Prinsip Kerja Pemutus Arus Sisa

Analisis Prinsip Dasar

Sebelum memahami prinsip utama pelindung sengatan listrik, perlu dipahami terlebih dahulu apa itu sengatan listrik. Sengatan listrik mengacu pada cedera yang disebabkan oleh arus listrik yang melewati tubuh manusia. Ketika seseorang menyentuh kawat dan membentuk lingkaran arus, arus mengalir melalui tubuhnya; bila arusnya cukup besar maka dapat dirasakan dan menimbulkan kerugian. Apabila terjadi sengatan listrik, arus listrik harus diputus dalam waktu sesingkat-singkatnya. Misalnya, jika arus yang melewati seseorang adalah 50 miliampere, arus tersebut harus diputus dalam waktu 1 detik; jika arusnya 500 miliampere, batas waktunya adalah 0,1 detik.

Perangkat arus sisa (RCD) dipasang pada titik masuknya saluran listrik ke dalam rumah, dekat meteran listrik, dihubungkan ke terminal keluaran meteran, yaitu sisi pengguna. Semua peralatan rumah tangga diwakili oleh resistor RL, dan hambatan orang yang bersentuhan diwakili oleh RN.

CT adalah singkatan dari "transformator arus", yang digunakan untuk mengukur arus bolak-balik menggunakan prinsip induktansi timbal balik, oleh karena itu dinamakan "transformator". Ini pada dasarnya adalah sebuah transformator. Gulungan primernya adalah saluran AC masuk, dengan kedua kabel diperlakukan sebagai satu dan dihubungkan secara paralel untuk membentuk belitan primer. Kumparan sekunder dihubungkan dengan kumparan “reed relay” SH.

 

Sebuah "relai buluh" pada dasarnya adalah sebuah tabung buluh dengan kumparan yang dililitkan di sekelilingnya. Ketika kumparan diberi energi, medan magnet yang dihasilkan oleh arus menyebabkan elektroda buluh di dalam tabung buluh aktif, sehingga menghubungkan sirkuit eksternal. Ketika kumparan tidak diberi energi, buluh akan terlepas dan memutuskan sirkuit eksternal. Singkatnya, ini adalah estafet kecil.

 

Saklar DZ bukanlah saklar biasa; itu adalah-saklar pegas. Setelah seseorang mengatasi gaya pegas untuk menutupnya, kait khusus harus digunakan untuk menahannya untuk memastikannya tetap dalam keadaan "hidup"; jika tidak, sambungan akan terputus segera setelah tangan dilepaskan.

Elektroda buluh dari relai buluh dihubungkan ke sirkuit TQ "trip coil". Kumparan trip adalah kumparan elektromagnet; ketika arus mengalir melaluinya, itu menghasilkan gaya tarik menarik. Gaya tarik menarik ini cukup untuk melepaskan pengait tersebut, menyebabkan DZ segera terputus. Karena DZ dihubungkan secara seri dengan kabel listrik dari saluran listrik utama pengguna, tersandung akan memutus aliran listrik, sehingga menyelamatkan orang tersebut dari sengatan listrik.

 

Namun, agar perangkat arus sisa (RCD) dapat melindungi manusia, perangkat tersebut harus "mendeteksi" sengatan listrik terlebih dahulu. Jadi bagaimana RCD mengetahui seseorang tersengat listrik? Seperti terlihat pada diagram, jika tidak terjadi sengatan listrik maka arus pada kedua kabel dari sumber listrik akan selalu besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Oleh karena itu, fluks magnet pada kumparan primer transformator arus (CT) akan hilang sama sekali, dan kumparan sekunder tidak mempunyai keluaran. Jika seseorang tersengat listrik, itu setara dengan resistor yang melewati kabel beraliran listrik, yang memicu keluaran arus di sisi sekunder. Output ini menyebabkan titik kontak (SH) aktif, memberi energi pada koil trip, menarik pengait, dan melepaskan sakelar (DZ), sehingga memberikan perlindungan.

 

Penting untuk dicatat bahwa setelah pemutus sirkuit trip, meskipun arus pada trip coil (TQ) hilang, DZ tidak akan tersambung kembali secara otomatis. Listrik tidak dapat dipulihkan tanpa ada yang menutupnya. Setelah orang yang tersengat listrik pergi dan pemeriksaan memastikan tidak ada bahaya lebih lanjut, untuk menggunakan listrik lagi, DZ harus ditutup untuk-menghidupkan kembali pemutus arus dan memulihkan daya.

 

Penjelasan di atas menjelaskan prinsip utama pelindung sengatan listrik. Namun, meski dengan pelindung sengatan listrik, keamanannya tidak terjamin, dan tindakan pencegahan tetap harus dilakukan saat menggunakan listrik.

 

1. Seperti terlihat pada diagram, ketika rangkaian bekerja normal, menurut teorema arus, arus yang mengalir masuk dan keluar jaringan adalah nol. Oleh karena itu, arus total di sisi kanan perangkat arus sisa (RCD) harus nol, yaitu I1 + I2 + I3 + IN=0; dengan demikian, RCD tidak akan beroperasi. Perhatikan bahwa arah arus sebenarnya bergantung pada rangkaian sebenarnya. Pada contoh ini, arah IN berlawanan dengan arah I1, I2, dan I3.

 

2. Ketika casing peralatan mengalami kebocoran arus dan ada yang menyentuhnya, sebagian arus IK akan mengalir melalui tubuh manusia ke dalam tanah sehingga menyebabkan total arus di sisi kanan RCD tidak menjadi nol. Artinya, I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. Ketika arus bocor mencapai arus pengoperasian RCD, RCD akan trip, memutus aliran listrik dan mencapai tujuan perlindungan kebocoran.

 

Perhatikan dua hal berikut:

 

1. Kabel netral yang melewati perangkat arus sisa (RCD) tidak boleh digunakan sebagai konduktor pelindung. Seperti terlihat pada diagram, ketika terjadi arus bocor, arus bocor IK1 mengalir kembali ke RCD melalui casing peralatan. Pada saat ini, arus total di sisi kanan RCD masih nol, sehingga RCD tidak akan trip, dan tujuan proteksi kebocoran tidak tercapai.

 

2. Kabel netral yang melewati RCD tidak boleh diarde berulang kali. Seperti yang ditunjukkan dalam diagram, jika dibumikan berulang kali, sebagian arus akan dialihkan ke bumi, menyebabkan arus total di sisi kanan RCD menjadi bukan-nol, sehingga mematikan RCD dan mencegah penggunaan peralatan listrik lainnya.

 

3. Catatan: Metode penyambungan RCD yang sebenarnya harus ditentukan sesuai dengan sistem proteksi grounding netral yang digunakan dalam sistem.