Bagaimana cara memilih pemutus sirkuit?

Dalam pemilihan pemutus sirkuit, kategori penggunaan harus dipilih sesuai dengan kondisi penggunaan spesifik, dan parameter seperti tegangan kerja pengenal, arus pengenal, dan arus pengaturan perangkat trip harus dipilih. Karakteristik proteksi harus dipilih dengan mengacu pada kurva karakteristik proteksi yang diberikan oleh sampel produk, dan karakteristik hubung singkat serta koefisien sensitivitas harus diverifikasi. Klasifikasi pemutus sirkuit (1) Pemutus sirkuit rangka (ACB)

Rangka pemutus arus, disebut juga pemutus arus universal, seluruh bagiannya dipasang dalam rangka logam berinsulasi, yang biasanya terbuka, dan dapat dilengkapi dengan berbagai aksesoris. Lebih mudah untuk mengganti kontak dan komponen, dan sering digunakan pada saklar utama di ujung catu daya. Pelepasan arus berlebih mencakup pelepasan elektromagnetik, elektronik, dan cerdas. Pemutus sirkuit memiliki proteksi empat tahap untuk penundaan lama, penundaan singkat, gangguan seketika dan ground, dan nilai pengaturan setiap proteksi disesuaikan dalam rentang tertentu sesuai dengan tingkat rangka cangkangnya.

     (2) pemutus sirkuit kotak cetakan (MCCB)

Pemutus sirkuit kotak yang dibentuk juga disebut pemutus sirkuit perangkat, dan kontak luar dari terminal kabel grounding, ruang pemadam busur, pelepasan dan mekanisme operasi semuanya dipasang dalam kotak plastik. Kontak bantu, pelepasan tegangan rendah, dan pelepasan shunt sebagian besar termodulasi, dan strukturnya sangat kompak. Umumnya, pemeliharaan tidak dipertimbangkan, sehingga cocok untuk sakelar proteksi cabang. Pemutus sirkuit kotak cetakan biasanya berisi unit tripping termomagnetik, sedangkan pemutus sirkuit kotak cetakan berukuran besar dilengkapi dengan sensor tripping solid-state.

Ada dua jenis perangkat tripping arus berlebih untuk pemutus sirkuit kotak cetakan: elektromagnetik dan elektronik. Umumnya, pemutus sirkuit casing cetakan elektromagnetik adalah pemutus sirkuit non-selektif dengan hanya dua mode perlindungan: penundaan lama dan seketika. Pemutus sirkuit kotak cetakan elektronik memiliki empat fungsi perlindungan: penundaan lama, penundaan singkat, gangguan seketika, dan gangguan tanah. Beberapa produk baru pemutus sirkuit kotak cetakan elektronik juga memiliki fungsi interlocking selektif regional.  

Pemutus sirkuit kotak cetakan umumnya digunakan untuk mengontrol dan melindungi pengumpan distribusi, sakelar utama saluran keluar samping bertegangan rendah dari transformator distribusi kecil, kontrol terminal distribusi daya, dan juga untuk sakelar daya berbagai mesin produksi.

Pemutus sirkuit rangka cocok untuk AC 50Hz, tegangan pengenal 380V, 660V dan jaringan distribusi arus pengenal 200A-6300A. Hal ini terutama digunakan untuk mendistribusikan energi listrik dan melindungi saluran dan peralatan catu daya dari kelebihan beban, tegangan rendah, korsleting, grounding fase tunggal dan kesalahan lainnya. Pemutus sirkuit memiliki berbagai fungsi perlindungan cerdas dan dapat mencapai perlindungan selektif. Dalam kondisi normal, ini dapat digunakan untuk perpindahan jalur yang jarang. Pemutus arus di bawah 1250A dapat digunakan untuk melindungi motor dari beban lebih dan korsleting pada jaringan dengan tegangan AC 50Hz dan 380V.

Pemutus sirkuit tipe rangka juga sering digunakan pada sakelar stopkontak utama, sakelar kontak bus, sakelar pengumpan berkapasitas besar, dan sakelar kontrol motor skala besar pada sisi transformator 400V.

(3) Pemutus Arus Miniatur (MCB)

Pemutus sirkuit miniatur adalah salah satu peralatan proteksi terminal yang paling banyak digunakan dalam membangun peralatan distribusi terminal listrik. Ini digunakan untuk perlindungan hubung singkat, kelebihan beban dan tegangan lebih satu fase dan tiga fase di bawah 125A, termasuk unipolar 1P, bipolar 2P, tripolar 3P dan quadrupole 4P.

