Overload relay sangat umum ketika kita berhadapan dengan motor listrik. Mengapa demikian?
Motor listrik sering digunakan pada perlengkapan yang memiliki bagian berputar. Karena motor seringkali cukup mahal, hal yang krusial untuk menjaganya agar tidak rusak karena dialiri arus listrik berlebih dari batas maksimalnya.
Kegagalan grounding (short circuit pada belitan motor atau kabel perangkat tambahan) dapat menyebabkan beban berlebih listrik, tetapi kemacetan dan kesalahan operasi adalah penyebab lebih umum.
Setiap motor harus dilindungi dari segala kemungkinan kerusakan untuk memastikan umur yang panjang, operasi yang aman, dan menghemat waktu yang disebabkan oleh perbaikan. Hampir semua industri bergantung pada motor listrik untuk mengatur proses dan input. Untuk hasilnya, mesin harus dibuat untuk aman dari kegagalan.
Overload relay adalah salah satu jenis perangkat yang mencegah motor menerima kerusakan karena beban berlebih (overload) dan arus berlebih. Ini ditemukan dalam pusat kontrol motor dan starter motor, dan digunakan dengan kontaktor.
Apa itu Perlindungan Overload?
Overload relay adalah salah satu jenis relay yang akan kita temui suatu saat nanti.
Overload relay sebagian besar digunakan untuk perlindungan overload. Tetapi apa itu perlindungan overload?
Overload terjadi ketika motor mengkonsumsi atau menarik terlalu banyak arus. Hal ini dapat menyebabkan motor menjadi overheat atau kepanasan, menyebabkan kerusakan terhadap belitan. Karena itu, hal yang sangat penting untuk melindungi motor, rangkaian cabang motor, dan komponennya dari overload.
Overload relay melindungi motor, rangkaian cabang motor, dan komponennya dari panas berlebih yang disebabkan oleh overload. Starter motor juga memiliki overload relay (pemasangan kontaktor dengan overload relay).
Mereka melindungi motor dengan mengawasi arus yang mengalir dalam rangkaian.
Jika arus melebihi batasan yang telah diatur untuk waktu yang telah ditentukan, overload relay akan trip, mengaktifkan kontak tambahan yang memutus rangkaian kontrol motor dan menonaktifkan kontaktor.
Hasilnya, daya motor dimatikan. Motor dan komponen rangkaian motor tidak mengalami overheat dan rusak karena tidak ada daya.
Overload relay dapat diatur ulang (reset) secara manual, dan beberapa overload relay akan mengatur ulang diri mereka sendiri setelah jangka waktu tertentu. Setelah itu, motor dan dinyalakan kembali.
Definisi Overload Relay
Overload relay adalah perangkat yang melindungi motor listrik dari beban berlebih dan kegagalan fasa.
Ketika motor menerima beban berlebih, relay mendeteksi ini dan memutus aliran daya, mencegah motor dari panas berlebih dan kerusakan belitan.
Hal ini juga bisa melindungi motor dari kerugian/rugi fasa dan ketidakseimbangan fasa, sebagai tambahan terhadap beban berlebih. Mereka sering disebut dengan OLR.
Apa itu overload (beban berlebih) sebenarnya?
Overload (beban berlebih) terjadi ketika motor menarik arus yang lebih besar dari nilai yang telah ditentukan untuk rentang waktu tertentu.
Hal ini adalah masalah yang paling umum, dan yang dapat menyebabkan belitan memiliki panas berlebih. Sebagai hasilnya, operasi biasa menjadi beresiko.
Perlindungan overload juga dapat diperoleh dari penggunaan beberapa jenis mcb.
Bagian Overload Relay
Terlepas dari strip bimetal dan kontak yang ditunjukkan dalam bagian prinsip kerja, ada beberapa komponen lain pada OLR yang penting untuk diketahui.
Amati overload relay thermal di bawah:
Terminal
Terminal input L1, L2, dan L3 tersedia. Mereka dapat dihubungkan langsung ke kontaktor. Terminal T1, T2, dan T3 dapat digunakan sebagai catu daya ke motor.
Ampere range toggle
Pada bagian overload relay, ada knob putar. Rating arus pada motor dapat diatur dengan knob ini. Arus dapat diatur antara titik atas suplai dan titik bawah limit. Pada kasus overload relay elektronik, juga ada knob untuk memilih kelas tripping.
Tombol Reset
Overload relay memiliki tombol reset yang dapat digunakan untuk mengatur ulang (reset) setelah ada trip atau perbaikan kegagalan.
