LEMBAR PENILAIAN

Judul Percobaan : Thermal Overload Relay

No. Percobaan : 07

Nama Pelapor : Siti Malahayati Sari

Nama Partner : Fandi Aro Simanjuntak

Muhammad Najib Lubis

Kelas : EL – 4E

Group : B

Tanggal Percobaan : 4 Mei 2013

Tanggal Penyerahan Laporan : 11 Mei 2013

Instruktur : N. Banu Saputra,MT

Ir. Juli Iriani

Nilai :

i

DAFTAR ISI

LEMBAR PENILAIAN......................................................................................................................... i

DAFTAR ISI......................................................................................................................................... ii

A. THERMAL OVERLOAD RELAY...............................................................................................1

1. Tujuan Percobaan......................................................................................................................1

2. Pendahuluan..............................................................................................................................1

3. Peralatan Yang Digunakan........................................................................................................1

4. Langkah Kerja...........................................................................................................................1

5. Table Evaluasi...........................................................................................................................3

8. Analisis......................................................................................................................................5

9. Kesimpulan................................................................................................................................6

ii

A. THERMAL OVERLOAD RELAY

1. Tujuan Percobaan

Menentukan karakteristik waktu tripping (lepas) Thermal Overload Relay.

2. Pendahuluan

Thermal Overload Relay adalah suatu alat pengaman peralatan listrik terhadap arus beban lebih.

Pengaman ini bekerja berdasarkan panas yang ditimbulkan oleh adanya arus listrik yang melebihi batas harga nominalnya. Energy panas tersebut akan diubah menjadi energy mekanik oleh logam bimetal untuk melepaskan kontak – kontaknya. Dengan terlepasnya kontak – kontak akibat arus yang mengalir di atas harga nominalnya maka akan terbuka (memutus) suatu rangkaian kelistrikan sehingga melindungi peralatan listrik dan kerusakan yang diakibatkan oeh arus lebih tersebut.

Thermal Overload Relay banyak digunakan sebagai pelindung dari motor – motor listrik.

3. Peralatan Yang Digunakan

1. Power Supply AC : 220 Volt2. Amperemeter : 0 – 10 A3. Thermal Overload relay : 220 V ; 1 – 1,6 A4. Stopwatch5. Kontaktor : 220 V6. Auto trafo : 220 V7. Trafo Arus : 220/10 V8. Kabel penghubung secukupnya.

4. Langkah Kerja

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar diagram di bawah ini Reset over current relay diatur pada kedudukan minimal.

1

2. “On” kan switch power supply AC, koil kotaktor bekerja dan akan menarik kontak – kontaknya.

3. “On” kan switch power supply PS, atur tegangan supply AT sehingga didapat nilai arus yang dikehendaki, setelah itu switch dibuka dan thermal overload relay diinginkan kembali.

4. Setelah diketahui besarnya arus yang melalui rangkaian ( berapa kali arus nominal), kemudian “On” kan switch power supply PS dan catat dalam table beberapa detik lamanya Thermal Overload Relay akan trip (Off).

5. Ulangi langkah kerja no. 3 dan 4 untuk nilai – nilai arus yang diminta (sesuai table). Untuk mendapatkan karakteristik dingin maka antara setiap kali percobaan Thermal Overload Relay harus didinginkan terlebih dahulu.

6. Untuk mendapatkan karakteristik panas Thermal Overload Relay, atur tegangan power supply AT sehingga arusnya disamakan dengan arus nominal selama 10 menit, kemudian dilaksanakan seperti langkah kerja no. 3 dan untuk nilai – nilai arus yang diminta di dalam table, tanpa pendinginan kembali.

