Bagaimana Cara Kerja Sekring / Fuse / Pemutus Arus Listrik?

Pemutus Rangkaian, Sekring, Fuse - Kebutuhan

Pada dasarnya listrik yang masuk ke rumah kita atau ke tempat lain dari jaringan distribusi daya membentuk rangkaian besar dengan garis-garis yang menghubungkan ke pembangkit listrik yang membentuk satu ujung yang disebut kawat panas dan garis yang menghubungkan ke ground yang membentuk ujung lainnya. Arus muatan listrik antara dua jalur ini dan potensial dikembangkan di antara keduanya.

Sambungan beban (peralatan) yang menawarkan ketahanan terhadap aliran muatan ini menyelesaikan rangkaian penuh dan seluruh sistem listrik di dalam rumah berfungsi dengan lancar asalkan peralatan memiliki daya tahan yang cukup dan tidak menyebabkan arus berlebih.

Hubungan arus pendek (konsleting) atau terlalu banyak muatan yang mengalir melalui rangkaian atau koneksi tiba-tiba dari kawat panas ke kawat ground akan memanaskan kabel, menyebabkan kebakaran.

Secara umum ada dua cara untuk memecahkan masalah di tersebut

Sekring (fuse): Terdiri dari kawat tipis yang tertutup di dalam casing. Jika arus berlebih, kabel sekring terbakar atau hancur menyebabkan rangkaian putus. Namun mereka tidak dapat diandalkan dan kabel sekring harus diubah secara manual setelah terbakar. Jadi mereka kebanyakan tidak disukai.

Sakelar : Cara lain perlindungan rangkaian adalah dengan memastikan aliran arus dihentikan atau supply tegangan dihentikan ke saluran, jika terjadi kelebihan arus. Hal ini dilakukan dengan operasi otomatis dari sakelar yang tersandung sensor arus berlebih atau gangguan apa pun, sehingga mengisolasi garis gangguan dari seluruh rangkaian dan sekali lagi dapat dinyalakan untuk memulihkan operasi.

Ini lebih menguntungkan karena memungkinkan identifikasi cepat zona gangguan dan pemulihan cepat. Juga aman secara elektrik dibandingkan dengan sekring.

Sekring Listrik

Sebelum kita masuk ke detail tentang Pemutus rangkaian Elektronik atau sekring/fuse, mari kita lihat sekring listrik.

Nilai tegangan relai harus sama dengan tegangan yang diterapkan dan kapasitor 100uF harus digunakan dan arus yang melewati rangkaian dapat disesuaikan menggunakan Potensiometer 100K.

Jika sekring digunakan, nilai R2 harus diturunkan. Sementara SW1 dibuat pada yang membawa L2 ke rangkaian maka arus di resistor R2 meningkat menyebabkan penurunan tegangan yang lebih tinggi di R2.

Diagram Rangkaian - Sekring Reset Elektronik

Melalui preset 100K dan R1, tegangan ini memicu SCR U1 yang mengoperasikan relai RL1. Ini memutus supply ke beban dan sekaligus menghapus supply ke SCR. Kelebihan harus dihapus dan sw2 harus dimatikan dan diaktifkan lagi untuk mengatur ulang. Setiap SCR dapat digunakan untuk memenuhi persyaratan pemicu tegangan dan gerbang.

Kebutuhan Rangkaian Sekring Listrik

Pemutus rangkaian Miniatur tradisional terdiri dari strip bimetal untuk memberikan perlindungan terhadap arus beban dan elektromagnet untuk memberikan perlindungan terhadap arus konsleting.

Dalam hal pemuatan berlebih, bimetalik membengkok yang menyebabkan pelepasan pegas dengan pergerakan titik kait dan akhirnya membuka kontak MCB. Coil elektromagnetik mengembangkan kekuatan motif magneto di atasnya ketika arus besar melewatinya, yang menyebabkan titik kait dipindahkan dan ini lagi membuka kontak MCB. Jadi dalam hal terjadi kelebihan beban dan korsleting, MCB trip ke posisi off.

Namun ada beberapa kelemahan dari Miniature Circuit breaker konvensional ini:

• Mereka cukup mahal dan lebih banyak arus konsleting, lebih banyak adalah biaya MCB.
• Strip bimetalik cenderung mudah berubah bentuk karena panas atau peningkatan suhu dari sekitarnya yang menyebabkan pengurangan kapasitas arus pemutus.
• Karena komponen mekanik yang digunakan, mereka lebih rentan terhadap keausan.
• Waktu tripping lebih lambat.

