The EE Handblog: Circuit Breaker dan Tripping Curve


Kali ini mari kita bahas device yang hobi “turun” kalau di rumah kita pasang AC di kamar ortu, kamar kakak, menyalakan TV (plus lampu ruang tengah), lalu kita hangatkan makanan di microwave. 

Circuit Breaker

Circuit breaker (selanjutnya kita sebut CB biar ga cape ketiknya), sesuai namanya, adalah device yang memutuskan rangkaian listrik. Mirip dengan sekring/fuse, CB akan putus/trip atau biasa kita sebut “turun” ketika ada arus berlebih yang mengalir.

Kalau ke toko elektronik, mau ganti CB di rumah pasti kita bilangnya MCB, bukan CB. Itu karena memang CB di rumah kita itu bernama MCB. Sebenarnya CB itu ada bermacam-macam: MCB, MCCB, ACB, dll.

Yang biasa kita pakai di rumah kita itu adalah MCB, singkatan dari Miniature Circuit Breaker. Ratingnya kurang lebih hanya mencapai 40 A. Selain rating, varian dari MCB adalah jumlah polenya. Pole ini berarti berapa terminal/jalur circuit yang bisa diproteksi oleh MCB ini. Gambar di bawah ini adalah gambar MCB (dari kiri ke kanan 1 pole, 2 pole, dan 3 pole). Kalau 1 pole biasa untuk rangkaian 1 phase, kalau 2 pole juga tapi netralnya juga ikut diproteksi, kalau 3 pole bisa untuk motor 3 phase. Ada juga yang 4 pole, jadi 3 phase plus netralnya diproteksi.

Lalu yang kedua, MCCB, singkatan dari Molded Case Circuit Breaker, itu adalah CB yang lebih besar (hingga 100 A ratingnya). Biasanya MCCB digunakan di industri, untuk proteksi motor/pompa, distribusi listrik, dll. Selain ukuran, yang membedakan MCCB dari MCB adalah MCCB ratingnya bisa kita setting (tidak fixed seperti MCB). Misalkan kita beli MCCB ratingnya In = 16A (selanjutnya kita sebut rating CB itu adalah In ya), kita bisa setting ratingnya ini jadi 0.9 x In, atau 0.8 x In, atau 0.7 x In (jadi ratingnya bisa diubah hingga 11.2 A.

Tipe-tipe lainnya ada ACB (Air Circuit Breaker), GCB (Gas Circuit Breaker), dan tipe-tipe lainnya yang saya belum pernah dengar (silahkan dishare di comment kalau berkenan ^^ ).

Tripping Curve

Sebelum kita bahas apa itu tripping curve, saya mau kasih tahu dulu satu rahasia. Begini, “CB itu ga akan langsung trip ketika ada arus yang sedikit lebih besar daripada In.” (pada kaget ga ya?)

CB itu hanya akan langsung trip ketika arus yang lewat 5 – 20 kalinya In. Kalau hanya lebih besar sedikit dari In, CB akan trip mungkin berjam-jam kemudian. Pernah ga pas di rumah, lagi asik-asik nonton TV lalu tiba-tiba mati lampu padahal kita ga sedang menyalakan sesuatu (AC dari tadi udah nyala, dispenser juga biasa nyala, ga ada yang lagi strika). Ketika dilihat ke MCB, ternyata MCB nya turun. Ini berarti arus yang mengalir di MCB itu hanya lebih besar sedikit daripada In nya. Seberapa cepat CB ini akan trip tergantung dari tripping curve-nya.

Tripping curve itu adalah kurva yang menunjukkan seberapa cepat CB akan trip berdasarkan arus yang dilaluinya. Sumbu x biasa menunjukkan I (arus) atau I/In (arus relatif rating CB). Sumbu y menunjukkan waktu/delay trip si CB. Di bawah ini contoh tripping curve.

Tripping curve biasa dibuat dalam skala logarithmic (bisa dilihat jarak antar garis skalanya tidak selalu sama) –  bukan biar terlihat susah atau apa sih, biar enak dilihat saja, hehehe.

Di gambar terlihat ada 2 kurva yang paralel, untuk sementara abaikan dulu kurva yang sebelah kiri, kita fokus ke kurva yang kanan ya. Bisa dilihat kalau kurva ini terdiri dari 2 segment: segment logarithmic (yang melengkung) dan segment yang lurus. Kedua segment ini ada karena sistem mekanis yang membentuk sebuah CB. Pada umumnya, CB itu memiliki 2 mekanis trip di dalamnya: thermal trip dan magnetic trip.

