Alat pelindung-dan-pendawaian

Topik

6Alat-AlatPerlindungandanPendawaian

HASIL PEMBELAJARANDi akhir topik ini, anda seharusnya dapat:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Menyenaraikan jenis-jenis peralatan perlindungan arus lebihan;

Menyatakan faktor fius;

Menyenaraikan jenis peralatan perlindungan arus bocor ke bumi;

Melukis litar kawalan utama dan kawalan pengguna;

Menyenaraikan jenis litar akhir; dan

Mengira kos tenaga elektrik.

PENGENALAN

Alat perlindungan elektrik merupakan sebarang peralatan yang bolehmemutuskan litar secara otomatik atau secara sendirinya apabila berlakunyaarus lebihan yang melebihi had yang ditetapkan mengalir dalam litar tersebut.Biasanya, peralatan perlindungan ini dipasangkan pada dawai hidup (L) di awalmasukan pendawaian.

Arus lebihan boleh berlaku disebabkan oleh litar pintas atau beban yangberlebihan. Tujuan pemasangan peralatan perlindungan ini adalah untukmengelakkan berlakunya kerosakan pada sesuatu alat apabila berlakunya aruslebihan mengalir melalui alat tersebut.

100 TOPIK 6 ALAT-ALAT PERLINDUNGAN DAN PENDAWAIAN

6.1 PERALATAN PERLINDUNGAN ARUSLEBIHAN

Jenis-jenis peralatan perlindungan arus lebihan ialah seperti fius dan MCCB. Subtopik ini akan membincangkan perihal peralatan perlindungan arus lebihandengan lebih mendalam.

6.1.1 Fius

Fius merupakan seutas dawai kuprum atau dawai aloi timah plumbum yangakan lebur apabila arus melebih hadnya mengalir melaluinya. Apabila arusmelebihi had mengalir melalui fius, ia tidak terus putus sebaliknya ia akanmengambil masa untuk putus/lebur. Oleh itu, perlindungan jenis ini bolehdianggapkan sebagai kurang cekap.

Simbol fius adalah seperti di Rajah 6.1.

Rajah 6.1: Simbol fius

Faktor fius adalah dipengaruhi oleh kadaran arus fius dan arus fius. Kadaranarus fius merupakan kadar arus maksima yang boleh mengalir melalui fius tanpameleburkan/memutuskan fius tersebut.

Kadar fius yang biasa adalah seperti 1A, 2A, 3A, 5A, 13A, 20A, 25A, 30A, 45A,60A, 70A, 80A dan 100A. Arus fius adalah arus minimum yang boleh mengalirmelaluinya dan menyebabkan fius tersebut lebur/putus.

Oleh itu, faktor fius adalah:

Faktor fius = Arus fius / Kadar arus fius

Terdapat tiga jenis fius yang biasa digunakan untuk kerja pemasangan elektrik.Iaitu:

(a) Fius dawai semula. Keadaan fius ini adalah separuh tertutup atauterdedah. Seperti Rajah 6.2.

TOPIK 6 ALAT-ALAT PERLINDUNGAN DAN PENDAWAIAN

Rajah 6.2: Fius dawai semula

101

(b) Fius kartrij tertutup. Terdapat dua jenis iaitu:

(i)

(ii)

Jenis badan lutsinar yang boleh dilihat dawai fius (rujuk Rajah 6.3).

Rajah 6.3: Fius kartrij badan lutsinar

Jenis badan tidak lutsinar yang tidak boleh lihat dawai fiusnya (rujukRajah 6.4).

Rajah 6.4: Fius katrij badan tidak lutsinar


(c) Fius keupayaan pemutus tinggi. Seperti Rajah 6.5.

Rajah 6.5: Fius keupayaan pemutus tinggi

AKTIVITI 6.1

Senaraikan dua jenis fius yang biasa digunakan untuk kerja pemasanganelektrik yang anda tahu dan jelaskan kelebihannya.

6.1.2 Molded-case Circuit Breaker (MCCB)

Pemutus litar MCCB digunakan untuk membuka atau menutup litar voltanrendah dan menutup litar secara automatik apabila berlakunya litar pintas ataulampau beban dalam litar pendawaian. Saiz pemutus litar ini adalah kecil olehitu ada yang memanggilnya sebagai miniature circuit braeker (MCB).Kebanyakan fius di dalam kotak agih telah ditukarkan dengan MCB.MCCB/MCB lebih mudah dikendalikan berbanding dengan fius.

