Sekering Industri dan Cara Kerja Mereka

Semua sistem kelistrikan pada akhirnya mengalami arus berlebih. Kecuali dihilangkan dalam waktu, bahkan arus berlebih sedang dengan cepat memanaskan komponen sistem, merusak insulasi, konduktor, dan peralatan. Arus berlebih yang besar dapat melelehkan konduktor dan menguapkan isolasi. Arus yang sangat tinggi menghasilkan gaya magnet yang menekuk dan memuntir batang bus. Arus tinggi ini dapat menarik kabel dari terminal mereka dan memecahkan isolator dan spacer.

Terlalu sering, kebakaran, ledakan, asap beracun, dan kepanikan menyertai arus berlebih yang tidak terkendali. Ini tidak hanya merusak sistem dan peralatan listrik, tetapi dapat menyebabkan cedera atau kematian bagi personel di dekatnya.

Untuk mengurangi bahaya ini, National Electrical Code® (NEC®), peraturan OSHA, dan standar desain dan instalasi lainnya yang berlaku membutuhkan perlindungan arus berlebih yang akan memutuskan peralatan yang kelebihan beban atau rusak.

Organisasi industri dan pemerintah telah mengembangkan standar kinerja untuk perangkat arus lebih tinggi dan prosedur pengujian yang menunjukkan kepatuhan dengan standar dan dengan NEC. Organisasi-organisasi ini meliputi: Institut Standar Nasional Amerika (ANSI), Asosiasi Produsen Listrik Nasional (NEMA), dan Asosiasi Perlindungan Kebakaran Nasional (NFPA), yang semuanya bekerja bersama dengan Laboratorium Pengujian yang Diakui secara Nasional (NRTL) seperti Underwriters Laboratories ( UL).

Sistem kelistrikan harus memenuhi persyaratan kode yang berlaku termasuk yang untuk proteksi arus berlebih sebelum utilitas listrik diizinkan menyediakan daya listrik ke fasilitas.

Apa itu Perlindungan Arus Berlebih Kualitas?

Suatu sistem dengan perlindungan arus berlebih yang berkualitas memiliki karakteristik sebagai berikut:

• Memenuhi semua persyaratan hukum, seperti NEC, OSHA, kode lokal, dll.
• Memberikan keamanan maksimum bagi personel, melebihi persyaratan kode minimum sebagaimana diperlukan.
• Meminimalkan kerusakan arus berlebih pada properti, peralatan, dan sistem kelistrikan.
• Memberikan perlindungan terkoordinasi. Hanya perangkat pelindung segera di sisi garis arus berlebih yang terbuka untuk melindungi sistem dan meminimalkan waktu henti yang tidak perlu.
• Apakah efektif biaya sambil menyediakan kapasitas interupsi cadangan untuk pertumbuhan di masa depan.
• Terdiri dari peralatan dan komponen yang tidak kena usang dan hanya membutuhkan perawatan minimum yang dapat dilakukan oleh personel pemeliharaan rutin menggunakan peralatan dan peralatan yang tersedia.

Jenis dan Efek Arus Lebih

Arus berlebih adalah setiap arus yang melebihi nilai ampere konduktor, peralatan, atau perangkat dalam kondisi penggunaan. Istilah "arus lebih" mencakup beban berlebih dan hubungan arus pendek.

Kelebihan

Kelebihan adalah arus berlebih yang terbatas pada jalur arus normal di mana tidak ada kerusakan isolasi.

Kelebihan beban yang berkelanjutan biasanya disebabkan oleh pemasangan peralatan yang berlebihan seperti perlengkapan pencahayaan tambahan atau terlalu banyak motor. Kelebihan beban berkelanjutan juga disebabkan oleh kelebihan peralatan mekanis dan kerusakan peralatan seperti bantalan yang rusak. Jika tidak terputus dalam batas waktu yang telah ditentukan, kelebihan beban berkelanjutan pada akhirnya komponen sirkuit yang terlalu panas menyebabkan kerusakan termal pada isolasi dan komponen sistem lainnya.