Pemutus sirkuit miniatur terdiri dari mekanisme operasi, kontak, perangkat pelindung (berbagai perangkat tersandung) dan sistem pemadam busur api. Kontak utamanya dioperasikan secara manual atau ditutup secara elektrik. Setelah kontak utama ditutup, mekanisme tripping bebas mengunci kontak utama pada posisi menutup. Kumparan pelepas arus lebih dan elemen termal pelepas termal dihubungkan secara seri dengan rangkaian utama, dan kumparan pelepas tegangan rendah dihubungkan secara paralel dengan catu daya.

Dalam desain kelistrikan gedung sipil, pemutus sirkuit mini terutama digunakan untuk beban berlebih, korsleting, arus berlebih, kehilangan tegangan, tegangan rendah, grounding, kebocoran, peralihan otomatis catu daya ganda, serta perlindungan dan pengoperasian motor ketika tidak sering dihidupkan.

Parameter karakteristik dasar pemutus sirkuit

(1) tegangan kerja terukur Ue

Tegangan kerja terukur mengacu pada tegangan nominal pemutus sirkuit, yang dapat bekerja terus menerus dalam kondisi penggunaan dan kinerja normal yang ditentukan.

Di Cina, tegangan kerja maksimum adalah 1,15 kali tegangan pengenal sistem pada tingkat tegangan 220kV ke bawah. Level tegangan 330kV ke atas adalah 1,1 kali tegangan pengenal sebagai tegangan kerja tertinggi. Pemutus sirkuit dapat menjaga isolasi di bawah tegangan kerja tertinggi sistem, dan dapat ditutup dan dibuka sesuai dengan kondisi yang ditentukan.

(2) Nilai arus Masuk

Arus terukur mengacu pada arus yang dapat dilepaskan dalam jangka waktu lama ketika berada di lingkungan sekitar

suhu di bawah 40℃. Untuk pemutus sirkuit dengan pelepasan yang dapat disesuaikan, ini adalah arus maksimum yang dapat dilewati pelepasan dalam waktu lama.

Ketika suhu sekitar melebihi 40℃ tetapi tidak lebih tinggi dari 60℃, diperbolehkan bekerja dalam waktu lama dengan beban berkurang.

(3) Nilai pengaturan saat ini Ir pelepasan kelebihan beban

Arus melebihi nilai pengaturan arus Ir trip, dan pemutus sirkuit trip tepat waktu. Ini juga mewakili arus maksimum yang dapat ditahan oleh pemutus sirkuit tanpa tersandung. Nilai ini harus lebih besar dari arus beban maksimum Ib, namun lebih kecil dari arus maksimum Iz yang diperbolehkan oleh saluran.

Ir dari relai trip termal biasanya dapat disetel pada kisaran 0,7 ~ 1,0 inci, tetapi jika menggunakan peralatan elektronik, rentang setelannya akan lebih besar, biasanya 0,4 ~ 1,0 inci. Untuk pemutus sirkuit yang dilengkapi dengan relai trip arus lebih yang tidak dapat disetel, Ir=In.

(4) Nilai pengaturan arus trip hubung singkat Im

Relai trip hubung singkat (seketika atau penundaan pendek) digunakan untuk membuat pemutus sirkuit trip dengan cepat ketika nilai arus gangguan tinggi muncul, dan ambang tripnya adalah Im.

(5) dinilai menahan arus Icw dalam waktu singkat

Mengacu pada nilai saat ini yang diizinkan untuk dilewati dalam waktu yang disepakati. Nilai arus melewati konduktor dalam waktu yang disepakati, dan konduktor tidak akan rusak karena panas berlebih.

(6) kapasitas putus

Kapasitas pemutusan pemutus arus mengacu pada kemampuan pemutus arus untuk memutus arus gangguan dengan aman, yang tidak selalu terkait dengan arus pengenalnya. Ada 36KA, 50KA dan spesifikasi lainnya sebelumnya. Secara umum, ini dibagi menjadi Icu kapasitas pemutusan hubung singkat batas dan Ic kapasitas pemutusan hubung singkat berjalan.