Pemutus litar ini menggunakan kendalian jenis haba dan magnet. Pemutus litarkendalian magnet adalah lebih peka berbanding dengan pemutus litar jenis haba.Contoh MCCB/MCB adalah seperti di Rajah 6.6.

TOPIK 6 ALAT-ALAT PERLINDUNGAN DAN PENDAWAIAN

Rajah 6.6: MCCB/MCBSumber: en.wikipedia.org/wiki/Residual-current_device

AKTIVITI 6.2

103

6.2

1.

2.

Apakah tujuan utama menggunakan MCCB/MCB dalam litarpendawaian? Nyatakan.

Apakah kelebihan MCCB/MCB berbanding dengan fius?Bincangkan.

PERALATAN PERLINDUNGAN ARUSBOCOR KE BUMI

Peralatan perlindungan arus bocor boleh melindungi penggunanya terkenarenjatan elektrik apabila peralatan, kelengkapan atau pemasangan elektrik yangberlaku arus bocor (leaking). Jika berlakunya arus bocor pada peralatan,kelengkapan atau pemasangan elektrik, maka peralatan perlindungan mestilahboleh berfungsi untuk memutuskan litar bekalan daripada masuk supayakemalangan nyawa dapat dielakkan.

6.2.1 Pemutus Litar Bocor Ke Bumi Kendalian Arus

Pemutus litar arus baki akan berfungsi apabila arus di pengalir fasa tidak samadengan arus di pengalir neutral. Keadaan yang tidak seimbang di antara pengalirfasa dan pengalir neutral. Pemutus litar arus baki akan berfungsi apabila hasil


darab arus kendalian dengan galangan buminya menghasilkan nilai melebihi 40vdan arus kendalian pemutus litar tidak melebihi 2% daripada arus litarnya.Rajah 6.7 menunjukkan sebuah pemutus litar arus baki.

Rajah 6.7: Pemutus litar arus bakiSumber: en.wikipedia.org/wiki/Residual-current_device

Rajah 6.8 menunjukkan bahagian dalam sebuah pemutus litar arus baki. Berikutadalah keterangan ringkas tentang kendalian pemutus litar arus baki tersebut.

(a)

(b)

(c)

(d)

Terminal (1) merupakan punca sambungan bekalan masukan.

Terminal (2) adalah terminal keluaran pemutus litar arus bocor.

Apabila butang (3) diset, sesentuh (4) menjadi litar tutup danmembenarkan arus mengalir dari (1) ke (2). Solenoid (5) akan menariksesentuh (4) sentiasa dalam keadaan hidup.

Apabila berlakunya ketidak seimbangan arus, gelung pengesan (6) akanmenghantar isyarat ke litar pengesan (7). Litar pengesan akan mematikanbekalan ke solenoid (5) dan menyebabkan sesentuh (4) menjadi keadaanterbuka (off).

Rajah 6.8: Pemutus litar arus bakiSumber: en.wikipedia.org/wiki/Residual-current_device

TOPIK 6 ALAT-ALAT PERLINDUNGAN DAN PENDAWAIAN 105

6.2.2 Pemutus Litar Bocor Ke Bumi DenganMenggunakan Geganti

Rajah 6.9 menunjukkan pemutus litar bocor ke bumi dengan menggunakangeganti. Litar jenis ini adalah lebih cekap. Merujuk kepada rajah 6.9 apabilaberlakunya arus bocor ke bumi, voltan di antara E1 dan E2 akan meningkatmelebihi 40V. Ini akan menyebabkan gegelong geganti berkendali lalu menariksesentuhnya. Keadaan ini akan menyebabkan gegelung 2 berkendali lalumenarik sesentuh utama pemutus litar ke kedudukan buka (off) dan bekalanakan terputus.

Rajah 6.9: Pemutus litar bocor ke bumi dengan menggunakan geganti

6.2.3 Langkah Keselamatan

Renjatan elektrik boleh berlaku akibat daripada tersentuh dengan bahagianhidup talian bekalan atau pada logam yang terdedah pada talian hidup. Sebagaicontoh, pemanas air yang rosak akibat pemanasnya bocor. Akibatnya aruselektrik boleh mengalir melalui air dan pengguna akan terkena renjatan aruselektrik. Untuk mengelakkan daripada terkena renjatan elektrik, perlindunganperlulah dipasang supaya apabila berlakunya bocoran arus elektrik pelindungini akan mematikan bekalan elektrik masukan.

