AIR CIRCUIT BREAKERKelompok 8 :

M Sidiq P (4212101021)

Devi Samosir (4212101022)

Fadhil Clausthaldi (4212101023)

Hikari Qurata (4213101043)

Dante Taufik (4213101022)

OUTLINE

• Introduction

• Miniature Air Circuit Breakers

• Moulded Case Air Circuit Breakers

• Automatic Air Circuit Breakers

CIRCUIT BREAKERS

Circuit Breaker adalah alat pemutus arus listrik otomatis, dikarenakan lebihnya

arus yang melewati circuit breaker tersebut

Macam dari Circuit Breaker yaitu:

1. MCB (Miniatur Circuit Breaker)

2. MCCB (Mold Case Circuit Breaker)

3. ACB (Air Circuit Breaker)

4. OCB (Oil Circuit Breaker)

5. VCB (Vacuum Circuit Breaker)

6. SF6CB (Sulfur Circuit Breaker)

• Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus.

• Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri.

• Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri.

SYARAT CIRCUIT BREAKERS

AIR CIRCUIT BREAKERS

• ACB adalah salah satu komponen dalam sistem distribusi daya yang menghubungkan Sumber Power/listrik dengan equipment consumer yang bisa kita sebut dengan LOAD.

• ACB (Air Circuit Breaker) merupakan jenis circuit breaker dengan sarana pemadam busur api berupa udara. ACB dapat digunakan pada tegangan rendah dan tegangan menengah. Udara pada tekanan ruang atmosfer digunakan sebagai peredam busur api yang timbul akibat proses switching maupun gangguan.

AIR CIRCUIT BREAKERSFungsi Air Circuit Breakers:

1. Mengalihkan operasi selama keadaan saat normal dan maintenance

2. Mengalihkan operasi saat kondisi tidak normal seperti overcurrent atau short circuit

ACB dapat digunakan sebagai:

3. Cabang circuit breakers pada AC 3-fase

4. Pengalihan arus dan perlindungan motor, generator, transformator, dan kapasitor

5. Main switch semua jenis mesin

6. Emergency stop device, dilengkapi rilis undervoltage yang digunakan saat keadaan darurat

KODE DI AIR CIRCUIT BREAKER

• Ir: Pengaturan untuk thermal trip.

• Isd: proteksi untuk short circuit. Magnetik trip.

• Tr: Waktu delay untuk mentolerir besar arus saat motor start. Sehingga jika arus pada saat motor start melebihi waktunya, maka CB akan trip.

• Ir:  adjustment of the long time (or thermal) setting. This is a multiplication coefficient of the rating of the device. Role: protection against overloads.

• tr:  long time delay in seconds, enabling in particular the starting current of a motor to be tolerated.

• Isd:  short time (“magnetic” or “Im”). This is a multiplier of the Ir setting, often 1.5 to 10 times the Ir current. Role: protection against short circuits.

• tsd:  short time delay, enabling in particular the discrimination (time) to be increased with downstream feeders and the magnetisation peaks of a transformer or a motor to be tolerated. It is recommended that the I²t selector switch is set to the ON position.

AIR CIRCUIT BREAKER VIDEO

MINIATURE AIR CIRCUIT BREAKERS

• MCB adalah suatu rangkaian pengaman yang dilengkapi dengan komponen thermis (bimetal) untuk pengaman beban lebih dan juga dilengkapi relay elektromagnetik untuk pengaman hubung singkat.

• MCB banyak digunakan untuk pengaman sirkit satu fasa dan tiga fasa.

• Range pemakaian biasanya sampai dengan 63 A.

KEUNTUNGAN MCB

• Keuntungan menggunakan MCB, yaitu :

1. Dapat memutuskan rangkaian tiga fasa walaupun terjadi hubung singkat pada salah satu fasanya.

2. Dapat digunakan kembali setelah rangkaian diperbaiki akibat hubung singkat atau beban lebih.

3. Mempunyai respon yang baik apabila terjadi hubung singkat atau beban lebih.

• Berdasarkan penggunaan dan daerah kerjanya, MCB dapat digolongkan menjadi 5 jenis ciri yaitu :

1. Tipe Z (rating dan breaking capacity kecil) Digunakan untuk pengaman rangkaian semikonduktor dan trafo-trafo yang sen- sitif terhadap tegangan.

2. Tipe K (rating dan breaking capacity kecil) Digunakan untuk mengamankan alat-alat rumah tangga.

3. Tipe G (rating besar) untuk pengaman motor.

4. Tipe L (rating besar) untuk pengaman kabel atau jaringan.

5. Tipe H untuk pengaman instalasi penerangan bangunan

MOULDED CASE AIR CIRCUIT-BREAKERS

MCCB merupakan salah satu alat pengaman yang dalam proses operasinya

mem- punyai dua fungsi yaitu :

• sebagai pengaman

• sebagai alat untuk penghubung.

