Dapatkah Saya Menggunakan Pemutus Sirkuit AC di Sirkuit DC?

Baik saat merancang panel kontrol untuk mesin berat atau jaringan mikro energi terbarukan, banyak teknisi listrik industri pernah menghadapi pertanyaan ini di beberapa titik dalam karier mereka. Menggunakan jenis perangkat pelindung yang salah tentu tidak akan berakhir dengan baik, tetapi apa yang membuat AC dan DC pemutus sirkuit berbeda? Mari selami detail teknis di balik masalah ini yang sering muncul dalam aplikasi komersial dan industri.

Dasar-dasar AC vs DC

Sebagai penyegaran, arus bolak-balik (AC) secara berkala mengubah polaritas dan besarnya dalam bentuk gelombang sinusoidal dari waktu ke waktu, sementara arus searah (DC) mengalir terus-menerus dalam satu arah. Perbedaan mendasar ini memengaruhi cara kerja pemutus arus dan sekering untuk memutus sirkuit yang rusak.

Pemutus sirkuit AC bergantung pada elektromagnetisme – karena arus berfluktuasi melalui titik nol dalam gelombang sinusnya, medan magnet runtuh dan kontak pemutus terbuka. Namun, DC tidak berosilasi melalui titik nol, jadi sekadar memantau besarnya arus tidak cukup untuk perlindungan sirkuit. Pertimbangan teknis lainnya ikut berperan yang memerlukan pemutus arus DC khusus.

Menggunakan Pemutus Sirkuit AC di Sirkuit DC

Berikut adalah beberapa pertimbangan yang perlu diingat saat menggunakan rangkaian AC vs DC:

Mekanisme Perjalanan

Perbedaan utama terletak pada mekanisme trip internal yang digunakan untuk memutus sirkuit. Pada pemutus arus AC, ini biasanya merupakan jenis termal-magnetik yang merasakan panas dan gaya magnet dari aliran AC. Sebaliknya, pemutus arus DC sering menggunakan paduan leleh atau strip bimetal untuk mengubah arus menjadi panas yang secara fisik memperluas mekanisme.

Kurangnya zero crossing saat ini berarti pemutus arus DC tidak memiliki bantuan elektromagnetik untuk memadamkan busur listrik secara andal saat kontak terpisah. Mekanisme pembersihan diperlukan yang beroperasi secara independen dari arah aliran arus. Sederhananya, trip pemutus arus AC bergantung pada sifat-sifat yang unik untuk arus bolak-balik yang tidak berlaku untuk aplikasi arus searah.

Kontak Arcing

Masalah lain muncul dari busur listrik saat kontak sirkuit terbuka. Busur listrik AC padam secara alami dua kali per siklus saat polaritas berubah. Namun, busur listrik DC terus berlanjut secara konstruktif hingga pemutusan dipaksa, yang dapat memicu kembali busur listrik jika tidak segera dipadamkan. Fenomena ini menggarisbawahi perlunya saluran busur listrik terintegrasi, ventilasi, atau kontak khusus dalam pemutus arus DC untuk memadamkan pelepasan energi tinggi dengan aman.

Peringkat dan Ukuran

Perbedaan juga memengaruhi ukuran komponen dan pengaturan trip. Tidak seperti arus bolak-balik yang berfluktuasi secara sinusoidal, arus searah tetap konstan besarnya setelah terbentuk. Jadi pemutus arus searah harus diberi peringkat arus yang sesuai berdasarkan kondisi beban aktual, bukan berdasarkan variasi puncak/RMS arus bolak-balik. Peringkat yang terlalu rendah dapat menyebabkan kegagalan dini atau kurangnya perlindungan.

Tegangan juga memengaruhi desain dan peringkat pemutus arus. Sementara tegangan AC utama distandarisasi, level DC sangat bervariasi tergantung pada aplikasinya. Sistem industri dapat menggunakan tegangan yang lebih tinggi yang memerlukan isolasi yang diperkuat dan pemadaman busur pada rangka dan kontak pemutus arus DC. Pemilihan kelas tegangan yang tepat sangat penting.

Pertimbangan Persetujuan

Perlu dicatat juga bahwa badan regulasi seperti UL menawarkan standar keselamatan produk yang berbeda untuk pemutus arus listrik AC vs DC mengingat prinsip pengoperasian dan mode kegagalannya yang berbeda. Mengganti jenis pemutus arus akan membatalkan sertifikasi atau daftar keselamatan apa pun, sehingga menimbulkan masalah kepatuhan tergantung pada lingkungan penggunaan akhir dan permintaan pelanggan.

Kesimpulan

Mengingat faktor teknis yang diulas di sini, penggunaan pemutus arus bolak-balik pada daya DC bukanlah praktik yang direkomendasikan. Tanpa memperhitungkan perbedaan ini, pemutus arus mungkin tidak memberikan perlindungan kelebihan beban atau hubung singkat yang andal karena mekanisme pemutusan arus yang tidak kompatibel, kinerja busur listrik, dan peringkat komponen. Kegagalan dini, kurangnya kontrol busur listrik, interupsi yang tidak akurat, atau bahaya keselamatan dapat terjadi.

Dengan memperoleh pemahaman teknis yang lebih mendalam tentang perbedaan sistemik ini, para insinyur dan pedagang dapat merasa yakin dalam menentukan perangkat perlindungan yang tepat untuk setiap instalasi komersial atau industri yang menangani daya AC atau DC. 

Kontak dengan TOSUNLux hari ini untuk mendapatkan pemutus sirkuit kelas industri untuk aplikasi apa pun.