Bagian-Bagian Pemutus Sirkuit: Bagaimana Cara Kerjanya?

A pemutus sirkuit adalah perangkat keselamatan penting yang secara otomatis menghentikan aliran listrik saat terjadi kelebihan beban, korsleting, atau gangguan. 

Mencegah kebakaran listrik, kerusakan peralatan, dan sengatan listrik. 

Komponen utama pemutus arus—seperti kontak, unit trip, dan pemadam busur listrik—bekerja sama untuk mendeteksi gangguan dan memutus arus dengan aman.

Dalam artikel ini, kami akan menguraikan komponen pemutus arus, menjelaskan fungsinya, dan menjajaki tujuan pemutus arus dalam aplikasi perumahan, komersial, dan industri.

Definisi Circuit Breaker dalam Fisika

Dalam fisika dan teknik listrik, pemutus arus adalah perangkat sakelar yang dapat membuka dan menutup sirkuit secara manual atau otomatis dalam kondisi normal dan abnormal. 

Tidak seperti sekring, yang harus diganti setelah putus, pemutus arus dapat diatur ulang dan digunakan kembali beberapa kali.

Pemutus sirkuit banyak digunakan dalam sistem tenaga listrik, pabrik industri, dan panel listrik rumah tangga untuk memastikan keamanan listrik dan keandalan sistem.

Komponen Utama Pemutus Sirkuit

Pemutus arus terdiri dari beberapa komponen utama, yang masing-masing memainkan peran krusial dalam mendeteksi dan memutus arus yang terganggu.

#1. Rangka (Bodi/Penutup)

Rangka atau rumah merupakan cangkang luar pemutus arus, yang menyediakan dukungan mekanis dan isolasi. Rangka:

• Melindungi komponen internal dari debu, kelembapan, dan kerusakan fisik.
• Menyediakan isolasi dielektrik untuk mencegah kebocoran listrik.
• Menampung berbagai bagian seperti mekanisme pengoperasian dan unit perjalanan.

Rangka biasanya terbuat dari plastik berkekuatan tinggi atau bahan casing cetakan pada pemutus arus tegangan rendah, sementara pemutus arus industri menggunakan penutup berlapis logam untuk daya tahan ekstra.

#2. Kontak (Kontak Tetap dan Bergerak)

Kontak merupakan bagian utama yang membawa arus pada pemutus arus. 

Mereka terdiri dari:

• Kontak Tetap: Bagian logam stasioner di mana arus mengalir dalam operasi normal.
• Memindahkan Kontak: Hubungkan dan lepaskan dari kontak tetap untuk mengizinkan atau menghentikan aliran arus.

Selama pengoperasian normal, kontak tetap tertutup, memungkinkan listrik mengalir. 

Jika terjadi gangguan, kontak bergerak terpisah dari kontak tetap, memutus rangkaian dan menghentikan arus.

#3. Mekanisme Pengoperasian

Mekanisme pengoperasian bertanggung jawab untuk menghidupkan dan mematikan pemutus arus secara manual atau otomatis. 

Ini termasuk:

• Pegangan atau Sakelar Sakelar: Digunakan untuk pengoperasian manual.
• Mekanisme Pegas: Menyimpan energi untuk pemutusan cepat jika terjadi gangguan.
• Sistem Kait: Menjaga pemutus arus dalam posisi AKTIF hingga terjadi trip.

Mekanisme tersebut harus bertindak cepat dan andal untuk mencegah kerusakan berlebihan pada sirkuit listrik.

#4. Unit Trip (Mekanisme Penginderaan)

Unit trip merupakan otak dari pemutus arus. Unit ini mendeteksi gangguan listrik dan memberi sinyal kepada pemutus arus untuk membukanya. 

Ada tiga jenis utama unit perjalanan:

• Trip Termal (Strip Bimetal): Merespons arus berlebih yang berkepanjangan dengan cara membengkok akibat panas, yang memicu pemutus arus.
• Magnetic Trip (Kumparan Elektromagnetik): Bereaksi terhadap lonjakan tiba-tiba, seperti hubungan arus pendek, dengan langsung menarik kait untuk memutuskan pemutus arus.
• Unit Trip Elektronik: Menggunakan sensor dan mikroprosesor untuk menyediakan kontrol trip yang tepat.