Automatic-Manual Reset
Kita dapat memilih antara reset otomatis dan manual untuk relay ini setelah menggunakan tombol pemilihan reset manual/auto. Remote reset pada OLR dapat digunakan jika perangkat diatur ke auto.
Auxiliary Contact
Relay ini hadir dengan dua kontak tambahan (auxiliary contact): satu NO (97-98) dan satu (97-98). (95-96). Kontak NO digunakan menandakan bagian trip, dimana kontak NC digunakan untuk memutus kontaktor. Kontak NC seharusnya mampu untuk mengubah koil kontaktor secara langsung.
Tombol Testing
Instalasi kabel kontrol dapat dites dengan menekan test button.
Simbol Overload Relay
Satu hal yang harus kalian ketahui dan mengerti bahwa setiap komponen, element, dan perangkat kelistrikan memiliki simbol masing-masing.
Simbol ini akan memudahkan kita dalam hal drawing, desain, dan analisa.
Amati simbol thermal OLR di bawah:
Terminal 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 adalah terminal daya
Terminal 95 dan 96 adalah kontak trip
Terminal 97 dan 98 adalah kontak sinyal.
Diagram Koneksi Overload Relay
Diagram koneksi OLR dapat dilihat di bawah, dan tanda overload relay adalah bentuk tanda tanya kembar dan berkebalikan.
Sebaliknya, fungsi overload relay diwakilkan oleh simbol “S”. meskipun ada beberapa jenis overload relay di pasaran, overload relay thermal bimetal yang paling sering digunakan.
Desain relay ini memiliki dua jenis strip metal, yang mana dapat saling dihubungkan dan memuai dengan kecepatan bervariasi ketika dipanaskan.
Ketika strip ini mencapai temperatur tertentu, strip dapat menjadi cukup bengkok untuk memutus rangkaian.
Setelah beberapa detik, overload dideteksi ketika aliran ke motor melebihi aliran ke pemanas (heater). Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan ini pada OLR dapat dibedakan menjadi tiga.
Overload relay untuk 10 detik, 20 detik, dan 30 detik dapat ditemukan pada Kelas 10, Kelas 20, dan Kelas 30.
Karakteristik kunci pada relay inilah yang mencegah mesin untuk menyala kembali secara langsung. Overload relay, contohnya, menyentuh relay bimetal, dan koneksi bimetal NC melepaskan rangkaian hingga strip menjadi dingin.
Motor tidak akan bekerja jika ada kontaktor yang mencoba untuk menekan saklar start untuk mematikannya.
Prinsip Overload Relay
Karakteristik elektrotermal pada strip bimetal digunakan untuk mengoperasikan thermal OLR. Mereka dihubungkan ke rangkaian motor sehingga arus mengalir melalui kutub motor.
Arus memanaskan strip bimetal secara langsung dan secara tidak langsung, dan mereka akan bengkok ketika arus mengalir melebihi nilai yang telah ditentukan sebelumnya.
Mereka selalu digunakan bersama-sama dengan kontaktor. Ketika strip bimetal panas, kontak trip akan terbuka, memutus daya ke koil kontaktor, mematikannya dan memutus aliran arus ke motor.
Aliran arus melalui OLR selalu berbanding terbalik dengan waktu trip. Hasilnya, semakin tinggi aliran arus, semakin cepat relay akan trip.
A = strip bimetal yang dipanaskan tidak langsung
B = penggeser trip
C = tuas trip
D = tuas kontak
E = strip bimetal kompensasi
OLR thermal dideskripsikan sebagai relay yang bergantung pada arus dan berkebalikan dengan delay waktu.
Jenis Overload Relay
Beberapa jenis OLR ada di bawah:
- Overload relay thermal bimetal
- Overload relay elektronik
- Overload relay eutectic
- Solid state overload relay
Tiap jenis di atas memiliki prinsip yang berbeda pada beberapa aspek. Mari kita lihat pada bagiannya di bawah.
Bagaimana Cara Kerja Overload Relay Thermal Bimetal
Sebuah relay thermal bimetal, seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bergantung pada sifat panas sebuah strip bimetal. Arus ke motor mengalir melalui OLR menyebabkan pemanasan secara langsung.
Hasilnya, arus memanaskannya secara langsung.
Pemanasan tak langsung, di sisi lain, menjaga strip bimetal dalam kondisi close contact dengan kabel yang memuat arus dalam OLR. Konduktor dan strip bimetal memanas ketika terlalu banyak arus yang mengalir ke motor.
