EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER ( ELCB )

5. EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER ( ELCB )

5.1. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah selesai melaksanakan praktikum, mahasiswa diharapkan dapat:

1.      Mengerti cara kerja Earth Leakage Circuit Breaker ( ELCB )

2.      Menentukan karakteristik besarnya arus bocor maksimum pada sebagian peralatan listrik yang dapat diputuskan oleh ELCB

3.      Memilih Earth Leakage Circuit Breaker yang tepat sesuai dengan tujuan penggunaanya

5.2. TEORI DASAR

5.2.1. Pengertian

Arus listrik dapat mengalir melalui tubuh manusia ke tanah tanpa melalui kawat netral (Arus Bocor) dan arus bocor ini dapat menyebabkan keselamatan manusia bila melebihi 50 mA. Saklar arus bocor yang sangat sensitif diperlukan untuk mengantisipasi arus bocor tersebut maka digunakanlah ELCB.

ELCB ( EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER ) adalah sebuah alat pemutus ketika terjadi kontak antara arus positif, arus negatif dan grounding pada instalasi listrik. Dan yang lebih penting lagi ELCB bisa memutuskan arus listrik ketika terjadi kontak antara listrik dan tubuh manusia. Alat ini hanya mempunyai satu fungsi yaitu mendeteksi arus bocor dan memutuskannya secara otomatis dalam waktu second. Tidak terdapat pengaman thermal dan magnetis, sehingga ELCB harus diamankan terhadap hubung singkat oleh MCB sisi atasnya. Alat ini mampu memutuskan hubungan rangkaian bila terjadi arus bocor sebesar 30 mA dalam waktu 0,1 detik. Arus bocor yang dimaksudkan dapat melalui komponen listrik yang pada keadaan normal tidak bertegangan ataupun penghantar fasa tersentuh langsung oleh manusia.

5.2.2. Cara Kerja Rangkaian ELCB

Cara kerja ELCB ketika terjadi kontak antara listrik dan tubuh manusia, maka arus akan mengalir melalui tubuh manusia ke grounding atau bumi maka akan terjadi perbedaan total arus yang melawati ELCB sehingga akan memicu alat tersebut memutuskan arus listrik seketika.

Hal-hal yang perlu di perhatikan dalam pemasangan ELCB adalah : Pastikan instalasi listrik dalam keadaan baik, artinya semua sambungan harus tertutup rapat dengan menggunakan isolasi dan pastikan pengabelan positif maupun negatif jangan bersentuhan dengan grounding atau tembok dan apapun yang berhubungan dengan bumi ataugrounding sebab walaupun arus negatif/netral bersentuhan dengan tembok dan sejenisnya yang berhubungan dengan bum maka ELCB akan memutuskan arus seketika. Dalam gambar di bawah ini ditunjukkan bentuk fisik dari sebuah ELCB.

        Gambar 5.1

Bentuk fisik dari ELCB

5.3. DAFTAR BAHAN DAN PERALATAN

a.       Autotrafo, 0-240 V                                                                 : 1 Buah

b.      Ampermeter, 0-300 mA                                                          : 1 Buah

c.       Power Suply AC, 220 V                                                         : 1 Buah

d.      ELCB

§   = 10 A,  = 0,01 A (10 mA),  = 220/380 V ~      : 1 Buah

§   = 25 A,  = 0,03 A,  220/380 V~                         : 1 Buah

5.4 GAMBAR RANGKAIAN PERCOBAAN

 

                                     Gambar 5.2

Diagram Rangkaian untuk pengukuran karakteristik ELCB

5.5. LANGKAH PERCOBAAN

1.      Buatlah rangkaian percobaan seperti Gambar 5.2, sekunder Auto trafo pada kedudukan 0 Volt. Gunakanlah ELCB dengan  = 10 A.

2.      Operasikan saklar ower suply AC, kemudian naikkan tegangan keluaran A to trafo secara pelan-pelan hingga ELCB melakukan pemutusan (bekerja) dan hentikan pengaturan Auto Trafo.

3.      Ukur arus pemutusan ELCB dengan cara memindahkan posisi saklar “S” dari posisi ! ke posisi 2. Ulangi pengukuran tersebut sampai empat kali (sesuai dengan yang diminta dalm tabel data percobaan).

