Perlindungan lonjakan arus sangat penting bagi keselamatan dan waktu kerja sistem kelistrikan modern. Memilih yang benar Alat Pelindung Lonjakan Arus (SPD) dimulai dengan memahami bagaimana sistem AC dan DC berperilaku berbeda dalam kondisi transien—terutama pemadaman busur (AC zero-crossing vs DC no zero-crossing) dan desain komponen (MOV dua arah vs satu arah). Panduan ini menjelaskan perbedaan antara AC SPD dan DC SPD, memetakan standar IEC/UL yang berlaku, dan menunjukkan cara memilih SPD yang memenuhi kebutuhan aplikasi dan kepatuhan Anda.
Tegangan lebih transien, juga dikenal sebagai lonjakan daya, adalah lonjakan tegangan berdurasi pendek yang dapat merusak atau menghancurkan peralatan elektronik sensitif. Lonjakan ini dapat disebabkan oleh sambaran petir, operasi peralihan jaringan, peralihan beban besar, atau permulaan peralatan induktif. Perangkat SPD, juga disebut penekan lonjakan arus atau penahan lonjakan arus, dirancang untuk mendeteksi dan mengalihkan lonjakan ini sebelum mencapai peralatan yang dilindungi.
Namun tidak semua lonjakan—atau SPD—diciptakan sama. Sistem AC (Arus Bolak-balik) dan DC (Arus Searah) menunjukkan perilaku listrik yang sangat berbeda dan, oleh karena itu, memerlukan pendekatan perlindungan lonjakan arus yang berbeda. Per IEC 61643-11/-31, SPD membatasi tegangan lonjakan dan mengalihkan arus lonjakan dalam nanodetik, sehingga melindungi peralatan hilir.
Perlindungan lonjakan arus AC dirancang untuk sistem kelistrikan di mana tegangan berubah arah secara berkala—biasanya pada 50Hz atau 60Hz. Sistem ini banyak digunakan di rumah tinggal, bangunan komersial, pabrik, dan jaringan otomasi industri. Menurut IEC 61643-11, AC SPD diklasifikasikan menjadi Tipe 1, Tipe 2, dan Tipe 3, masing-masing ditujukan untuk titik pemasangan berbeda dalam sistem distribusi.
Beroperasi dalam tegangan jaringan umum seperti 115V, 230V, 400V, dan hingga 690V AC.
Operasi dua arah untuk menangani peralihan polaritas gelombang sinus AC.
Pemusnahan busur listrik melalui persilangan nol alami pada bentuk gelombang AC, yang membuat pemutusan sambungan lebih aman dan efisien.
MOV (Metal Oxide Varistors) yang umum digunakan untuk menyerap energi lonjakan; pada SPD Tipe 1, MOV sering dikombinasikan dengan GDT (Gas Discharge Tubes) atau ruang busur untuk menahan impuls petir berenergi tinggi (bentuk gelombang 10/350 µs).
Diperlukan koordinasi dengan proteksi hulu (MCB atau sekring); praktik terbaiknya adalah menjaga panjang kabel SPD sependek mungkin, idealnya <0,5 m, untuk meminimalkan tegangan sisa.
Jenis SPD untuk Aplikasi AC
Tipe 1 SPD – Dipasang di pintu masuk layanan; tahan terhadap arus petir searah (Iimp 10/350 µs).
Tipe 2 SPD – Dipasang di papan distribusi; melindungi terhadap lonjakan switching dan petir tidak langsung (In/Imax 8/20 µs).
Tipe 3 SPD – Dipasang dekat dengan peralatan sensitif; memberikan perlindungan yang baik terhadap lonjakan sisa.
Aplikasi Khas
Panel pintu masuk layanan utama (Tipe 1)
Membangun papan distribusi (Tipe 2)
Panel kontrol di lingkungan industri (Tipe 2)
Perlindungan titik penggunaan atau tingkat soket untuk perangkat sensitif bertenaga AC (Tipe 3)
Contoh dari Produk Britec AC SPD Jangkauan
BR-50GR (Tipe 1): Nilai Uc 275/320/440 V, dengan Iimp hingga 25 kA (10/350 µs); ideal untuk proteksi petir pintu masuk layanan dalam sistem TN/TT.