Karena konduktor terisolasi, tidak ada arus yang melalui strip.
Bagaimana Cara Kerja Overload Relay Elektronik
Relay ini juga dikenal dengan solid state overload relay.
Tidak ada strip bimetal di dalam overload relay elektronik. Sebaliknya, relay ini mendeteksi jumlah arus mengalir ke motor menggunakan sensor temperatur atau trafo arus. Relay ini dapat melindungi menggunakan teknologi mikroprosesor.
PTC digunakan untuk mendeteksi temperatur dan membuat rangkaian trip ketika ada kejadian overload. Trafo arus dan sensor hall effect sudah terpasang dalam beberapa overload relay elektronik, yang mana secara langsung mendeteksi jumlah arus yang mengalir.
Tidak adanya strip bimetal pada OLR elektronik menghasilkan panas yang lebih rendah dalam relay, yang mana merupakan kelebihan daripada OLR thermal.
Relay elektronik juga lebih akurat dibandingkan relay thermal.
Relay elektronik dari beberapa manufaktur datang dengan karakteristik yang bervariasi, seperti perlindungan kegagalan ground, proteksi stall motor, dan lainnya.
OLR elektronik ideal untuk aplikasi dimana motor harus sering menyala dan mati.
Mereka dibuat untuk tahan terhadap arus awal motor (yang mana biasanya 6 hingga 10 kali arus beban total untuk beberapa waktu (biasanya 15-30 detik bergantung pada nilai maksimum arus).
Bagaimana Cara Kerja Overload Relay Eutectic
Belitan pemanas, sebuah mekanisme mekanik untuk mengaktifkan mekanisme trip, dan sebuah eutectic alloy (paduan eutektik) adalah bagian dari overload relay jenis ini. Eutectic alloy dibuat dari dua atau lebih komponen yang memadat dan mencair pada temperatur yang diberikan.
Eutectic alloy ditempatkan pada sebuah tabung di dalam overload relay, yang mana sering digunakan dalam konjungsi dengan ratchet wheel (roda ratchet) dengan pegas untuk memicu mekanisme trip saat operasi overload.
Belitan pemanas kecil membawa arus motor. Belitan pemanas memanaskan tabung eutectic alloy ketika overload.
Sebagai hasil dari pemanasan, alloy meleleh, melepaskan roda ratchet dan membuatnya dapat berputar. Kontak tambahan OLR yang tertutup sekarang terbuka sebagai hasil dari proses ini.
Setelah trip, overload relay eutectic hanya dapat diatur ulang manual. Hal ini umum dilakukan dengan menekan tombol reset yang terletak di penutup relay.
Bagian pemanas diletakkan pada relay dipilih berdasarkan arus beban penuh motor.
Kelas Trip Overload Relay
Kelas trip menyebutkan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk membuka kontak pada kontaktor ketika overload.
Amati tabel di bawah dari Schneider:
Kelas 10, Kelas 20, Kelas 30, dan Kelas 5 adalah klasifikasi yang paling populer. Pada 600% arus beban penuh ke motor, OLR trip setelah 10 detik, 20 detik, 30 detik, dan 5 detik, secara berurutan.
Kelas 10 dan Kelas 20 adalah yang paling luas digunakan. Motor yang menghasilkan beban inersia tinggi dilindungi oleh overload relay Kelas 30, sedangkan motor yang membutuhkan trip yang sangat cepat dilindungi oleh relay Kelas 5.
Diagram Koneksi Overload Relay
OLR selalu dipasang dalam konjungsi dengan kontaktor rangkaian. Mereka dihubungkan seri dengan motor, membuatnya dapat mengalirkan listrik secara bebas melaluinya.
Ada beberapa metode konektor untuk motor satu fasa dan tiga fasa seperti gambar di bawah.
Overload relay K1 dan K1M digunakan. Sebuah koneksi motor satu fasa ditunjukkan pada gambar pertama dan kedua, sedangkan koneksi motor tiga fasa pada gambar ketiga.
Kelebihan Overload Relay
Perlindungan OLR datang dengan variasi bentuk dan ukuran. Fuse, thermal relay, relay elektromekanikal, dan relay elektronik adalah contohnya.
Perangkat arus lemah, seperti perangkat rumahan sering dilindungi oleh fuse.
Mesin arus kuat seperti motor industri dilindungi oleh relay thermal, elektromekanikal, dan elektronik.
