Sekring

Biasanya, rating ampacity dari sebuah konduktor adalah batas desain sirkuit yang tidak pernah sengaja dilampaui, tetapi ada aplikasi di mana pelampauan ampacity diharapkan:dalam kasus sekering .

Apa itu Sekring?

Sebuah sekring adalah perangkat keamanan listrik yang dibangun di sekitar strip konduktif yang dirancang untuk meleleh dan terpisah jika terjadi arus berlebih. Sekering selalu dihubungkan secara seri dengan komponen yang akan dilindungi dari arus lebih, sehingga ketika sekering putus (terbuka) itu akan membuka seluruh rangkaian dan menghentikan arus melalui komponen. Sekering yang terhubung di salah satu cabang rangkaian paralel, tentu saja, tidak akan mempengaruhi arus yang melalui cabang lainnya.

Biasanya, potongan tipis kawat sekering dimasukkan ke dalam selubung pengaman untuk meminimalkan bahaya ledakan busur api jika kawat terbakar terbuka dengan kekuatan yang besar, seperti yang dapat terjadi dalam kasus arus lebih yang parah. Dalam kasus sekering otomotif kecil, selubungnya transparan sehingga elemen yang dapat melebur dapat diperiksa secara visual. Kabel perumahan biasanya menggunakan sekering sekrup dengan badan kaca dan strip foil logam tipis di tengahnya. Sebuah foto yang menunjukkan kedua jenis sekering ditampilkan di sini:

Sekering jenis kartrid populer dalam aplikasi otomotif, dan dalam aplikasi industri jika dibuat dengan bahan selubung selain kaca. Karena sekering dirancang untuk "gagal" terbuka ketika nilai arusnya terlampaui, mereka biasanya dirancang untuk diganti dengan mudah di sirkuit. Ini berarti mereka akan dimasukkan ke dalam beberapa jenis dudukan daripada langsung disolder atau dibaut ke konduktor sirkuit. Berikut ini adalah foto yang menunjukkan beberapa sekering kartrid kaca di tempat multi-sekring:

Sekering dipegang oleh klip logam pegas, klip itu sendiri terhubung secara permanen ke konduktor sirkuit. Bahan dasar dudukan sekering (atau blok sekering seperti yang kadang-kadang disebut) dipilih untuk menjadi isolator yang baik.

Tipe lain dari penahan sekering untuk sekering tipe kartrid biasanya digunakan untuk pemasangan di panel kontrol peralatan, di mana diinginkan untuk menyembunyikan semua titik kontak listrik dari kontak manusia. Tidak seperti blok sekering yang baru saja ditunjukkan, di mana semua klip logam terbuka, jenis penahan sekering ini membungkus sekering sepenuhnya dalam rumah isolasi:

Perangkat yang paling umum digunakan untuk perlindungan arus lebih di sirkuit arus tinggi saat ini adalah pemutus sirkuit .

Apa itu Pemutus Arus?

Pemutus sirkuit adalah sakelar yang dirancang khusus yang secara otomatis terbuka untuk menghentikan arus jika terjadi kondisi arus lebih. Pemutus sirkuit kecil, seperti yang digunakan dalam layanan perumahan, komersial dan industri ringan dioperasikan secara termal. Mereka mengandung strip bimetal (strip tipis dari dua logam terikat back-to-back) membawa arus sirkuit, yang menekuk saat dipanaskan. Ketika kekuatan yang cukup dihasilkan oleh strip bimetal (karena pemanasan berlebih dari strip), mekanisme trip digerakkan dan pemutus akan terbuka. Pemutus sirkuit yang lebih besar secara otomatis digerakkan oleh kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor pembawa arus di dalam pemutus, atau dapat dipicu untuk trip oleh perangkat eksternal yang memantau arus sirkuit (perangkat itu disebut relai pelindung ).

Karena pemutus sirkuit tidak gagal ketika mengalami kondisi arus lebih—sebaliknya, pemutus sirkuit hanya membuka dan dapat ditutup kembali dengan menggerakkan tuas—pemutus sirkuit lebih mungkin ditemukan terhubung ke sirkuit dengan cara yang lebih permanen daripada sekering. Foto pemutus arus kecil ditampilkan di sini:

Dari penampilan luar, sepertinya tidak lebih dari sebuah saklar. Memang, itu bisa digunakan seperti itu. Namun, fungsi sebenarnya adalah untuk beroperasi sebagai perangkat proteksi arus lebih.