Perangkat proteksi arus berlebih harus memutus sirkuit dan peralatan yang mengalami kelebihan beban berkelanjutan atau berkelanjutan sebelum terjadi pemanasan berlebih. Bahkan pemanasan berlebih insulasi moderat dapat secara serius mengurangi umur komponen dan / atau peralatan yang terlibat. Sebagai contoh, motor kelebihan beban hanya dengan 15% dapat mengalami kurang dari 50% dari kehidupan isolasi normal.

Overload sementara sering terjadi. Penyebab umum termasuk kelebihan peralatan sementara seperti alat mesin yang terlalu dalam memotong, atau hanya permulaan beban induktif seperti motor. Karena kelebihan beban sementara secara definisi tidak berbahaya, perangkat pelindung arus lebih seharusnya tidak membuka atau menghapus sirkuit.

Penting untuk disadari bahwa sekring yang dipilih harus memiliki jeda waktu yang cukup untuk memungkinkan motor memulai dan kelebihan beban sementara mereda. Namun, jika arus berlebih terus berlanjut, sekring kemudian harus dibuka sebelum komponen sistem rusak. Sekering waktu tunda Littelfuse POWR-PRO® dan POWR-GARD® dirancang untuk memenuhi jenis kebutuhan perlindungan ini. Secara umum, sekering waktu tunda menampung 500% dari arus terukur selama minimum sepuluh detik, namun masih akan terbuka dengan cepat pada nilai arus yang lebih tinggi.

Meskipun motor efisiensi tinggi yang diamanatkan pemerintah dan motor NEMA Design E memiliki arus rotor yang dikunci jauh lebih tinggi, sekering waktu tunda POWR-PRO® seperti FLSR_ID, LLSRK_ID, atau seri IDSR memiliki penundaan waktu yang cukup untuk memungkinkan motor untuk memulai ketika sekering dipilih dengan benar sesuai dengan NEC®.

Sirkuit Pendek

Hubung singkat adalah arus lebih yang mengalir keluar dari jalur normalnya. Jenis hubung singkat umumnya dibagi menjadi tiga kategori: kesalahan baut, gangguan lengkung, dan gangguan ground. Setiap jenis hubungan pendek didefinisikan di bagian Ketentuan dan Definisi.

Hubungan arus pendek disebabkan oleh kerusakan isolasi atau koneksi yang salah. Selama operasi normal sirkuit, beban yang terhubung menentukan arus. Ketika korsleting terjadi, arus mem-bypass beban normal dan mengambil "lintasan yang lebih pendek," maka istilah korsleting. Karena tidak ada impedansi beban, satu-satunya faktor yang membatasi aliran arus adalah impedansi total sistem distribusi dari generator utilitas ke titik kesalahan.

Sistem kelistrikan tipikal mungkin memiliki impedansi beban normal 10 ohm. Tetapi dalam situasi fase tunggal, sistem yang sama mungkin memiliki impedansi beban 0,005 ohm atau kurang. Untuk membandingkan dua skenario, yang terbaik adalah menerapkan Hukum Ohm (I = E / R untuk sistem AC). Sebuah sirkuit fase tunggal 480 volt dengan impedansi beban 10 ohm akan menarik 48 ampere (480/10 = 48). Jika sirkuit yang sama memiliki impedansi sistem 0,005 ohm ketika beban disingkat, arus gangguan yang tersedia akan meningkat secara signifikan menjadi 96.000 ampere (480 / 0,005 = 96.000).

Seperti yang dinyatakan, hubung singkat adalah arus yang mengalir di luar jalur normal mereka. Terlepas dari besarnya arus lebih, arus berlebih harus dihilangkan dengan cepat. Jika tidak dilepas dengan segera, arus besar yang terkait dengan hubung singkat mungkin memiliki tiga efek mendalam pada sistem kelistrikan: pemanasan, tekanan magnet, dan lengkung.

