ELCB Digunakan untuk Perlindungan Apa?

ELCB melindungi orang dari kejutan listrik akibat kebocoran arus tanah, yaitu arus hidup yang bocor melalui bahan isolasi yang rusak, air, atau bahkan tubuh manusia. Namun, nama ini merujuk pada dua instrumen yang benar-benar berbeda, dan hanya satu dari mereka yang diproduksi saat ini. Tipe yang dioperasikan dengan tegangan melindungi terhadap keberadaan tingkat tegangan yang meningkat pada casing logam, sementara tipe yang dioperasikan dengan arus adalah yang sekarang dikenal sebagai RCCB atau RCD, dan perangkat ini yang memberikan perlindungan terhadap kejutan listrik pada orang yang berdiri di tanah.

Jawaban singkat: ELCB berarti earth leakage circuit breaker, yang digunakan untuk melindungi orang dan perangkat dari dampak arus bocor tanah. Ada dua tipe utama. ELCB yang dioperasikan dengan tegangan (VO-ELCB) akan trip jika terjadi peningkatan potensial antara bagian logam instalasi dan elektroda sensor tanah terpisah ketika tegangan mencapai nilai tertentu, sekitar 50 V, dengan waktu sekitar 200-500 milidetik. Versi ini sudah tidak digunakan lagi. Tipe kedua adalah ELCB yang dioperasikan dengan arus modern yang merupakan RCCB kontemporer yang diatur oleh standar IEC 61008. Sensitivitas dapat dipilih dari 10 mA hingga 300 mA dan waktu trip dari 25 hingga 40 ms. Jika spesifikasi masih menyebut ELCB saat ini, itu sebenarnya berarti RCCB, dan diukur dalam mA.

Dua Perangkat, Satu Nama

Terminologi ini cukup menyesatkan, menyebabkan bahaya nyata ketika kedua produk memiliki nama yang sama di industri. Pendekatan yang benar adalah membedakan berdasarkan pengukuran yang dilakukan oleh masing-masing perangkat.

ELCB yang dioperasikan dengan tegangan (VO-ELCB). Ini mengukur potensial antara semua struktur logam instalasi – rangka, saluran, kotak – dan elektroda tanah terisolasi yang jauh. Setelah potensial meningkat ke nilai sekitar 50 V, perangkat tersebut membuka sirkuit utama.
ELCB yang dioperasikan dengan arus. Ini membandingkan arus yang mengalir sepanjang jalur dengan arus yang kembali melalui kabel netral. Setiap ketidaksesuaian menunjukkan bahwa arus mengalir melalui jalur lain. Karena kebingungan ini, perangkat ini dinamai ulang sebagai residual current device oleh IEC dan saat ini dibeli dengan nama RCD, RCCB, atau RCBO.

Dengan kata lain, prinsipnya sama dalam kedua situasi – sebuah relay pengunci digunakan, dengan pasokan listrik masuk yang terhubung melalui kontak saklar, yang berarti setelah perangkat trip, ia memutus instalasi dan tidak akan tersambung kembali sampai direset.

Penting untuk tepat mengenai apa arti “kebocoran tanah”, karena ini adalah fenomena yang ditangkap oleh kedua perangkat: arus yang meninggalkan sirkuit yang dimaksud dan kembali ke tanah melalui jalur yang tidak diinginkan. Itu adalah apa gangguan tanah dan bagaimana perbedaannya dengan hubung singkat, dan ini adalah bahaya spesifik yang dirancang untuk diputus oleh ELCB.

Cara Kerja Tipe yang Dioperasikan dengan Tegangan

Ada dua terminal tanah dengan VO-ELCB dan konduktor tanah sengaja dialirkan melaluinya. Satu terminal terhubung ke konduktor yang melindungi peralatan, dan terminal lainnya terhubung ke elektroda tanah. Kumparan sensor terletak di antara kedua terminal tersebut.

Jika instalasi dalam kondisi baik, maka tidak ada arus yang mengalir sepanjang jalur tersebut dan tegangan (beda potensial) tetap pada nilai yang sangat rendah. Jika terjadi kerusakan isolasi dan selubung logam menjadi berenergi, arus gangguan mulai mengalir ke tanah melalui elektroda tanah, tegangan pada logam naik di atas referensi tanah jauh, dan kumparan sensor mendeteksi kenaikan ini sehingga menyebabkan pemutusan perangkat pada tegangan sekitar 50 volt.