Cara untuk mengelakkan daripada terkenanya renjatan arus elektrik adalahseperti berikut:

(a)

(b)

Penebatan sepenuhnya diadakan pada sepanjang pendawaian supaya jikaadanya bahagian yang membawa arus bocor tidak disentuh oleh pengguna.

Membuat penebatan pada alat-alatan supaya bahagian logamnya tidakterdedah kepada pengguna.


(c)

(d)

Membumikan bahagian logam yang terdedah supaya apabila berlakunyaarus bocor ia dapat dialirkan terus ke bumi.

Asingkan bahagian logam dengan penghadang supaya pengguna tidaktersentuh pada bahagian hidup.

AKTIVITI 6.3

6.3

1.

2.

3.

Senaraikan dua jenis peralatan perlindungan arus bocor ke bumi.

Terangkan bagaimana pemutus litar arus baki berfungsi.

Senaraikan dua cara bagaimana renjatan arus elektrik bolehdielakkan.

PENDAWAIAN

Bekalan yang diagihkan ke rumah-rumah kediaman atau taman perumahanadalah dari sistem 3 fasa 4 dawai. Bekalan 3 fasa ini disalurkan dari kawasanpencawang ke kawasan pengguna. Daripada sistem 3 fasa 4 dawai ini puladijadikan sistem fasa tunggal 2 dawai yang disalurkan ke rumah kediaman.Rajah 6.10 menunjukkan contoh sambungan bekalan bekalan 3 fasa 4 dawai.

Rajah 6.10: Contoh bekalan tiga fasa empat dawai


6.3.1 Litar Kawalan Utama Dan Kawalan Pengguna

Bekalan utama merupakan bekalan yang disalur masuk dari kabel sistem fasatunggal 2 dawai ke rumah kediaman. Bekalan utama akan disambungkan kerumah kediaman melalui fius perkhidmatan (service fuse) dan penyambungneutral (neutral link) kemudian disambungkan ke meter kilowatt-jam. Selepasmeter kilowatt-jam, bekalan ini akan disalur masuk melalui kabel talian hidup(L) dan neutral (N) ke papan kawalan agihan di dalam rumah untuk kegunaanpenggunanya. Lihat Rajah 6.11.

Rajah 6.11: Litar kawalan dan litar akhir


Di papan kawalan agihan mengandungi kawalan seperti berikut:

(a)

(b)

(c)

Pemencil (main switch/isolator);

Perlindung arus lebihan (MCB); dan

Perlindung arus bocor ke bumi (RCCB).

Kegunaan pemencil adalah untuk memisahkan bekalan utama ke litar pengguna.Di dalam pemencil terdapat sebuah fius. Nilai fius ini bergantung kepada berapabanyak beban yang digunakan.

Perlindung arus lebihan adalah bertujuan untuk melindungi litar, kelengkapanelektrik atau kabel daripada menerima arus yang berlebihan dari had yangditetapkan. Peranti seperti fius, MCB atau MCCB biasanya digunakan sebagaipelindung arus lebihan.

Perlindung arus bocor ke bumi digunakan untuk mengelakkan berlakunyakejutan elektrik terhadap penggunanya. Jika berlakunya arus bocor ke bumiperalatan ini akan memutuskan bekalan utama ke litarnya secara automatik.Oleh itu, pengguna akan terselamat dari terkena kejutan elektrik.

Rajah 6.11 menunjukkan sebuah litar kawalan utama, kawalan pengguna danlitar akhir sebuah rumah kediaman.

AKTIVITI 6.4

Senarai peralatan yang terdapat di kawalan utama dan kawalan pengguna.

6.3.2 Litar-litar Akhir

Litar akhir merupakan sambungan terakhir pemasangan pengguna. Litar akhirbermula dari kotak fius agihan dan berakhir di beban (sebagai contoh lampu,kipas dan lain-lain) atau soket alur keluar atau kelengkapan elektrik yangdipasang oleh pengguna.

Merujuk kepada buku "Engineering Tomorrow" (I.E.E.E), litar akhir bolehditakrifkan sebagai litar yang disambung terus kepada kelengkapan yangmenggunakan arus elektrik melalui sambungan soket alur keluar atausambungan ke lain-lain poin alur keluar untuk sambungan kelengkapan (tidaktermasuk beban).