Berikut adalah kelebihan penting untuk relay:
- Proteksi yang dapat diandalkan
Ketika arus kuat muncul karena kegagalan ground, short circuit, kegagalan fasa, atau kerusakan mekanik, overload relay mematikan listrik ke motor. Hal ini adalah teknik dengan biaya rendah untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan ketika membetulkan atau mengganti motor yang rusak karena arus berlebih.
- Cocok dengan kontaktor
Kontaktor membawa arus operasional yang tinggi dari rangkaian utama. Mereka memiliki sistem yang sudah terpasang untuk mencegah percikan api karena interupsi arus motor yang tinggi. Ketika kontaktor dan thermal relay cocok, hasilnya adalah rangkaian pengaktifan motor yang baik.
- Starter yang mudah digunakan
Starter manual motor digunakan untuk menyalakan dan mematikan motor. Perangkat elektromekanikal ini sederhana dan mudah untuk digunakan untuk mengatur ulang ketika trip terjadi.
- Perlengkapan pemasangan
Untuk beberapa jenis overload relay, perlengkapan pemasangan untuk aplikasi khusus diberikan.
Untuk mengatur batasan aktivasinya, overload relay memiliki skala pengaturan arus yang dapat diatur. Hal ini dapat mendeteksi dan bertahan dari kegagalan fasa sebagai tambahan dari pencegahan overload elektrikal.
Karena relay ini sering digunakan pada situasi yang panas, mereka memiliki toleransi temperatur ambien hingga 60 derajat Celcius
Relay juga memiliki reset manual atau otomatis yang dapat disegel untuk melindunginya dari kondisi berbahaya dimana mereka bekerja.
Ketika tidak membawa arus listrik, relay memiliki operasi stop dan test untuk memastikan integritas operasinya.
Overload Relay vs Circuit Breaker
Apa perbedaan antara overload dan arus yang terlalu besar?
Overload adalah arus lebih yang dipertahankan dalam batas-batas rating arus yang diizinkan peralatan namun menyebabkan peralatan menjadi terlalu panas.
Arus lebih biasanya seketika. Jenis arus lebih adalah hubung singkat.
Apa yang dimaksud dengan kelebihan beban di rangkaian, misalnya?
Saat kalian menarik lebih banyak listrik daripada yang dapat ditangani oleh rangkaian dengan aman, kalian mengalami kelebihan beban. Pengkabelan, pemutus (atau sekering dalam sistem pengkabelan lama), dan gadget membentuk rangkaian (seperti lampu, peralatan, dan apa pun yang dicolokkan ke stopkontak).
Apakah perlindungan kelebihan beban disediakan oleh pemutus arus dalam kasus ini?
Pemutus sirkuit adalah saklar listrik yang beroperasi secara otomatis untuk melindungi sirkuit listrik dari bahaya yang disebabkan oleh kelebihan beban atau korsleting.
Tujuan utamanya adalah untuk menghentikan aliran arus ketika cacat diidentifikasi.
Apa itu perangkat perlindungan kelebihan beban, dan bagaimana cara kerjanya?
Ketika arus mencapai tingkat yang menyebabkan kenaikan suhu yang berlebihan atau berbahaya pada konduktor, perangkat proteksi arus lebih terbuka untuk melindungi sirkuit.
Nilai arus hubung singkat atau gangguan arde, serta keadaan kelebihan beban, dideteksi oleh sebagian besar perangkat proteksi arus lebih.
Ringkasan
- Kenapa OLR mengalami trip?
Seperti yang disebutkan sebelumnya, ada tiga faktor yang menyebabkan overload trip:
- Motor mengalami overload
- Kehilangan fasa input
- Ketidakseimbangan fasa
Selain itu, banyak faktor keamanan yang dapat ditemukan. Variasi ini bergantung pada manufakturnya.
- Bagaimana overload relay melindungi dari kegagalan fasa?
Arus mengalir melalui tiap polaritas pada overload relay ke motor tetap bernilai sama saat operasi normal.
Jika salah satu fasa terganggu, arus pada dua fasa lain meningkat menjadi 1.73 kali nilai aslinya.
Hasilnya, overload relay memanas dan trip. Penggunaan satu fasa pada motor atau kehilangan fasa adalah sebutan lain untuk kegagalan fasa.
- Apakah overload relay dapat melindungi dari short circuit (hubung singkat)?
Short circuit tidak mendapat perlindungan oleh overload relay. Perangkat pelindung short circuit selalu terpasang dengannya.
Sebaliknya, short circuit apapun di dalam motor dapat merusaknya. Overload, kehilangan fasa, dan ketidakseimbangan fasa semuanya terlindungi, kecuali short circuit.