Kontaktor Magnet Abb 132a 1g2x41

KONTAKTOR MAGNET

ABSTRAK Untuk mendukung ketersediaan kontaktor magnet sebagai salah satu suku cadang sistem elektrik mesin pendingin di Instalasi Radiometalurgi (IRM), maka dilakukan percobaan perbaikan terhadap 24 buah kontaktor magnet yang rusak. Kontaktor magnet yang rusak dapat diperbaiki dengan cara ihkan oksidasi

pada

kutub-kutub

kontak

daya

dan

kotoran

pada

kontak

elektromagnetisnya. Sebagai kontrol maka dilakukan uji fungsi dengan membandingkan perubahan temperatur antara kontaktor hasil perbaikan dengan yang baru. Kriteria kontaktor magnet yang baik adalah dapat mendistribusikan arus listrik yang merata. Hal ini ditentukan oleh kerataan/ketepatan permukaan kontak, karena jika tidak rata distribusi arus listrik tidak akan rata dan mengakibatkan panas yang berlebih pada permukaan kontak sehingga dapat melelehkan kontaktor magnet. Temperatur yang diijinkan pada permukaan kontak tidak melebihi 600C. Dari hasil percobaan perbaikan terhadap 24 buah kontaktor magnet diperoleh 4 buah kontaktor magnet yang telah dilakukan uji fungsi. Setelah digunakan kembali keempat kontaktor magnet tersebut menghasilkan unjuk kerja yang baik, dicirikan

dengan

pembebanan

maksimum,

penunjukan

temperatur

pada

permukaan kontak rata-rata 49 s/d 530C. Metoda perbaikan ini dapat diterapkan pada perbaikan kontaktor magnet yang sejenis. Kata kunci: Perbaikan, kontaktor magnet,mesin pendingin,uji fungsi.

PENDAHULUAN Kontaktor magnet (KTM) pada umumnya digunakan untuk menyambung atau memutus rangkaian listrik secara magnetis dengan arus listrik yang besar dan dapat terjadi berulang-ulang[1]. KTM ini banyak digunakan juga pada komponen elektrikal dari sistem mesin pendingin tata udara di Instalasi Radiometalurgi. Sistem mesin pendingin tata udara tersebut harus beroperasi secara terus menerus (24 jam sehari). Dengan demikian ketersediaan suku cadangnya termasuk KTM harus selalu ada. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terhadap komponen KTM yang rusak dibandingkan dengan pengukuran komponen KTM yang baru sebagai acuan. Melalui beberapa pengujian dan perbaikan bagian KTM yang rusak diharapkan KTM tersebut dapat difungsikan kembali . Kegiatan utama pada perbaikan KTM adalah meratakan permukaan kontak daya dan kontak magnetisnya hingga rata (flat) supaya dapat mendistribusikan arus listrik yang rata pada temperatur operasi < 600C [2] Jika permukaan kontaknya tidak rata dapat menyebabkan distribusi arus beban tidak merata yang menyebabkan panas yang berlebih pada KTM sehingga dapat terbakar/meleleh. Kegiatan lain yaitu mengganti pegas inti dan yang tidak dapat diperbaiki harus diganti karena terjadi penurunan elastisitas pegas akibat panas dan usia pakai buka tutup rangkaian listrik yang berulang-ulang. Akhir pekerjaan perbaikan KTM adalah uji fungsi dengan beban operasi maksimum sehingga dapat diketahui kerataan permukan kontak dari KTM yang diuji.

TEORI 1. Kontaktor Magnet Sistem pengontrolan motor listrik semi otomatis yang menggunakan alat kontrol kontaktor magnet memerlukan alat bantu lain agar fungsi pengontrolan berjalan dengan baik seperti: tombol tekan, thermal overload relay dan alat bantu lainnya. Kontaktor magnet banyak digunakan untuk mengontrol motor-motor

listrik 1 fasa dan 3 fasa, anatara lain untuk mengontrol motor dua arah putaran, strating bintang-segitiga, beberapa unit motor bekerja dan berhenti berurutan dan lain-lain.

