Arus lebih (overcurrent) adalah setiap arus yang melampaui nilai pengenal sirkuit. Ada dua bentuknya: beban lebih dan hubung singkat (short circuit). Keduanya memanaskan penghantar, tetapi skala dan kecepatannya sangat berbeda, sehingga cara mengamankannya pun berbeda. Memahami bedanya membantu teknisi memilih pengaman yang benar dan tidak asal mengganti pemutus yang sering jatuh.
Beban lebih dan hubung singkat, apa bedanya?
| Beban lebih | Hubung singkat | |
|---|---|---|
| Penyebab | Beban terlalu banyak, motor macet, tambahan mesin | Isolasi rusak, sambungan lepas, alat jatuh ke busbar |
| Besar arus | Sedikit sampai beberapa kali arus pengenal | Puluhan sampai ratusan kali arus pengenal |
| Waktu merusak | Menit sampai jam | Sepersekian detik |
| Akibat | Isolasi menua, kabel panas, kebakaran | Busur api, ledakan, gaya mekanis pada busbar |
Gangguan ke bumi adalah bentuk hubung singkat antara penghantar aktif dan bagian yang dibumikan. Arusnya bisa besar atau kecil, bergantung pada jalur pembumian.
Dari mana hubung singkat berasal?
- isolasi kabel menua, terjepit, atau digigit binatang;
- sambungan longgar yang memanas lalu merusak isolasi di sekitarnya;
- air, debu konduktif, atau kelembapan di dalam panel;
- kesalahan penyambungan setelah perbaikan;
- perkakas atau baut tertinggal di kompartemen busbar;
- kabel fleksibel yang terlindas atau tertarik.
Banyak di antaranya adalah temuan pemeliharaan yang dapat dicegah, seperti dibahas dalam kesalahan umum instalasi listrik di pabrik.
Bagaimana pengaman arus lebih bekerja?
Sekring memiliki elemen lebur yang putus ketika dilewati arus berlebih. Ia sederhana, cepat pada arus besar, dan membatasi arus, tetapi harus diganti setelah bekerja.
Pemutus daya seperti MCB dan MCCB umumnya memiliki dua mekanisme:
- termal: bimetal yang melengkung karena panas, bekerja lambat untuk beban lebih;
- magnetik: kumparan yang bekerja seketika saat arus melonjak, untuk hubung singkat.
Pemutus yang lebih besar memakai unit trip elektronik dengan setelan waktu tunda panjang, waktu tunda pendek, seketika, dan gangguan tanah. Pada tegangan menengah, tugas mendeteksi dipegang relai, seperti dijelaskan di artikel protection relay dan circuit breaker.
Prinsip memilih pengaman
- Arus pengenal pengaman tidak melebihi kemampuan hantar arus kabel, dan tidak kurang dari arus beban. Kemampuan kabel bergantung pada jenis, cara pemasangan, suhu sekitar, dan jumlah kabel yang berkumpul.
- Kapasitas pemutusan lebih besar daripada arus hubung singkat prospektif di titik pemasangan. Makin dekat ke trafo, makin besar arus hubung singkatnya.
- Karakteristik trip sesuai jenis beban. Motor dan trafo menarik arus awal besar; pengaman yang terlalu peka akan jatuh setiap kali dihidupkan.
- Waktu pemutusan cukup cepat agar kabel tidak rusak dan tegangan sentuh tidak bertahan lama saat gangguan tanah.
- Selektif terhadap pengaman hulu, sehingga gangguan di cabang tidak memadamkan panel utama.
Angka dan tabel untuk perhitungan ini merujuk PUIL 2011 dan data pabrikan; jangan memakai perkiraan.
Mengapa arus hubung singkat perlu dihitung?
Arus hubung singkat prospektif ditentukan oleh kapasitas dan impedans trafo, serta panjang dan ukuran kabel sampai titik gangguan. Hasil hitungnya dipakai untuk:
- memilih kapasitas pemutusan pengaman;
- memeriksa ketahanan busbar dan kabel terhadap panas dan gaya mekanis;
- menyusun koordinasi proteksi;
- memperkirakan energi busur api untuk penentuan APD.
Ketika trafo diganti dengan kapasitas lebih besar atau ditambah sumber baru, arus hubung singkat ikut naik dan pengaman lama mungkin tidak lagi memadai. Perubahan seperti ini harus melalui kajian ulang.
Yang harus dilakukan setelah pengaman bekerja
- jangan langsung memasukkan kembali; cari penyebabnya lebih dulu;
- periksa beban dan kabel yang dilayani, ukur tahanan isolasi bila perlu;
- periksa kondisi pemutus setelah memutus hubung singkat besar, karena kontaknya bisa aus;
- ganti sekring dengan tipe dan nilai yang sama, jangan pernah menjumper;
- catat kejadian agar pola berulang terlihat.
Dasar-dasar proteksi arus lebih dipelajari dalam pelatihan Teknisi K3 Listrik, sedangkan penilaian kesesuaian sistem proteksi menjadi bagian tugas Ahli K3 Listrik.
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
