Bagaimana pemilihan sekering memengaruhi keamanan sistem secara keseluruhan?

Tautan sekering BS 88 yang dipilih dengan mencocokkan angka ampere dengan arus beban bukanlah keputusan keselamatan. Ini adalah tebakan yang didandani sebagai spesifikasi. Perangkat yang dimasukkan ke dalam dudukannya mungkin mengalirkan arus yang benar, lolos pemeriksaan kontinuitas, dan masih gagal menjalankan satu fungsi yang membenarkan keberadaannya: menghentikan gangguan sebelum kabel atau peralatan di belakangnya rusak. Kesenjangan antara "terpasang" dan "pelindung" adalah tempat terjadinya sebagian besar kegagalan keselamatan terkait sekering, dan lebih lebar dari yang disarankan dalam katalog.

Kesenjangan pertama yang terbuka adalah kategori pemanfaatan. BS 88-2 dan IEC 60269-2 yang diselaraskan memisahkan tautan jarak penuh menjadi gG untuk perlindungan konduktor dan peralatan keperluan umum, dan gM untuk sirkuit motor. Pada datasheet keduanya dapat terlihat sama-sama dapat dipertukarkan, peringkat arus serupa, kapasitas pemutusan 80 kA yang sama pada 415 V AC. Sebenarnya tidak. Tautan gM dibangun untuk melewati lonjakan rotor terkunci dari motor direct-on-line, dan kurva arus-waktunya digeser untuk mentolerir lonjakan tersebut tanpa pembukaan. Pasang tautan gM pada pengumpan yang tidak melihat arus masuk motor - input penggerak kecepatan variabel, sub utama distribusi, sirkuit penerangan - dan sekring telah dipilih untuk tugas yang tidak ada. Kabel di belakangnya kini dilindungi oleh perangkat yang karakteristik kelebihan bebannya tidak pernah ditarik untuk kabel tersebut.

Saya melihat kesalahan ini dibenarkan dengan alasan bahwa tautan gM "memiliki margin lebih tinggi". Tidak. Ini memiliki margin yang berbeda, ditempatkan di tempat yang memerlukan lonjakan start motor, dan dikeluarkan dari wilayah di mana beban berlebih yang berkelanjutan pada pengumpan non-motor perlu dibersihkan. Tautan 63 A gG dan tautan 63 A gM bukanlah dua tingkat perlindungan yang sama. Itu adalah jawaban atas dua pertanyaan berbeda, dan menerapkan jawaban motor pada pertanyaan non-motorik membuat konduktor tidak terlindungi dalam pita beban berlebih.

Tegangan dan kapasitas putus membawa versinya sendiri dari kategori kesalahan ini. Dokumentasi rangkaian Kempston mencantumkan tautan gG yang diuji pada 415 V AC dan 250 V DC, dengan 80 kA pada 415 V AC dan 40 kA pada 250 V DC. Angka-angka tersebut tidak dapat dipindahtangankan. Peringkat 250 V DC pada suatu tautan tidak menjadikannya kandidat untuk string 550 V DC atau susunan 1000 V DC. Perilaku pemadaman busur yang menghasilkan kapasitas pemutusan terikat pada geometri elemen, pengepakan pengisi, dan tegangan pada sambungan yang diuji. Sekering yang melepaskan tegangan 40 kA pada 250 V DC dapat menyala dalam waktu lama, atau gagal padam sama sekali, pada tegangan DC yang lebih tinggi dimana tidak ada arus alami nol yang membantunya. Kolom DC pada lembar data adalah bukti pengujian, bukan izin untuk melakukan ekstrapolasi.

Suhu selungkup adalah variabel yang paling sering dihilangkan dari aritmatika pemilihan. Tautan BS 88 mengacu pada suhu udara sekitar tidak melebihi 40 °C, dengan rata-rata 24 jam sebesar 35 °C. Standar ini menjelaskan secara langsung apa yang terjadi selanjutnya: ketika tautan dipasang di dalam wadah, suhu di dalam wadahlah yang menentukan apakah penurunan daya diperlukan. Tabel penurunan peringkat yang dipublikasikan untuk tautan tipe 'T' menunjukkan skala koreksi. Tautan berperingkat 63 A pada 40 °C terdaftar pada 48 A dalam wadah 55 °C, 30 A pada 60 °C, dan lebih rendah lagi pada 65 °C ke atas. Papan distribusi atau penutup penggabung yang beroperasi pada suhu internal 55–60 °C bukanlah kasus yang ekstrem; itu adalah kandang yang penuh muatan pada hari yang hangat. Tautan 63 A yang dipilih di papan nama dan dipasang di kotak itu secara efektif merupakan tautan 48–30 A. Jika beban mendekati nilai aslinya, sekring sudah berada di bahu kurvanya sebelum terjadi gangguan, dan degradasi yang terjadi setelah oksidasi elemen, peningkatan resistansi kontak, sekring terbuka tanpa ada gangguan yang dapat dijelaskan, adalah akibat termal, bukan akibat listrik.