A. Kontaktor Magnet Kontaktor magnet atau sakelar magnet adalah sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan. Artinya sakelar ini bekerja bila ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan arus dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Sebuah kontaktor kumparan magnetnya (coil) dapat dirancang untuk arus searah (arus DC) atau arus bolak-balik (arus AC).

Gambar 1. Kontaktor Magnet AC

Kontaktor arus AC ini pada inti magnetnya dipasang cincin hubung singkat, gunanya adalah untuk menjaga arus kemagnetan agar kontinu sehingga kontaktor tersebut dapat bekerja normal. Sedangkan pada kumparan magnet yang dirancang untuk arus DC tidak dipasang cincin hubung singkat.

1. Kontaktor Magnet Arus Searah (DC) Kontaktor magnet arus searah (DC) terdiri dari sebuah kumparan yang intinya terbuat dari besi. Jadi bila arus listrik mengalir melalui kumparan, maka inti besi akan menjadi magnet. Gaya magnet inilah yang digunakan untuk menarik angker yang sekaligus menutup/ membuka kontak. Bila arus listrik terputus ke kumparan, maka gaya magnet akan hilang dan pegas akan menarik/menolak angker sehingga kontak kembali membuka atau menutup. Untuk merancang kontaktor arus searah yang besar dibutuhkan tegangan kerja yang besar pula, namun hal ini akan mengakibatkan arus yang melalui kumparan akan besar dan kontaktor akan cepat panas. Jadi kontaktor magnet arus searah akan efisien pada tegangan kerja kecil seperti 6 V, 12 V dan 24 V.

Gambar 2. fisik kontaktor magnet DC

Bentuk fisik relay dikemas dengan wadah plastik transparan, memiliki dua kontak SPDT (Single Pole Double Throgh) Gambar 2.1, satu kontak utama dan dua kontak cabang). Relay jenis ini menggunakan tegangan DC 6V, 12 V, 24 V, dan 48 V. Juga tersedia dengan tegangan AC 220 V. Kemampuan kontak mengalirkan arus listrik sangat terbatas kurang dari 5 ampere. Untuk dapat mengalirkan arus daya yang besar untuk mengendalikan motor induksi, relay dihubungkan dengan Bila kontaktor untuk arus searah digunakan pada arus AC maka kemagnetannya akan timbul dan hilang setiap saat mengikuti gelombang arus AC.

1. Kontaktor Magnet Arus Bolak balik (AC) Kontruksi kontaktor magnet arus bolak-balik pada dasarnya sama dengan kontaktor magnet arus searah. Namun karena sifat arus bolak-balik bentuk gelombang sinusoida, maka pada satu periode terdapat dua kali besar tegangan sama dengan nol. Jika frekuensi arus AC 50 Herz berarti dalam 1 detik akan terdapat 50 gelombang. Dan 1 periode akan memakan waktu 1/50 = 0,02 detik yang menempuh dua kali titik nol. Dengan demikian dalam 1 detik terjadi 100 kali titik nol atau dalam 1 detik kumparan magnet kehilangan magnetnya 100 kali.

Gambar 2. Simbol dan kode angka serta bentuk fisik dari kontaktor

Karena itu untuk mengisi kehilangan magnet pada kumparan magnet akibat kehilangan arus maka dibuat belitan hubung singkat yang berfungsi sebagai pembangkit induksi magnet ketika arus magnet pada kumparan magnet hilang. Dengan demikian maka arus magnet pada kontaktor akan dapat dipertahankan secara terus menerus (kontinu). Bila kontaktor yang dirancang untuk arus AC

