Peralatan keamanan tenaga listrik

1. PRAKTIKUM PERLENGKAPAN SISTEM TENAGA
PERCOBAAN 1
SEKERING (Patron Lebur)
STTN 2016
I. Tujuan :
1. Memahami kegunaan dan unjuk kerja sekering.
2. Membuat karakteristik sekering melalui pengujian beban.
II. Dasar Teori :
Sekering adalah sebuah alat untuk melindungi suatu rangkaian listrik terhadap
kerusakan-kerusakan yang mungkin timbul karena arus yang mengalir terlalu besar yang
disebabkan oleh beban lebih atau hubung singkat, dengan cara membuka rangkaian
tersebut melalui elemen lebur (fuse element) pada sekering tersebut.
Beberapa istilah untuk sekering yang perlu dipahami :
1. Fuse Elemen : adalah bagian fuse yang dirancang untuk dapat lebur
sehingga dapat membuka rangkaian.
2. Minimum Fusing-Current : adalah arus minimum yang menyebabkan elemen lebur
pada sekering akan melebur.
3. Current-Rating : adalah arus yang harganya lebih kecil daripada minimum
fusing-current, sebagai arus yang dapat dibawa oleh
sekering secara kontinyu tanpa merusakkan fuse elemen.
4. Voltage rating : adalah tegangan tertinggi yang dalam keadaan normal
dapat dikenakan pada sekering.
5. Pre Arcing-Time : adalah waktu mulai terjadinya arus besar (lebih) dan saat
mulainya arcing.
6. Arcing –Time : adalah waktu antara pre arcing-time berakhir dan
terputusnya hubungan secara sempurna (arus benar-benar
nol / putus).
7. Total operating-Time : pre arcing-time + arcing-time.
8. Arcing –Voltage : adalah tegangan yang terjadi antara ujung-ujung sekering
selamna arcing-time.
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 1
Bernadus Alexander L.
031300345

2. 9. Arus batas : adalah arus terus-menerus yang menyebabkan
penghantarnya mencapai suhu maksimum yang
diperbolehkan.
Gambar 1.1 Sekering
Pada permulaan hubung singkat , perlengkapan menderita gaya elektrodinamis yang
tinggi. Gaya ini sebanding dengan kuadrat puncak arus hubung singkat (Ig
2
). Nilai sesaat
arus hubung singkat bisa mencapai 100 kA.
Nilai sesaat arus hubung singkat pada saat terjadinya hubung singkat tergantung
pada :
- nilai sesaat tegangan bolak-baliknya.
- Impedansi seluruh rangkaian yang dihubung singkat pada saat terjadinya hubung
singkat.
Nilai maksimum atau amplitudo arus hubung singkat sama dengan :
Ik maks = Ik ef √2
Dimana :
Ik ef adalah nilai efelktif arus hubung singkat.
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 2
Bernadus Alexander L.
031300345
Piringan isyarat
Pegas isyarat
Pangkal patron
Pasir
Kawat isyarat
Kawat lebur berlubang
Porselen
Ujung patron

3. Akan tetapi dalam praktek arus hubung singkat masih besar lagi. Arus hubung singkat
Ig ini sama dengan :
Ig = k Ik ef √2
Faktor k disebut faktor kejut. Dalam praktek nilai k tidak pernah melebihi 1,8.
Jika hubung singkat atau beban lebih telah berlangsung beberapa saat, perlengkapan
akan menderita panas (thermal stress) yang besarnya sebanding dengan integral dari
perkalian kuadrat arus dan waktu, yaitu : ..2
dti∫ Supaya perlengkapan listrik tidak
rusak baik karena gaya elektrodinamis maupun panas, sekering harus dapat memutuskan
arus hubung singkat sebelum arus tersebut merusak.
Ketahanan berbagai perlengkapan listrik terhadap arus hubung singkat berbeda beda.
Yang paling rendah tingkat ketahanannya adalah peralatan-peralatan yang mengandung
unsur lilitan, seperti : kontaktor, generator, motor, transformator dan lain-lain. Oleh karena
itu memilih alat pengaman untuk peralatan tersebut diperlukan kecermatan.
Panas yang ditimbulkan oleh arus dalam kabel/peralatan berasal dari kerugian i2
R
dalam penghantarnya. Kalau arusnya konstan suhu kabelnya mula-mula akan meningkat
dengan cepet, kemudian makinm lambat. Akhirnya suhu akan mencapai suatu nilai yang
dapat dianggap konstan. Dalam keadaan ini panas yang dibangkitkan dalam penghantar
seimbang dengan panas yang disalurkan ke sekelilingnya.
Pengaruh suhu sekitar terhadap karakteristik arus-waktu karakteristik suhu arus-waktu
sekering yang disajikan itu berlaku untuk suhu tertentu. Untuk suhu yang lain perlu
diperhatikan apakah ada pengaruhnya terhadap karakteristik sekering, terutama pada
daerah batas (borderline cases) :
- Di dalam over load range, jika suhu sekering cukup tinggi, perbedaan suhu sekitar
tidak berpengaruh banyak, misalnya sekering HRC (NH) buatan siemend,
perubahan suhu dari -20°C sampai 50°C hanya menimbulkan perubahan ± 9%
terhadap Minimum Fusing-Current .
- Untuk keadaan hubung singkat, fluktuasi suhu sekitar praktis tidak berpengaruh
pada karakteristik arus-waktu sekering.
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 3
Bernadus Alexander L.
031300345