Thermal trip menggunakan prinsip seperti thermocouple, yaitu memuainya logam karena panas. Ketika ada arus > In, bimetal di dalam CB akan memuai (atau mungkin melengkung) sehingga pada saat tertentu hubungan listrik di CB akan terputus/trip. Magnetic trip menggunakan solenoid yang gaya tariknya bertambah sesuai arus yang dialiri. Ketika mencapai batas arus tertentu, gaya tarik magnet ini akan menarik switch/memutuskan aliran listrik.

Dari tripping curve di atas, rating CB tersebut adalah In = 20 A (20 A adalah asymptote dari segment yang melengkung itu). Kita bisa lihat ketika dialiri arus sebesar 20 A, CB akan trip 10000 detik kemudian (kira-kira 3 jam kemudian). Ketika dialiri arus 100 A, akan trip kira-kira 10 detik kemudian. CB ini hanya akan trip seketika jika dialiri arus > 200 A karena di situlah magnetic trip mulai bekerja.

Lalu, kalau kita membeli MCB kan hanya ada rating thermal trip nya (In), bagaimana kita bisa tahu berapa besar magnetic tripnya? 

Tenang saja, begini lho. Coba lihat di gambar MCB 1 pole yang di atas. Di body-nya terlihat ada tulisan angka C6. Ini berarti In = 6 A dan tripping curve tipe C. Tripping curve tipe C menunjukkan bahwa magnetic trip akan berkisar 5-10 x In (jadi sekitar 30 – 60 A). Ada beberapa tripping curve untuk MCB:

  • B: trip 3 – 5 x In
  • C: trip 5 – 10 x In
  • D: trip 10 – 20 x In

Batas trip magnetic memang akan selalu dalam range seperti ini  karena kinerja magnetic trip unit tidak eksak, melainkan dalam range tertentu (tetapi bisa dipastikan akan dalam range yang tertulis di atas). Untuk MCCB, nilai arus magnetic trip ini biasa tertulis berapa Ampere di spesifikasinya, bahkan ada yang bisa diubah-ubah juga nilainya seperti nilai In nya.

Ngomong-ngomong tentang ketidakpastian, sekarang mari kita lihat 2 kurva yang ada di tripping curve di atas. Dua kurva ini juga menunjukkan range tripping CB. Kurva yang kiri adalah garis ketika kemungkinan CB akan trip adalah 0%. Jadi, region di sebelah kiri kurva ini dipastikan tidak akan membuat CB trip. Kurva yang kanan adalah garis ketika kemungkinan CB akan trip adalah 100%. Jadi, di sebelah kanan kurva ini dipastikan CB akan trip. Di antaranya tentu saja kemungkinan CB akan trip adalah di antara 0% – 100%.

Referensi: 

Referensi untuk artikel ini jujur banyak banget, sampai saya juga lupa ambil dari mana saja😄. Tapi kebanyakan diambil dari mbah google sih, silahkan saja googling “MCB” atau “MCCB” atau “tripping curve” kalau mau lihat referensinya. Hehehe.

About Junot D. Ojong

Author is a control systems engineer at a private company in Jakarta.
This entry was posted in teknik and tagged , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

20 Responses to The EE Handblog: Circuit Breaker dan Tripping Curve

  1. Pingback: The EE Handblog: Circuit Breaker Coordination | Akirajunto's Blog

  2. Elva says:

    Kalau untuk kapasitas 50.000 watt, material apa sj yg diperlukan. ? Nfh/mccb brp ampere ? Box panel ukuran ? Trm ksh.

    • Wah masih butuh banyak informasi untuk memilih rating MCCB: tegangan, jenis beban, jumlah phase, inrush current, dll.

      Saya sebenarnya tidak qualified untuk menjawab pertanyaan ini. Lebih baik dikonsultasikan ke electrical engineer yang lebih berpengalaman. Terima kasih atas komennya😀

  3. gusty says:

    cara pemasangan MCCB nya mana om ?
    kalo bisa di posting lagi ya, soalnya gua nyari buat laporan nih heheheh

  4. Lingga Tanuwidjaja says:

    Bagaimana dengan curve magnetic release MCB yang digunakan PLN sebagai pembatas daya yang biasa dipasang pada bersama meter listrik pada pelanggan LV dengan curve CL ?
    Sebagai tambahan sepengetahuan saya MCB
    B, C and D curves,
    as in standard EN 60898
    The operating range of the magnetic release
    is as follows:
    *for B curve: between 3 In and 5 In
    *for C curve: between 5 In and 10 In
    *for D curve: between10 In and14 In

    Salam

    • Sorry banget nih Mas Lingga saya baru balas sekarang, baru buka blog lagi. Pertanyaan Mas juga lumayan menantang sih, saya cari2 baru ketemu sekarang jawabannya, hehehe.