Perhatikan seberapa terbatas cakupan perangkat ini. Perangkat ini hanya dapat mengenali gangguan ketika arus dikembalikan melalui elektroda yang terhubung. Secara efektif, ini berarti:

Terlepas dari di mana kegagalan terjadi pada konduktor tanah, ELCB menjadi tidak berguna, tanpa tanda-tanda yang menunjukkan malfungsi ini.
Setiap sambungan lain ke tanah dalam sistem yang dilindungi, seperti elektroda tanah kedua, pipa yang terhubung, dll., dapat menyebabkan arus melewati sensor dan mengabaikan perangkat.
Jika seseorang di tanah bersentuhan dengan kabel hidup mana pun, arus tidak melewati elektroda yang terhubung, dan oleh karena itu tidak akan terdeteksi oleh perangkat. Ini adalah keterbatasan yang menyebabkan produk ini keluar dari pasar.

Ada satu hal yang membuat desain yang diaktifkan tegangan ini lebih baik daripada yang lain, dan saya harus menyebutkannya demi kejujuran: perangkat ini kurang rentan terhadap pemutusan palsu, dan mampu mendeteksi gangguan tanah DC yang tidak dapat dilihat oleh perangkat induktif. Namun, keunggulan ini tidak membenarkan penggunaan perangkat yang bekerja tanpa tanda kegagalan sekecil apa pun dan gagal menjalankan fungsi utamanya.

Mengapa ELCB Tidak Lagi Digunakan

Tiga masalah layak disebutkan berdasarkan urutan signifikansi.

Ketergantungan pada tanah. Fungsi normal sistem keselamatan kebakaran berbasis tegangan bergantung pada instalasi tanah yang tepat dan berfungsi serta keberadaan elektroda referensi independen. Di bangunan lama, kabel tanah yang rusak dan berkarat adalah salah satu masalah paling umum yang dihadapi insinyur listrik. Jika perangkat tidak dapat memberi sinyal pemutusan kabel, perangkat tersebut tidak memiliki fungsi keselamatan.
Kecepatan dan sensitivitas. Ambang batas 50 V dan waktu pemutusan 200-500 ms meninggalkan margin keputusan yang luas. Perangkat yang dioperasikan oleh arus memutus pada 30 mA dalam 25-40 ms, yang merupakan waktu yang memungkinkan kelangsungan hidup. Oleh karena itu, masalah waktu dan arus yang terkait dengan fisika fibrilasi ventrikel menyebabkan hilangnya efisiensi ELCB.
Standar mengambil jalur yang berbeda. IEC 61008 mendefinisikan persyaratan teknis, kinerja, pengujian, dan penandaan untuk pemutus sirkuit arus residual tanpa proteksi lebih arus bawaan, sementara IEC 61009 mengatur kinerja untuk yang memiliki proteksi lebih arus. Namun, ELCB yang dioperasikan dengan tegangan dikecualikan dari daftar persyaratan keselamatan oleh standar modern, yang berarti bahwa mereka hanya dapat diidentifikasi melalui pelanggaran selama audit keselamatan berikutnya.

Oleh karena itu, orang yang bertanggung jawab atas pemeliharaan bangunan yang menggunakan ELCB lama harus memahami bahwa menggantinya bukan berarti menukar peralatan tetapi meningkatkan sistem kabel tanah yang digunakan bersama unit lama tersebut. Perbandingan yang penting saat Anda sampai di sana adalah antara opsi penginderaan arus saat ini, dan bagaimana RCCB dan RCBO berbeda dalam lebar, biaya, dan apakah MCB terpisah diperlukan adalah keputusan yang sebenarnya muncul pada retrofit.

ELCB vs RCCB vs RCBO vs MCB

Ada empat jenis perangkat, masing-masing dengan fungsi yang berbeda, dan hanya satu yang sudah tidak digunakan lagi.

MCB adalah saklar elektro-mekanis yang dirancang untuk merespons arus berlebih dalam sirkuit. Ia memiliki respons yang baik terhadap gangguan yang disebabkan oleh beban lebih atau hubung singkat. Namun, ia tidak merespons arus gangguan apa pun karena arus tersebut terlalu kecil untuk menyebabkan operasi perangkat yang berarti.
Perangkat arus gangguan, atau RCCB, mampu mengukur ketidakseimbangan antara arus keluar dan arus balik dan beroperasi hanya dalam kasus arus bocor. Namun, ia tidak memberikan perlindungan terhadap arus lebih dan oleh karena itu berada di tingkat hierarki yang lebih tinggi, dengan MCB yang disuplai di bawahnya.
RCBO adalah kombinasi dari MCB dan RCCB karena keuntungannya adalah sirkuit akan selalu menerima perlindungan terhadap arus gangguan. Ini melindungi sistem dari pemadaman total bahkan jika satu sirkuit mengalami gangguan.
VO-ELCB adalah perangkat usang yang digunakan dalam sistem lama.

