Laporan Praktikum Sistem Tenaga Listrik - Sekering (Patron Lebur)

PRAKTIKUM PERLENGKAPAN SISTEM TENAGA

PERCOBAAN 1

SEKERING (Patron Lebur)

STTN 2016

I. Tujuan :

1. Memahami kegunaan dan unjuk kerja sekering.

2. Membuat karakteristik sekering melalui pengujian beban.

II. Dasar Teori :

Sekering adalah sebuah alat untuk melindungi suatu rangkaian listrik terhadap

kerusakan-kerusakan yang mungkin timbul karena arus yang mengalir terlalu besar yang

disebabkan oleh beban lebih atau hubung singkat, dengan cara membuka rangkaian

tersebut melalui elemen lebur (fuse element) pada sekering tersebut.

Beberapa istilah untuk sekering yang perlu dipahami :

1. Fuse Elemen : adalah bagian fuse yang dirancang untuk dapat lebur

sehingga dapat membuka rangkaian.

2. Minimum Fusing-Current : adalah arus minimum yang menyebabkan elemen lebur

pada sekering akan melebur.

3. Current-Rating : adalah arus yang harganya lebih kecil daripada minimum

fusing-current, sebagai arus yang dapat dibawa oleh

sekering secara kontinyu tanpa merusakkan fuse elemen.

4. Voltage rating : adalah tegangan tertinggi yang dalam keadaan normal

dapat dikenakan pada sekering.

5. Pre Arcing-Time : adalah waktu mulai terjadinya arus besar (lebih) dan saat

mulainya arcing.

6. Arcing –Time : adalah waktu antara pre arcing-time berakhir dan

terputusnya hubungan secara sempurna (arus benar-benar

nol / putus).

7. Total operating-Time : pre arcing-time + arcing-time.

8. Arcing –Voltage : adalah tegangan yang terjadi antara ujung-ujung sekering

selamna arcing-time.

Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 1Bernadus Alexander L.031300345

9. Arus batas : adalah arus terus-menerus yang menyebabkan

penghantarnya mencapai suhu maksimum yang

diperbolehkan.

Gambar 1.1 Sekering

Pada permulaan hubung singkat , perlengkapan menderita gaya elektrodinamis yang

tinggi. Gaya ini sebanding dengan kuadrat puncak arus hubung singkat (Ig2). Nilai sesaat

arus hubung singkat bisa mencapai 100 kA.

Nilai sesaat arus hubung singkat pada saat terjadinya hubung singkat tergantung

pada :

- nilai sesaat tegangan bolak-baliknya.

- Impedansi seluruh rangkaian yang dihubung singkat pada saat terjadinya hubung

singkat.

Nilai maksimum atau amplitudo arus hubung singkat sama dengan :

Ik maks = Ik ef √2

Dimana :

Ik ef adalah nilai efelktif arus hubung singkat.


Piringan isyaratPegas isyarat

Pangkal patron

Pasir

Kawat isyarat

Kawat lebur berlubang

Porselen

Ujung patron

Akan tetapi dalam praktek arus hubung singkat masih besar lagi. Arus hubung singkat

Ig ini sama dengan :

Ig = k Ik ef √2

Faktor k disebut faktor kejut. Dalam praktek nilai k tidak pernah melebihi 1,8.

Jika hubung singkat atau beban lebih telah berlangsung beberapa saat, perlengkapan

akan menderita panas (thermal stress) yang besarnya sebanding dengan integral dari

perkalian kuadrat arus dan waktu, yaitu : ..2 dti∫ Supaya perlengkapan listrik tidak

rusak baik karena gaya elektrodinamis maupun panas, sekering harus dapat memutuskan

arus hubung singkat sebelum arus tersebut merusak.

Ketahanan berbagai perlengkapan listrik terhadap arus hubung singkat berbeda beda.

Yang paling rendah tingkat ketahanannya adalah peralatan-peralatan yang mengandung

unsur lilitan, seperti : kontaktor, generator, motor, transformator dan lain-lain. Oleh karena

itu memilih alat pengaman untuk peralatan tersebut diperlukan kecermatan.

Panas yang ditimbulkan oleh arus dalam kabel/peralatan berasal dari kerugian i2R

dalam penghantarnya. Kalau arusnya konstan suhu kabelnya mula-mula akan meningkat

dengan cepet, kemudian makinm lambat. Akhirnya suhu akan mencapai suatu nilai yang

dapat dianggap konstan. Dalam keadaan ini panas yang dibangkitkan dalam penghantar

seimbang dengan panas yang disalurkan ke sekelilingnya.

Pengaruh suhu sekitar terhadap karakteristik arus-waktu karakteristik suhu arus-waktu

sekering yang disajikan itu berlaku untuk suhu tertentu. Untuk suhu yang lain perlu

diperhatikan apakah ada pengaruhnya terhadap karakteristik sekering, terutama pada

daerah batas (borderline cases) :

- Di dalam over load range, jika suhu sekering cukup tinggi, perbedaan suhu sekitar

tidak berpengaruh banyak, misalnya sekering HRC (NH) buatan siemend,

perubahan suhu dari -20°C sampai 50°C hanya menimbulkan perubahan ± 9%

terhadap Minimum Fusing-Current .

- Untuk keadaan hubung singkat, fluktuasi suhu sekitar praktis tidak berpengaruh

pada karakteristik arus-waktu sekering.


