Ada banyak kesempatan yang menggambarkan betapa berbeda karakteristik beban dari sebuah motor dibandingkan dengan karakteristik beban pemanas atau sirkuit pencahayaan. Salah satu contoh adalah kasus yang terjadi beberapa tahun yang lalu, ketika seorang teknisi pemeliharaan dipanggil ke fasilitas pengolahan makanan karena penghentian jalur produksi yang tidak terduga. Motor listrik yang menggerakkan seluruh bagian pengemasan (20 tenaga kuda) telah memutus pemutus sirkuitnya. Setelah mereset pemutus sirkuit, teknisi mencoba untuk menyalakan motor lagi, hanya untuk menemukan bahwa motor tersebut telah terputus lagi saat dinyalakan. Setelah mendiagnosis masalahnya, teknisi menemukan bahwa seseorang telah memasang perangkat pelindung sirkuit baru (pemutus sirkuit) sebagai pengganti perangkat pelindung sirkuit motor asli (juga dikenal sebagai pemula motor).
Perangkat pelindung sirkuit yang baru dipasang adalah standar termal magnetik pemutus sirkuit dengan rating arus yang sama dengan pemula motor asli; namun, ia memiliki pengaturan trip magnetik yang terlalu rendah untuk memberikan waktu yang cukup bagi arus masuk normal motor untuk stabil pada level keadaan tetap. Di sisi lain, pengaturan trip magnetik dari perangkat pelindung sirkuit yang baru dipasang diatur cukup tinggi untuk memberikan arus masuk yang berlebihan saat startup, yang akhirnya merusak motor (menurunkan isolasi lilitan), yang pada akhirnya akan memerlukan penggulangan motor dengan biaya $1,200. Ketika insinyur dan teknisi memasuki dunia profesional, mereka akhirnya menemukan salah satu kebenaran dasar desain, yaitu, perlindungan untuk beban motor harus dipilih berdasarkan karakteristik khas dari motor, dibandingkan dengan karakteristik khas dari pemanas atau beban pencahayaan.
Dua Perangkat, Dua Fungsi Berbeda
Meskipun istilah pelindung sirkuit motor dan pemutus sirkuit dapat digunakan secara bergantian, sebenarnya mereka menggambarkan dua jenis perangkat yang berbeda dengan desain internal yang sangat berbeda yang melayani fungsi yang berbeda dalam sirkuit cabang motor. Pemutus sirkuit standar, yang paling sering adalah pemutus sirkuit miniatur (MCB) atau pemutus sirkuit molded-case (MCCB), adalah perangkat yang dirancang untuk memberikan perlindungan umum untuk kabel dan beban umum yang terhubung dari kondisi kelebihan beban dan hubung singkat dengan memberikan perlindungan terhadap kelebihan beban dan hubung singkat melalui elemen termal bimetalik dan kumparan elektromagnetik, masing-masing, yang ditempatkan dalam satu unit. Sebaliknya, pelindung sirkuit motor (MCP) adalah perangkat yang dirancang khusus untuk memberikan perlindungan hubung singkat magnetik (elektromagnetik) saja. MCP memiliki trip instan yang dapat disesuaikan dan harus digunakan sebagai bagian dari pengontrol motor kombinasi yang terdaftar ketika digunakan dengan kontak dan relay overload terpisah untuk memberikan perlindungan termal untuk motor dan pembersihan hubung singkat oleh MCP. Tidak ada perangkat yang akan memberikan fungsi dari yang lain, dan menggunakan keduanya secara tidak benar adalah salah satu cara untuk mengalami jenis kegagalan yang dialami oleh pabrik makanan.
Mengapa MCB Standar Gagal pada Tugas Motor
Saat dinyalakan, motor akan memiliki arus awal (atau arus rotor terkunci) yang dapat mencapai antara 6 hingga 8 kali arus beban penuh yang berjalan. Arus inrush ini hanya akan berlangsung selama sebagian kecil detik saat menggunakan metode start langsung, namun, mungkin berlangsung cukup lama untuk memasuki zona trip magnetik dari Miniature Circuit Breaker (MCB) standar. Sebagai contoh, MCB Tipe C 20-amp memiliki ambang trip instan antara 5 hingga 10 kali rating-nya, yang berarti dapat trip di mana saja antara 100 hingga 200 ampere. Berdasarkan 120 ampere arus yang ditarik motor saat startup, hal ini terjadi tepat di tengah ambang trip MCB. Akibatnya, pemutus mungkin trip pada beberapa awal motor dan mungkin bertahan pada yang lain, berdasarkan 2 faktor: 1) titik penutupan kontak motor relatif terhadap arus (yaitu titik aktual dalam bentuk gelombang tegangan saat kontak menutup), dan 2) tingkat residual magnetik (ukuran) yang tersisa di inti motor pada saat penutupan sirkuit. Ketidakkonsistenan ini adalah yang menyebabkan trip yang mengganggu.