Untuk mengatasi semua masalah ini, solusi yang paling mudah adalah menggunakan Pemutus rangkaian Elektronik atau pemutus rangkaian yang melibatkan sakelar otomatis yang dikontrol secara elektronik. Itu tidak melibatkan kumparan elektromagnetik atau strip termal atau komponen mekanis apa pun.

Sekring Otomatis

Sebuah sekring otomatis pada dasarnya terdiri dari sakelar yang dioperasikan secara otomatis yang dikendalikan oleh umpan balik dari beban. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa pada saat arus terlalu banyak ditarik oleh beban atau terlalu banyak mengalir dalam garis, sakelar secara otomatis ditutup untuk sementara waktu dan sakelar kemudian secara otomatis dihidupkan setelah jumlah waktu tertentu.

Sakelar dapat berupa sakelar elektronik daya seperti Thyristor (SCR) atau sakelar elektromekanis seperti Relai, yang dikendalikan oleh elemen penginderaan arus seperti Resistor. Perangkat pemutus arus ultra cepat ini menggunakan resistor seri untuk merasakan arus dan meskipun melebihi nilai yang ditetapkan, penurunan tegangan yang sesuai (melintasi resistansi seri) juga meningkat.

Tegangan ini dirasakan, diperbaiki ke DC dan kemudian dibandingkan dengan tegangan preset oleh komparator untuk menghasilkan output yang menggerakkan relai melalui MOSFET untuk trip beban instan.

Mekanisme trip sangat cepat karena didasarkan pada prinsip-prinsip penginderaan arus daripada mekanisme perjalanan berbasis panas seperti MCB. Sebuah mikrokontroler dapat digunakan untuk mendapatkan tampilan pada LCD pada status pemutus rangkaian.

Dengan demikian, dengan menggunakan perangkat ini, pemutusan rangkaian ultra cepat dapat dicapai untuk menghemat peralatan yang mahal dari kemungkinan kerusakan. Dengan menggunakan konsep unik ini, sebuah prototipe dapat dikembangkan sebagai proyek untuk siswa teknik elektro.

Pada dasarnya sekring listrik bekerja berdasarkan prinsip mekanisme penginderaan arus. Ini memberikan baik kelebihan beban dan perlindungan dari konsleting seperti dalam kasus apa pun arus melalui saluran dipantau dan sakelar akan trip jika arus berlebih mengalir.

Contoh Kerja dari Sekring Otomatis Sederhana

Elemen penginderaan arus atau resistor dapat digunakan untuk merasakan jumlah arus yang mengalir melalui beban. Penurunan tegangan dari resistor diberikan ke input pembalik dari pembalik dan tegangan tetap diberikan ke terminal pembalik pembanding (komparator).

Dalam hal operasi normal, (arus mengalir dengan jumlah beban yang memadai), penurunan tegangan pada resistor kurang dari tegangan tetap dan input komparator cukup rendah untuk menyebabkan MOSFET dalam kondisi mati. Kontak umum dari relai terhubung ke kontak yang NC (normally closed) dan rangkaian dilengkapi dengan beban yang mendapatkan supply arus dari listrik.

Namun ketika ada beban tambahan yang terhubung, arus melalui elemen penginderaan arus meningkat, yang pada gilirannya meningkatkan penurunan tegangan melintasi resistor. Pada beberapa titik waktu, penurunan tegangan ini lebih dari tegangan tetap, yaitu input pada terminal non-inverting lebih dari input pada terminal pembalik (inverting) komparator.

Ini menyebabkan output logika yang tinggi pada komparator, dengan tegangan yang cukup untuk memicu kondisi MOSFET. KetikaMOSFETberjalan, coil relai mendapat energi dan kontak umum sekarang terhubung ke kontak NO (normally open). Hal ini menyebabkan hambatan pada aliran arus karena rangkaian sekarang rusak dan beban beralih karena kurangnya supply daya.

Keuntungan dari Sekring Otomatis

• Pemutus rangkaian elektronik atau sekring fuse dapat dirancang untuk trip pada kelebihan beban kecil dan mereka tidak bereaksi terhadap arus lonjakan.
• Mereka memiliki waktu respons yang lebih cepat karena karakteristik respons hanya bergantung pada waktu yang diambil untuk arus yang melewati persimpangan semikonduktor konduktif menjadi nol.
• Mereka tidak menderita masalah keausan sistem konvensional karena komponen yang digunakan adalah elektronik.
• Mereka lebih murah karena komponen yang digunakan lebih ringan dan lebih murah dan mudah dirawat.