Pengaruh pembebanan sebelumnya (pre loading) juga akan berpengaruh terhadap

karakteristik arus-waktu . Data tentang karakteristik arus-waktu umumnya untuk sekering

yang sebelumnya tidak dialiri arus beban (menurut standar jerman dan inggris), jika

sebelumnya terjadi beban lebih.

Gambar 1.2 Diagram arus-waktu sekering (patron lebur).

III. Sarana yang diperlukan :

1. Suatu perangkat pengujian sekering.

2. Beban lampu.

3. Stop Watch / sekon meter.

4. Sekering 2 A, atau sekering 4 A, atau sekering 6 A beberapa buah.

5. Ampere meter.

6. Kertas grafik semilog.

IV. Percobaan :

1. Buatlah rangkaian pengujian sekering seperti gambar.

2. Sebelum dilaksanakan pengujian, cobalah dahulu sekon meter apakah berfungsi atau

tidak.

3. Lakukan penentuan besarnya beban lampu (watt)( dengan menghitung jumlah arus

yang akan diujikan.

4. Pengukuran/pencatatan waktu dilaksanakan bersamaan dengan mulai mengalirnya

arus.

5. Alirkan arus 1,5 In selama 1 jam. Setelah 1 jam, dilihat dan dicatat apakah sekering

putus, atau tidak.


6. Apabila pada langkah 5. Sekering tidak putus matikan rangkaian dan tunggu hingga

sekering dingin atau pakailah sekering baru. Kemudian alirkan arus 1,9 In selama 1

jam.

7. Jika pada langkah 6. Sekering putus, berarti fusing factornya antara 1,5 s/d 1,9 In.

8. Kalau putusnya terlalu singkat (kurang dari 15 menit) maka alirkan arus 1,8 In dalam

pengujian 1 jam, kalau masih terlalu cepat turunkan arusnya menjadi 1,7 In dan

seterusnya.

9. Alirkan arus 2 In sampai sekering putus.

10. Alirkan 3 In, 4 In, 5 In, dan terakhir beban hubung singkat 7 In.

11. Buatlah grafik arus-waktu untuk pengujian sekering diatas.

V. Data Praktikum

Pengujian Sekering

IN = 2A Waktu Percobaan Maks= 30 Menit

No. Pembebanan

(Arus)

Arus Daya Waktu Pemutusan(ampere) (watt) (detik)

1 1,5 IN 3,09 700 Tidak Putus2 1,6 IN 3,2 715 Tidak Putus3 1,7 IN 3,36 755 26 Menit Putus4 1,8 IN 3,6 810 20 Menit Putus5 1,9 IN 3,82 945 13 Menit Putus6 2 IN 4,03 1045 21 detik7 3 IN 5,99 1485 Langsung putus8 4 IN 8 1900 Langsung putus9 5 IN 10,15 2550 Langsung putus


SECOND METER

1234

F N F

KU

AC

220

V

OLT

50

Hz

Sekering yang di uji

K1

BEBAN1

BEBAN2

F F N

G

10 7 IN 14 - Langsung putus

VI. Grafik

VII. Pembahasan

Pada praktikum kali ini, bertujuan untuk memahami dan mengerti cara kerja sekering,

serta membuat karakteristik sekering yang digunakan. Pada dasarnya sekering merupakan

alat untuk melindungi peralatan-peralatan listrik terhadap beban lebih atau arus hubung

singkat, dengan cara membuka rangkaian dengan elemen lebur pada sekering tersebut.

Adapun beban lebih atau hubung singkat dapat menyebabkan panas. Oleh karena itu panas

tersebut jika diaplikasikan pada sistem sekering, makan akan membuat putus fire element,

sehingga panas tersebut terputus ke alat-alat elektronik.

Untuk kegiatan praktikum ini, meggunakan sekering 2 A. Dilakukan pengujian

sebanyak 10 kali. Dengan maksimal daya 3000 watt, dan daya minimal 660 watt. Pada

praktikum in, untuk daya 700 watt hingga 715 watt didapat sekering belum putus, dengan

arus sebesar 1,5 IN dan 1,6 IN. Dan mulai putus ketika berdaya 755 watt atau 1,7 IN dengan

waktu 26 Menit. Adapun diperoleh waktu putus tercepat dengan arus 5,99 A (3 In) dan

berdaya 1485 watt, sekering langsung terputus dan 4 IN (1900W), 5 IN (2550W) dan 7 IN

(sekitar 3000W) juga akan langsung terputus.

Dari data tersebut dapat dibuat grafik maka didapat persamaan untuk sekering 2 A

dengan fungsi linear y = -4.1373x + 34.69. dengan nilai x adalah arus yang mengalir dalam

satuan ampere dan y adalah waktu dalam satuan menit.

VIII. Kesimpulan


1. Nilai minimum fusing current yang teramati untuk sekering 2 A adalah 3,36A (1,7

In), dengan waktu putus 26 menit pada praktikum ini

2. Diperoleh persamaan garis untuk grafik waktu putus terhadap arus yang mengalir

yaitu y = -4.1373x + 34.69

3. Semakin cepat waktu pemutusan sekering maka sekering dapat dikatakan dalam

kondisi baik dan prima serta semakin baik dalam mengamankan rangkaian bila terjadi

arus berlebih.

IX. Daftar Pustaka

Modul Praktikum perlengkapan sistem tenaga 2014. STTN BATAN :

YOGYAKARTA


Praktikan,

Bernadus Alexander L.NIM: 031300345

Laporan Praktikum Sistem Tenaga Listrik - Sekering (Patron Lebur)

Engineering

Transcript of Laporan Praktikum Sistem Tenaga Listrik - Sekering (Patron Lebur)