Seringkali, teknisi yang tidak berpengalaman akan mencoba memperbaiki masalah trip yang mengganggu dengan menyesuaikan ke pemutus yang lebih besar; yang pada gilirannya menghilangkan perlindungan arus lebih dari kabel, sehingga menciptakan bahaya kebakaran.
Mekanisme trip magnetik dari MCP akan mengatasi masalah trip yang mengganggu ini dengan memiliki pengaturan trip magnetik yang dapat disesuaikan (hingga 13 kali beban penuh motor) tanpa elemen termal yang akan trip karena kelebihan beban yang berkepanjangan; itu adalah tugas dari relay overload. Untuk melihat lebih luas tentang bagaimana pemutus berfungsi di berbagai aplikasi, perbandingan kami tentang pemutus sirkuit vs pelindung lonjakan menjelaskan di mana perlindungan arus lebih berakhir dan perlindungan lonjakan dimulai.
Trio Perlindungan Motor yang Terkoordinasi
Sesuai dengan standar NEC dan UL, sirkuit cabang motor yang lengkap mencakup tiga perangkat yang bekerja sama (untuk mengoperasikan motor Anda, bukan sekadar mengoperasikannya):
- Perlindungan hubung singkat dan kesalahan tanah: Tujuan dari pelindung sirkuit motor atau MCCB (Molded Case Circuit Breaker) yang diberi rating khusus adalah untuk trip ketika ada kesalahan bolted atau kesalahan tanah dan untuk membersihkan kesalahan tersebut sebelum arus dapat menyebabkan kerusakan pada konduktor atau lilitan motor. Ini diatur di atas level inrush untuk mencegah trip palsu.
- Perlindungan kelebihan beban: Relay overload mencakup arus beban lengkap dari motor serta faktor layananya. Ini akan melindungi motor dari kelebihan beban mekanis yang berkepanjangan, kehilangan satu atau beberapa fase, dan kondisi rotor terkunci yang berlangsung lebih lama dari sekadar startup. Relay overload akan trip pada 115% atau 125% dari arus beban penuh motor tergantung pada bagaimana motor diberi label (faktor layanan) dan apa yang diperlukan oleh kode.
- Kontrol: Kontaktor bertindak sebagai perangkat switching elektromagnetik untuk motor dan menyalakan serta mematikan motor selama kondisi operasi normal. Kontaktor diberi rating untuk arus beban penuh dan arus rotor terkunci dari motor.
MCP memerlukan relay overload untuk memberikan perlindungan termal, yang dicapai melalui strip bimetalik yang dibangun ke dalam pemutus sirkuit tradisional. Ini dilakukan dengan sengaja untuk memungkinkan setiap perangkat pelindung dirancang dan dioptimalkan secara khusus untuk aplikasi unik mereka sendiri. MCB standar berusaha untuk melayani kedua fungsi menggunakan satu karakteristik konstan, sehingga menjadikannya tidak cocok untuk digunakan sebagai pemutus sirkuit motor, kecuali untuk motor daya fraksional yang sangat kecil di mana arus awal terlalu kecil untuk mempengaruhi kinerja.
Pemutus Sirkuit Perlindungan Motor: Opsi Ketiga
Pemutus Sirkuit Perlindungan Motor (MPCB) memiliki aspek-aspek berikut yang dibulatkan karena persyaratan Kode Listrik Kanada (CEC) dan Kode Listrik Nasional (NEC):
• MPCB, yang umum ditemukan di pasar Amerika Utara dan IEC, menyediakan perlindungan overload (termal) dan perlindungan hubung singkat (magnetik) dalam satu perangkat, diklasifikasikan di bawah IEC-60947-4-1 sebagai cocok untuk beban motor, dan melayani banyak aplikasi sebagai satu-satunya perangkat perlindungan motor yang menyederhanakan pengkabelan dan mengurangi ruang enclosure.
• Pengaturan kesalahan langsung dari MPCB Anda menyediakan cara fleksibel untuk melindungi terhadap arus awal motor, serta arus overload yang terus menerus.
• MCB standar mungkin menyediakan pengaturan kesalahan langsung; namun, itu akan menciptakan kondisi ketidakcocokan ketika digunakan dengan motor karena masalah MCB yang disesuaikan untuk arus penuh (FLC), sementara MPCB Anda disesuaikan untuk arus awal.
Saat menggunakan perangkat yang dapat direset untuk perlindungan hubung singkat dan kesalahan tanah di pemutus motor, MPCB Anda harus selalu menjadi perangkat pilihan.
