Teknik Tenaga Listrik Mcb

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK

PENGAMAN HUBUNG SINGKAT

(MINIATUR CIRCUIT BREAKER/MCB)

Kelas LT 2B

Oleh:

Penanggung jawab : Itta Qullaha S. (3.39.10.0.10)

Anggota: Dwiono Parasdyo (3.39.10.0.07)

Farikha Himawati (3.39.10.0.08)

Gustaf Ade R. (3.39.10.0.09)

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO2012

PENGAMAN HUBUNG SINGKAT

(MINIATUR CIRCUIT BREAKER/MCB)

1. Tujuan

Setelah melaksanakan kegiatan praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat:

- Mahasiswa dapat menentukan dan menjelaskan karakteristik Miniatur Circuit

Breaker (MCB)

- Mahasiswa dapat memilih MCB sesuai dengan tujuan pemakaian

- Mahasiswa dapat mengetahui dan menjelaskan prinsip dari MCB

- Mahasiswa dapat menjelaskan cara kerja dari MCB

2. Pendahuluan

MCB (Miniatur Circuit Breaker) adalah suatu alat pengaman pemutus rangkaian listrik yang

bekerja secara otomatis. MCB berfungsi sebagai pengaman terhadap gangguan arus beban lebih

maupun gangguan arus hubung singkat atau pengaman kedua gangguan itu. MCB dilengkapi

dengan elemen magnetis untuk pengaman hubung singkat. Terdapat bermacam-macam MCB

antara lain: H, Z, G, L, U, K, dan V yang satu dengan yang lain mempunyai sifat/karakteristik

yang berbeda sesuai dengan tujuan pemakaiannya.

Miniatur Circuit Breaker (MCB) berfungsi sebagai peralatan pengaman terhadap gangguan

hubung singkat dan beban lebih yang mana akan memutuskan secara otomatis apabila melebihi

dari arus nominalnya, elemen penting MCB yaitu :

Terminal trip (Bimetal)

Elektromagnetik trip (coil)

Pemadam busur api

Mekanisme pemutusan

Berdasarkan konstruksinya, maka MCB memiliki dua cara pemutusan yaitu : pemutusan

bersarkan panas dan berdasarkan elektromagnetik.

Pemutusan berdasarkan panas dilakukan oleh batang bimetal, yaitu : perpaduan dua buah

logam yang berbeda koefisien muai logamnya. Jika terjadi arus lebih akibat beban lebih, maka

bimetal akan melengkung akibat panas dan akan mendorong tuas pemutus tersebut untuk

melepas kunci mekanisnya. Proteksi Beban Lebih (overload) (simbol seperti kotak dengan sisi

terbuka di kiri), Fungsi ini akan bekerja bila MCB mendeteksi arus listrik yang melebihi rating-

nya. Misalnya, suatu MCB mempunyai rating arus listrik 6A tetapi arus listrik aktual yang

mengalir melalui MCB tersebut ternyata 7A, maka MCB akan trip dengan delay waktu yang

cukup lama sejak MCB ini mendeteksi arus lebih tersebut. Lamanya waktu pemutusan arus ini

tergantung dari besarnya arus listrik. Semakin besar tentu akan semakin cepat. Fungsi strip

bimetal ini disebut dengan Thermal Trip. Saat arus listriknya sudah putus, maka bimetal akan

mendingin dan kembali normal. MCB bisa kembali mengalirkan arus listrik dengan

mengembalikan ke posisi “ON”. Proteksi Hubung Singkat (Short Circuit) (simbol lengkungan)

Pemutusan berdasarkan elektromagnetik dilakukan oleh koil, jika terjadi hubung singkat

maka koil akan terinduksi dan daerah sekitarnya akan terdapat medan magnet sehingga akan

menarik poros dan mengoperasikan tuas pemutus. Untuk menghindari dari efek lebur, maka

panas yang tinggi dapat terjadi bunga api yang pada saat pemutusan akan diredam oleh pemadam

busur api (arc-shute) dan bunga api yang timbul akan masuk melalui bilah-bilah arc-shute

tersebut. Fungsi proteksi ini akan bekerja bila terjadi korsleting atau hubung singkat arus listrik.

Terjadinya korsleting akan menimbulkan arus listrik yang sangat besar dan mengalir dalam

sistem instalasi listrik rumah.