Pemilihan sensitivitas adalah yang menentukan apakah perangkat benar-benar akan menyelamatkan nyawa. Menurut standar, 30 mA dipilih untuk sirkuit akhir yang memasok daya ke soket dan tempat lain yang berbahaya bagi orang; 100 mA untuk perangkat yang berfungsi di sirkuit pasokan; dan 300 mA diperlukan jika ada risiko kebakaran. Penting untuk diingat bahwa perangkat 100 mA tidak pernah dapat menggantikan perangkat 30 mA dalam kondisi apa pun. Perangkat seperti rentang RCCB dua kutub dengan rating 16–125 A dalam versi Tipe AC dan Tipe A adalah alternatif modern untuk ELCB warisan di posisi yang sama pada papan tersebut.

Perbedaan kunci lain muncul akibat perubahan beban dari waktu ke waktu. Jenis arus sisa — A.C, A, F atau B — merujuk pada jenis arus bocor yang dapat dikenali oleh perangkat. Tipe A.C hanya mengatur arus bocor gelombang sinus A.C, dan sekarang sudah usang untuk aplikasi pada beban elektronik terbaru. Tipe A mencakup arus D.C. berdenyut yang berlaku untuk sebagian besar PSU mode-switch, catu daya tak terputus, dan motor. Tipe F terdiri dari beberapa frekuensi hingga satu kilohertz untuk beberapa inverter satu fasa, mesin cuci, dan pompa panas. Untuk tipe B, kami sekarang dipandu oleh IEC 62423, yang berarti tipe B tidak hanya terdiri dari D.C. halus tetapi juga yang diperlukan untuk pengisi daya kendaraan listrik, inverter fotovoltaik serta motor industri. Saat ini, menentukan tipe A.C untuk aplikasi adalah kesalahpahaman yang jelas, yang menjadi nyata ketika beban yang dilindungi perangkat tidak lagi resistif.

Tempat Anda Masih Menemukannya

Voltage-operated Earth Leakage Circuit Breakers (ELCB) masih digunakan di instalasi residensial lama dan komersial ringan, serta di beberapa tempat industri yang masih menggunakan desain asli dan di negara-negara di mana penggunaan tipe ini tersebar sebelum munculnya perangkat penginderaan arus saat ini. Fakta bahwa beberapa perangkat ini masih digunakan memperumit masalah. Itu karena perangkat yang tampaknya berfungsi dengan benar dalam instalasi yang berfungsi penuh dapat dinonaktifkan oleh gangguan tanah pada saat perangkat seharusnya bekerja.

Current-operated ELCB berada pada posisi berbeda. Penggunaannya luas di bidang seperti teknik listrik dan teknologi industri di Asia Tenggara dan India, meskipun nama fungsional tipe perangkat ini telah diubah menjadi “current operated circuit breakers” (atau “RCCB” untuk singkatannya). Daftar kuantitas yang meminta “ELCB” selalu meminta RCCB sebagai gantinya. Untuk memastikan apakah perangkat bertipe mA, perlu memeriksa datasheet untuk pengukuran kualitas yang diharapkan daripada memeriksa namanya pada kemasan: jika perangkat dinilai dalam miliampere, berarti itu adalah tipe current operated. Konvensi penamaan yang sama berlaku dalam praktik regional di tempat-tempat di mana perlindungan kebocoran tanah sedang ditingkatkan pada stok bangunan lama, seperti dalam tinjauan ini tentang bagaimana perlindungan kebocoran tanah ditentukan dan dipasang ulang di Filipina, di mana kerangka kode lokal dan peralatan yang tersedia di pasar tidak selalu sesuai.

Memasang Ulang Instalasi Lama

Mengganti ELCB tidak sesederhana mengganti satu perangkat dengan perangkat lain. Lima pemeriksaan penting harus dilakukan; jika tidak, ELCB tidak akan berfungsi dengan benar, baik trip karena alasan yang salah atau tidak berfungsi sama sekali.