Prinsip umum pemilihan pemutus sirkuit

Pertama, jenis dan nomor tiang pemutus arus dipilih sesuai dengan tujuannya; Pilih arus pengenal pemutus sirkuit sesuai dengan arus kerja maksimum; Pilih jenis pelepasan dan jenis serta spesifikasi aksesori sesuai kebutuhan. Persyaratan spesifiknya adalah sebagai berikut.

1) Tegangan kerja pengenal pemutus sirkuit lebih besar dari atau sama dengan tegangan pengenal saluran.

2) Kapasitas on-off hubung singkat pengenal pemutus arus lebih besar atau sama dengan arus beban perhitungan saluran.

3) Kapasitas on-off hubung singkat pengenal pemutus arus lebih besar dari atau sama dengan arus hubung singkat maksimum yang mungkin terjadi pada saluran (umumnya dihitung berdasarkan nilai efektif).  

4) Arus hubung singkat satu fasa ke tanah di ujung saluran adalah ≥1,25 kali arus pengaturan trip sesaat (atau penundaan singkat) dari pemutus sirkuit.

5) Tegangan pengenal pelepasan tegangan rendah pemutus sirkuit sama dengan tegangan pengenal saluran.

6) Tegangan pengenal pelepasan shunt pemutus sirkuit sama dengan tegangan catu daya kontrol.

7) Tegangan kerja pengenal mekanisme transmisi listrik sama dengan tegangan catu daya kontrol.  

8) Ketika pemutus sirkuit digunakan dalam sirkuit penerangan, arus pengaturan sesaat dari pelepasan elektromagnetik umumnya 6 kali arus beban.  

9) Ketika pemutus arus digunakan sebagai proteksi hubung singkat pada satu motor, arus pengaturan trip sesaat adalah 1,35 kali (pemutus rangkaian seri DW) atau 1,7 kali (pemutus rangkaian seri DZ) dari arus start motor.  

10) Bila pemutus arus digunakan sebagai proteksi hubung singkat pada beberapa motor, arus pengaturan pelepasan sesaat adalah 1,3 kali arus start motor terbesar ditambah arus kerja motor lainnya.

11) Apabila pemutus tenaga digunakan sebagai saklar utama pada sisi tegangan rendah transformator distribusi, kapasitas pemutusannya harus lebih besar dari nilai arus hubung singkat pada sisi tegangan rendah transformator, arus pengenal pelepasan tidak boleh kurang dari arus pengenal transformator, dan arus pengaturan proteksi hubung singkat umumnya 6-10 kali arus pengenal transformator; Pengaturan arus proteksi beban lebih sama dengan arus pengenal transformator.

12) Setelah jenis dan tingkat pemutus sirkuit dipilih terlebih dahulu, karakteristik pelindung sakelar atas dan bawah perlu dipadukan untuk menghindari lompatan katak tersandung dan memperluas cakupan kecelakaan.

Selektivitas pemutus sirkuit

Pemutus sirkuit yang digunakan dalam sistem distribusi tenaga listrik dapat dibagi menjadi tipe selektif dan non-selektif sesuai dengan kinerja proteksinya. Ada dua jenis pemutus sirkuit tegangan rendah selektif: proteksi dua tahap dan proteksi tiga tahap. Diantaranya, karakteristik sesaat dan karakteristik tunda pendek cocok untuk aksi hubung singkat, sedangkan karakteristik tunda panjang cocok untuk proteksi beban lebih. Pemutus sirkuit non-selektif umumnya bersifat instan dan hanya digunakan untuk proteksi arus pendek. Beberapa di antaranya adalah tindakan penundaan lama, yang hanya digunakan untuk proteksi beban. Dalam sistem distribusi tenaga listrik, jika pemutus arus tingkat atas mengadopsi pemutus arus selektif dan pemutus arus tingkat bawah mengadopsi pemutus arus non-selektif atau pemutus arus selektif, hal ini terutama menggunakan perbedaan aksi tunda atau waktu tunda pelepasan penundaan pendek untuk mendapatkan selektivitas. Harap perhatikan masalah berikut ketika melewati aksi penundaan pemutus sirkuit di level berikutnya yang lebih tinggi.

1) Terlepas dari apakah tahap berikutnya adalah pemutus sirkuit selektif atau pemutus sirkuit non-selektif, arus pengaturan pelepasan arus lebih sesaat dari pemutus sirkuit tahap sebelumnya umumnya tidak boleh kurang dari 1,1 kali arus hubung singkat tiga fase maksimum di ujung stopkontak pemutus sirkuit tahap berikutnya.