Jika dilihat dari segi pengaman, maka MCCB dapat berfungsi sebagai:

- pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus beban lebih.

Pada jenis tertentu pengaman ini, mempunyai kemampuan pemutusan yang

dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan.

• Pada MCB terdapat dua jenis pengaman yaitu secara thermis dan elektromagnetis, pengaman termis berfungsi untuk mengamankan arus beban lebih sedangkan pengaman elektromagnetis berfungsi untuk mengamankan jika terjadi hubung singkat.

• Pengaman thermis pada MCB memiliki prinsip yang sama dengan thermal overload yaitu menggunakan dua buah logam yang digabungkan (bimetal), pengamanan secara thermis memiliki kelambatan, ini bergantung pada besarnya arus yang harus diamankan, sedangkan pengaman elektromagnetik menggunakan sebuah kumpa- ran yang dapat menarik sebuah angker dari besi lunak.

• MCB dibuat hanya memiliki satu kutub untuk pengaman satu fasa, sedangkan un- tuk pengaman tiga fasa biasanya memiliki tiga kutub dengan tuas yang disatukan, sehingga apabila terjadi gangguan pada salah satu kutub maka kutub yang lainnya juga akan ikut terputus.

AUTOMATIC AIR CIRCUIT BREAKERS

• ACB otomatis digunakan dalam tegangan rendah pembangkit listrik kapal untuk mengalihkan ke generator karena beban yang tinggi dan mematikannya . mereka dioperasikan baik oleh manual atau dioperasikan oleh remote bermotor , yang dimasukkan sebagai bagian dari mekanisme pemutus itu

FUNGSI

• pemutus dasar dengan menggerakkan sistem kontak utama statis , pengisian mekanisme , penghilangan arus.

• Mekanisme operasi bermotor.

• menutup sistem selenoid digunakan untuk beralih pada Circuit Breakers.

• proteksi arus dengan merubah arah selenoid.

• Kontak tambahan untuk proses internal dan sinyal.

• Tambahan relay.

• Tambahan konektor.

KOMPONEN DAN FUNGSI1. Actuator Lever atau toggle switch, digunakan sebagai

Switch On-Off dari MCB. Juga menunjukkan status dari MCB, apakah ON atau OFF.

2. Switch mekanis yang membuat kontak arus listrik bekerja.

3. Kontak arus listrik sebagai penyambung dan pemutus arus listrik.

4. Terminal tempat koneksi kabel listrik dengan MCB.

5. Bimetal, yang berfungsi sebagai thermal trip

6. Baut untuk kalibrasi yang memungkinkan pabrikan untuk mengatur secara presisi arus trip dari MCB setelah pabrikasi (MCB yang dijual dipasaran tidak memiliki fasilitas ini, karena tujuannya bukan untuk umum)

7. Solenoid. Coil atau lilitan yang berfungsi sebagai magnetic trip dan bekerja bila terjadi hubung singkat arus listrik.

8. Pemadam busur api jika terjadi percikan api saat terjadi pemutusan atau pengaliran kembali arus listrik.

PRASYARAT UNTUK MENUTUP ACB Pada saat membuka maupun menutup air circuit breaker harus memenuhi kondisi tertentu . Syarat saat mutup air circuit breaker yaitu :

- Circuit breaker dalam keadaan off- Mekanisme penyimpanan tenaga diisi - Undervoltage release dalam keadaan terhubung- Shunt release dalam keadaan tidak terhubung- Solenoid tidak dalam keadaan terhubung- Interlock mekanik yang lain dalam kondisi tidak berhubungan - Interlocks yang lainnya tidak aktif

PENGATURAN PERLINDUNGAN DARI BAHAYA OVERLOAD DAN SHORT CIRCUIT

Di bawah ini adalah grafik hubungan antara waktu dan current yang dihasilkan , kurva ini digunakan untuk melihat besarnya arus yang mengalir , sehingga akan di ketahui apakah breaker akan melakukan pemutusan arus atau tidak .

1.(0-4000 a ) arus normal 2.( perpindahan dari 400 a) Proteksi akibat arus berlebih 3.(4kA-6kA) Waktu delay apabila terjadi overload yang berlebihan 4. (Perpindahan 6KA) Proteksi akibat short sircuit (hubungan arus pendek )5.(6kA ke 9kA) Waktu delay apabila terjadi short circuit6. (9 kA ke 20 kA )Instant short circuit

1 . Delay LTD ( Dalam Second)/ tr : Fungsi delay digunakan untuk memberikan ruang pada overcurrent yang tidak berbahaya atau normal untuk tetap dapat mengalir. Misalnya arus inrush saat starting motor atau saat energizing transformers tanpa menyebabkakn  ACB trip/open.

