Ketika terjadi lonjakan listrik, tegangan yang jauh melebihi tingkat tegangan puncak yang diterima dapat melewati sirkuit bangunan ke peralatan listrik. Tanpa perlindungan yang tepat, peralatan ini rentan terhadap kerusakan atau kegagalan akibat lonjakan tegangan. Jenis perlindungan yang diperlukan
untuk meniadakan lonjakan ini dapat disediakan oleh perangkat pelindung lonjakan (SPD).
Menentukan SPD yang tepat mengharuskan Anda mengidentifikasi dan memahami peringkat yang terkait dengan aplikasinya. Ada banyak nilai dan peringkat kinerja yang terkait dengan SPD, seperti tegangan operasi kontinu maksimum (MCOV), peringkat perlindungan tegangan (VPR), arus pelepasan nominal (In), dan peringkat arus hubung singkat (SCCR). Peringkat yang paling disalahpahami adalah peringkat arus lonjakan, biasanya dikuantifikasi dalam kilo-Ampere (kA).
Apakah Jenis Perangkat Pelindung Lonjakan (SPD)?
Jenis Perangkat Pelindung Lonjakan (SPD) adalah metode klasifikasi yang digunakan untuk mengkategorikan perangkat yang melindungi sistem kelistrikan dari lonjakan tegangan, berdasarkan fungsi perlindungan, lokasi pemasangan, dan kemampuan untuk menahan berbagai arus lonjakan. SPD diklasifikasikan menurut dua standar utama: IEC (Komisi Elektroteknik Internasional) dan UL (Underwriters Laboratories). Setiap standar memiliki klasifikasi dan persyaratan sendiri untuk memastikan perangkat melindungi sistem kelistrikan dari insiden terkait lonjakan.
Jenis Perangkat Pelindung Lonjakan Menurut Standar IEC
Standar IEC 61643-11 menetapkan persyaratan kinerja dan metode pengujian untuk SPD yang digunakan dalam sistem daya AC. Menurut standar ini, SPD diklasifikasikan menjadi tiga jenis utama dengan karakteristik berikut:
SPD Tipe 1 (Kelas I):
- Fungsi: Melindungi sistem kelistrikan dari sambaran petir langsung.
- Lokasi Pemasangan: Dipasang di pintu masuk sistem, dekat panel distribusi utama.
- Bentuk Gelombang Lonjakan: 10/350 µs. Bentuk gelombang ini mensimulasikan sambaran petir langsung, dengan waktu naik ke puncak dalam 10 µs dan waktu turun ke 50% dalam 350 µs.
- Ketahanan Arus Lonjakan (Iimp): Tinggi, biasanya dari 10 kA ke atas.
- Arus Pelepasan Nominal (In): Dari 10 kA ke atas, sesuai dengan IEC 61643-11, Kelas I. Ini adalah arus yang dapat ditahan SPD beberapa kali tanpa kerusakan.
- Tingkat Perlindungan Tegangan (Up): Dari 1,5 kV hingga 2 kV. Up adalah tegangan maksimum yang diizinkan SPD untuk dilewati selama pelepasan.
- Aplikasi: Cocok untuk bangunan bertingkat tinggi, fasilitas industri, dan area dengan risiko sambaran petir yang tinggi.
SPD Tipe 2 (Kelas II):
- Fungsi: Melindungi sistem kelistrikan dari tegangan lonjakan yang disebabkan oleh sambaran petir tidak langsung atau operasi switching.
- Lokasi Pemasangan: Dipasang di panel sub-distribusi atau setelah SPD Tipe 1.
- Bentuk Gelombang Lonjakan: 8/20 µs. Bentuk gelombang ini mensimulasikan tegangan lonjakan yang disebarkan di dalam sistem kelistrikan, dengan waktu naik ke puncak dalam 8 µs dan waktu turun ke 50% dalam 20 µs.
- Arus Pelepasan Nominal (In): Sedang, biasanya dari 5 kA hingga 20 kA. Ini adalah arus yang dapat ditahan SPD beberapa kali tanpa kerusakan.
- Tingkat Perlindungan Tegangan (Up): Dari 1,5 kV hingga 2 kV. Up adalah tegangan maksimum yang diizinkan SPD untuk dilewati selama pelepasan.
- Aplikasi: Cocok untuk area komersial, perumahan, dan wilayah dengan risiko petir sedang.
SPD Tipe 3 (Kelas III):
- Fungsi: Melindungi peralatan elektronik sensitif dari tegangan lonjakan sisa setelah dilemahkan oleh SPD Tipe 1 dan Tipe 2.
- Lokasi Pemasangan: Dipasang di dekat peralatan elektronik sensitif seperti soket, papan distribusi kecil, atau perangkat terminal.