2) Jika tahap berikutnya adalah pemutus arus non-selektif, untuk mencegah terjadinya arus hubung singkat pada rangkaian yang dilindungi oleh pemutus arus tahap berikutnya, sensitivitas aksi sesaat tahap ini tidak cukup, sehingga pelepasan arus lebih tunda pendek tahap sebelumnya akan bertindak terlebih dahulu dan kehilangan selektivitasnya. Secara umum, arus pengaturan pelepasan arus lebih tunda pendek dari pemutus arus tingkat atas tidak kurang dari 1,2 kali arus pelepasan arus lebih sesaat dari tingkat bawah.

3) Jika tahap berikutnya juga merupakan pemutus arus selektif, untuk menjamin selektivitas, waktu tunda pendek pemutus arus pada tahap berikutnya setidaknya 0,1 detik lebih lama dibandingkan waktu tunda pendek pemutus arus pada tahap berikutnya. Secara umum, untuk memastikan tindakan selektif antara pemutus sirkuit tegangan rendah atas dan bawah, pemutus sirkuit tingkat atas harus memilih arus lebih.

pelepasan dengan penundaan singkat, dan arus aksinya harus lebih dari satu tingkat lebih tinggi dari pelepasan arus lebih tingkat rendah, dan setidaknya arus aksi Iop.1 dari pemutus sirkuit tingkat atas tidak boleh kurang dari 1,2 kali lipat dari pemutus sirkuit tingkat bawah, yaitu, iop1 ≥ 1,2 iop.2.

Perlindungan kaskade pemutus sirkuit

Dalam desain sistem distribusi tenaga listrik, kerjasama selektif antara pemutus sirkuit tingkat atas dan bawah harus memiliki "selektivitas, kecepatan dan sensitivitas".

Selektivitas berkaitan dengan kerja sama antara pemutus sirkuit atas dan bawah, sedangkan kecepatan dan sensitivitas terkait dengan karakteristik peralatan pelindung dan mode operasi saluran.

Jika pemutus arus atas dan bawah dipasangkan dengan benar, rangkaian gangguan dapat dihilangkan secara selektif untuk memastikan bahwa rangkaian bebas gangguan lainnya dalam sistem distribusi tetap berfungsi normal. Jika tidak maka akan mempengaruhi keandalan sistem distribusi.

Perlindungan kaskade adalah aplikasi nyata dari karakteristik pemutus arus yang membatasi arus. Prinsip utamanya adalah menggunakan fungsi pembatas arus dari pemutus arus yang unggul untuk memilih pemutus arus dengan kapasitas pemutusan yang lebih rendah untuk mengurangi biaya dan menghemat pengeluaran.

Pemutus arus pembatas arus yang unggul QF1 dapat memutus arus hubung singkat maksimum yang diharapkan di tempat pemasangannya. Karena pemutus sirkuit superior dan bawahan dipasang secara seri dalam sistem distribusi tenaga, ketika terjadi hubung singkat pada outlet pemutus sirkuit tingkat rendah QF2, nilai arus hubung singkat sebenarnya jauh lebih kecil daripada arus hubung singkat yang diharapkan di sana karena efek pembatasan arus dari pemutus sirkuit superior QF1. Artinya, kapasitas pemutusan pemutus sirkuit tingkat rendah QF2 sangat ditingkatkan dengan bantuan pemutus sirkuit superior QF1, yang melebihi kapasitas pemutusan pengenalnya. Perlindungan kaskade semacam ini juga memiliki kondisi tertentu, seperti rangkaian yang berdekatan tidak boleh mempunyai beban penting (karena sekali QF1 trip, rangkaian QF3 juga akan kehilangan daya), dan pada saat yang sama, nilai pengaturan sesaat QF1 dan QF2 harus dicocokkan dengan benar. Data kaskade hanya dapat ditentukan melalui eksperimen, dan pemilihan pencocokan pemutus sirkuit atas dan bawah hanya dapat ditentukan oleh produsen pemutus sirkuit.