Beberapa peraturan penting I.E.E.E untuk litar akhir kurang daripada 15Ampialah:

314-2

314-4

Jika sesuatu pemasangan mempunyai lebih daripada satu jenislitar akhir, tiap-tiap litar akhir itu hendaklah disambungkan secaraberasingan dalam kotak agihan (berlainan fius dan kawalannya)bagi mencegah gangguan bekalan jika litar akhir itu mengalamikerosakan.

Pendawaian setiap litar akhir hendaklah diasingkan secaraelektrik (neutral dan hidup berlainan) kecuali bumi. Susunanpemasangan neutral seboleh-bolehnya sama dengan susunanpemasangan fius (dan dipasang berurutan mengikut hierakikadaran arus fius bagi memudahkan pemeriksaan).

(a) Litar Akhir Soket Alur KeluarPembahagian litar akhir adalah seperti berikut:

(i)

(ii)

Litar akhir pada kadaran arus yang kurang daripada 15A.

Litar akhir pada kadaran arus yang lebih daripada 15A.

(iii) Litar akhir pada kadaran arus yang lebih daripada 15A tetapitertumpu kepada soket alur keluar 13A sahaja (BS 1363).

(iv) Litar akhir untuk pemasangan alat pemasak dan pemanas air.

Litar akhir bagi soket alur keluar adalah terdiri daripada 5A, 13A, 15A,16A, 30A. Jadual 6.1 menunjukkan spesifikasi pemasangan litar akhir soketalur keluar BS 1363.

Jenis

litarPelindung arus lebihSaiz minimum pengalirLuasmaksimumlantai yang

bolehdibekalkan

(mm2)KabelpengalirkuprambertebatPVK ataugetah(mm2)KabelpengaliraluminiumberlapiskuprumbertebatPVK(mm2)Kabelpengalirkuprumbertebatmineral


Jadual 6.1: Litar akhir yang menggunakan soket alur keluar BS 1363

Terdapat dua jenis litar akhir soket alur keluar 13A, iaitu:

Litar jejarian; dan

Litar gelang.

Litar GelangLitar gelang terbentuk apabila penyambungan kabel bermula dari satuterminal di kotak agihan dan bersambung kepada setiap soket secarajujukan (sequance) kemudian berbalik semula pada terminalpermulaannya. Saiz kabel untuk litar gelang adalah 2.5 mm2. Peralatanperlindungan arus bocor yang digunakan adalah 32 Amp. Dalam litargelang, jika berlaku kerosakan perlindungan arus bocor akan mematikanlitar dan menyebabkan semua soket alur keluar tiada bekalan voltan. Luaskawasan yang sesuai menggunakan litar gelang ialah 100m2.

Rajah 6.12 menunjukkan contoh sambungan litar gelang.


Rajah 6.12: Sambungan litar gelang

Litar JejariLitar jejari membekalkan bekalan kepada beberapa bilangan soket alurkeluar di mana tamatan akhir pada soket terakhir. Saiz kabel yang digunaadalah 2.5mm2 dan MCB yang diguna adalah 20Amp dengan saiz bilikyang dibenarkan adalah sehingga 200m2.

Rajah 6.13 menunjukkan sambungan litar jejari litar akhir soket alur keluar.

Rajah 6.13: Sambungan litar jejari

AKTIVITI 6.5

1.

2.

Senaraikan jenis litar akhir yang terdapat di sebuah rumahkediaman.

Senaraikan syarat-syarat untuk membuat litar akhir soket alurkeluar jenis litar gelang.


(b) Litar Akhir LampuBilangan beban yang boleh dipasang kepada sesuatu litar akhir lampuadalah penting. Sebagai contoh, litar akhir yang menyambung kepadalampu pijar, lampu nyahcas dan kipas siling biasanya menggunakan MCB5Amp. Sedia maklum bahawa lampu nyahcas mempunyai perbezaan fasaantara voltan dan arus bebannya. Dalam hal ini, anggapkan faktor kuasalitar lampu nyahcas adalah ditahap tidak kurang dari 0.85.