Perlu dicatat bahwa beberapa mobil menggunakan perangkat murah yang dikenal sebagai tautan yang melebur untuk perlindungan arus lebih di sirkuit pengisian baterai, karena biaya sekering dan dudukan yang diberi nilai dengan benar. Tautan melebur adalah sekering primitif, tidak lebih dari sepotong pendek kawat berinsulasi karet yang dirancang untuk meleleh terbuka jika terjadi arus berlebih, tanpa selubung keras apa pun. Perangkat mentah dan berpotensi berbahaya tersebut tidak pernah digunakan dalam industri atau bahkan penggunaan listrik perumahan, terutama karena tegangan yang lebih besar dan tingkat arus yang dihadapi. Sejauh yang penulis ketahui, penerapannya bahkan di sirkuit otomotif dipertanyakan.

Simbol gambar skema listrik untuk sekering adalah kurva berbentuk S:

Peringkat Sekering

Sekering terutama dinilai, seperti yang diharapkan, dalam unit untuk arus:amp. Meskipun operasinya bergantung pada pembangkitan panas sendiri dalam kondisi arus berlebih melalui hambatan listrik sekering itu sendiri, mereka direkayasa untuk menyumbangkan sejumlah hambatan ekstra yang dapat diabaikan ke sirkuit yang mereka lindungi. Ini sebagian besar dicapai dengan membuat kabel sekering sesingkat mungkin. Sama seperti ampasitas kabel normal tidak terkait dengan panjangnya (kawat tembaga padat 10-gauge akan menangani 40 amp arus di udara bebas, terlepas dari berapa panjang atau pendeknya), kawat sekering dari bahan dan pengukur tertentu akan bertiup pada arus tertentu tidak peduli berapa lama. Karena panjang bukan merupakan faktor dalam rating arus, semakin pendek dapat dibuat, semakin sedikit resistensi yang akan dimiliki ujung ke ujung.

Namun, perancang sekering juga harus mempertimbangkan apa yang terjadi setelah sekering putus:ujung kabel yang meleleh akan dipisahkan oleh celah udara, dengan tegangan suplai penuh di antara ujungnya. Jika sekring tidak dibuat cukup lama pada sirkuit tegangan tinggi, percikan mungkin dapat melompat dari salah satu ujung kabel yang meleleh ke yang lain, menyelesaikan sirkuit lagi:

Akibatnya, sekering dinilai berdasarkan kapasitas tegangannya serta tingkat arus di mana mereka akan meledak.

Beberapa sekering industri besar memiliki elemen kawat yang dapat diganti, untuk mengurangi biaya. Tubuh sekering adalah kartrid buram yang dapat digunakan kembali, melindungi kabel sekering dari paparan dan melindungi benda di sekitarnya dari kabel sekering.

Ada lebih banyak peringkat sekering saat ini daripada satu nomor. Jika arus 35 amp dikirim melalui sekering 30 amp, arus dapat meledak secara tiba-tiba atau tertunda sebelum bertiup, tergantung pada aspek lain dari desainnya. Beberapa sekering dimaksudkan untuk meledak dengan sangat cepat, sementara yang lain dirancang untuk waktu "pembukaan" yang lebih sederhana, atau bahkan untuk tindakan yang tertunda tergantung pada aplikasinya. Sekering terakhir kadang-kadang disebut slow-blow sekering karena karakteristik tunda waktu yang disengaja.

Contoh klasik dari aplikasi sekering lambat adalah dalam perlindungan motor listrik, di mana inrush Arus hingga sepuluh kali arus operasi normal biasanya dialami setiap kali motor dihidupkan dari keadaan mati. Jika sekering putus cepat digunakan dalam aplikasi seperti ini, motor tidak akan pernah bisa dihidupkan karena tingkat arus masuk yang normal akan segera meledakkan sekering! Desain sekering slow-blow sedemikian rupa sehingga elemen sekering memiliki lebih banyak massa (tetapi tidak lebih banyak ampacity) daripada sekering cepat yang setara, yang berarti bahwa ia akan memanas lebih lambat (tetapi pada suhu akhir yang sama) untuk jumlah tertentu arus.