Namun, dalam konteks metode yang diterima secara umum untuk mengendalikan motor AC industri di Amerika Utara, kombinasi Kontaktor, Overload, dan Pemutus Sirkuit Perlindungan Motor masih merupakan metode yang paling umum untuk mencapai kontrol motor; ini terutama disebabkan oleh pemeliharaan NEC terhadap persyaratan untuk perangkat perlindungan hubung singkat cabang motor dan kesalahan tanah sebagai perangkat terdaftar (disetujui lembaga) ketika digunakan sebagai komponen individu dalam starter.
Aturan 125% dan Perannya dalam Perlindungan Motor
Dalam Kode Listrik Nasional (NEC), perlindungan kelebihan beban harus diukur secara tidak tepat untuk motor yang memiliki faktor layanan lebih besar dari 1,15 pada tidak lebih dari 125% dari beban penuh. Di sisi lain, penyesuaian maksimum kelebihan beban pada relay kelebihan beban dari motor yang memiliki faktor layanan 1,0 atau kenaikan suhu 40 derajat Celsius akan berada pada 115% dari beban penuh. Tujuan artikel ini adalah untuk memberikan perlindungan kelebihan beban motor yang tidak akan memicu relay kelebihan beban dalam kondisi operasi normal, tetapi relay kelebihan beban akan memicu sebelum isolasi belitan motor mencapai suhu yang akan memperpendek umur motor. Aturan ini hanya berlaku untuk relay kelebihan beban dan tidak mengatur perangkat pemutus sirkuit pendek motor. Pengaturan trip magnetik pada MCP jauh lebih tinggi (biasanya antara 700–1300% dari beban penuh) dibandingkan dengan pengaturan relay kelebihan beban (125% dari beban penuh) sesuai dengan Artikel NEC 430.52. Artikel 430 menetapkan jumlah maksimum perlindungan sirkuit pendek untuk pemutus trip instan yang dapat digunakan dalam kombinasi dengan relay kelebihan beban dengan rating 1300% dari beban penuh. Aturan 125% dan pengaturan tinggi yang terkait dengan trip magnetik MCP saling mendukung: relay kelebihan beban melindungi terhadap kerusakan termal lambat pada motor, sementara MCP melindungi motor dari arus gangguan yang cepat. Tidak ada nilai ini yang dapat dipertukarkan antara perangkat tanpa membatalkan koordinasi yang akan memastikan bahwa motor terus beroperasi dengan aman.
Apakah Pelindung Sirkuit Motor adalah Pemutus Sirkuit?
Ketika pertanyaan proyek instalasi muncul, mereka memerlukan perbedaan antara karakteristik fisik dan fungsionalitas keseluruhan serta jenis konfigurasi dan nomor model yang digunakan untuk tujuan yang diidentifikasi. Dalam penampilan, pelindung sirkuit yang dimodifikasi (MCP) memiliki penutup dan konfigurasi saklar toggle yang sama dengan pemutus sirkuit kotak cetakan (MCC); namun, secara fungsional, MCP adalah jenis pemutus sirkuit yang telah dimodifikasi untuk menghapus perangkat perlindungan kelebihan beban termalnya dan diganti dengan perangkat trip magnetik yang dapat disesuaikan. Meskipun beberapa MCP adalah produk yang terdaftar ganda yang memenuhi UL 508 (untuk digunakan dalam panel kontrol industri) dan UL 489 (untuk digunakan sebagai pemutus sirkuit kotak cetakan), MCP akan memenuhi perannya sebagai pelindung sirkuit pendek cabang untuk sirkuit motor; namun, mereka harus selalu digunakan dengan relay kelebihan beban yang sesuai serta kontaktor. MCP tidak dapat digunakan pada sirkuit motor kecuali sesuai dengan instruksi instalasi pabrikan dan mematuhi kode yang sesuai; ada beberapa kasus khusus yang akan mengizinkan MCB untuk melindungi sirkuit motor kecil (misalnya, sirkuit motor kecil yang dioperasikan oleh perangkat bertenaga baterai). Jika Anda memerlukan bantuan dalam mengukur pemutus untuk aplikasi apa pun, panduan kami di ukuran pemutus sirkuit yang Anda butuhkan menjelaskan proses perhitungan untuk beban umum dan motor.
