Kelebihan beban termal tidak terjadi secara acak tetapi dihasilkan dari banyak faktor yang saling berinteraksi. Pada dasarnya, hal itu terjadi ketika komponen atau sistem kelistrikan menanggung beban yang melebihi kapasitas desainnya, menghasilkan panas berlebihan. Di bawah ini kami menganalisis tiga penyebab utama:

Kelebihan beban peralatan terjadi ketika motor atau sirkuit menangani arus di luar kapasitas yang ditentukan. Beban tambahan ini menghasilkan panas berlebihan yang merusak lilitan motor dan komponen lainnya. Skenario umum termasuk menghubungkan beberapa perangkat berdaya tinggi ke satu sirkuit atau mengoperasikan motor di luar spesifikasinya.

Yang sangat memprihatinkan adalah lebih dari 50% bangunan tempat tinggal di AS berusia lebih dari 30 tahun, dengan kabel listrik yang tidak dirancang untuk kebutuhan daya modern. Tanda-tanda peringatan meliputi lampu berkedip, pemutus sirkuit yang sering trip, stopkontak yang hangat atau berubah warna, bau terbakar, dan suara berdengung.

Masalah mekanis meningkatkan resistansi di dalam motor, memaksanya bekerja lebih keras dan mengonsumsi lebih banyak daya. Contoh umum termasuk ketidaksejajaran poros yang menyebabkan gesekan dan bantalan yang aus yang menciptakan resistansi tambahan. Kedua kondisi tersebut mendorong motor melampaui kapasitas termalnya.

Analisis getaran terbukti efektif untuk memantau kesehatan bantalan, karena pola keausan menciptakan perubahan yang terdeteksi dalam frekuensi dan amplitudo getaran yang berfungsi sebagai tanda peringatan dini.

Ketidakseimbangan listrik mengacu pada aliran arus yang tidak merata yang menghasilkan panas tambahan dan memberi tekanan pada komponen. Dalam sistem tiga fase, hilangnya fase memaksa fase yang tersisa untuk membawa lebih banyak arus, yang menyebabkan lilitan motor terlalu panas. Kelebihan beban sirkuit terjadi ketika permintaan daya melebihi kapasitas, seringkali disebabkan oleh kabel yang rusak, pemutus yang rusak, atau stopkontak yang tidak memadai yang menyebabkan penggunaan kabel ekstensi yang tidak aman.

Statistik keselamatan mengungkapkan bahwa kerusakan listrik menyebabkan sekitar 46.700 kebakaran rumah setiap tahun, yang mengakibatkan kerugian lebih dari $1,5 miliar. Lingkungan industri menghadapi waktu henti dan penggantian peralatan yang mahal akibat insiden kelebihan beban termal.

Kelebihan beban termal merusak sistem kelistrikan dalam berbagai cara, menyebabkan kerusakan peralatan, bahaya keselamatan, dan gangguan operasional dengan kegagalan langsung dan degradasi jangka panjang.

Kelebihan beban termal biasanya menyerang komponen sistem yang paling lemah. Isolasi kabel sering kali menderita terlebih dahulu, karena arus berlebihan melelehkan isolasi, memaparkan konduktor ke potensi sumber pengapian. Motor menghadapi risiko serupa, dengan lilitan yang kelebihan beban mengalami kerusakan isolasi yang dapat menyebabkan korsleting atau kegagalan total.

Transformator menghadapi bahaya yang sebanding, karena panas berlebih merusak isolasi pada unit yang berisi oli, meningkatkan risiko kebakaran. Kelebihan beban yang terus-menerus juga merusak kabel, stopkontak, dan pemutus, memperpendek masa pakainya melalui akumulasi tekanan.

Risiko keselamatan dari kelebihan beban termal berkisar dari serius hingga berpotensi mematikan. Kebakaran listrik menimbulkan ancaman paling langsung, karena kabel yang terlalu panas dan stopkontak yang rusak dapat mencapai suhu pengapian. Antara tahun 2011-2020, Biro Statistik Tenaga Kerja AS mencatat 33.890 cedera dan penyakit terkait pekerjaan akibat panas, ditambah 999 kematian dari tahun 1992-2021, yang menyoroti pentingnya manajemen risiko termal.