      Yang saya ketahui itu adalah kurva CL itu diperuntukkan hanya untuk MCB yang digunakan oleh PLN. Karakteristiknya kurang lebih berada di antara kurva B dan C (Mungkin CL itu berarti kurva C tipe Low ya).

      Magnetik tripnya berada di 4In s/d 6In. Bisa dilihat dari referensi di sini.

  5. arsenal says:

    apa yang dimaksud dengan MCCB 4Pole ?? apa bedanya dengan MCCB 3P ??

    • MCCB 4 pole memiliki 4 pasang terminal, jadi bisa memproteksi 4 jalur listrik bersamaan (biasa dihubungkan ke 3 fasa dan 1 netral). Kalau MCCB 3P memiliki 3 pasang terminal, untuk proteksi 3 jalur listrik (biasa dihubungkan ke 3 fasa, misalkan untuk motor elektrik).

  6. cahyo says:

    kalo saya memerlukan mcb dengan rating 8A tetapi tidak menemukan bisakah saya mengganti dengan memparalel 4A x 2 mcb. terimakasih

    • Sebaiknya tidak menggunakan 2 MCB sih. Nanti tripnya tidak akan bersamaan sehingga bisa merusak salah satu MCB. Kalau mau diparalelkan, mungkin bisa menggunakan MCB 2 pole sehingga ketika trip, kedua jalur akan trip bersamaan. Ini hanya pendapatku lho ya, jangan dijadikan acuan kerja. Kalau ingin lebih yakin, sebaiknya dikonsultasikan ke orang yang lebih berpengalaman.

  7. sangu says:

    di mccb ada AF sama AT, apa bedanya y?

    • MCCB itu ada yang ampere trip nya bisa diubah-ubah dan trip unit nya terpisah dari main frame MCCB-nya. AF (Ampere Frame) adalah rating dari main frame MCCB-nya, dan AT (Ampere Trip) adalah rating dari trip unit-nya. Biasanya AF > AT, dan AT ini kemungkinan bisa diganti di kemudian hari jika ada ekspansi di distribusi listriknya. Tetapi, AT yang dipasang tidak boleh melebihi AF karena nanti akan merusak main frame MCCB nya ketika terjadi short circuit (Ini karena trip unit akan meng-trip-kan pada ampere yang lebih tinggi daripada AF).

  8. silkum says:

    apakah ada perbedaan MCB untuk tegangan AC dan tegangan DC? kira2 efeknya apa ya kalau tertujar?
    dimanakah saya bisa membedakan MCB AC atau DC secara visual?

    • secara visual dari luar bisa dibaca dari rating tegangannya. kalau ac ada simbol arus bolak-baliknya, dan untuk dc ada simbol arus dc nya.

      perbedaanya adalah dari komponen di dalam mcb tersebut. kalau mcb dc, ada tambahan komponen magnet yang berguna untuk mempercepat pemutusan bunga listrik ketika mcb trip. bunga listrik atau arc diketahui lebih bertahan lama pada arus dc daripada arus ac ketika mcb trip. maka itu diperlukan usaha lebih untuk menghilangkan arc tersebut yakni dengan magnet.

      sebaiknya tidak menggunakan mcb ac untuk arus dc karena mcb ac tidak dapat memutuskan arus listrik dc secepat arus listrik ac. menggunakan mcb ac untuk listrik dc justru meningkatkan resiko kebakaran.

  9. robby dm says:

    Dear EE…
    untuk MCCB, LCB , atau MCB ,, sebenarnya incomingnya dari bawah atau atas… banyak kerancuan yang terjadi lapangan,,, untuk memastikan bahwa incoming dari atas atau bawah,, patokannya kita ambil dari mana,, please answer in my email : robbydm@ymail.com

    urgent bos…

  10. robby dm says:

    Dear mr. Ojong

    Ideal nya memang seperti itu pak,, tapi pada kenyataan di main panel incoming dari bawah MCB, ELCB, ataupun MCCB,, malahan ACB , GCB,, incoming dari bawah,, coba perhatikan desain kabel tray biasanya berada di bawah panel,, nah,,,pengaruhnya terhadap equipment tsb apa dan faktor safety electricalnya bgmn …?? ada jg yg memakai sistem LBS ,, simbol tsb setiap alat terbalik,, yg jadi pertanyaannya…mana incomingnya apabila simbol tsb terbalik , coba bapak perhatikan di setiap LBS / MCCB ada simbol tsb..

    Thanks

    robby dm

  11. aan says:

    mau nanya nih, cara melihat karakteristik energi maksimum dari arus listrik MCCB itu gimana?, di nameplate itu bagian mananya

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s