Bagian MCB yang mendeteksi adalah bagian magnetic trip yang berupa solenoid (bentuknya

seperti coil/lilitan), dimana besarnya arus listrik yang mengalir akan menimbulkan gaya tarik

magnet di solenoid yang menarik switch pemutus aliran listrik. Sistem kerjanya cepat, karena

bertujuan menghindari kerusakan pada peralatan listrik.

3. Peralatan

ACPS 220 V : 1 buah

Trafo Arus 2000 VA : 1 buah

Tang Ampere : 1 buah

Stop Watch : 1 buah

MCB IN=2A : 1 buah

Kipas Angin : 1 buah

Kabel Jumper : 20 buah

4. Gambar RangkaianTang Ampere

220 V MCB

VACPS TRAFO ARUS 2000 VA

Gambar 1.1 Rangkaian MCB Karakteristik Panas

A

Actuator Lever atau toggle switch

Switch mekanis

Kontak arus listrik

Terminal

Bimetal

Baut untuk kalibrasi

Solenoid Coil 

Pemadam busur api

Ket:

VACPS TRAFO ARUS 2000 VA

Gambar 1.2 Rangkaian MCB Karakteristik Dingin

5. Langkah KerjaA. Percobaan MCB Karakteristik Panas

1. Memastikan alat dan bahan yang digunakan dalam keadaan baik dan tidak rusak,

lalu membuat rangkaian seperti gambar diagram rangkaian, ACPS pada

kedudukan 0 V dan MCB pada kedudukan ON.

2. Menghubungkan rangkaian pada sumber tegangan 220 V.

3. Memutar pemilih tegangan ACPS sampai Tang Ampere menunjukkan 4 kali arus

nominal (8A) hingga MCB terbuka atau trip.

4. Meng ONkan MCB bersamaan dengan mengaktifkan Stop Watch.

5. Menunggu sampai MCB membuka atau trip.

6. Pada saat MCB bekerja atau trip, bersamaan dengan itu hitungan pada Stop

Watch dihentikan.

7. Mencatat hasil pengamatan lamanya MCB trip ke dalam tabel.

8. Mengulangi langkah No. 3 sampai dengan 7 dengan setting arus yang diminta.

B. Percobaan MCB karakteristik Dingin

1. Memastikan alat dan bahan yang digunakan dalam keadaan baik dan tidak rusak, lalu membuat rangkaian seperti gambar diagram rangkaian, ACPS pada kedudukan 0 V dan MCB pada kedudukan ON. Siapkan kipas angin untuk mendinginkan MCB.

2. Menghubungkan rangkaian pada sumber tegangan 220 V.3. Memutar pemilih tegangan ACPS sampai Tang Ampere menunjukkan 4 kali arus

nominal (8A) hingga MCB terbuka atau trip.

A

220 V MCB

Tang amper

4. Meng ONkan MCB bersamaan dengan mengaktifkan Stop Watch.5. Menunggu sampai MCB membuka atau trip.6. Pada saat MCB bekerja atau trip, bersamaan dengan itu hitungan pada Stop

Watch dihentikan.7. Mencatat hasil pengamatan lamanya MCB trip ke dalam tabel.8. Mengulangi langkah No. 3 sampai dengan 7 dengan setting arus yang diminta.9. Jika semua percobaan telah selesai dilakukan periksa alat kembali dan kembalikan

ke tempat semula.

6. Data PercobaanTabel 1.1 MCB Karakteristik Panas

No. In = 2 A X Arus Nominal Waktu

1. 3 1.5 3 menit 7 s

2 4 2 27 s

3. 5 2.5 16 s

4. 6 3 10.5 s

5. 7 4 8 s

6. 8 5 5 s

Tabel 1.2 MCB Karakteristik Dingin

No. In = 2 A X Arus Nominal Waktu

1. 3 1.5 5 menit26s

2 4 2 33 s

3. 5 2.5 19 s

4. 6 3 14.5 s

5. 7 4 8.5 s

6. 8 5 6

7. Pertanyaan dan Tugas1) Gambarkan grafik karakteristik panas dan dingin dalam satu kertas grafik.2) Jelaskan prinsip kerja dan grafik karakteristik MCB.3) Apa gunanya karakteristik panas dan dingin?4) Tunjukkan pada grafik daerah kerja beban lebih dan hubung singkat.5) Jelaskan cara menentukan bahwa kondisi ELCB masih bagus

Jawab:

1) Grafik karakteristik panas dan dingin.