digunakan pada arus DC maka pada kumparan itu tidak timbul induksi listrik sehingga kumparan menjadi panas. Sebaliknnya, bila kontaktor magnet untuk arus DC yang tidak mempunyai belitan hubung singkat diberikan arus AC maka pada kontaktor itu akan bergetar yang disebabkan oleh kemagnetan pada kumparan magnetnya timbul dan hilang setiap 100 kali. Kontaktor akan bekerja normal bila tegangannya mencapai 85 % dari tegangan kerja, bila tegangan turun kontaktor akan bergetar. Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Biasanya pada kontaktor terdapat beberapa kontak, yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak No berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kontak itu menutup/ menghubung. Sedangkan kontak NC berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila kontaktor bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO menutup. Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama terdiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dari kontak NO dan NC. Kontak utama digunakan untuk mengalirkan arus utama, yaitu arus yang diperlukan untuk pesawat pemakai listrik misalnya motor listrik, pesawat pemanas dan sebagainya. Sedangkan kontak bantu digunakan untuk mengalirkan arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alt bantu rangkaian, lampulampu indikator, dan lain-lain. Dari informasi diatas dapat dilihat bahwa keuntungan penggunaan kontaktor magnet daripada saklar togel dan saklar Cam adalah, * Arus listrik yang mengalir pada saklar pengontrol sangat kecil dibandingkan arus beban * Dapat mengontrol beban listrik dari tempat jauh dengan kerugian tegangan yang relatif kecil.

Kontaktor magnetis didefinisikan sebagai alat yang digerakkan secara magnetis untuk menyambung atau membuka berulang-ulang rangkaian daya listrik. KTM pada mesin pendingin dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian beban daya listrik yang meliputi: kompresor, fan kondensor dan heater. Bagian-bagian prinsip KTM terdiri dari: 1. Kontak daya umumnya hanya dilengkapi dengn 3 buah susunan kutub

kontak daya yang digunakan sebagai saklar membuka dan menutup rangkaian terhadap beban. Kontak daya terbuat dari tembaga berlapis perak. 2. Kontak

bantu berfungsi sebagai rangkaian kotrol/kendali. Bahan

kontaknya terbuat dari tembaga. 3. Kumparan

elektromagnetis

berfungsi

untuk

menyambung

dan

memutuskan kontak daya dan kontak kontrol secara elektromagnetis. 4. Pegas inti berfungsi untuk membantu mengembalikan kontak ketika

kumparan elektromagnetisnya lepas.

2. Perbaikan kontaktor magnet Perawatan KTM dibedakan menjadi 2 bagian yaitu: KTM kecil dan besar. Untuk KTM kecil perawatannya biasanya menggunakan sikat lunak (kuas) dan cleaner. Untuk tipe ini tidak dapat diperbaiki/bongkar pasang, sedangkan ukuran besar dilakukan dengan membongkar bagian KTM untuk diperbaiki

dan

perawatannya

dilakukan

dengan

cara

melepas

dan

memasangnya kembali. Bagian permukaan dari kontak daya diratakan menggunakan gerinda, kikir dan ampelas, sedangkan sebagai pembersih akhir digunakan alkohol 70%. Untuk bagian kontak magnetnya menggunkan ampelas dan dibersihkn menggunakan alkohol 70%. Bagian yang harus diperhatikan saat perbaikan yaitu kerataan/ketepatan permukan kontak. Untuk mengetahui kerataan/ ketepatan permukaan kontak menggunakan alat Current injection. Alat ini digunakan untuk mengetahui

besaran tahan permukaan kontak dan mengetahui kerataan permukaan kontak dengan cara meninjeksi arus listrik yang besar ketika menyambung atau memutus kontak. Bagian-bagian KTM tersebut ditunjukkan pada Gambar 1 s/d 3. Bagian lain

dari

KTM

adalah

penahan

bunga

api

yang

berfungsi

untuk

mempertahankan kontak daya tidak terbakar. Kenaikan temperatur yang besar terjadi pada permukaan kontak ketika menutup dan membuka kontaknya (on / off ). Permukaan kontak harus rata, senantiasa bersih dan dicek secara periodik dan harus diganti jika kontak rusak karena oksidasi atau terbakar pada kutub. Penggantian kontak harus sepasang untuk menjamin bahwa kelengkapan dan ketepatan permukaan kontak selalu terjaga . Setiap melakukan perbaikan KTM harus dilakukan penggantian pada pegas inti untu menjaga elastisitas pegas. Pegas yang lemah (ukurannya dapat diketahui menggunakan Current injection) dapat mengakibatkan waktu buka tutup kontak listrik tidak tepat, sehinga dapat menimbulkan bunga api pada kontak daya yang dapat mengakibatkan panas yang berlebih.