Sensitivitas pemutus sirkuit

Untuk memastikan bahwa pelepasan arus lebih sesaat atau penundaan singkat dari pemutus sirkuit dapat beroperasi dengan andal ketika gangguan hubung singkat sekecil apa pun terjadi dalam jangkauan perlindungannya di bawah mode operasi minimum sistem. Sensitivitas proteksi pemutus arus harus memenuhi persyaratan Kode Rancangan Distribusi Tegangan Rendah (CB50054-95) yang sensitivitasnya tidak boleh kurang dari 1,3, yaitu Sp=lk.min/Iop≥1.3. Dimana lop adalah arus aksi pelepasan arus lebih sesaat atau tunda pendek, Ik.Min adalah arus hubung singkat satu fasa atau arus hubung singkat dua fasa pada ujung saluran yang dilindungi oleh pemutus tenaga pada mode operasi minimum sistem, dan Sp adalah sensitivitas pemutus tenaga.

Saat memilih pemutus arus, perhatian juga harus diberikan pada verifikasi sensitivitasnya. Untuk pemutus sirkuit selektif dengan penundaan singkat dan pelepasan arus lebih sesaat, hanya sensitivitas aksi pelepasan arus lebih tunda pendek yang perlu diverifikasi, dan sensitivitas aksi pelepasan arus lebih sesaat tidak perlu diverifikasi.

Pemilihan dan pengaturan pelepasan pemutus arus

(1) Pengaturan arus aksi pelepasan arus lebih sesaat

Di antara benda-benda yang dilindungi oleh pemutus arus, terdapat beberapa peralatan listrik yang akan menghasilkan arus puncak yang tinggi beberapa kali lipat arus pengenalnya dalam waktu singkat selama proses pengasutan, sehingga membuat pemutus arus tersebut menanggung arus puncak yang besar dalam waktu yang singkat. Aksi arus lop(o) dari pelepasan arus lebih sesaat harus menghindari arus puncak Ipk saluran,

yaitu TIO (o) ≥ krel ipk. Dimana Krel adalah koefisien reliabilitas. Saat memilih pemutus arus, perhatian harus diberikan untuk menghindari arus puncak dari pelepasan arus berlebih sesaat dari pemutus arus, untuk menghindari kesalahan pengoperasian pemutus arus.

(2) Pengaturan arus aksi dan waktu aksi pelepasan arus lebih tunda singkat.

Aksi arus lop dari pelepasan arus lebih tunda pendek juga harus menghindari arus puncak Ipk saluran, yaitu IOP (s) ≥ krel ipk. Dimana Krel adalah koefisien reliabilitas. Waktu aksi pelepasan arus lebih tunda pendek umumnya dibagi menjadi tiga jenis: 0,2 detik, 0,4 detik, dan 0,6 detik. Hal ini ditentukan berdasarkan selektivitas proteksi perangkat proteksi depan dan belakang, dan waktu kerja proteksi sebelumnya harus lebih lama dibandingkan proteksi terakhir dengan perbedaan waktu.

(3) Pengaturan arus aksi dan waktu aksi pelepasan arus lebih tunda yang lama.

Pelepasan arus lebih tunda panjang terutama digunakan untuk melindungi kelebihan beban, sehingga arus aksinya Iop(l) hanya perlu menghindari arus beban maksimum saluran, yaitu arus terhitung I30, yaitu IOP (L) ≥ Krel I30. Dimana Krel adalah koefisien reliabilitas. Waktu aksi pelepasan arus lebih tunda yang lama harus menghindari durasi beban berlebih yang pendek, agar tidak menyebabkan kesalahan pengoperasian pemutus arus tegangan rendah.

(4) Persyaratan kesesuaian antara arus aksi pelepasan arus lebih dan saluran yang dilindungi.

Untuk mencegah kabel berinsulasi dari panas berlebih, kerusakan atau bahkan kebakaran akibat beban lebih atau korsleting, dan pemutus arus tidak trip, arus aksi lop pelepasan arus lebih pemutus arus harus memenuhi persyaratan rumus, dan lop≤Kol·Ial. Dimana Ial adalah daya dukung arus yang diijinkan dari kabel berinsulasi; Kol adalah koefisien kelebihan beban jangka pendek yang diijinkan dari kabel berinsulasi, dan umumnya 4,5 untuk pelepasan arus lebih sesaat dan penundaan pendek; Untuk pelepasan arus lebih tunda lama, ambil 1,1 untuk proteksi hubung singkat dan 1 untuk proteksi beban saja. Jika persyaratan pencocokan di atas tidak terpenuhi, arus operasi pelepasan harus dipilih kembali, atau luas penampang konduktor atau kabel harus diperbesar secara tepat.