Perangkat perlindungan: tujuan, jenis, klasifikasi, spesifikasi, pemasangan, fitur operasi, pengaturan, dan perbaikan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Perangkat proteksi adalah perangkat yang dirancang untuk melindungi sirkuit listrik, peralatan listrik, mesin, dan unit lain dari segala ancaman yang mengganggu pengoperasian normal perangkat ini, serta melindunginya dari beban berlebih. Penting untuk dicatat di sini bahwa mereka harus dipasang dengan benar, dan operasi harus dilakukan dengan tepat sesuai dengan instruksi, jika tidak, perangkat perlindungan itu sendiri dapat menyebabkan kegagalan peralatan, ledakan, kebakaran, dan lainnya.

Persyaratan perlengkapan dasar

Agar perangkat dapat beroperasi dengan sukses, perangkat harus memenuhi persyaratan berikut:

• Perangkat proteksi tidak boleh, dalam keadaan apa pun, melebihi suhu yang diizinkan untuknya di bawah beban normal jaringan listrik atau peralatan listrik.
• Perangkat tidak boleh memutuskan peralatan dari daya selama kelebihan beban jangka pendek, yang sering kali mencakup arus masuk, arus mulai sendiri, dll.

Saat memilih tautan sekering, Anda harus didasarkan pada arus pengenal di bagian sirkuit yang akan melindungi perangkat ini. Aturan untuk memilih perangkat perlindungan ini relevan dalam hal apa pun ketika memilih perangkat apa pun untuk perlindungan. Penting juga untuk dipahami bahwa dengan panas berlebih yang berkepanjangan, kualitas pelindung berkurang secara signifikan. Ini berdampak negatif pada perangkat, karena pada saat beban kritis mereka mungkin, misalnya, tidak mati, yang akan menyebabkan kecelakaan.

Perangkat proteksi harus mematikan jaringan saat terjadi kelebihan beban yang berkepanjangan dalam sirkuit ini. Dalam hal ini, ketergantungan terbalik pada arus sehubungan dengan waktu pemaparan harus diperhatikan.

Bagaimanapun, perangkat pelindung harus memutuskan sirkuit di ujungnya ketika terjadi korsleting (korsleting). Jika korsleting terjadi pada sirkuit fase tunggal, maka pemutusan harus terjadi pada jaringan dengan netral yang diarde dengan kuat. Jika terjadi hubung singkat pada rangkaian dua fasa, maka pada jaringan dengan netral terisolasi.

Perangkat proteksi sirkuit listrik memiliki kapasitas pemutusan I _{pr. Nilai parameter ini harus sesuai dengan arus hubung singkat yang mungkin terjadi pada awal bagian terproteksi. Jika nilai ini lebih rendah dari arus hubung singkat maksimum yang mungkin, maka proses pemutusan suatu bagian dari rangkaian mungkin tidak terjadi sama sekali atau mungkin terjadi, tetapi dengan penundaan. Karena itu, tidak hanya perangkat yang terhubung ke jaringan ini yang dapat rusak, tetapi juga perangkat pelindung sirkuit listrik itu sendiri. Untuk alasan ini, faktor kapasitas putus haruslebih besar dari atau sama dengan arus hubung singkat maksimum.}

Sekering Tipe Fusible

Saat ini, ada beberapa perangkat untuk melindungi jaringan listrik, yang paling umum. Salah satu perangkat tersebut adalah sekering. Tujuan dari jenis perangkat proteksi ini adalah untuk melindungi jaringan dari jenis arus lebih dan hubung singkat.

Saat ini, ada perangkat sekali pakai, serta sisipan yang dapat diganti. Perangkat semacam itu dapat digunakan baik dalam kebutuhan industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Untuk melakukan ini, ada perangkat yang digunakan dalam saluran hingga 1 kV.

Selain itu, ada perangkat tegangan tinggi yang digunakan di gardu yang tegangannya lebih dari 1000 V. Contoh perangkat tersebut dapat berupa sekering pada transformator bantu gardu induk dengan 6/0, 4 kV.

Karena tujuan dari perangkat proteksi ini adalah untuk melindungi dari hubung singkat dan kelebihan arus, mereka telah banyak digunakan. Selain itu, mereka sangat sederhana dan mudah digunakan, penggantiannya juga cepat dan mudah, dan mereka sendiri sangat andal. Semua ini mengarah pada fakta bahwa sekering seperti itu sangat sering digunakan.

