaya kapasitas pemutusan di MVA juga lebih sedikit.
Kekurangan
  • Minyak memburuk karena karbonisasi.
  • Ada kemungkinan ledakan dan kebakaran
  • Karena jumlah minyaknya lebih kecil, maka karbonisasi meningkat.
  • Sangat sulit untuk menghilangkan gas dari ruang antara kontak.

Selain itu, pemutus sirkuit diklasifikasikan berdasarkan jenis yang berbeda dan itu adalah:

Berdasarkan Kelas Tegangan

Kategorisasi awal pemutus sirkuit bergantung pada tegangan fungsional yang akan digunakan. Terutama ada dua jenis jenis pemutus sirkuit berbasis tegangan dan itu adalah:

  • Tegangan Tinggi - Untuk diterapkan pada level tegangan lebih dari 1000V. Ini dibagi lagi menjadi perangkat 75kV dan 123kV.
  • Tegangan Rendah - Untuk diterapkan pada level tegangan di bawah 1000V
Berdasarkan Jenis Instalasi

Perangkat ini juga dibagi tergantung pada lokasi pemasangan yang berarti lokasi tertutup atau terbuka. Secara umum, ini dioperasikan pada level tegangan yang sangat tinggi. Pemutus sirkuit tertutup dirancang untuk digunakan secara internal ke gedung atau yang memiliki senyawa tahan cuaca. Variasi penting yang ada di antara kedua jenis ini adalah konstruksi pengepakan dan senyawa sedangkan desain internal seperti peralatan penahan arus dan fungsinya hampir serupa.

Berdasarkan Jenis Desain Eksternal

Bergantung pada desain konstruksi fisik, pemutus sirkuit terdiri dari dua jenis:

Tipe Tangki Mati - Di sini, peralatan sakelar ditempatkan di bejana di potensi dasar dan ini ditutup oleh media pelindung dan interrupter. Ini sebagian besar digunakan di negara bagian AS.

Tipe Tangki Hidup - Di sini, peralatan sakelar ditempatkan di kapal pada potensi maksimum dan ini ditutup oleh media pelindung dan interrupter. Ini sebagian besar digunakan di negara-negara Eropa dan Asia

Berdasarkan Jenis Media Interupsi

Ini adalah kategorisasi penting dari pemutus sirkuit. Di sini, perangkat diklasifikasikan tergantung pada pendekatan penghancuran busur dan pada media interupsi. Secara umum, keduanya muncul sebagai parameter penting dalam konstruksi pemutus sirkuit dan mengatur faktor konstruksi lainnya. Sebagian besar, minyak dan udara digunakan sebagai media interupsi. Selain itu, ada juga Sulphur Hexafluoride dan vakum yang bertindak sebagai media interupsi. Keduanya paling banyak digunakan hari ini.

Pemutus Sirkuit HVDC

Ini adalah perangkat switching yang menghalangi aliran arus umum di sirkuit. Jika terjadi kerusakan, maka jarak antara kontak mekanis di perangkat akan tercipta sehingga pemutus sirkuit bergerak ke kondisi OPEN. Di sini, pemutus sirkuit agak rumit karena aliran arus hanya searah dan tidak ada arus nol. Penggunaan penting perangkat ini adalah untuk menghalangi kisaran tegangan tinggi DC di sirkuit. Sedangkan rangkaian AC secara mulus menghalangi busur pada kondisi arus nol karena disipasi energinya hampir nol. Jarak kontak perlu mendapatkan kembali kemampuan dielektrik untuk menanggung tingkat pemulihan tegangan sementara.

Operasi HVDC

Operasi HVDC

Dalam kasus perangkat pemutus sirkuit DC, masalahnya lebih rumit karena gelombang DC tidak akan memiliki arus nol. Dan obstruksi busur wajib mengarah pada pengembangan tingkat tegangan pemulihan transien yang sangat besar dan tidak memiliki obstruksi busur dan menyebabkan kerusakan akhir pada kontak mekanis. Dalam pembangunan perangkat HVDC, sebagian besar telah mengalami tiga masalah yaitu:

  • Halangan restriking busur
  • Intemperance energi yang disimpan
  • Generasi arus nol buatan

Pemutus Sirkuit Standar

Perangkat ini sangat memperhatikan fungsionalitas perangkat. Pemutus sirkuit standar ini memiliki kutub tunggal dan kutub ganda.

Pemutus Sirkuit Tiang Tunggal

Perangkat ini memiliki fitur

  • Sebagian besar digunakan dalam aplikasi rumah tangga
  • Melindungi kabel berenergi tunggal
  • Ini memberikan tegangan hampir 120V ke sirkuit
  • Mereka memiliki kemampuan untuk mengelola 15 amp hingga 30 amp
  • Pemutus tiang tunggal ada dalam tiga varietas dan berukuran penuh (memiliki lebar 1 inci), setengah ukuran (memiliki lebar setengah inci), dan kembar (memiliki lebar satu inci yang terdiri dari dua sakelar dan mengatur sepasang sirkuit).

Alat Pemutus Sirkuit Tiang Ganda

Perangkat ini memiliki fitur

  • Ini memberikan tegangan hampir 120V / 240V ke sirkuit
  • Mereka memiliki kemampuan untuk mengelola 15 amp hingga 30 amp
  • Sebagian besar digunakan dalam aplikasi besar seperti pemanas dan pengering
  • Lindungi dua kabel berenergi

Pada artikel ini, berbagai jenis pemutus sirkuit, yaitu Pemutus Sirkuit Udara, Pemutus Sirkuit SF6, Pemutus Sirkuit Vakum, dan Pemutus Sirkuit Oli telah dibahas secara rinci secara singkat hanya untuk memahami konsep dasar tentang pemutus sirkuit ini . Dan pembagiannya juga dibahas bersama dengan kelebihan dan kekurangannya. Kami telah membahas setiap konsep dengan sangat jelas. Jika Anda belum memahami salah satu topik, Anda merasa ada informasi yang hilang, atau untuk mengimplementasikan proyek kelistrikan untuk mahasiswa teknik, silakan berkomentar di bagian bawah.