Di ujung lain spektrum aksi sekering, ada yang disebut sekering semikonduktor dirancang untuk membuka sangat cepat jika terjadi kondisi arus lebih. Perangkat semikonduktor seperti transistor cenderung sangat tidak toleran terhadap kondisi arus lebih, dan karena itu memerlukan perlindungan kerja cepat terhadap arus lebih dalam aplikasi daya tinggi.

Sekering harus selalu ditempatkan pada sisi beban yang "panas" dalam sistem yang diarde. Maksud dari ini adalah agar beban benar-benar dihilangkan energinya dalam segala hal setelah sekering terbuka. Untuk melihat perbedaan antara sekering sisi "panas" versus sisi "netral" beban, bandingkan dua sirkuit ini:

Dalam kedua kasus, sekering berhasil memutus arus ke beban, tetapi sirkuit bawah gagal memutus tegangan yang berpotensi berbahaya dari kedua sisi beban ke ground, di mana seseorang mungkin berdiri. Desain sirkuit pertama jauh lebih aman.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, sekering bukan satu-satunya jenis perangkat proteksi arus lebih yang digunakan. Perangkat seperti sakelar yang disebut pemutus arus sering (dan lebih umum) digunakan untuk membuka sirkuit dengan arus yang berlebihan, popularitas mereka karena fakta bahwa mereka tidak menghancurkan diri mereka sendiri dalam proses pemutusan sirkuit seperti sekering. Bagaimanapun, penempatan perangkat proteksi arus lebih di sirkuit akan mengikuti pedoman umum yang sama yang tercantum di atas:yaitu, untuk "menyatukan" sisi catu daya bukan terhubung ke ground.

Meskipun penempatan proteksi arus lebih dalam suatu sirkit dapat menentukan bahaya kejut relatif sirkit tersebut dalam berbagai kondisi, harus dipahami bahwa perangkat tersebut tidak pernah dimaksudkan untuk melindungi dari sengatan listrik. Baik sekering maupun pemutus sirkuit tidak dirancang untuk terbuka jika ada orang yang tersengat; sebaliknya, mereka dimaksudkan untuk membuka hanya dalam kondisi konduktor yang berpotensi terlalu panas. Perangkat arus lebih terutama melindungi konduktor sirkuit dari kerusakan suhu berlebih (dan bahaya kebakaran yang terkait dengan konduktor yang terlalu panas), dan secara sekunder melindungi peralatan tertentu seperti beban dan generator (beberapa sekering kerja cepat dirancang untuk melindungi perangkat elektronik yang sangat rentan terhadap lonjakan arus). Karena tingkat arus yang diperlukan untuk sengatan listrik atau sengatan listrik jauh lebih rendah daripada tingkat arus normal beban daya umum, kondisi arus lebih tidak menunjukkan terjadinya kejutan. Ada perangkat lain yang dirancang untuk mendeteksi kondisi kejut tertentu (detektor ground-fault menjadi yang paling populer), tetapi perangkat ini hanya melayani satu tujuan itu dan tidak terlibat dengan perlindungan konduktor terhadap panas berlebih.

TINJAUAN:

• Sebuah sekring adalah konduktor kecil dan tipis yang dirancang untuk meleleh dan terpisah menjadi dua bagian dengan tujuan memutus sirkuit jika terjadi arus berlebih.
• Sebuah pemutus arus adalah sakelar yang dirancang khusus yang secara otomatis terbuka untuk memutus arus rangkaian jika terjadi kondisi arus lebih. Mereka dapat "tersandung" (dibuka) secara termal, oleh medan magnet, atau oleh perangkat eksternal yang disebut "relai pelindung", tergantung pada desain pemutus, ukurannya, dan aplikasinya.
• Sekering terutama dinilai dalam hal arus maksimum, tetapi juga dinilai dalam hal berapa banyak penurunan tegangan yang akan mereka tahan dengan aman setelah memutus sirkuit.
• Sekring dapat dirancang untuk meledak dengan cepat, lambat, atau di mana pun di antaranya untuk tingkat arus maksimum yang sama.
• Tempat terbaik untuk memasang sekring di sistem tenaga yang diarde adalah di jalur konduktor yang tidak diarde ke beban. Dengan begitu, saat sekring putus hanya akan ada konduktor ground (aman) yang masih terhubung ke beban, sehingga lebih aman bagi orang-orang di sekitar.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Perlindungan Arus Lebih