Pemanasan terjadi di setiap bagian dari sistem listrik ketika arus melewati sistem. Ketika arus berlebih cukup besar, pemanasan secara praktis instan. Energi dalam arus berlebih tersebut diukur dalam detik ampere-squared (I2t). Arus lebih dari 10.000 ampere yang berlangsung selama 0,01 detik memiliki I2t 1.000.000 A2. Jika arus dapat dikurangi dari 10.000 ampere menjadi 1.000 ampere untuk periode waktu yang sama, I2t yang sesuai akan dikurangi menjadi 10.000 A2, atau hanya satu persen dari nilai aslinya.

Jika arus dalam konduktor meningkat 10 kali, I2t meningkat 100 kali. Arus hanya 7.500 ampere dapat melebur kawat tembaga AWG # 8 dalam 0,1 detik. Dalam waktu delapan milidetik (0,008 detik atau satu setengah siklus), arus 6.500 ampere dapat menaikkan suhu # 12 AWG THHN kawat tembaga termoplastik berinsulasi dari suhu operasinya 75 ° C ke suhu hubungan pendek maksimum 150 ° C . Setiap arus yang lebih besar dari ini dapat segera menguapkan isolasi organik. Busur pada titik kesalahan atau dari sakelar mekanis seperti sakelar pemindahan otomatis atau pemutus sirkuit dapat menyalakan uap yang menyebabkan ledakan hebat dan lampu kilat listrik.

Tegangan magnetik (atau gaya) adalah fungsi dari puncak arus kuadrat. Arus gangguan dari 100.000 ampere dapat mengerahkan kekuatan lebih dari 7.000 lb per kaki batang bus. Tegangan sebesar ini dapat merusak insulasi, menarik konduktor dari terminal, dan terminal peralatan tegangan secukupnya sehingga terjadi kerusakan yang signifikan.

Mengangkat pada titik kesalahan meleleh dan menguapkan semua konduktor dan komponen yang terlibat dalam kesalahan. Busur sering terbakar melalui perlintasan dan peralatan kandang, menghujani daerah itu dengan logam cair yang dengan cepat memicu kebakaran dan / atau melukai personil di daerah tersebut. Sirkuit pendek tambahan sering dibuat ketika bahan yang diuapkan diendapkan pada isolator dan permukaan lainnya. Kesalahan lengkung yang berkelanjutan menguapkan isolasi organik, dan uapnya bisa meledak atau terbakar.

Apakah efeknya memanas, tegangan magnetik, dan / atau lengkung, potensi kerusakan pada sistem kelistrikan dapat menjadi signifikan sebagai akibat dari hubungan arus pendek.

II Pertimbangan Seleksi

Seleksi Pertimbangan untuk Sekering (600 volt ke bawah)

Karena perlindungan arus berlebih sangat penting untuk operasi dan keamanan sistem kelistrikan yang andal, pemilihan dan penerapan perangkat arus berlebih harus dipertimbangkan dengan cermat. Saat memilih sekering, parameter atau pertimbangan berikut perlu dievaluasi:

• Peringkat saat ini
• Peringkat tegangan
• Peringkat Mengganggu
• Jenis Perlindungan dan Karakteristik Sekering
• Batasan saat ini
• Ukuran fisik
• Indikasi

Rekomendasi Sekering Industri Umum

Berdasarkan pertimbangan pemilihan di atas, berikut ini direkomendasikan:

Sekering dengan peringkat ampere dari 1/10 hingga 600 ampere

• Ketika arus gangguan yang tersedia kurang dari 100.000 ampere dan ketika peralatan tidak membutuhkan karakteristik pembatas arus yang lebih banyak dari sekering UL Class RK1, FLNR dan FLSR_ID Series Class RK5 sekering pembatas arus memberikan waktu tunda yang lebih baik dan karakteristik bersepeda dengan biaya lebih rendah daripada Sekering RK1. Jika arus gangguan yang tersedia melebihi 100.000 ampere, peralatan mungkin memerlukan kemampuan pembatasan arus tambahan dari seri LLNRK, LLSRK dan LLSRK_ID sekering Class RK1.
• Sekering JLLN dan JLLS seri T yang beraksi cepat memiliki fitur hemat-ruang yang membuatnya sangat cocok untuk perlindungan pemutus sirkuit case, bank meter, dan aplikasi ruang terbatas sejenis yang serupa.
• JTD_ID dan JTD seri Time-delay Sekring Kelas J digunakan dalam aplikasi pusat kontrol motor OEM serta aplikasi motor MRO dan transformator lainnya yang membutuhkan perlindungan IEC Tipe 2 hemat-ruang.
• Sekering seri CC dan Kelas CD digunakan dalam sirkuit kontrol dan panel kontrol di mana ruang sangat mahal. Sekering seri Littelfuse POWR-PRO CCMR paling baik digunakan untuk perlindungan motor kecil, sedangkan sekering seri Littelfuse KLDR memberikan perlindungan optimal untuk transformator daya kontrol dan perangkat serupa.

Untuk pertanyaan tentang aplikasi produk, hubungi Grup Dukungan Teknis kami di 800-TEC-FUSE.

Sekering dengan peringkat ampere dari 601 hingga 6.000 ampere

Untuk perlindungan superior dari sebagian besar tujuan umum dan sirkuit motor, direkomendasikan untuk menggunakan sekering POWR-PRO® KLPC seri Class. Sekering Kelas L adalah satu-satunya seri sekering waktu tunda yang tersedia dalam peringkat ampere yang lebih tinggi ini.

Informasi tentang semua seri sekering Littelfuse yang dirujuk di atas dapat ditemukan pada Kelas Sekering UL / CSA dan Diagram Aplikasi yang terdapat dalam Panduan Aplikasi Teknis di akhir katalog produk POWR-GARD.

Daftar Periksa Perlindungan Sirkuit Industri

Untuk memilih perangkat pelindung arus berlebih yang tepat untuk sistem kelistrikan, perancang sirkuit dan sistem harus bertanya pada diri sendiri pertanyaan-pertanyaan berikut sebelum sistem dirancang:

• Apa arus normal atau rata-rata yang diharapkan?
• Apa yang diharapkan terus menerus maksimum (tiga jam atau lebih) saat ini?
• Arus lonjakan sementara atau sementara apa yang bisa diharapkan?
• Apakah perangkat proteksi arus berlebih mampu membedakan antara arus lonjakan dan lonjakan yang diharapkan, dan terbuka pada kondisi kelebihan beban dan gangguan yang berkelanjutan?
• Ekstrem lingkungan seperti apa yang memungkinkan? Debu, kelembaban, suhu ekstrem, dan faktor-faktor lain perlu dipertimbangkan.
• Berapakah arus gangguan maksimum yang tersedia yang dapat diinterupsi oleh alat pelindung?
• Apakah perangkat pelindung arus berlebih diperingkat untuk tegangan sistem?
• Apakah perangkat pelindung arus berlebih akan memberikan perlindungan teraman dan paling andal untuk peralatan tertentu?
• Dalam kondisi hubung singkat, akankah perangkat pelindung arus berlebih meminimalkan kemungkinan kebakaran atau ledakan?
• Apakah perangkat pelindung arus berlebih memenuhi semua standar keselamatan dan persyaratan pemasangan yang berlaku?

Jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan ini dan kriteria lainnya akan membantu untuk menentukan jenis perangkat proteksi arus berlebih yang akan digunakan untuk keselamatan, keandalan, dan kinerja optimal.