TATA KERJA 1. Peralatan dan bahan Peralatan dan bahan yang digunakan dalam perbaikan KTM adalah ohmmeter, ampelas, kikir, meger, kuas, tang kombinasi, mesin gerinda, alkohol 70%, dan thermometer digital. 2. Langkah kerja perbaikan •

Sebelum melakukan perbaikan pada KTM terlebih dahulu melakukan pemeriksaan kumparan magnet dengan menggunakan ohmmeter untuk menentukan apakah berfungsi tidaknya kumparan tersebut. Jika berfungsi maka dapat dilakukan dengan memberi enegi listrik pada kumparannya hingga menjadi magnet. Denganberfungsinya elektromagnetis tersebut dapat diketahui bagian yang perlu diperbaiki dari kontak jangkar coil

solenoidnya. Cara memperbaiki kontak jangkar gunakan ampelas yang paling halus. •

Pemeriksaan dilanjutkan dengan membongkar bagian terminal-terminal dayanya, untuk mengetahui apakah oksidasi yang terjadi dapat dibersihkan atau harus diganti. Dalam hal ini harus diperhatikan kerataan permukaan kontak-kontaknya, Ratakan permukan kontak yang teroksidasi dengan menggunakan mesin gerinda atau kikir kemudian haluskan dengan ampelas dan bersihkan dengan alkohol 70%. Bagian komponen dari plastik dibersihkan dengan kuas hingga kotorannya hilang.

•

Setelah dilakukan pengukuran, pembersihan dan atau penggantian bagianbagian KTM dirakit kembali, lakukan pengukuran ulang pada kumparan magnet, kutub-kutub kontak menggunakan tester, jika hasilnya baik lakukan uji fungsi tanpa beban dengan memberikan tegangan listrik 110 volt pada kumparan magnet selama 15 menit dan amati unjuk kerjanya, jika timbul getaran atau bunyi maka periksa ulang bagian komponen KTM yang dirakit.

•

Uji fungsi dengan beban dapat dilakukan setelah kontak magnetisnya tidak berbunyi atau bergetar. Dalam hal ini dilakukan selama 5 jam operasi secara kontinyu dan tidak menimbulkan temperatur pada permukaan kontaknya tidak melebihi 600C.

KESIMPULAN DAN SARAN  KESIMPULAN Dari hasil percobaan perbaikan terhadap 24 buah KTM dan uji fungsi terhadap 4 buah KTM selama 5 jam dengan pembebanan maksimum mesin pendingin 110 ampere pada

tegangan 380 volt didapat: 1. Temperatur KTM yang terukur berkisar antara 49 s/d 530C. Dengan

demikian temperatur tersebut masih di bawah temperatur yang diijinkan, sesuai dengan name plate pada KTM bahwa temperature maksimum harus < 600C. 2. Permukaan kontak daya dinyatakan rata (flat) hal ini ditunjukkan

dengan temperature yang terukur harus di bawah < 600C. Jika tidak rata distribusi arus listrik tidak rata/terhambat sehingga menimbulkan panas yang berlebih dan berakibat KTM meleleh. 3. Perbaikabn KTM berhasil sehingga dapat dimanfaatkan untuk sistem

elektrikal mesin pendingin IRM

 SARAN Untuk mengurangi kerusakan pada kontak daya sebaiknya dilakukan perawatan rutin pada KTM sehingga proses oksidasi pada kutubkutub kontaktor magnet tidak tebal.

DAFTAR PUSTAKA •

PETRUZELLA, FRANK D, Elektronik Industri, Andi Yogyakarta, 2001

•

ANONIM, Name plate kontaktor magnet ABB 132 A.

•

SOELAIMAN,MAGARISAWA MABUCHI, Mesin tak serempak dalam peraktek, PT Pradnya Paramita, Jakarta 1995