X Arus nominal 1.5 2 2.5 3 4 5

Karakteristik panas 187 s 27 s 16 s 10.5 s 8 s 5 s

Karakteristik dingin 326 s 33 s 19 s 14.5 s 8.5 s 6 s

2) MCB bekerja dengan cara pemutusan hubungan yang disebabkan oleh aliran listrik lebih

dengan menggunakan electromagnet/bimetal. cara kerja dari MCB ini adalah

memanfaatkan pemuaian dari bimetal yang panas akibat arus yang mengalir untuk

t(second)

memutuskan arus listrik. Dan ketika terjadi hubung singkat, Pemutusan berdasarkan

elektromagnetik dilakukan oleh koil, maka koil akan terinduksi dan daerah sekitarnya

akan terdapat medan magnet sehingga akan menarik poros dan mengoperasikan tuas

pemutus.Grafik karakteristik MCB digunankan untuk membandingkan lama pemutusan

ketika terjadi beban lebih antara MCB dengan karakteristik panas dan dingin.dari gambar

karakteristik tersebut diperoleh lama waktu selama pemutusan saat terjadi beban lebih,

bahwa pemutusan dengan MCB dengan karakteristik panas lebih cepat daripada

pemutusan karakteristik dingin hal ini diakibatkan karena MCB dengan karakteristik

panas masih menyimpan panas yang diakibatkan beban lebih.

3) Pada percobaan yang telah dilakukan bahwa kegunaan dari MCB dengan karakteristik

panas dan dingin adalah untuk melakukan pengujian pada MCB tersebut apakah bimetal

ataupun cara kerja elektromagnetik pada MCB masih dalam keadaan baik atau tidak. Jika

diketahui menggunakan karakteristik panas dan saat beban lebih tidak segera mungkin

memutuskan atau bahkan lama maka dapat diketahui kondisi MCB tersebut dalam

keadaan rusak

4)

Pada grafik diatas pengaman MCB terdiri atas pelepas beban lebih dan elektromagnetik.

Yang masing –masing bekerja jika terdapat beban lebih dan elektromagnetik. Pada

Grafik hubung singkat

Grafik beban lebih

umumnya MCB terdiri dari dua arah layanan, yaitu pada daerah sampai ±3 kali arus

MCB pengaman yang bekerja pada logam bimetal sedangkan pada daerah <3 kali arus

rating MCB yang bekerja adalah elektromagnetik.

5) Cara menentukannya adalah dengan cara memberi arus hubung singkat atau beban lebih

seperti yang dipraktikkan pada percobaan 1. Jika mcb yang dibei hubung singkat tidak

memutuskan toggle switch yang ada pada mcb, maka bisa dikatakan MCB tersebut dalam

keadaan rusak. Dan ketika diberi beban lebih ternyata waktu pemutusannya lama,

padahal arusnya sudah melebihi dari arus nominal MCB, maka MCB tersebut tidak layak

pakai.

6) Kesimpulan dari percobaan di atas yaitu:

a) Tentang pengaman hubung singkat adalah bahwa jika terjadi arus lebih akibat

beban lebih, maka bimetal akan melengkung akibat panas dan akan mendorong

tuas pemutus tersebut untuk melepas kunci mekanisnya dan Pemutusan

berdasarkan elektromagnetik dilakukan oleh koil, jika terjadi hubung singkat

maka koil akan terinduksi dan daerah sekitarnya akan terdapat medan magnet

sehingga akan menarik poros dan mengoperasikan tuas pemutus.

b) Dan cara untuk menentukan kondisi dari MCB adalah dengan cara memberi

beban lebih dan arus hubung singkat pada MCB tersebut. Jika MCB tersebut

memutuskan kontak ketika diberi arus hubung singkat dan beban lebih maka

MCB tersebut dalam keadaan baik.

c) Dan dalam percobaan yang telah dilakukan pada saat memakai karakteristik panas

mengalami cepat trip karena pada saat pengujian panas hasil dari percobaan

pertama masih tersimpan dalam bimetal sehingga menyebabkan bimetal dengan

mudah melengkung dan mudah trip, sedangkan yang dingin lama karena selama

pemanasan kondisi bimetal masih dalam keadaan dingin sehingga memerlukan

waktu yang lebih lama daripada karakteristik panas.

d) Pengaman hubung singkat lebih cepat bekerja dibandingkan pengaman arus lebih,

(0 < x < 1 sekon) . Sedanagkan pengaman arus lebih bekerjanya lebih lama

dibandingkan dengan pengaman hubung singkat (x < 1 sekon).

Gambar rangkaian percobaan:

a) Karakteristik Panas

b) Karakteristik dingin