Maka rumusan yang boleh dibuat adalah seperti berikut:

Arus lampu pijar bersamaan:

I = Watt / Volt = Kuasa sebenar lampu / Voltan bekalan

Arus lampu nyahcas bersamaan:

I = (Volt-amp X 1.8) / Volt = (Kuasa Ketara X 1.8) / Voltan bekalan

Litar akhir lampu boleh disambung bersama-sama dengan lampu pijardengan syarat permintaan arus perlu dikira berasingan. Jumlah arusnyaadalah merupakan permintaan arus litar akhir itu. Kadar maksima litarakhir utnuk lampu biasanya adalah 5 Amp.

Sebagai contoh, Berapakah bilangan lampu pijar 100W 250V yang bolehdipasang kepada litar akhir MCB 6 Amp?

Arus lampu pijar = 100W/ 250V = 0.4 Amp

Maka,

5 Amp / 0.4 = 12.5

Oleh itu, lampu pijar yang boleh di pasang pada litar akhir tidak bolehmelebihi 12 unit. Bilangan yang sesuai adalah 6 unit. Ini adalah bertujuansupaya tidak membebankan litar akhir.

Penentuan saiz kabel untuk litar akhir adalah mustahak. Mengikutperaturan buku (I.E.E.E) saiz kabel yang digunakan mestilah berupayamembawa arus yang sama dengan peranti pelindung litar (I.E.E.E 433-2).


6.3.3 Membaca dan Mengira Kos Tenaga Elektrik

Meter Kilowatt-jam yang dipasang dirumah adalah untuk menyukat danmerekodkan unit penggunaan elektrik rumah tersebut. Meter ini terdapat duajenis, iaitu:

(a)

(b)

Meter Kilawatt-jam analog; dan

Meter Kilawatt-jam berdigit.

Bekalan elektrik kerumah adalah dibekalkan oleh Tenaga Nasional Berhad. Bilpenggunaan elektrik akan dikeluarkan sebulan sekali oleh pihak TenagaNasional. Pada bil elektrik tersebut terdapat beberapa maklumat penting iaitu:

(i)

(ii)

No. Akaun pengguna;

Nama dan alamat pengguna;

(iii) Bacaan meter terdahulu dan semasa; dan

(iv) Unit , kadar dan amaun yang perlu dibayar.

Sebagai contoh, jumlah bacaan terdahulu ialah 34700 kWh bagi bulan Jun.Bacaan semasa iaitu bulan Julai ialah 35253 kWh.

Maka, bayaran yang perlu dibayar oleh pengguna ialah:

Unit penggunaa = bacaan semasa - bacaan terdahulu

= 35253 kWh - 34700kWh

= 553kWh

Bagi caj penggunaan domestik, 500kWj yang pertama ialah 0.286 sen danselebihnya ialah 0.378 sen.

Penyelesaiannya:

500kWj X 0.286 = 143.00

53kWj X 0.378 = 20.03

Oleh itu, jumlah yang perlu dibayar oleh pengguna ialah:

RM143.00 + RM20.03 = RM163.03


AKTIVITI 6.6

Berapakah bilangan lampu nyahcas 40W 250V dan lampu pijar 60W250V yang boleh dipasang pada litar akhir MCB 6Amp? Kirakan.

Fius dan MCC digunakan sebagi peralatan perlindungan arus lebihandalam pendawaian elektrik.

Pemutus litar arus bocor berfungsi sebagai pemutus litar apabilaberlakunya arus bocor dalam pendawaian elektrik.

Pendawaian elektrik terbahagi kepada dua bahagian iaitu:

-

-

Litar kawalan utama; dan

Litar kawalan pengguna.

Litar akhir terdiri dari litar soket alur keluar, litar lampu, litar kawalanpemasak, pemula (starter), pemanas air dan lain-lain peralatan elektrik.

Arus bocor

Fius

Lutsinar

MCCB

Litar akhir

Abd. Samad b Hj Hanif & Mohd Nazi b Hj Mustafa. (1989). Teknologi elektrikTingkatan 4. Kuala Lumpur: Pustaka Sistem Pelajaran Sdn. Bhd.Bab 15 : Litar-litar Pengguna Asas

Abd. Samad b Hj Hanif & Mohd Nazi b Hj Mustafa. (1989). Teknologi elektrikTingkatan 5. Kuala Lumpur: Pustaka Sistem Pelajaran Sdn. Bhd.Bab 8 : Sistem-sistem Pendawaian Dan Perlindungan

Alat pelindung-dan-pendawaian

Documents

Transcript of Alat pelindung-dan-pendawaian