Rangkuman: Fungsi MCB atau miniature circuit breaker adalah sebagai alat pelindung terhadap short dan overload dengan memutus aliran listrik.

Apa Fungsi MCB?

Fungsi MCB atau miniature circuit breaker adalah sebagai alat pelindung terhadap short dan overload dengan memutus aliran listrik. Namun, perlu diketahui bahwa MCB hanya merupakan satu dari anggota keluarga besar circuit breaker. Anggota lainnya adalah MCCB (molded case circuit breaker) dan ACB (air circuit breaker).

Breaker

Circuit breaker (selanjutnya akan disebut sebagai breaker di artikel ini) adalah alat switching otomatis yang melindungi jaringan distribusi listrik dengan memutus arus ketika terjadi kondisi fault (seperti overload dan short). Dengan mengisolasi kondisi fault secara cepat, breaker membantu jaringan distribusi tetap aman dan berfungsi. Breaker dipilih berdasarkan rating tertentu agar bisa mengalirkan arus listrik waktu keadaan normal, namun dapat memutus (break) arus dan melindungi jaringan distribusi ketika terjadi fault. Namun, pada praktiknya, selain sebagai alat proteksi, breaker juga digunakan sebagai switch on off. 

Tipe-tipe Breaker

Breaker dibagi menjadi beberapa tipe berdasarkan jenis listrik (AC vs DC) dan tegangan. Dalam sistem AC (alternating current), pada umumnya breaker terbagi dalam kategori tegangan rendah (low voltage atau LV) dan tegangan tinggi (high voltage atau HV). Contoh breaker tegangan rendah (di bawah 1000 VAC) adalah MCB (arus di bawah 100 A) dan MCCB (arus di antara 100 A – 2500 A). 

Breaker tegangan tinggi (di atas 1000 VAC) bisa dibagi ke tipe oil-filled dan oil-less. Termasuk dalam tipe oil-less adalah breaker air-break, vakum dan SF₆. 

Di artikel ini, akan dibahas 3 tipe breaker yang paling sering ditemui di distribusi tegangan rendah (low voltage atau LV): MCB, MCCB dan ACB. 

MCB

MCB banyak ditemukan di perumahan, perkantoran dan juga pusat perbelanjaan. Pada umumnya, MCB dirancang untuk dapat mengalirkan arus hingga 63 A (dengan kapasitas interupsi hingga 100 A) pada tegangan 220-400 V. 

Komponen di dalam MCB biasa terdiri dari thermal element (strip bimetal) untuk proteksi terhadap overload dan magnetic element (koil elektromagnet) untuk proteksi terhadap short. Kedua hal ini merupakan fungsi MCB. Ketika terjadi overload, strip bimetal akan membengkok akibat panas dan mengakibatkan trip pada MCB. Ketika terjadi short, koil elektromagnet akan bekerja untuk mengakibatkan trip. Ketika terjadi trip, kontak di dalam MCB akan open sehingga memutus arus dan hal ini seringkali menyebabkan peristiwa arc di antara kontak yang open tersebut. Ketika arcing terjadi, arcing chamber di dalam MCB akan mendinginkan dan memisah arcing hingga padam.

MCCB

MCCB merupakan MCB dengan kapasitas arus yang lebih besar dan dilindungi dengan casing insulasi. Karena kapasitasnya yang lebih besar, MCCB sering ditemui di dalam panel feeder LVMDB. Cara kerja MCCB kurang lebih sama dengan MCB seperti yang digambarkan pada paragraf di atas. 

Namun, berbeda dengan MCB yang tidak memiliki setelan apapun, MCCB memiliki setelan trip yang memungkinkan pengguna untuk mengubah ambang batas overload atau short (dengan kata lain, pengguna dapat menentukan kapan MCCB akan bekerja untuk memutus arus ketika terjadi overload atau short). 

ACB

Seperti namanya, ACB atau air circuit breaker menggunakan udara di ruangan sebagai media untuk memutus arus. ACB biasa digunakan pada kapasitas arus di atas MCCB. Karena kapasitas arusnya yang besar, ACB biasa digunakan di incoming berbagai panel listrik seperti panel kapasitor bank, panel LVMDB dan sebagainya. 

Seperti fungsi MCB, ACB memiliki fungsi serupa, namun karena arus yang ditangani-nya jauh lebih besar, ACB dilengkapi dengan arc chute. Fungsinya, ketika terjadi arcing akibat trip, arc tersebut akan ditarik ke dalam arc chute tersebut yang kemudian didinginkan oleh udara di ruangan hingga padam. 

Kesimpulan

Breaker memiliki peranan yang sangat penting dalam keamanan distribusi listrik. Setiap tipe breaker memiliki keunikan dan kelebihan masing-masing. Agar aspek safety dan budget bisa tetap optimal, penting bagi kita sebagai profesional di industri kelistrikan untuk memiliki pemahaman menyeluruh (tidak hanya fungsi MCB) terhadap berbagai tipe breaker tersebut.

Referensi:

  1. Altuve, H J & Hartman, W A 2004, ‘Protective relaying for power systems’, IEEE Industry Applications Magazine, vol. 10, no. 1, pp. 25–32.

  2. Freton, P & Gonzalez, J J 2009, ‘Numerical modelling of arc plasma in low voltage circuit breakers’, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 42, no. 19, pp. 195210.

  3. Ghosh, R & Chowdhury, B 2013, ‘Coordination of protective relays with circuit breakers in large power systems’, Electric Power Systems Research, vol. 98, pp. 160–168.

  4. Kanamori, M et al. 2012, ‘Development of low-voltage air circuit breakers for low-energy loss and long life’, Furukawa Review, no. 41, pp. 58–65.

  5. Santiago, R et al. 2008, ‘Design and performance of low-voltage molded case circuit breakers for industrial applications’, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 44, no. 2, pp. 588–596.

  6. Smeets, R P P et al. 2014, ‘Current interruption in vacuum: Review and outlook’, IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 42, no. 4, pp. 758–767.

  7. Smeets, R P P et al. 2016, ‘Vacuum switching technology: Fundamentals and application to power systems’, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 23, no. 2, pp. 823–831.

  8. Sun, J & Guo, L 2010, ‘Influence of contact materials on arc behavior in miniature circuit breakers’, Journal of Electrical Engineering & Technology, vol. 5, no. 2, pp. 163–168.

Ditulis oleh: Kelvin Sutandar