7. Setelah selesai percobaan , kembalikan alat ke tempat semula.8. Buatlah laporan lengkap.

2

5. Table Evaluasi

Table Percobaan 1 : Menentukan karakteristik dingin

No.I (Ampere)In = Reset

(1,6)X Arus Nominal

Waktu(detik/menit)

Keterangan

1 1,92 1,2 x In 30’ Tidak trip2 2,4 1,5 x In 2’21,5” Trip3 3,2 2,0 x In 42” Trip4 4,8 3,0 x In 9,25” Trip5 6,4 4,0 x In 9’ Trip6 8,0 5,0 x In 5’ Trip7 9,6 6,0 x In 4’ Trip

Table Percobaan 2 : Menentukan karakteristik panas

No.I (Ampere)In = Reset

(1,6)X Arus Nominal

Waktu(detik/menit)

Keterangan

1 1,92 1,2 x In 30’ Tidak trip2 2,4 1,5 x In 1’8” Trip3 3,2 2,0 x In 12,5” Trip4 4,8 3,0 x In 4” Trip5 6,4 4,0 x In 3” Trip6 8,0 5,0 x In 1,5” Trip7 9,6 6,0 x In 1” Trip

6. Tugas dan Pertanyaan

1. Mengapa grafik karakteristik Thermal Overload Relay merupakan garis lengkung / tidak linier?

2. Apakah sebabnya jika semakin besar factor pengali semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan untuk tripping?

3. Mengapa semakin besar factor pengali semakin besar pula perbedaan tripping pada keadaan dingin dan panas?

4. Menurut percobaan yang telah dilakukan, apa sebab, kita hanya mengatur tegangan AT untuk mendapatkan arus yang kita inginkan?

5. Mengapa Thermal Overload Relay paling banyak digunakan untuk control motor – motor listrik?

6. Buatlah kesimpulan dari percobaan – percobaan yang anda lakukan.

3

7. Jawaban Pertanyaan

1. Grafik karakteristik Thermal Overload Relay merupakan garis lengkung / tidak linier sebab kita tidak dapat menentukan waktu trip pada TOR sesuai dengan arus yang dialirkan, sehingga waktu tripping pada TOR tidak tentu dan hanya tergantung pada kerja bimetal dalam membengkok dan memutus rangkaian, itulah sebabnya grafik karakteristik TOR tidak linier.

2. Semakin besar factor pengali semakin cepat waktu trippingnya sebab dengan adanya factor pengali tersebut menyebabkan besar arus yang mengalir lebih besar beberapa kali dari arus nominal sesuai dengan factor pengali tersebut sehingga kenaikan besar arus tersebut melebihi yang seharusnya dan mengakibatkan timbulnya panas sehingga membengkokkan bimetal yang terdapat pada TOR sehingga menyebabkan terjadinya trip pada TOR.

3. Semakin besar factor pengali semakin besar pula perbedaan tripping pada keadaan dingin dan panas sebab menurut hasil pengujian,TOR pada karakteristik panas lebih cepat trip daripada TOR pada karakteristik dingin. Hal tersebut disebabkan oleh saat karakteristik dingin TOR yang dipergunakan masih dalam keadaan semula atau belum ada pengaruh dari kenaikan suhu atau dengan kata lain bimetal pada TOR masih dalam keadaan lurus sempurna. Sedangkan pada pengujian karakteristik panas TOR yang dipergunakan sudah mengalami pengujian sebelumnya dan hanya satu TOR yang dipergunakan sampai pengujian 6 kali arus nominal, hal tersebutlah yang menyebabkan pengujian TOR karakteristik panas lebih cepat trip dibandingkan dengan pengujian TOR karakteristik dingin. Ditambah lagi dikali dengan factor pengali yang menyebabkan bimetal yang masih terpengaruh oleh temperature sebelumnya menyebabkan semakin cepatnya trip pada TOR tersebut.

4. Kita hanya mengatur tegangan AT untuk mendapatkan arus yang kita inginkan sebab dalam percobaan ini AT kita anggap sebagai beban (motor) yang mana saat start memerlukan arus yang bisa jadi sangat besar,sehingga dalam percobaan ini kita mencari tahu seberapa bekerjanya TOR yang kita pergunakan sebagai pengaman dalam mencegah motor tersebut mengalami kerusakan dengan cara menaikkan arus beberapa kali arus nominalnya.

5. Thermal Overload Relay paling banyak digunakan untuk control motor – motor listrik sebab pada saat motor – motor listrik start arus yang mengalir ke motor sangat besar sehingga apabila melampaui arus nominal pada motor dapat menyebabkan terbakar atau mengalami kerusakan pada motor listrik tersebut. Sehingga diperlukannya pengaman yang akan trip saat arus yang mengalir menuju motor diluar arus nominal motor.

