Pokok Bahasan:

Di dalam artikel ini hanya akan membahas mengenai metode pemilihan Circuit Breaker (CB) berdasarkan Breaking Capacity (Kapasitas Pemutusan) dan parameter terkait saja.

A1. Kriteria Dasar Pemilihan Circuit Breaker

image Untuk menentukan tipe Circuit Breaker yang akan di pasang di dalam sebuah titik instalasi listrik, kita wajib mengetahui dua parameter utama yang mendasar yaitu:

  1. Arus beban (load current) IB;
  2. Nilai arus hubung singkat tiga fasa (three-phase short-circuit) atau dikenal dengan istilah Prospective ISC pada posisi asal mula instalasi pengawatan.

Circuit Breaker terpilih akan selalu membandingkan arus setting Ir dengan arus beban IB, serta breaking capacity-nya ICU dengan prospective ISC (lihat gb. dibawah). Ini adalah aturan dasar yang terdapat pada standar instalasi Circuit Breaker dan kemungkinan tidak akan berubah atau diamandum ulang.

gb. 1 Parameter dasar yang mengatur pemilihan outgoing circuit breaker

A2. Penggunaan Service Breaking Capacity ISC

Di dalam IEC 947-2 telah didefinisikan karakteristik Service Breaking Capacity yang baru, ICS, yang mana menggambarkan kemampuan dari peralatan (CB) untuk kembali beroperasi secara normal setelah short-circuit breaking (pemutusan arus hubung-singkat) pada nilai tertentu yang mungkin terjadi.

Meskipun disana tidak ada aturan dalam standar instalasi (IEC 364 atau NF C 15-100) yang sesuai pada kegunaan dari nilai ICS, disarankan untuk memilih peralatan yang memiliki nilai service breaking capacity ICS ≥ nilai kemungkinan hubung singkat ISC. Hal ini cukup penting dan jauh lebih bijak dalam rangka untuk meyakinkan kelangsungan kerja serta kehandalan sistem yang lebih optimal.

A2.a. Circuit Breaker yang diinstal dekat dengan power suplai.

A2.b. Circuit Breaker dengan rating lebih rendah pada instalasi yang jauh dengan power suplai.

A3. Definisi dan Simbol

Berikut adalah definisi dan simbol dasar Circuit Breaker yang wajib diketahui,

Definisi terkait dengan tegangan:

  • Ue: rated service voltage.
  • Ui: rated insulation voltage (> Ue max.).
  • Uimp: rated impulse withstand voltage.

Definisi terkait dengan arus:

  • IB: circuit operational current, as in NF C 15-100, paragraph 433-2.
  • Icm: rated short-circuit making capacity.
  • Ics: rated service breaking capacity (normally expressed as a % of Icu).
  • Icu: rated ultimate short-circuit breaking capacity (expressed in kA).
  • Icw: rated short-time withstand current.
  • IDn: rated residual operating current (often called residual sensitivity).
  • In: rated current = maximum value of current used for the temperature rise tests (e.g. for a Compact NS250 circuit breaker: In = 250 A).
  • Is: discriminating current limit.
  • Isc: short-circuit current at a given point in the installation.

A4. Contoh Perhitungan Kemungkinan Arus Hubung Singkat

1/ Downstream of a circuit breaker installed in
a main LV board (simak gb. dibawah)

Downstream of a circuit breaker installed in

 

Calculation of maximum prospective Isc

(Three-phase short-circuit at circuit breaker installation point)

Calculation of the most probable Isc

(Phase/earth short-circuit with an arc in the main LV board)

Lineside impedance

clip_image002_thumb3

clip_image002_thumb4

 

Transformer impedance

clip_image005_thumb

clip_image007_thumb1

 

 

*: For a transformer with delta/zig-zag connection, direct impedance Zd and negative phase-sequence impedance Zi are equal: zero-sequence impedance equals 0.4 Zd.

Impedance of transformer - main LV board connection

cable

+

Busbar impedance (» 5 m)

clip_image009_thumb1

clip_image011_thumb1 

(PE cross-section = ½ cross-section of phases)

 

clip_image013_thumb1

clip_image015_thumb3

 

(the arc is taken into account by factor 0.8)

Conclusion:

As probable Isc is very close to prospective Isc, it is advisable to choose a device whose Ics is equal to 100% Icu, e.g. a Merlin Gerin NS160N circuit breaker.

2/ Downstream of a circuit breaker installed
in the subdistribution switchboard

Downstream of a circuit breaker installed

 

Calculation of the probable Isc

(Two-phase short-circuit with an arc at least 3 m from the switchboard)

Lineside impedance

clip_image002_thumb5

 

Cable impedance

clip_image004_thumb3

 

Connection impedance

clip_image006_thumb3

 

Total impedance per phase

clip_image008_thumb3

 

(the arc is taken into account by the factor 0.8)

Conclusion:

The probable Isc is less than 50% of prospective Isc (18 kA). It is thus usual to choose a device with an Ics equal to 50% of Icu, for example a Merlin Gerin C60L circuit breaker.

Thx for reading…

Apabila anda tertarik dengan tulisan-tulisan kami, anda bisa mendapatkannya via email dengan mengetikkan alamat email anda di kolom « Subscribe Via Email » yang ada disamping halaman ini.

Anda memiliki pertanyaan? atau masih ada yang kurang jelas dengan tulisan kami, silahkan isikan pertanyaan anda pada kolom komentar dibawah.

You may share this document under Creative Commons License – Terima kasih telah membaca tulisan ini. © 2011 Ari Sulistiono, Indonesian Electrical Engineer.

Apabila artikel atau postingan di website ini bermanfaat atau cukup menarik untuk dibaca, mohon tinggalkan komentar agar kami mendapat feedback untuk lebih meningkatkan isi postingan di website ini. Pembaca yang baik adalah yang tidak lupa untuk meninggalkan jejak komentarnya di website ini.