BR-12.5M (Hibrida Tipe 1+2): Menangani impuls petir dan lonjakan switching, sehingga cocok untuk fasilitas industri.
BR-40 dan BR-30FU (Tipe 2): Nilai Uc 275 V, dengan In 20 kA / Imax 40 kA (8/20 µs); BR-30FU mengintegrasikan sekering cadangan, menyederhanakan pemasangan dan meningkatkan keselamatan.
BR-230/BR275-6 (Tipe 3): Dirancang untuk perlindungan peralatan terminal, dengan tegangan sisa rendah (Naik ≤ 1,5 kV).
Perlindungan lonjakan arus DC dirancang untuk sistem arus searah, di mana listrik mengalir dalam satu arah tanpa persimpangan nol alami. Tidak seperti sistem AC yang mendapatkan keuntungan dari pembalikan tegangan periodik, sistem DC menghadirkan tantangan teknis yang unik: busur listrik tidak padam dengan sendirinya. Ini berarti bahwa SPD DC memerlukan pendinginan busur, pemutusan termal, dan mekanisme pelepasan mekanis yang lebih kuat untuk memastikan keamanan dan mencegah pelarian termal.
Peringkat Tegangan: Biasanya dirancang untuk 500 Vdc hingga 1500 Vdc, mencakup susunan PV surya, sistem penyimpanan baterai (BESS), dan jaringan pengisian cepat DC.
Pemilihan MOV searah: Untuk mengakomodasi polaritas DC, SPD DC menggunakan MOV searah, memastikan penjepitan lonjakan arus yang benar untuk aliran arus satu arah.
Penindasan Busur: Karena DC tidak memiliki zero-crossing, DC SPD mengintegrasikan pemutus termal kerja cepat, tabung pelepasan gas (GDT), atau ruang busur untuk memutus arus gangguan dengan aman.
Penanganan Lonjakan Tinggi: Dibuat untuk menyerap lonjakan energi tinggi dengan peringkat In/Imax hingga 20–40 kA (8/20 µs) dan perangkat Tipe 1+2 yang diberi peringkat untuk impuls petir Iimp.
Kepatuhan dan Sertifikasi:
Harus mematuhi IEC 61643-31 (untuk SPD PV DC) atau UL 1449 (untuk sistem DC di Amerika Utara, hingga 1500 Vdc).
Tergantung pada persyaratan proyek atau regional, produk mungkin memiliki sertifikasi TÜV, CB, atau UL tambahan untuk kepatuhan jaringan listrik dan audit keselamatan.
Rangkaian PV surya (perlindungan string atau kotak penggabung, biasanya 1000 Vdc atau 1500 Vdc).
Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS) untuk solusi skala jaringan atau jaringan mikro.
Stasiun pengisian Kendaraan Listrik (EV), khususnya pengisian cepat DC.
Menara telekomunikasi dan sistem energi terbarukan (konverter turbin angin, jaringan DC hybrid).
Peringkat tegangan: Uc = 1000 Vdc
Arus pelepasan nominal: In = 20 kA
Arus pelepasan maksimum: Imax = 40 kA (8/20 µs)
Tingkat perlindungan tegangan: Naik ≤ 3,8 kV
Fitur: Pemisah termal + sinyal jarak jauh untuk pemantauan waktu nyata.
Peringkat tegangan: Uc = 1500 Vdc
Arus pelepasan nominal: In = 20 kA
Arus pelepasan maksimum: Imax = 40 kA
Tingkat proteksi tegangan: Naik ≤ 4,5 kV
Fitur: Desain ruang busur + pemutus termal, memastikan pengoperasian yang andal di pembangkit listrik PV dan infrastruktur EV.