4.      Lakukan langkah-langkah percobaan tersebut diatas untuk masing-masing fasa atau terminal R,S, dan T pada ELCB.

5.      Ulangi langkah percobaan 1 s/d 4 diatas untuk ELCB dengan  = 25 A.

       I.            DATA PERCOBAAN

Tabel III.1

Data pengukuran untuk ELCB dengan I_N = 10 A

                                    % =

ELCB dengan IN = 10 A. (IDN = 10 mA)
No.	KUTUB	Arus Pemutusan                (mA)	%
1	R	7	70
2		7,04	70,4
3		7,30	73
4		7,20	72
1	S	7,20	72
2		7,40	74
3		7,20	72
4		7	70
1	T	7,30	73
2		7	70
3		7,20	72
4		7	70

Tabel III.2

Data pengukuran untuk ELCB dengan I_N = 25 A

                                    % =

ELCB dengan IN = 10 A.(IDN = 30 mA)
No.	KUTUB	Arus Pemutusan                (mA)	%
1	R	20	69
2		21	70
3		21	70
4		21	70
1	S	22	72
2		21	70
3		21	70
4		21,8	72,6
1	T	21	70
2		21	70
3		21,52	71,7
4		21	70

    II.            JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS

1.      Bandingkan antara hasil pengamatan dan harga yang tertera pada ELCB !

Jawab :

padasaatpengukuran ELCB dengan I_N = 10 A,I_DN = 10 mAdengan fasaR,S,dan T mengalami pemutusan apabila aruspemutusannyamendekati atau dibawah I_DN= 10 mA.

Pada pengukuran  ELCB  dengan I_N = 25 A,I_DN = 30 mA dengan fasaR,S,dan T makaaruspemutusannya mendekati atau dibawah I_DN= 30 mA

2.      Faktor apakah yang mendasari penentuan nilai arus pemutusan pada ELCB ? Jelaskan !

Jawab :

Faktor yang mempengeruhi nilai arus pemutusan adalah nilai beban jika nilai bebannya besar maka arus pemutusannya besar ( arus pemutusannya mendekati   ) dan sebaliknya jika nilai bebannya kecil maka nilai pemutusannya kecil semakin cepat arus pemutusannya ( dengan arus bocor yang sangat kecil ELCB akan memutuskan rangkaian ).

3.      Jelaskan prinsip kerja dari ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) yang telah anda praktekan !

Jawab :

 ELCB memiliki sebuah transformator arus dengan inti berbentuk gelang  . Inti ini melingkari semua hantaran suplai ke mesin atau sistem yang diamankan, termasuk penghantar netral.

 

Dalam keadaan normal, jumlah arus yang dilingkari oleh inti transformator sama dengan nol. Apabila ada arus bocor ke tanah, keadaan seimbang akan terganggu. Karena itu dalam inti transformator akan timbul suatu medan magnetik yang membangkitkan tegangan dalam kumparan sekunder. Apabila arus bocor tersebut mencapai pada suatu harga tertentu maka relay pada ELCB akan bekerja melepaskan kontak-kontaknya.

4.      Apabila ELCB dirangkai seperti pada gambar di bawah ini, bagaimanakah operasi dari ELCB tersebut untuk beberapa harga arus I yang diberikan !

Jawab :

Apabila ELCB dirangkai seperti pada gambar, maka ELCB tersebut tidak akan bekerja. Karena pada ELCB tidak terjadi arus diferensial, sehingga ELCB tidak berfungsi.

Analisa Data

            Pada praktek yang kami lakukan kami menganalisa bahwa arus bocor tidak melebihi IΔN yang tertera pada name plate ELCB. Arus bocor yang mengakibatkan tripnya ELCB dapat terlihat pada tabel hasil praktikum yang telah kami lakukan pada ELCB dengan IΔN 10mA maupun pada IΔN 30mA berada dikisaran 70% dari nilai I nominal ( IΔN ) untuk membuat ELCB bekerja memutuskan rangkaian tersebut. Jika arus bocor yang menyebabkan tripnya ELCB tidak melebihi dari arus nominal ( IΔN ) maka alat tersebut pada kondisi normal atau dapat bekerja dengan fungsi yang sebenarnya.

Kesimpulan

            Dapat kami ambil kesimpulan bahwa ELCB yang masih dalam kondisi bagus akan memutuskan tegangan pada daerahnya sebelum nilai arus bocor mendekati arus nominal pengaman (IΔN) yang tertera pada name plate ELCB tersebut. Hal itu diperlukan untuk mengamankan benda benda yang ada di sekitarnya, alat itu sendiri, maupun mahluk hidup yang berada di daerah sekitar terjadinya arus bocor tersebut. Pada praktek yang telah kami lakukan dengan nilai tahanan sebesar 110Ω membuat tripnya ELCB berada dikisaran 70% dari nilai IΔN pada tiap-tiap ELCB.