4

8. Analisis

Dalam tabel hasil praktikum waktu trip TOR karakteristik panas lebih cepat dibandingkan TOR karakteristik dingin. Menurut analisa praktikan, hal yang menyebabkan perbedaan antara TOR karakteristik panas dan karakteristik dingin yaitu pada saat setelah teraliri arus beban lebih , lalu trip TOR harus menuggu sampai keadaan bimetal benar-benar lurus sehingga apabila teraliri arus beban lebih, butuh waktu lebih lama lagi untuk trip dibandingkan saat bimetal agak sedikit melengkung yaitu pada TOR karakteristik panas.

Tujuan dari mengetahui TOR karakteristik panas dan dingin adalah agar bisa membandingkan dan mengetahui waktu trip saat TOR dalam kondisi panas yaitu saat keadaan bimetal masih sedikit melengkung , dengan TOR dalam kondisi dingin yaitu saat bimetal benar –benar lurus.

Pada karakteristik panas kerja TOR lebih cepat memutus disebabkan oleh aliran listrik lebih sehingga mendorong bimetal menjadi panas dan memuai yang menyebabkan TOR trip. Pada karakteristik dingin, kerja TOR lambat memutus disebabkan proses pemuaian panas bimetal ketika beban lebih yang melebihi arus nominal yang tersisa pada TOR.

Komponen TOR bekerja berdasarkan panas ( temperature ) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen – elemen pemanas bimetal. Dari sifat pelengkungan bimetal akibat panas yang ditimbulkan, bimetal ini akan menggerakkan kontak – kontak mekanis pemutus rangkaian listrik. TOR ini selalu digunakan dalam merangkai rangkaian control dari suatu system terutama berhubungan dengan motor - motorpenggerak yang berfasa tunggal ( satu fasa ) ataupun berfasa tiga ( tiga fasa ). TOL ini sangat penting sekali digunakan dalam pengamanan dan perlindungan motor – motor DC atau motor – motor AC dari ukuran kecil sampai menengah.

TOL memiliki perangkat yaitu reset mekanik, fungsinya yaitu untuk mengembalikan kedudukan kontak pada posisi semula, pengaturan batas arus trip bila terjadi beban lebih.

5

9. Kesimpulan

Fungsi dari Overload relays adalah untuk proteksi motor listrik dari beban lebih. Seperti halnya sekring (fuse) pengaman beban lebih ada yang bekerja cepat dan ada yang lambat. Sebab waktu motor start arus dapat mencapai 6 kali nominal, sehingga apabila digunakan pengaman yang bekerja cepat, maka pengamannya akan putus setiap motor dijalankan.

Overload relay yang berdasarkan pemutus bimetal akan bekerja sesuai dengan arus yang mengalir, semakin tinggi kenaikan temperatur yang menyebabkan terjadinya pembengkokan , maka akan terjadi pemutusan arus, sehingga motor akan berhenti. Jenis pemutus bimetal ada jenis satu phasa dan ada jenis tiga phasa, tiap phasa terdiri atas bimetal yang terpisah tetapi saling terhubung, berguna untuk memutuskan semua phasa apabila terjadi kelebihan beban. Pemutus bimetal satu phasa biasa digunakan untuk pengaman beban lebih pada motor berdaya kecil.

Mekanisme kerja Over load relay: apabila resistance wire dilewati arus lebih besar dari nominalnya, maka bimetal trip, bagian bawah akan melengkung ke kiri dan membawa slide ke kiri, gesekan ini akan membawa lengan kontak pada bagian bawah terdorong ke kiri dan kontak NC (95-96) akan lepas, dan membuat kontak NO (97-98) akan terhubung.

Gambar kegagalan 1 phasa akibat arus lebihdari arus nominal pada Thermal Overload Relay

Selama bimetal trip itu masih panas, maka dibagian bawah akan tetap terbawa ke kiri, sehingga kontak – kontaknya belum dapat dikembalikan ke kondisi semula walaupun reset buttonnya ditekan, apabila bimetal sudah dingin barulah kontaknya dapat kembali lurus dan kontaknya baru dapat di hubungkan kembali dengan menekan reset button.

6