Meskipun AC SPD dan DC SPD terlihat serupa pada pandangan pertama, prinsip desain, standar, dan persyaratan aplikasinya sangat berbeda. Tabel di bawah ini merangkum perbedaan utama antara AC SPD dan DC SPD:
| Parameter | AC SPD | DC SPD |
|---|---|---|
| Rentang Tegangan | 115V – 690V AC (jaringan umum) Contoh: BR-40 (Uc 275 V, In 20 kA) | 500V – 1500V DC (PV, EV, BESS) Contoh : BRPV3-1500 (Uc 1500 Vdc, In 20 kA) |
| Penanganan Polaritas | Operasi dua arah (pengalihan polaritas gelombang sinus AC) | Pemilihan MOV searah untuk stabilitas polaritas DC |
| Pemadaman Busur | Alat bantu zero-crossing alami interupsi busur SPD Tipe 1 sering kali menggunakan MOV + GDT/ruang busur untuk impuls 10/350 µs | Tidak ada persimpangan nol → memerlukan pemutus termal cepat, ruang busur, atau GDT |
| Waktu Respons | SPD berbasis MOV biasanya merespons dalam <25 ns (tergantung perangkat) | Prinsip yang sama – berbasis MOV, <25 ns (tergantung perangkat) |
| Tipe Bentuk Gelombang | Sinusoidal (50/60 Hz) | Tegangan DC konstan |
| Bentuk Gelombang Uji Lonjakan | 8/20 µs (switching), 10/350 µs (arus petir, Tipe 1) | Standarnya sama dengan AC (8/20 µs, 10/350 µs); perbedaan utama = kepunahan busur |
| Penanganan Energi | Peringkat per tiang tergantung pada desain (periksa lembar data: In/Imax/Iimp) Contoh: BR-30FU (Dalam 20 kA, Imaks 40 kA) | Nilai per kutub tergantung desain (In/Imax/Iimp) Contoh: BRPV3-1000 (In 20 kA, Imax 40 kA) |
| Standar | IEC 61643-11 (AC SPD), UL 1449 (Amerika Utara) | IEC 61643-31 (DC SPD, PV), UL 1449 (Amerika Utara, PV ≤1500 Vdc) |
| Aplikasi | Rumah, kantor, panel kontrol industri, papan distribusi bangunan | Susunan PV surya, penyimpanan baterai, pengisian daya EV, telekomunikasi, turbin angin |
AC membalikkan arah secara berkala (gelombang sinus), memungkinkan terjadinya titik persilangan nol alami. DC mengalir dalam satu arah secara terus-menerus (bentuk gelombang datar), membuat pemadaman busur listrik jauh lebih menantang.
Implikasi:
AC SPD mendapatkan manfaat dari zero-crossing untuk interupsi busur, sedangkan SPD DC memerlukan mekanisme penekanan busur yang lebih kuat karena karakteristik bentuk gelombang.
Kebutuhan Waktu Respons:
SPD DC biasanya memerlukan waktu respons yang lebih cepat (≤25ns) untuk melindungi terhadap transien cepat.
Teknologi yang Digunakan: Perangkat SPD AC dan DC biasanya menggunakan MOV (varistor oksida logam), pemutus termal, dan terkadang GDT (tabung pelepasan gas). Untuk memahami bagaimana komponen-komponen ini berfungsi di dalam perangkat perlindungan lonjakan arus, lihat panduan terperinci kami tentang bagaimana SPD bekerja.
Contoh:
DC SPD FLY1-40PV menangani hingga 40kA; AC SPD USP2 berkisar hingga 120kA, tergantung modelnya.
Toleransi Lingkungan:
SPD DC biasanya mendukung rentang suhu dan kelembapan relatif yang lebih luas karena aplikasi di luar ruangan.
Mengapa Itu Penting:
Penekanan busur listrik yang tidak memadai pada arester surja DC dapat menyebabkan pelepasan panas dan kebakaran.