Koordinasi menambah lapisan kedua yang tidak dapat ditangkap oleh peringkat saat ini. Pemeriksaan adiabatik berdasarkan Peraturan BS 7671 434.5.2 membandingkan ketahanan termal kabel, k²S², dengan energi yang dilepaskan perangkat pelindung, I²t. Untuk kabel Cu/PVC 35 mm² dengan k = 115, k²S² kira-kira 16,2 × 10⁶ A²s. Sekering harus membiarkan energi yang melewati lebih sedikit dari angka tersebut pada arus gangguan prospektif. Tautan yang memenuhi pemeriksaan arus kontinyu masih dapat gagal dalam pemeriksaan adiabatik jika total I²t pada tingkat kesalahan instalasi melebihi ketahanan kabel. Kebalikannya juga mungkin terjadi: sekering dengan kurva yang sangat cepat dan I²t rendah melindungi kabel dengan baik tetapi mungkin tidak dapat membedakan dengan baik perangkat hulu, dan studi koordinasi yang mengasumsikan satu kurva tidak valid jika tautan yang dipasang memiliki kelas atau peringkat tegangan yang berbeda, karena pelepasan I²t bergantung pada tegangan dan nilai yang dipublikasikan pada 415 V tidak menggambarkan perangkat pada 550 V atau pada tegangan DC.

Kasus string PV menunjukkan apa yang terjadi ketika pemilihan polaritas dan sekering diperlakukan sebagai keputusan independen. Instalasi 500 kW di Jepang diberi energi selama commissioning dengan polaritas DC terbalik di salah satu dari sembilan kotak penggabung yang menyalurkan satu inverter. Ketika saklar terakhir ditutup, sekering arus balik pada penggabung tersebut terbuka. Arus yang mengalir diperkirakan mencapai ratusan ampere, bukan digerakkan oleh senar yang patah melainkan oleh delapan penggabung yang sehat yang mengalirkan arus sebaliknya. Sekering melakukan tugasnya, itulah intinya: sekring adalah komponen yang mendeteksi kesalahan pengkabelan yang tidak diketahui oleh rangkaian commissioning. Namun hasil tersebut bergantung pada keberadaan sekering dalam polaritas yang benar dan diberi nilai arus balik yang dapat dihasilkan oleh susunan paralel. Tautan yang dipilih hanya untuk arus string maju, atau dihilangkan dengan asumsi bahwa satu polaritas sudah cukup, menghilangkan mekanisme deteksi dan perlindungan.

Tautan palsu dan salah tanda menyerang rantai pengaman yang sama dari sisi fisik. Indikator yang dipublikasikan bersifat spesifik dan dapat diverifikasi tanpa laboratorium: link BS 88 palsu seringkali lebih ringan dari unit asli, seringkali di bawah 2,2 g dan kadang-kadang serendah 1,7 g, karena bahan pengisi pasir silika tidak ada atau diganti; keramiknya lebih putih dari bodi aslinya; dan penutup ujungnya mungkin longgar. Pasir bukanlah kemasan yang lembam. Ini adalah media pemadaman busur yang memungkinkan kapasitas pemutusan dan I²t yang dipublikasikan. Suatu sambungan tanpanya dapat mengalirkan arus pengenal tanpa batas waktu dan tetap gagal secara eksplosif karena adanya gangguan, karena elemen tersebut tidak mempunyai tempat untuk mentransfer energi busur. Perhitungan pemilihan yang menggunakan kurva asli kini menggambarkan perangkat yang tidak ada pada dudukannya.

Kesamaan dari semua mode kegagalan ini adalah bahwa peringkat papan nama sekering diperlukan tetapi tidak cukup. Pertanyaan pemilihannya bukanlah "arus berapa yang ditarik oleh beban?" tetapi "di bawah tegangan, suhu, tingkat gangguan, dan kondisi pemasangan fisik yang benar-benar ada, apakah tautan ini masih berperilaku seperti elemen terkalibrasi yang dijelaskan oleh kurvanya?" Kategori gG/gM harus sesuai dengan tugas beban. Peringkat tegangan harus sesuai dengan tegangan maksimum rangkaian, DC atau AC, tanpa ekstrapolasi dari tegangan uji yang lebih rendah. Kapasitas pemutusan harus diverifikasi pada tegangan tersebut terhadap arus gangguan prospektif. Suhu enklosur harus diterapkan sebagai masukan penurunan, bukan diperlakukan sebagai catatan kaki. I²t pada tingkat kesalahan instalasi harus diperiksa terhadap ketahanan adiabatik kabel. Dan sumber fisik dari tautan tersebut harus dapat diverifikasi, karena elemen palsu memiliki kurva yang hanya ada pada labelnya. Sekering yang lolos pemeriksaan saat ini dan gagal pada salah satu sekring lainnya bukanlah sekring yang "hampir benar". Ini adalah komponen yang fungsi perlindungannya telah diasumsikan dan bukan ditetapkan, dan asumsi tersebut akan diuji pada saat yang paling penting.