Protection relay dan circuit breaker adalah dua bagian dari satu sistem proteksi. Relai membaca besaran listrik dan memutuskan kapan ada gangguan, lalu circuit breaker memisahkan bagian yang terganggu dari sumber. Bila salah satu gagal, gangguan dibiarkan berlangsung lebih lama, dan akibatnya adalah kebakaran, kerusakan peralatan, atau energi busur api yang jauh lebih besar bagi orang di depan panel.
Bagaimana rantai proteksi bekerja?
Pada instalasi tegangan menengah dan panel utama tegangan rendah, rantainya terdiri dari empat mata rantai:
- Trafo arus dan trafo tegangan menurunkan besaran primer ke nilai yang dapat dibaca relai.
- Relai proteksi membandingkan besaran itu dengan setelannya.
- Rangkaian trip dan catu daya bantu, biasanya DC dari baterai, mengirim perintah ke kumparan trip.
- Circuit breaker membuka kontak dan memadamkan busur api.
Sistem ini hanya sekuat mata rantai terlemahnya. Relai yang canggih tidak berguna bila baterai catu daya trip sudah lemah.
Jenis relai proteksi yang umum
| Fungsi | Kode ANSI | Kegunaan |
|---|---|---|
| Arus lebih seketika | 50 | Hubung singkat bernilai besar |
| Arus lebih waktu tunda | 51 | Beban lebih dan gangguan di sisi hilir |
| Gangguan tanah | 50N/51N | Arus bocor ke bumi |
| Diferensial | 87 | Gangguan di dalam trafo, generator, atau busbar |
| Tegangan kurang dan lebih | 27/59 | Tegangan di luar batas |
| Termal | 49 | Pemanasan lebih pada motor dan trafo |
Relai modern berbentuk numerik: satu perangkat memuat banyak fungsi, merekam kejadian, dan dapat berkomunikasi dengan sistem pemantauan. Relai elektromekanik masih dijumpai di instalasi lama dan tetap perlu diuji.
Jenis circuit breaker
- MCB: pemutus mini untuk sirkuit akhir, dengan karakteristik trip B, C, dan D yang dibedakan menurut kepekaan terhadap arus sesaat.
- MCCB: pemutus berwadah cetak untuk arus lebih besar, banyak yang setelannya dapat diatur.
- ACB: pemutus udara untuk panel utama tegangan rendah, umumnya dilengkapi unit trip elektronik.
- VCB dan pemutus SF6: dipakai pada tegangan menengah; busur api dipadamkan dalam ruang hampa atau gas.
Dua besaran yang wajib dicocokkan dengan instalasi adalah arus pengenal dan kapasitas pemutusan. Kapasitas pemutusan harus lebih besar daripada arus hubung singkat yang mungkin terjadi di titik pemasangan. Pembahasannya ada di artikel short circuit dan overcurrent protection.
Apa itu koordinasi proteksi?
Koordinasi atau selektivitas berarti hanya pengaman terdekat dengan gangguan yang bekerja. Gangguan di satu motor seharusnya memadamkan motor itu, bukan seluruh pabrik. Selektivitas dicapai dengan mengatur tingkatan arus dan waktu antara pengaman hulu dan hilir, lalu dibuktikan dengan kurva waktu-arus.
Ada tarik-menarik yang perlu dipahami personel K3: menunda pengaman hulu agar selektif berarti memperpanjang waktu gangguan, sehingga energi busur api di panel itu naik. Karena itu setelan tidak boleh diubah berdasarkan kebiasaan, misalnya dinaikkan karena pemutus sering jatuh.
Pengujian dan pemeliharaan
- Uji injeksi sekunder: menyuntikkan arus ke relai untuk memeriksa setelan dan waktu kerja.
- Uji injeksi primer: menguji seluruh rantai dari trafo arus sampai pemutus membuka.
- Uji mekanis pemutus: waktu buka-tutup, tahanan kontak, tahanan isolasi, dan pelumasan mekanisme.
- Pemeriksaan catu daya bantu: tegangan baterai, pengisi, dan rangkaian pengawas trip.
- Uji fungsi: memastikan perintah trip benar-benar membuka pemutus yang dimaksud.
Pemutus yang lama tidak pernah beroperasi cenderung lambat karena pelumas mengeras. Latihan buka-tutup berkala sesuai anjuran pabrikan mencegah hal itu. Hasil uji dicatat dan dibandingkan dengan periode sebelumnya, dan menjadi salah satu bahan saat riksa uji instalasi listrik.
Kesalahan yang sering terjadi
- setelan relai masih bawaan pabrik sejak commissioning;
- pemutus diganti dengan tipe berkapasitas pemutusan lebih kecil karena itu yang tersedia;
- trip dimatikan sementara saat perbaikan lalu lupa diaktifkan;
- tidak ada salinan setelan terbaru dan studi koordinasi;
- pemutus yang jatuh langsung dimasukkan kembali tanpa mencari penyebabnya.
Pemahaman dasar tentang sistem proteksi termasuk pokok bahasan dalam pelatihan Teknisi K3 Listrik, terutama bagi personel yang memasang dan memelihara panel.
Referensi
- Permenaker No. 12 Tahun 2015 tentang K3 Listrik di Tempat Kerja
- PUIL 2011 (SNI 0225:2011)
- Seri standar IEC 60947 tentang perangkat hubung bagi dan kendali tegangan rendah
- Seri standar IEC 60255 tentang relai pengukur dan peralatan proteksi