4. Pengaruh pembebanan sebelumnya (pre loading) juga akan berpengaruh terhadap
karakteristik arus-waktu . Data tentang karakteristik arus-waktu umumnya untuk sekering
yang sebelumnya tidak dialiri arus beban (menurut standar jerman dan inggris), jika
sebelumnya terjadi beban lebih.
Gambar 1.2 Diagram arus-waktu sekering (patron lebur).
III. Sarana yang diperlukan :
1. Suatu perangkat pengujian sekering.
2. Beban lampu.
3. Stop Watch / sekon meter.
4. Sekering 2 A, atau sekering 4 A, atau sekering 6 A beberapa buah.
5. Ampere meter.
6. Kertas grafik semilog.
IV. Percobaan :
1. Buatlah rangkaian pengujian sekering seperti gambar.
2. Sebelum dilaksanakan pengujian, cobalah dahulu sekon meter apakah berfungsi atau
tidak.
3. Lakukan penentuan besarnya beban lampu (watt)( dengan menghitung jumlah arus
yang akan diujikan.
4. Pengukuran/pencatatan waktu dilaksanakan bersamaan dengan mulai mengalirnya
arus.
5. Alirkan arus 1,5 In selama 1 jam. Setelah 1 jam, dilihat dan dicatat apakah sekering
putus, atau tidak.
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 4
Bernadus Alexander L.
031300345

5. 6. Apabila pada langkah 5. Sekering tidak putus matikan rangkaian dan tunggu hingga
sekering dingin atau pakailah sekering baru. Kemudian alirkan arus 1,9 In selama 1
jam.
7. Jika pada langkah 6. Sekering putus, berarti fusing factornya antara 1,5 s/d 1,9 In.
8. Kalau putusnya terlalu singkat (kurang dari 15 menit) maka alirkan arus 1,8 In dalam
pengujian 1 jam, kalau masih terlalu cepat turunkan arusnya menjadi 1,7 In dan
seterusnya.
9. Alirkan arus 2 In sampai sekering putus.
10. Alirkan 3 In, 4 In, 5 In, dan terakhir beban hubung singkat 7 In.
11. Buatlah grafik arus-waktu untuk pengujian sekering diatas.
V. Data Praktikum
Pengujian Sekering
IN = 2A Waktu Percobaan Maks= 30 Menit
No. Pembebanan
(Arus)
Arus Daya Waktu Pemutusan
(ampere) (watt) (detik)
1 1,5 IN 3,09 700 Tidak Putus
2 1,6 IN 3,2 715 Tidak Putus
3 1,7 IN 3,36 755 26 Menit Putus
4 1,8 IN 3,6 810 20 Menit Putus
5 1,9 IN 3,82 945 13 Menit Putus
6 2 IN 4,03 1045 21 detik
7 3 IN 5,99 1485 Langsung putus
8 4 IN 8 1900 Langsung putus
9 5 IN 10,15 2550 Langsung putus
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 5
Bernadus Alexander L.
031300345
SECOND METER
1234
F N F
KU
AC220
VOLT
50
Hz
Sekering yang di uji
K1
BEBAN
1
BEBAN
2
F F
N
G

6. 10 7 IN 14 - Langsung putus
VI. Grafik
VII. Pembahasan
Pada praktikum kali ini, bertujuan untuk memahami dan mengerti cara kerja sekering,
serta membuat karakteristik sekering yang digunakan. Pada dasarnya sekering merupakan
alat untuk melindungi peralatan-peralatan listrik terhadap beban lebih atau arus hubung
singkat, dengan cara membuka rangkaian dengan elemen lebur pada sekering tersebut.
Adapun beban lebih atau hubung singkat dapat menyebabkan panas. Oleh karena itu panas
tersebut jika diaplikasikan pada sistem sekering, makan akan membuat putus fire element,
sehingga panas tersebut terputus ke alat-alat elektronik.
Untuk kegiatan praktikum ini, meggunakan sekering 2 A. Dilakukan pengujian
sebanyak 10 kali. Dengan maksimal daya 3000 watt, dan daya minimal 660 watt. Pada
praktikum in, untuk daya 700 watt hingga 715 watt didapat sekering belum putus, dengan
arus sebesar 1,5 IN dan 1,6 IN. Dan mulai putus ketika berdaya 755 watt atau 1,7 IN dengan
waktu 26 Menit. Adapun diperoleh waktu putus tercepat dengan arus 5,99 A (3 In) dan
berdaya 1485 watt, sekering langsung terputus dan 4 IN (1900W), 5 IN (2550W) dan 7 IN
(sekitar 3000W) juga akan langsung terputus.
Dari data tersebut dapat dibuat grafik maka didapat persamaan untuk sekering 2 A
dengan fungsi linear y = -4.1373x + 34.69. dengan nilai x adalah arus yang mengalir dalam
satuan ampere dan y adalah waktu dalam satuan menit.
VIII. Kesimpulan
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 6
Bernadus Alexander L.
031300345

7. 1. Nilai minimum fusing current yang teramati untuk sekering 2 A adalah 3,36A (1,7
In), dengan waktu putus 26 menit pada praktikum ini
2. Diperoleh persamaan garis untuk grafik waktu putus terhadap arus yang mengalir
yaitu y = -4.1373x + 34.69
3. Semakin cepat waktu pemutusan sekering maka sekering dapat dikatakan dalam
kondisi baik dan prima serta semakin baik dalam mengamankan rangkaian bila terjadi
arus berlebih.
IX. Daftar Pustaka
Modul Praktikum perlengkapan sistem tenaga 2014. STTN BATAN :
YOGYAKARTA
Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 7
Bernadus Alexander L.
031300345
Praktikan,
Bernadus Alexander L.
NIM: 031300345