Contoh:
Kelas perlindungan lonjakan arus harus diverifikasi melalui label SPD bersertifikasi TUV untuk kepatuhan jaringan listrik.
Memilih Perangkat Pelindung Lonjakan Arus (SPD) yang tepat bukan hanya soal peringkat tegangan – tetapi juga melibatkan posisi pemasangan, koordinasi perlindungan, dan kepatuhan terhadap standar internasional. Berikut adalah faktor utama yang perlu dipertimbangkan:
Sistem AC (IEC 61643-11 / UL 1449)
230/400 V (jaringan TN/TT): Pilih Uc 275V model.
Contoh: Britec BR-40/30FU – Tipe 2 SPD, Uc 275 V, In 20 kA, Imax 40 kA, dengan sekring terintegrasi untuk proteksi cadangan.
Sistem PV DC (IEC 61643-31 / UL 1449 ≤1500 Vdc)
Array 600 Vdc, 1000 Vdc, atau 1500 Vdc: Pilih peringkat DC Uc yang cocok.
Contoh: Britec BRPV3-1000 (Uc 1000 Vdc) atau BRPV3-1500 (Uc 1500 Vdc) – Tipe 1+2 DC SPD untuk kotak penggabung PV dan inverter.
Tip: Selalu periksa apakah Uc (tegangan pengoperasian kontinu) SPD adalah ≥ 1,2 × tegangan sistem nominal untuk menghindari penuaan dini.
Tipe 1 (arus petir 10/350 µs)
Dipasang pada pintu masuk pelayanan/distribusi utama.
Menangani arus petir langsung.
Contoh: BR-12,5M Tipe 1+2 SPD, Iimp 12,5 kA.
Tipe 2 (lonjakan peralihan 8/20 µs)
Dipasang di papan distribusi lantai.
Melindungi terhadap lonjakan switching dan arus petir sisa.
Contoh: BR-40/30FU Tipe 2 SPD (dengan pemisah terintegrasi).
Tipe 3 (titik penggunaan)
Dipasang dekat dengan peralatan sensitif (komputer, server, perangkat medis).
Melindungi dari lonjakan sisa yang tidak dijepit oleh SPD hulu.
Aturan teknik: Jika panjang kabel antara dua tahap proteksi adalah >10 m, pasang SPD tambahan di kedua ujungnya untuk memastikan koordinasi.
SPD harus dikoordinasikan dengan sekering MCB/RCB/cadangan hulu.
Beberapa model, seperti Britec BR-40/30FU, mengintegrasikan pemisah termal dan perlindungan cadangan, mengurangi ruang dan biaya.
AC SPD: IEC 61643-11, UL 1449
SPD PV DC: IEC 61643-31, UL 1449 (≤1500 Vdc)
Selalu pastikan SPD memiliki sertifikasi pengujian CE, UL, atau IEC yang sesuai, terutama untuk proyek internasional.
Memilih SPD yang tepat berarti mencocokkan voltase, memilih Tipe yang benar per tingkat pemasangan, memastikan koordinasi yang tepat, dan mematuhi standar IEC/UL.
Dengan Portofolio Britec (BR-12.5M, BR-40/30FU, BRPV3-1000, BRPV3-1500), Anda dapat mencakup aplikasi tenaga surya perumahan, komersial, industri, dan PV dengan perlindungan lonjakan arus bersertifikat dan berkinerja tinggi.
Perangkat perlindungan lonjakan arus AC dan DC mungkin terlihat serupa, tetapi keduanya melayani sistem yang berbeda secara mendasar. AC SPD dioptimalkan untuk aplikasi gelombang sinus di gedung dan jaringan. SPD DC dirancang untuk bentuk gelombang tegangan datar dalam infrastruktur DC tegangan tinggi dan terbarukan.
Memilih SPD yang tepat sangat penting untuk menjaga peralatan dan menjaga kepatuhan terhadap standar keselamatan.
Untuk memastikan perlindungan optimal:
Optimized by Seraphinite Accelerator