- Bentuk Gelombang Lonjakan: 8/20 µs dan 1,2/50 µs. Bentuk gelombang ini mensimulasikan lonjakan sisa, dengan waktu naik yang lebih cepat (1,2 µs) dan waktu turun yang lebih lambat (50 µs).
- Arus Pelepasan Nominal (In): Rendah, biasanya kurang dari 5 kA.
- Tingkat Perlindungan Tegangan (Up): Dari 1 kV hingga 1,5 kV. Up adalah tegangan maksimum yang diizinkan SPD untuk dilewati selama pelepasan.
- Aplikasi: Cocok untuk perangkat elektronik sensitif seperti komputer, perangkat telekomunikasi, dan peralatan medis.
Jenis Perangkat Pelindung Lonjakan Menurut Standar UL
Standar UL 1449 menetapkan persyaratan untuk SPD yang digunakan dalam sistem kelistrikan di Amerika Utara. Menurut standar ini, SPD diklasifikasikan menjadi empat Tipe:
SPD Tipe 1:
- Fungsi: Melindungi terhadap tegangan lonjakan yang disebabkan oleh sambaran petir langsung atau di dekatnya dari luar jaringan listrik.
- Lokasi Pemasangan: Dipasang sebelum meteran listrik, baik sebelum atau sesudah pemutus sirkuit utama.
- Ketahanan Arus Lonjakan: Dirancang untuk menahan arus lonjakan yang tinggi.
- Aplikasi: Cocok untuk bangunan industri dan komersial besar.
SPD Tipe 2:
- Fungsi: Melindungi terhadap tegangan lonjakan yang disebarkan di dalam sistem atau dari jaringan listrik.
- Lokasi Pemasangan: Dipasang setelah pemutus sirkuit utama atau di panel sub-distribusi.
- Ketahanan Arus Lonjakan: Dirancang untuk menahan arus lonjakan dari jaringan listrik atau kesalahan sistem internal.
- Aplikasi: Cocok untuk area perumahan dan komersial.
SPD Tipe 3:
- Fungsi: Melindungi perangkat elektronik sensitif dari tegangan lonjakan sisa.
- Lokasi Pemasangan: Dipasang di stopkontak listrik atau di dekat perangkat sensitif.
- Ketahanan Arus Lonjakan: Dirancang untuk menahan arus lonjakan sisa setelah melewati SPD Tipe 1 dan Tipe 2.
- Aplikasi: Cocok untuk perangkat elektronik rumah tangga dan kantor.
SPD Tipe 4:
- Fungsi: SPD modular atau rakitan yang terintegrasi ke dalam peralatan listrik.
- Lokasi Pemasangan: Biasanya terintegrasi di dalam perangkat atau papan distribusi.
- Ketahanan Arus Lonjakan: Dirancang untuk memenuhi persyaratan peralatan listrik terintegrasi.
- Aplikasi: Cocok untuk perangkat listrik dengan SPD bawaan.
SPD: Prinsip Kerja
Pengoperasian SPD sederhana namun efektif. Ketika terjadi lonjakan daya, MOV dengan cepat mengurangi resistansinya, meningkatkan konduktivitasnya. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengalihkan sebagian besar arus lonjakan dengan aman ke tanah sebelum mencapai dan merusak perangkat yang terhubung. Dengan melakukan itu, lonjakan dinetralkan, melindungi peralatan hilir dari lonjakan tegangan atau arus tinggi.
Apa itu tegangan lebih transien?
Tegangan lebih transien adalah lonjakan tegangan singkat dengan besaran tinggi yang terjadi dalam waktu singkat. Lonjakan ini timbul dari pelepasan energi yang tersimpan secara tiba-tiba atau diinduksi oleh faktor eksternal. Mereka dapat diklasifikasikan sebagai terjadi secara alami, seperti sambaran petir, atau buatan manusia, seperti operasi switching dalam sistem kelistrikan.
Bagaimana tegangan lebih transien terjadi?
Tegangan lebih transien yang disebabkan oleh aktivitas manusia seringkali dihasilkan dari pengoperasian motor, transformator, dan sistem pencahayaan tertentu. Di masa lalu, peristiwa ini jarang terjadi di lingkungan perumahan. Namun, munculnya teknologi modern seperti pengisi daya kendaraan listrik, pompa panas sumber udara dan tanah, dan mesin cuci kecepatan variabel telah secara signifikan meningkatkan kemungkinan transien dalam sistem kelistrikan domestik.
Tegangan lebih transien alami biasanya dipicu oleh sambaran petir tidak langsung. Misalnya, sambaran petir langsung pada saluran listrik atau telepon di atas kepala di dekatnya dapat mengirimkan lonjakan di sepanjang saluran. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan parah pada instalasi listrik dan peralatan yang terhubung.