Bagaimana HUYU Mendukung Perlindungan Sirkuit Motor yang Benar
HUYU menawarkan berbagai perangkat perlindungan sirkuit yang digunakan dalam sistem kontrol motor, termasuk pemutus sirkuit kotak cetak untuk perlindungan sirkuit feeder dan cabang; pemutus yang terdaftar UL 489 yang memenuhi persyaratan layanan masuk dan cabang; dan berbagai karakteristik trip untuk memberikan insinyur pilihan untuk mencocokkan perangkat perlindungan dengan beban — seperti bank pemanas resistif atau sirkuit panel pencahayaan, atau motor dengan arus awal tinggi. HUYU memiliki pemutus sirkuit mini untuk memberikan perlindungan sirkuit untuk aplikasi Beban Umum hingga pemutus kotak cetak yang memiliki rating pemutusan dan kurva trip yang dapat disesuaikan yang dirancang untuk melindungi sirkuit motor industri. Jika Anda memilih produsen yang menyediakan dokumentasi pengujian lengkap dan karakteristik trip yang diberi label dengan jelas, Anda akan menghilangkan ketidakpastian dari skenario pabrik pengolahan makanan — perlambatan dan biaya tinggi dari kerusakan motor yang tidak pernah dilindungi dengan benar.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apakah pelindung sirkuit adalah pemutus sirkuit?
Perangkat perlindungan sirkuit motor (juga disebut MCP) adalah bentuk perlindungan elektronik terhadap kegagalan sirkuit motor. MCP berbeda dari pemutus sirkuit standar karena hanya memberikan perlindungan terhadap hubung singkat melalui magnetisme — oleh karena itu tidak termasuk perangkat kelebihan beban termal untuk melindungi sirkuit dari kelebihan beban termal. Ini juga digunakan bersama dengan relay kelebihan beban terpisah, kontaktor, dan terkadang juga sebagai produk yang terdaftar ganda untuk UL998 dan UL948.
Apakah pelindung sirkuit sama dengan pemutus sirkuit?
Tidak, “pelindung sirkuit” berarti berbagai perangkat listrik yang berbeda seperti sekering, pelindung tambahan, dan pelindung sirkuit motor; namun, pemutus sirkuit adalah jenis perangkat listrik yang sebenarnya yang dapat direset oleh pengguna dan melindungi terhadap arus lebih, atau kelebihan beban, dan hubung singkat. MCP juga merupakan contoh perangkat listrik yang merupakan jenis pelindung sirkuit; namun, satu-satunya fungsi yang dilakukannya adalah perlindungan dari hubung singkat dan dirancang hanya untuk digunakan dengan beban motor.
Mengapa MCB tidak digunakan untuk perlindungan motor?
MCB tradisional memiliki posisi trip magnetik yang telah ditentukan sebelumnya yang biasanya sesuai dengan arus awal saat motor dinyalakan sehingga juga menyebabkan trip yang tidak diinginkan. Selain itu, elemen termal MCB juga tidak dikalibrasi dengan benar untuk memenuhi kurva kerusakan termal spesifik motor individu. MCP atau MPCB dengan batas trip yang dapat disesuaikan menghilangkan kedua ketidakcocokan ini sambil memberikan perlindungan yang andal dari trip yang tidak perlu.
Apa itu aturan 125% dalam listrik?
Menurut Pasal 430.32 dari NEC, aturan 125% menyatakan bahwa untuk motor dengan faktor layanan lebih besar dari atau sama dengan 1.15, perlindungan kelebihan beban harus dinilai tidak lebih tinggi dari 125% dari arus beban penuh. Ini hanya berkaitan dengan kelebihan beban dan bukan perlindungan hubung singkat, karena dirancang untuk melindungi motor dari kelebihan beban termal yang berkelanjutan dari penggunaan dalam kondisi operasi normal yang di atas rata-rata.
The → Yang perbedaan antara pemutus sirkuit standar dan pelindung sirkuit motor bukan sekadar teknis. Pelindung sirkuit motor (MCP) akan memberikan tahun-tahun awal yang andal dan bebas masalah. Sebaliknya, pemutus sirkuit standar akan terputus setiap kali motor mencoba untuk mulai atau akan gagal dengan tenang ketika motor terlalu panas akibat perlindungan overload yang tidak memadai. Dengan menyediakan trip magnet yang dapat disesuaikan bersamaan dengan relay overload yang ukuran yang tepat, MCP telah divalidasi dan didokumentasikan oleh National Electrical Code (NEC) serta puluhan tahun rekayasa perlindungan motor yang didedikasikan sebagai solusi yang tepat untuk melindungi motor dari kerusakan. Pemutus sirkuit standar (MCB), meskipun berguna untuk perlindungan beban pencahayaan dan pemanasan, adalah aplikasi yang salah untuk tujuan ini. Di HUYU, kami menawarkan semua jenis perangkat perlindungan yang dinilai dengan tepat sesuai dengan jenis beban untuk memastikan bahwa kombinasi perlindungan dan beban yang benar adalah dasar dari sistem listrik yang aman, dapat diandalkan, dan sesuai kode.