Untuk mempertimbangkan karakteristik teknis, Anda dapat menggunakan perangkat PR-2. Tergantung pada arus pengenal, perangkat ini tersedia dengan enam jenis kartrid, yang diameternya berbeda. Di masing-masing kartrid, sisipan dapat dipasang dengan harapan arus pengenal yang berbeda. Kemisalnya, kartrid 15 A dapat dipasang dengan sisipan 6 A dan 10 A.

Selain karakteristik ini, ada juga konsep arus uji bawah dan atas. Adapun nilai arus uji yang lebih rendah, ini adalah nilai arus maksimum, selama aliran yang dalam rangkaian selama 1 jam bagian rangkaian tidak akan terputus. Adapun nilai atas, ini adalah koefisien arus minimum yang, ketika mengalir selama 1 jam di sirkuit, akan melelehkan sisipan pada peralatan proteksi dan kontrol.

Pemutus sirkuit

Pemutus sirkuit memainkan peran yang sama dengan sekering, tetapi desainnya lebih kompleks. Namun, ini diimbangi oleh fakta bahwa sakelar jauh lebih nyaman digunakan daripada sekering. Misalnya, jika korsleting muncul di jaringan karena penuaan isolasi, maka sakelar dapat memutuskan bagian sirkuit listrik yang rusak dari daya. Pada saat yang sama, peralatan kontrol dan perlindungan itu sendiri cukup mudah dipulihkan, setelah operasi tidak memerlukan penggantian dengan yang baru, dan setelah pekerjaan perbaikan ia dapat dengan andal melindungi bagian sirkuit di bawah kendalinya lagi. Sangat nyaman untuk menggunakan sakelar semacam ini jika perlu untuk melakukan perbaikan rutin.

Adapun produksi perangkat ini, indikator utamanya adalah arus pengenal yang dirancang untuk perangkat tersebut. Dalam hal ini, ada banyak pilihan, yang memungkinkan Anda memilih yang paling cocok untuk setiap rantai.perangkat. Jika kita berbicara tentang tegangan operasi, maka mereka, seperti sekering, dibagi menjadi dua jenis: dengan tegangan hingga 1 kV dan tegangan tinggi dengan tegangan operasi di atas 1 kV. Penting untuk ditambahkan di sini bahwa perangkat perlindungan tegangan tinggi untuk peralatan listrik dan sirkuit listrik diproduksi dalam ruang hampa, dengan gas inert atau diisi minyak. Desain ini memungkinkan pada tingkat yang lebih tinggi untuk melepaskan sirkuit ketika kebutuhan seperti itu muncul. Perbedaan signifikan lainnya antara pemutus sirkuit dan sekering adalah bahwa mereka dibuat untuk operasi tidak hanya dalam fase tunggal, tetapi juga dalam sirkuit tiga fase.

Misalnya, jika terjadi korsleting ke ground salah satu konduktor motor listrik, pemutus sirkuit akan mematikan ketiga fase, dan tidak satu pun yang rusak. Ini adalah perbedaan yang signifikan dan penting, karena jika hanya satu fase yang dimatikan, motor akan terus beroperasi pada dua fase. Mode operasi ini adalah keadaan darurat dan sangat mengurangi masa pakai perangkat, dan bahkan dapat menyebabkan kegagalan darurat pada peralatan. Selain itu, pemutus sirkuit tipe otomatis diproduksi untuk bekerja dengan tegangan AC dan DC.

Relai termal dan arus

Saat ini, ada banyak jenis relay di antara perangkat proteksi jaringan listrik.

Relai termal adalah salah satu perangkat paling umum yang dapat melindungi motor listrik, pemanas, perangkat daya apa pun darimasalah seperti arus lebih. Prinsip pengoperasian perangkat ini sangat sederhana, dan didasarkan pada kenyataan bahwa arus listrik mampu memanaskan konduktor yang dilaluinya. Bagian kerja utama dari setiap relai termal adalah pelat bimetal. Ketika dipanaskan sampai suhu tertentu, pelat ini menekuk, yang memutus kontak listrik di sirkuit. Secara alami, pemanasan pelat akan terus berlanjut hingga mencapai titik kritis.

Selain termal, ada jenis perangkat proteksi lainnya, misalnya relai arus yang mengontrol besaran arus dalam jaringan. Ada juga rele tegangan yang akan merespon perubahan tegangan pada jaringan dan rele arus diferensial. Perangkat terakhir adalah perangkat proteksi arus bocor. Penting untuk dicatat di sini bahwa pemutus sirkuit, seperti sekering, tidak dapat bereaksi terhadap terjadinya kebocoran arus, karena nilai ini cukup kecil. Tetapi pada saat yang sama, nilai ini cukup untuk membunuh seseorang yang bersentuhan dengan kasus perangkat yang mengalami kerusakan seperti itu.