Cara Mengukur SPD dengan Benar
Sangat sedikit data yang dipublikasikan atau bahkan rekomendasi tentang tingkat peringkat arus lonjakan (kA) yang harus digunakan di lokasi yang berbeda. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) telah memberikan beberapa masukan tentang apa itu peringkat lonjakan dan bagaimana menafsirkannya tetapi tidak mempublikasikan rekomendasi. Sayangnya, tidak ada persamaan atau kalkulator yang terbukti tersedia untuk memasukkan persyaratan sistem dan menerima solusi. Informasi apa pun yang diberikan produsen, melalui kalkulator atau cara lain, hanyalah rekomendasi mereka.
Ada kecenderungan untuk berasumsi bahwa semakin besar panel, semakin besar peringkat perangkat kA yang dibutuhkan untuk perlindungan. Kesalahpahaman lainnya adalah jika 200 kA bagus, maka 400 kA pasti dua kali lebih baik. Seperti yang akan Anda lihat dalam whitepaper ini, hal ini tidak selalu terjadi. Sebagai hasil dari pengetahuan, pengalaman, dan keahliannya selama bertahun-tahun di industri kelistrikan, Emerson telah menghasilkan beberapa panduan tentang cara menerapkan peringkat arus lonjakan. (Lihat gambar 1, halaman berikutnya)
![]()
Memilih jenis perangkat pelindung lonjakan yang tepat dan memahami klasifikasinya sesuai dengan standar IEC dan UL sangat penting untuk memastikan bahwa sistem kelistrikan dan perangkat elektronik Anda terlindungi secara memadai dari lonjakan tegangan. Setiap standar memberikan pendekatan yang berbeda untuk mengamankan sistem kelistrikan, tergantung pada persyaratan spesifik aplikasi dan lokasi.
Tujuan utama dari perangkat pelindung lonjakan adalah untuk membuang dan menekan tegangan transien yang dimasukkan ke dalam sistem distribusi listrik dari sumber eksternal atau internal. Memilih SPD berperingkat arus lonjakan (kA) yang tepat di seluruh sistem distribusi listrik memberikan masa pakai peralatan yang terbaik. Saat memilih SPD yang sesuai untuk fasilitas Anda, ingatlah poin-poin penting berikut:
1. Menyediakan penekanan lonjakan yang tepat ke fasilitas dan peralatan di dalamnya membutuhkan lebih dari satu SPD yang terletak di pintu masuk layanan. Kami merekomendasikan SPD berjenjang dengan peringkat arus lonjakan yang tepat untuk setiap lokasi. Ini akan memberikan penekanan yang unggul untuk panel layanan atau beban kritis. Satu SPD, tidak peduli seberapa besar atau mahalnya, tidak akan memberikan tingkat perlindungan sistem yang sama.
2. Mengukur SPD secara berlebihan untuk aplikasinya tidak dapat merusak sistem, tetapi mengukur SPD secara kurang dapat mengakibatkan kegagalan prematur SPD, yang membuat sistem terpapar transien dan dampaknya.
3. Untuk sambaran petir langsung, SPD saja bukanlah pengganti sistem proteksi petir yang komprehensif (lihat Sertifikasi Petir Master UL96A).
Peringatan Saat Memasang SPD
Untuk memastikan perangkat pelindung lonjakan (SPD) berfungsi secara efektif, pemasangan yang hati-hati sangat penting. Tindakan pencegahan utama meliputi:
- Pasang SPD secara paralel, diposisikan tepat sebelum sirkuit atau perangkat, untuk mengalihkan arus lonjakan menjauh dari peralatan sensitif.
- Jaga agar kabel koneksi di dalam switchboard sesingkat mungkin, dengan panjang maksimum 0,5 meter.
- Menggunakan hanya pelindung lonjakan Tipe 1 mungkin tidak memadai untuk mengelola lonjakan energi tinggi dan mengurangi tegangan lebih. Disarankan untuk melengkapinya dengan pelindung lonjakan Tipe 2 atau Tipe 3.
- Semua pemasangan harus dilakukan oleh teknisi listrik yang berkualifikasi mengikuti peraturan kelistrikan setempat untuk memastikan pengardean yang tepat dan pemasangan perangkat yang aman.
Kesimpulan
Kesimpulannya, perangkat pelindung lonjakan sangat penting untuk mengamankan elektronik di lingkungan industri dan komersial. Memasang SPD yang dinilai dan bersertifikasi dengan benar memberikan perlindungan yang andal terhadap lonjakan daya yang melebihi kemampuan pemutus sirkuit standar.
Kontak Person: Miss. Macy Jin
Tel: 0577-62605320
Faks: 86-577-61678078