2. Pick – Up STPU (Ampere)  / Isd /51(ANSI CODE) :  Digunakan jika terjadi hubung singkat/short circuit yang nilainya kecil. Setting STPU lebih tinggi dibandingkan LTPU. Bekerja berdasarkan funsgi inverse dimana semakin besar arus maka semakin cepat waktu trippingnya. Selain itu untuk menjaga selektivitas sistem proteksi adalah dengan memberikan setelan waktu yang pendek agar memberikan kesempatan pada CB sisi downstream untuk mengisolasi gangguan sehingga tidak mentripkan CB sisi upstream. Ring setting pada contoh switch trip unit dibawah ini adalah antara 1.5 – 10 kali Ir.

3 .Delay STD ( dalam second) / tsd : Settingan waktu tsd terkait dengan settingan arus pick up STPU diatas untuk menjamin selektivitas koordinasi antara CB.

4. I : Instantaneous / Ii/ 50 (ANSI CODE) : digunakan untuk mentripkan CB tanpa waktu tunda dengan ring 2 – 40 kali Ir. Interupsi seketika ini terjadi ketika arus lebih short circuit yang sangat besar terjadi, sehingga meminimalisasikan dampak kerusakan pada sistem elektrikal dan peralatan (motor, kabel, CB, Switchgear).

UNDERVOLTAGE RELEASEUndervoltage release merupakan sebuah komponen dari ACB , fngsi dari Undervoltage release yaitu untuk mentripkan circuit breaker saat tegangan kontrol jatuh berada di bawah batas yang telah ditntukan . Gamabra di bawah ini adalah voltage release MN buatan schneider dengan tegangan suplai koil MnN AC adalah 280 V dan AC 380 V

Prinsip kerja dari undervoltage release yaitu bila UVT diisi tegangan maka coil akan bekerja menarik tuas mekaniknya ,sehingga ACB bisa bekerja secara normal close (ON) tanpa hambatan .Namun saat terjadi gangguan tegangan maka tuas mekanik akan kembali normal melepas dan megunci sistem mekanik pada CB sehingga ACB akan trip (bila posisi sebelumnya ON)sehingga tidak bisa dioperasikan .

UNDERVOLTAGE RELEASE APPLICANTIONS

UNDERVOLTAGE RELEASES BIASA DIGUNAKAN:

• Emergency stops di power plant• Main switchboard/emergency switchboard• Generator Protection• Emergency stop for crane starters• Emergency stop for Thrusters• Emergency stop untuk feeding circuit-breakers

pada : • Boiler• Fuel transfer dan circulating pumps• Oil transfer dan circulating pumps

UNDERVOLTAGE RELEASES BIASA DIGUNAKAN:

• Emergency stops di power plant

• Main switchboard/emergency switchboard

• Generator Protection

• Emergency stop for crane starters

• Emergency stop for Thrusters

• Emergency stop untuk feeding circuit-breakerspada : • Boiler• Fuel transfer dan circulating pumps• Oil transfer dan circulating pumps

SHUNT OPENING/CLOSING RELEASE

•  shunt release adalah sebuah selenoid yang memicu breaker secara otomatis. Shunt release dalam keadaan terbuka. Kontak akan tertutup apabila breaker bekerja

C1

C2

OVERCURRENT RELEASE

Alat dimana apabila arus yang berlibahan terdeteksi maka overcurrent release akan bekerja . Kelebihan beban juga bisa ditangani oleh alat ini 

• Overcurrent Release komponen

1. current transormator

2. overcurrent release

3. tripping selenoid

4. mechanical re-closing lockout

5. tripped signal aux contact

• Sinyal daro overcurrent terhubung dengan tripping selenoid

Overcurrent release system

FUNGSI DAN KOMPONEN ACB

1. Remote control• Shunt opening release• Shunt closing release• Geared motor for automatic charging

2. Automatic opening of circuit breaker due to voltage• Instant or time delay voltage release• Contact for signalling undervolage energised

3. Automatic switching of power supplies• Mechanical interlock between two or three circuit breaker

4. Remote opening for various needs.• Shunt opening or undervoltage release

5. Mechanical safety locks for maintenance• Key lock in open position• Padlock device in open position• Keylock and padlockdevice is connected

AIR CIRCUIT BREAKER CONTROL DIAGRAM