Jika ada banyak peralatan listrik yang perlu menghubungkan relai arus diferensial, maka mesin gabungan sering digunakan untuk mengurangi ukuran pelindung daya. Perangkat yang menggabungkan pemutus sirkuit dan relai arus diferensial - pemutus sirkuit perlindungan diferensial, atau difautomat, telah menjadi perangkat semacam itu. Saat menggunakan perangkat seperti itu, tidak hanya ukuran pelindung daya yang berkurang, tetapi proses pemasangannya sangat dipermudah.alat pelindung, yang pada gilirannya membuatnya lebih ekonomis.

Spesifikasi Relai Termal

Karakteristik utama relai termal adalah waktu respons, yang bergantung pada arus beban. Dengan kata lain, karakteristik ini disebut arus waktu. Jika kita mempertimbangkan kasus umum, maka sebelum beban diterapkan, arus I₀ akan mengalir melalui relai. Dalam hal ini, pemanasan pelat bimetal adalah q_{0. Saat memeriksa karakteristik ini, sangat penting untuk mempertimbangkan dari kondisi mana (panas atau dingin) perangkat dipicu. Selain itu, saat memeriksa perangkat ini, sangat penting untuk diingat bahwa pelat tidak stabil secara termal saat terjadi arus hubung singkat.}

Pilihan relai termal adalah sebagai berikut. Arus pengenal dari perangkat pelindung tersebut dipilih berdasarkan beban pengenal motor listrik. Arus relai yang dipilih harus 1, 2-1, 3 dari arus pengenal motor (arus beban). Dengan kata lain, perangkat seperti itu akan berfungsi jika dalam 20 menit bebannya berkisar antara 20 hingga 30%.

Sangat penting untuk dipahami bahwa pengoperasian relai termal dipengaruhi secara signifikan oleh suhu udara sekitar. Karena peningkatan suhu sekitar, arus pengoperasian perangkat ini akan berkurang. Jika indikator ini terlalu jauh berbeda dari nominalnya, maka perlu dilakukan penyesuaian halus tambahan pada relai,atau beli perangkat baru, tetapi dengan mempertimbangkan suhu lingkungan aktual di area kerja unit ini.

Untuk mengurangi efek suhu sekitar pada nilai arus pickup, perlu membeli relai dengan peringkat beban yang lebih tinggi. Untuk mencapai fungsi yang benar dari perangkat hangat, itu harus dipasang di ruangan yang sama dengan objek yang dikendalikan. Namun, harus diingat bahwa relai merespons suhu, dan oleh karena itu dilarang menempatkannya di dekat sumber panas terkonsentrasi. Boiler, sumber pemanas, dan sistem serta perangkat serupa lainnya dianggap sebagai sumber tersebut.

Pilih perangkat

Saat memilih peralatan untuk melindungi penerima listrik dan jaringan listrik, perlu didasarkan pada arus pengenal yang dirancang untuk perangkat ini, serta pada arus yang memasok jaringan tempat unit tersebut akan dipasang.

Saat memilih perangkat perlindungan, sangat penting untuk mengingat terjadinya mode operasi abnormal seperti:

• hubung singkat fase-ke-fase;
• fase pendek ke kasus;
• peningkatan arus yang kuat, yang dapat disebabkan oleh korsleting yang tidak lengkap atau kelebihan peralatan proses;
• hilang total atau terlalu banyak pengurangan tegangan.

Adapun proteksi hubung singkat, harus dilakukan untuk semua penerima listrik. Persyaratan utama adalah memutuskan sambungan perangkat dari jaringan ketikaterjadinya korsleting harus seminimal mungkin. Saat memilih gawai proteksi, penting juga untuk mengetahui bahwa proteksi arus lebih penuh harus disediakan, dengan pengecualian beberapa kasus berikut:

• ketika kelebihan beban penerima listrik karena alasan teknologi tidak mungkin atau tidak mungkin;
• jika daya motor listrik kurang dari 1 kW.

Selain itu, perangkat proteksi listrik mungkin tidak memiliki fungsi proteksi kelebihan beban jika dipasang untuk memantau motor listrik yang dioperasikan dalam operasi terputus-putus atau terputus-putus. Pengecualian adalah pemasangan peralatan listrik apa pun di ruangan dengan bahaya kebakaran tinggi. Di ruangan seperti itu, perlindungan kelebihan beban harus dipasang di semua perangkat tanpa kecuali.