Isolasi yang rusak juga meningkatkan risiko sengatan listrik dengan memaparkan konduktor, menciptakan potensi kejutan mulai dari ketidaknyamanan ringan hingga cedera yang mengancam jiwa.

Di luar kerusakan komponen dan masalah keselamatan, kelebihan beban termal menyebabkan gangguan operasional yang mahal. Ketika sistem terlalu panas, pemutus pelindung trip untuk mencegah kebakaran tetapi secara bersamaan menghentikan produktivitas. Dalam manufaktur, bahkan pemadaman singkat dapat menimbulkan kerugian yang signifikan.

Sistem yang kelebihan beban juga beroperasi kurang efisien, mengonsumsi lebih banyak energi sambil memberikan kinerja yang tidak konsisten. Tekanan termal yang berkepanjangan mempercepat degradasi material, yang mengarah pada kegagalan peralatan prematur yang dapat berakibat pada pemadaman operasional total.

Mencegah kelebihan beban termal memerlukan penggabungan perangkat pelindung yang tepat, desain yang cerdas, dan perawatan rutin untuk mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah sebelum menjadi bahaya keselamatan atau kegagalan peralatan.

Perangkat penting ini melindungi motor dengan memantau aliran arus dan memutuskan daya selama kelebihan beban yang berkepanjangan. Mereka biasanya menggunakan strip bimetal yang menekuk saat dipanaskan, memicu mekanisme pemadaman. Tersedia dalam versi reset manual atau otomatis, pengaturan ambang batas arus yang tepat sangat penting—terlalu rendah menyebabkan waktu henti yang tidak perlu, sementara terlalu tinggi berisiko perlindungan yang tidak memadai.

Peralatan yang berukuran tepat yang sesuai dengan beban yang dimaksudkan mencegah panas berlebih. Sistem yang terlalu besar dapat berputar secara berlebihan, sementara unit yang terlalu kecil beroperasi pada kapasitas penuh yang konstan, keduanya menghasilkan panas yang tidak perlu. Perawatan rutin harus mencakup:

• Inspeksi visual untuk kerusakan atau korosi
• Pemeriksaan kalibrasi untuk pengaturan suhu
• Pengujian fungsional dengan mensimulasikan kondisi kelebihan beban

Ventilasi yang memadai juga terbukti sangat penting untuk pembuangan panas, sementara pemeliharaan log riwayat trip membantu mengidentifikasi masalah yang berkembang.

Sementara relai kelebihan beban melindungi motor, pemutus sirkuit dan sekering melindungi seluruh sirkuit. Pemutus menggabungkan elemen termal dan magnetik untuk merespons kelebihan beban yang berkelanjutan dan korsleting mendadak. Sekering meleleh saat terkena arus berlebihan, memerlukan penggantian setelah aktivasi. Bersama-sama mereka menciptakan sistem pertahanan berlapis dengan redundansi bawaan.

Kelebihan beban termal menghadirkan ancaman serius bagi sistem kelistrikan, yang berpotensi menyebabkan kerusakan peralatan, insiden keselamatan, dan gangguan operasional. Langkah-langkah pencegahan yang efektif sangat penting untuk menjaga operasi yang aman dan andal. Wawasan inti meliputi:

• Kelebihan beban peralatan, masalah mekanis, dan ketidakseimbangan listrik merupakan penyebab utama
• Dampaknya berkisar dari kerusakan komponen hingga bahaya keselamatan dan waktu henti sistem
• Pencegahan memerlukan relai kelebihan beban, ukuran peralatan yang tepat, dan perangkat perlindungan sirkuit

Khususnya, motor induksi tiga fase terdiri dari hampir 80% aplikasi industri, sementara kelebihan beban listrik menempati urutan teratas sebagai penyebab kegagalan sirkuit perumahan. Statistik ini menggarisbawahi perlunya peralatan pelindung yang andal.

Melalui inspeksi rutin, komponen yang berukuran tepat, dan respons cepat terhadap tanda-tanda peringatan, organisasi dapat secara efektif mengurangi risiko kelebihan beban termal, memastikan keselamatan dan keandalan sistem kelistrikan sekaligus melindungi investasi peralatan.