Sistem tanah. Dalam rangkaian VO-ELCB, perlu menghubungkan konduktor tanah melalui perangkat. Dalam hal ini, perlu memeriksa sambungan tanah daripada hanya mengandalkannya.
Netral. Perangkat yang dioperasikan oleh arus akan mendeteksi semua jalur aktif. Oleh karena itu, untuk menghindari trip yang tidak diinginkan, tidak boleh ada sambungan ke tanah untuk konduktor netral di hilir perangkat dan semua konduktor harus terpisah tanpa ground bersama.
Sensitivitas dan diskriminasi. Sangat penting untuk memilih 30 mA untuk sirkuit dengan proteksi sensitif, sementara untuk sirkuit yang kurang sensitif harus dipilih perangkat dengan arus nominal 100–300 mA.
Jenis beban. Jenis arus residual dari ELCB harus dipilih tergantung pada sifat beban. Peralatan dengan penggerak kecepatan variabel, inverter, atau peralatan DC apa pun memerlukan penggunaan perangkat Tipe A, F, atau B sebagai pengganti ELCB Tipe AC.
Persyaratan proteksi overcurrent dalam sirkuit yang sama. Ketersediaan ruang yang sangat terbatas di panel kontrol mungkin memerlukan penggunaan modul khusus yang menggabungkan kedua fungsi tersebut. A MCB 63 A dalam konfigurasi 1P hingga 4P dengan kurva trip Tipe B, C, atau D is the overcurrent half of that pairing, and the trip curve is chosen against the inrush of whatever the circuit actually feeds.

One last piece of advice that should be considered by whoever advises on the work is to take advantage of the replacement of ELCB to inspect the earth system as a whole; the old device was the only installation where the proper functioning depended on this ground connection. If the ground connection was faulty, there would be no warning on the installation, while the new device would not be useful.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

What does an ELCB protect against?

Earth leakage refers to a condition whereby the current escapes from the live wire through an unplanned route, possibly even via a human body. The voltage-operated earth leakages work when current gets back to earth through the metal parts of the equipment connected to its electrical earth, disconnecting at around 50 V. The current-operated earth leakages work against the leakage itself and are available at different dependence on current starting from 10 mA to 300 mA (standard is 30 mA for safety in a final circuit).

Why is ELCB no longer used?

The voltage-operated type of earth leakage circuit breaker has been eliminated due to its silent failure and inability to detect the important fault. Its operational principle only allows to detect the leakage flowing through its earth electrode, and any cut of earth conductor or any additional earthing in the circuit is going to be fatal for its proper function without giving any signal. Its current can’t be detected in case a human is touching the ground. Being at the level of around 50 V for cutting, and 200-500 ms for reaction, the voltage-operated type of ELCB does not provide appropriate level of shock protection. In comparison, the current-operated ELCBs are measuring the current imbalance directly, work independently of the integrity of paths to the earth and shut down within 25-40ms for 30 mA.

What is the difference between a GFCI circuit and an ELCB?

They tackle the same issue by employing a different threshold and different reference point. The GFCI is considered a Class A product by US UL standards and reacts to current leakage between 4 and 6 mA within 1/40 seconds countrywide public safety code guidelines mandatory application say bathrooms, kitchens, garages, outdoors and several other locations which are indicated and interpreted by electrical currents. The ELCB, on the other hand, stands for the current-operated RCCB following IEC 61008. The most common variant used in personal protection systems has sensitivity of 30 mA. It is also possible to use RCCB with grammatic errors of 100 mA and 300 mA for applications relating to electrical protection against electric shock and switchgear and circuits against overloads, respectively.

What are the two types of ELCB?

Electricity-operated and current-operated. The electricity-operated ELCB (EO-ELCB) detects an increase in voltage between the metal structure of installation and distant earthing electrode and operates when this falls outside the 50V range. The current-operating ELCB measures the difference between the current flow in the live wires and return on neutral, and operates due to the disparity in electric flow; this term was reassured by IEC which is the actual name we use in the market today appearing as RCCB, RCD or RCBO. Majority of devices available on the market are current-operated, and checking the selected units sensitivity in milliamp is the easiest choice to make.

Referensi

Kesimpulan

The ELCB shows us how important it is to use correct terminology in electrical protection. One device detects a rise in voltage and only protects the metal connected to its own electrode. Another device, however, measures current imbalance and protects the person using the tool. The two devices have been called the same for many years, prompting the IEC to change the name of the survivor. When you come across a specification that states ELCB, the first thing to look for is its sensitivity, in milliamperes. If that is absent from the specification then you are looking at a device that should have been replaced by a current-operated circuit breaker ages ago.