Perlindungan tegangan rendah harus diatur dalam beberapa kasus berikut:

• untuk motor listrik yang tidak dapat dihidupkan pada tegangan penuh;
• untuk motor listrik yang tidak dapat distarter sendiri karena beberapa alasan teknologi, atau berbahaya bagi karyawan;
• untuk motor listrik lain yang perlu dimatikan untuk mengurangi daya total semua penerima listrik yang terhubung di jaringan ini ke nilai yang dapat diterima.

Varietas arus dan pemilihan alat pelindung

Yang paling berbahaya adalah arus hubung singkat. Bahaya utama adalah bahwa arus ini jauh lebih besar daripada arus awal normal, dan juga nilainya dapat sangat bervariasi tergantung pada bagian sirkuit tempat terjadinya. Jadi, ketika memeriksa perangkat proteksi yang melindungi sirkuit dari korsleting, itu harus, secepat mungkin, memutuskan sirkuit ketika masalah seperti itu terjadi. Pada saat yang sama, dalam hal apa pun itu tidak akan berfungsi ketika nilai normal dari arus awal perangkat listrik apa pun terjadi di sirkuit.

Untuk arus kelebihan beban, semuanya cukup jelas di sini. Arus seperti itu dianggap sebagai nilai karakteristik apa pun yang melebihi arus pengenal motor listrik. Tetapi di sini sangat penting untuk dipahami bahwa tidak setiap kali terjadi arus lebih, perangkat pelindung harus memutuskan kontak sirkuit. Ini juga penting karena kelebihan beban jangka pendek dari motor listrik dan jaringan listrik diperbolehkan dalam beberapa kasus. Perlu ditambahkan di sini bahwa semakin pendek bebannya, semakin besar nilai yang dapat dicapainya. Berdasarkan ini, menjadi jelas apa keunggulan utama dari beberapa perangkat. Tingkat perlindungan perangkat dengan "karakteristik dependen" dalam hal ini adalah maksimum, karena waktu responsnya akan berkurang dengan peningkatan faktor beban saat ini. Oleh karena itu, perangkat tersebut ideal untuk perlindungan arus lebih.

Untuk meringkas, kita dapat mengatakan yang berikut. Untuk perlindungan terhadaphubung singkat, perangkat freewheeling harus dipilih, yang akan dikonfigurasi untuk mengoperasikan arus yang secara signifikan lebih tinggi dari nilai awal. Untuk proteksi beban lebih, sebaliknya, gawai pensaklaran proteksi harus memiliki inersia, serta karakteristik dependen. Itu harus dipilih sedemikian rupa sehingga tidak beroperasi selama penyalaan normal perangkat listrik.

Kekurangan berbagai jenis perangkat pelindung

Sekring, yang sebelumnya banyak digunakan sebagai perangkat proteksi switchgear, memiliki kelemahan sebagai berikut:

• kemungkinan agak terbatas untuk digunakan sebagai proteksi arus lebih karena detuning arus masuk cukup sulit;
• motor akan terus berjalan pada dua fase bahkan jika sekering ketiga terputus, menyebabkan motor sering gagal;
• dalam kasus tertentu, batas daya terputus tidak mencukupi;
• tidak ada kemampuan untuk memulihkan daya dengan cepat setelah pemadaman listrik.

Untuk mesin tipe udara, mesin ini lebih sempurna daripada sekering, tetapi bukannya tanpa kekurangan. Masalah utama dengan penggunaan perangkat perlindungan listrik adalah bahwa mereka tidak selektif dalam hal tindakan. Hal ini terutama terlihat jika arus pemutusan yang tidak diatur terjadi pada mesin pengaturan.

Ada mesin instalasi di mana perlindungan kelebihan beban dilakukan menggunakan pelepasan termal. Sensitivitas danpenundaannya lebih buruk daripada relai termal, tetapi pada saat yang sama mereka bekerja pada ketiga fase sekaligus. Adapun mesin otomatis universal untuk perlindungan, ini bahkan lebih buruk. Hal ini dibenarkan oleh fakta bahwa hanya pelepasan elektromagnetik yang tersedia.

Starter magnetik sering digunakan, di mana relai tipe termal dibangun. Alat pelindung tersebut mampu melindungi rangkaian listrik dari arus beban lebih dalam dua fasa. Tetapi karena relai termal memiliki inersia yang besar, mereka tidak dapat memberikan perlindungan terhadap korsleting. Memasang koil penahan di starter dapat memberikan perlindungan tegangan rendah.

Perlindungan berkualitas tinggi terhadap arus beban lebih dan hubung singkat hanya dapat diberikan oleh relai induksi atau relai elektromagnetik. Namun, mereka hanya dapat bekerja melalui perangkat pemutus, yang membuat sirkuit dengan koneksi mereka menjadi lebih rumit.