Pemutus sirkuit modern sering menggunakan kombinasi unit trip termal dan magnetik untuk perlindungan yang lebih baik.

#5. Alat Pemadam Api Busur (Arc Chute)

Bila pemutus arus terbuka saat berbeban, busur listrik terbentuk di antara kontak pemisah. Busur listrik ini harus segera dipadamkan untuk mencegah kerusakan. 

Alat pemadam busur membantu dengan:

• Membagi busur menjadi beberapa bagian yang lebih kecil.
• Mendinginkan dan menyebarkan busur menggunakan pelat busur.
• Mengalihkan busur menjauhi kontak.

Saluran busur terbuat dari bahan isolasi tahan panas seperti keramik atau plastik yang diperkuat serat untuk menahan suhu ekstrem.

#6. Koneksi Terminal

Sambungan terminal adalah tempat kabel listrik masuk dan keluar dihubungkan ke pemutus arus. 

Terminal ini harus:

• Pastikan terpasang erat untuk mencegah sambungan kendor yang dapat mengakibatkan panas berlebih.
• Mendukung berbagai ukuran kawat tergantung pada nilai arus pemutus.
• Terbuat dari tembaga atau aluminium untuk konduktivitas yang efisien.

Pengkabelan panel pemutus arus yang tepat sangat krusial untuk kinerja dan keselamatan sistem.

Pemutus Sirkuit Diklasifikasikan Berdasarkan

Pemutus sirkuit tersedia dalam berbagai jenis berdasarkan fungsi, tingkat tegangan, dan mekanisme operasinya.

1. Klasifikasi Berdasarkan Level Tegangan

Pemutus sirkuit perumahan bertegangan rendah, sementara sistem industri menggunakan pemutus tegangan sedang hingga tinggi.

2. Klasifikasi Berdasarkan Mekanisme Interupsi

Setiap jenis menawarkan keuntungan unik, tergantung pada aplikasinya.

Apa Fungsi Pemutus Sirkuit?

Tujuan utama pemutus arus adalah untuk melindungi sistem kelistrikan dari kerusakan yang disebabkan oleh:

1. kelebihan beban:Ketika permintaan listrik melebihi kapasitas kabel, pemutus arus akan aktif untuk mencegah panas berlebih.
2. Hubungan Pendek: Jika sambungan langsung terbentuk antara kabel beraliran listrik dan kabel netral, pemutus arus akan langsung memutus aliran listrik guna mencegah kebakaran.
3. Gangguan Tanah: Jika listrik bocor ke tanah, pemutus arus GFCI akan aktif untuk melindungi dari sengatan listrik.

Pemutus arus memainkan peran penting dalam keselamatan dan keandalan listrik.

Perlindungan Pemutus Sirkuit dalam Berbagai Aplikasi

Pemutus sirkuit digunakan dalam berbagai pengaturan untuk memberikan perlindungan dan keselamatan.

#1. Penggunaan Perumahan

• Lindungi lampu, stopkontak, dan peralatan dari arus berlebih.
• Pemutus GFCI mencegah sengatan listrik di kamar mandi dan dapur.
• Pemutus arus AFCI menghentikan kebakaran listrik yang disebabkan oleh kabel yang rusak.

#2. Penggunaan Komersial dan Industri

• Lindungi mesin besar dan panel listrik di pabrik.
• Mencegah kesalahan di rumah sakit, pusat data, dan kantor.
• Memelihara sistem distribusi daya untuk operasi berenergi tinggi.

#3. Jaringan Listrik & Gardu Induk

• Pemutus tegangan tinggi mengendalikan aliran listrik dalam jaringan transmisi.
• Mereka mencegah pemadaman listrik berskala besar dan kegagalan jaringan.

Bagian-Bagian Circuit Breaker: Pemikiran Akhir

Pemutus arus merupakan komponen vital dalam keselamatan kelistrikan, yang dirancang untuk mendeteksi, memutus, dan melindungi dari gangguan listrik. 

Komponen utama pemutus arus, seperti kontak, unit trip, dan pemadam busur, bekerja sama untuk memastikan distribusi daya yang aman dan efisien.

Memahami komponen pemutus arus membantu dalam memilih, memasang, dan memelihara perangkat ini untuk aplikasi perumahan, komersial, dan industri.