Meringkas hal di atas, kita dapat menarik dua kesimpulan berikut:

1. Untuk melindungi motor listrik, yang dayanya tidak melebihi 55 kW, dari arus lebih, paling sering digunakan starter magnetik dengan sekering atau dengan perangkat udara.
2. Jika daya motor listrik lebih dari 55 kW, maka kontaktor elektromagnetik dengan kendaraan udara atau relai pelindung digunakan untuk melindunginya. Sangat penting untuk diingat di sini bahwa kontaktor tidak akan membiarkan sirkuit putus jika terjadi korsleting.

Saat memilih perangkat yang tepat, sangat penting untuk menghitung perangkat perlindungan. Rumus yang paling penting adalah perhitungan arus pengenal motor, yang memungkinkan Anda memilih perangkat perlindungan dengan indikator yang sesuai. Rumusnya terlihat seperti ini:

I_n=R_dv (√3U_{ncos c n), dimana:}

I_{n adalah arus pengenal motor, yang akan berada di A;}

R_{motor adalah kekuatan mesin, yang dinyatakan dalam kW;}

U_{n adalah tegangan pengenal dalam V;}

cos q adalah faktor daya aktif;

n adalah faktor efisiensi.

Mengetahui data ini, Anda dapat dengan mudah menghitung arus pengenal motor, dan kemudian dengan mudah memilih perangkat perlindungan yang sesuai.

Berbagai kerusakan alat pelindung

Perbedaan utama antara perangkat perlindungan sirkuit listrik dan perangkat lain adalah bahwa mereka tidak hanya memperbaiki cacat, tetapi juga memutuskan sirkuit jika nilai karakteristik melampaui batas tertentu. Masalah paling berbahaya, yang sering melumpuhkan peralatan pelindung, adalah korsleting tuli. Selama terjadinya korsleting seperti itu, indikator arus mencapai nilai tertinggi.

Ketika terjadi rangkaian terbuka ketika masalah seperti itu terjadi, busur listrik sering terjadi, yang dalam waktu singkat cukup mampu menghancurkan isolasi dan melelehkan bagian logam dari peralatan.

Jika terjadi kelebihan arus yang berlebihan, dapat menyebabkan bagian konduktif menjadi terlalu panas. Selain itu, ada kekuatan mekanik yangsecara signifikan meningkatkan keausan masing-masing elemen peralatan, yang terkadang bahkan dapat menyebabkan kerusakan pada perangkat.

Ada pemutus sirkuit berkecepatan tinggi yang rentan terhadap masalah seperti menggosok lengan yang dapat digerakkan dan kontak yang dapat digerakkan ke dinding saluran busur, serta memendekkan batang koil demagnetisasi ke kasing. Cukup sering ada terlalu banyak keausan pada permukaan kontak, piston dan silinder penggerak.

Perbaikan mesin berkecepatan tinggi

Perbaikan semua jenis perangkat proteksi berkecepatan tinggi harus dilakukan dalam urutan yang sama. Sakelar kecepatan tinggi, atau BV, ditiup dengan udara bertekanan bersih pada tekanan tidak lebih dari 300 kPa (3kgf/cm2). Setelah itu, perangkat dibersihkan dengan serbet. Selanjutnya, Anda perlu menghapus item seperti arc chute, perangkat pemblokiran, aktuator pneumatik, armature kontak bergerak, shunt induktif, dan lainnya.

Perbaikan langsung perangkat dilakukan di stand perbaikan khusus. Parasut busur dibongkar, dindingnya dibersihkan dalam mesin peledakan tembakan khusus, setelah itu dibersihkan dan diperiksa. Di bagian atas ruang ini, keripik dapat diizinkan jika ukurannya tidak melebihi 50x50 mm, Ketebalan dinding pada titik pecah harus dari 4 hingga 8 mm. Hal ini diperlukan untuk mengukur resistansi antara tanduk saluran busur. Untuk beberapa sampel, indikator harus minimal 5 MΩ, dan untuk beberapa sampel, setidaknya 10 MΩ.

Partisi yang rusak harus ditebangseluruh panjangnya. Semua tempat penebangan yang serupa harus dibersihkan dengan hati-hati. Setelah itu, permukaan yang akan direkatkan dilumasi dengan larutan perekat berbahan dasar resin epoksi. Jika lembaran kipas yang rusak ditemukan, mereka akan diganti. Jika ada yang bengkok, mereka harus diratakan dan dikembalikan ke layanan. Ada juga saluran busur, yang harus dibersihkan dari endapan dan lelehan, jika ada.