Skip to content

Search ARSTEMA

Type a chapter, term, symptom, or tool.

    Back to the atlas
    Electrical & Control · Chapter 47Applied

    By Kurnia · Published September 30, 2026 · Revised October 29, 2026 · Version 3 · 24 min read

    Proteksi motor: relai beban lebih, MPCB, termistor, dan relai fasa

    Bab ini memilih, menyetel, dan mengoordinasikan pelindung motor induksi tiga fasa: relai beban lebih termal dan elektronik dengan kelas tripnya, MPCB, pengaman hubung pendek, termistor PTC di belitan, relai fasa, dan relai beban kurang, beserta koordinasi tipe 1 dan tipe 2. Angka 110 sampai 115 % pada PUIL 2020 dibaca terbuka sebagai arus pengenal minimum gawai, sedangkan setelan relai mengikuti arus pelat nama, termasuk 0,58 kali arus pelat nama pada starter bintang-segitiga. Contoh kerja menyusun proteksi lengkap motor drum ekstraksi 11 kW dengan waktu asut 8,7 sampai 10,6 s dari bab memilih motor untuk beban: kelas trip, setelan, pengaman hubung pendek, kabel 125 %, dan varian bintang-segitiga. Pemilihan kabel rinci, arus hubung pendek prospektif, dan selektivitas dibahas di bab lain.

    This chapter is still in Indonesian. Its English edition will follow.

    High-risk material

    This material involves real hazards. A concept explanation doesn’t replace site procedures, competency, energy isolation, the latest SDS, or a work permit.

    Section you’re reading: Chapter opening

    Motor drum ekstraksi sebuah washer-extractor di laundry hotel diputus relai beban lebih setiap kali muatan selimut diperas. Teknisi memutar kenop setelan dari 21 A ke 24 A dengan alasan PUIL 2020 menyebut 110 sampai 115 %. Trip berhenti, dan dua bulan kemudian belitan motor berbau hangus. Di bengkel lain, relai disetel sama dengan MCB 63 A untuk motor 29 A, mengikuti sebuah buku ajar. Kedua kasus berawal dari pertanyaan yang sama: angka mana yang dilindungi relai, dan apa yang terjadi bila angka itu dinaikkan.

    Batas pembahasan

    Bab ini membahas pelindung motor induksi rotor sangkar tiga fasa tegangan rendah dengan asut langsung atau bintang-segitiga. Motor satu fasa ada di Bab 42, proteksi bawaan soft starter di Bab 57, proteksi termal VFD di Bab 68, serta proteksi arus lebih kabel, arus hubung pendek prospektif, kemampuan pemutusan, dan selektivitas di Bab 23 sampai Bab 25. Angka contoh adalah ilustrasi; setelan nyata mengikuti pelat nama, lembar data motor, kurva relai, dan tabel koordinasi pabrikan. Bab ini bahan belajar, bukan instruksi kerja: pengukuran arus pada rangkaian bertegangan hanya dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD, seperti diatur Bab 14 tentang keselamatan alat ukur.

    Empat gangguan, empat jenis pelindung

    Gangguan motor dibedakan menurut besar arus dan kecepatan kenaikan suhunya. Beban lebih ringan, 1,05 sampai 1,5 kali INI_\text{N} selama menit sampai jam, ditangani relai beban lebih dan termistor. Pada fasa hilang, motor yang berjalan menarik arus lebih besar pada dua konduktor, sedangkan motor yang diam hanya berdengung dengan arus mendekati arus rotor terkunci (Bab 40 tentang motor induksi tiga fasa); pelindungnya relai peka fasa hilang, relai fasa, dan termistor. Rotor terkunci atau asut yang terlalu lama memanaskan batang rotor dan belitan dalam belasan detik, dan arus hubung pendek, ratusan sampai ribuan ampere, harus diputus sekering, pemutus magnetik, atau MPCB dalam milidetik. Kipas rusak, sirip tertutup serat, suhu ruang tinggi, dan asut terlalu sering tidak terlihat oleh arus, tetapi terlihat oleh termistor.

    PUIL 2020 Bagian 5-510, 5100.5.4.3, memisahkan gawai proteksi motor menjadi gawai proteksi arus lebih (GPAL, istilah PUIL untuk proteksi beban lebih) dan gawai proteksi hubung pendek (GPHP). Pelindung beban lebih yang tidak mampu memutus arus hubung pendek harus dilindungi GPHP (5100.5.4.6), dan motor tiga fasa yang terpasang tetap dan bekerja tanpa pengawasan wajib dilindungi terhadap beban lebih (5100.5.4.2.2).

    Relai beban lebih termal dan elektronik

    Relai beban lebih (overload relay) adalah pelindung yang mengindera arus motor dan, bila arus terlalu besar terlalu lama, membuka kontak 95-96 di sirkit koil kontaktor serta menutup kontak sinyal 97-98; daya diputus kontaktor, sesuai penandaan kontak di Bab 46 tentang komponen kendali. Pada relai termal, kelembaman panas tiga keping bimetal meniru pemanasan motor secara kasar, sehingga motor yang baru trip tidak dapat segera dijalankan lagi, dan mekanisme diferensial pada jenis yang peka fasa hilang mempercepat trip bila satu keping tertinggal. Reset dapat diatur manual atau otomatis, tetapi PUIL 2020 5100.5.4.8 melarang pelindung beban lebih yang menjalankan motor lagi secara otomatis setelah trip, kecuali diizinkan untuk motor itu, sehingga pada mesin berdrum reset dibiarkan manual. Relai elektronik menghitung model termal motor dari trafo arus, dengan setelan lebih teliti, kelas trip yang dapat dipilih, deteksi fasa hilang dan ketidakseimbangan yang lebih tegas, dan pada sebagian jenis deteksi rotor terkunci atau masukan termistor.

    Batas kerja pada arus kecil. IEC 60947-4-1 menetapkan bahwa relai tidak memutus dalam dua jam pada 1,05 kali arus setelan dari keadaan dingin dan memutus dalam dua jam pada 1,2 kali; Bab 16 tentang tang ampere memakai batas yang sama, dan satu katalog relai termal menyebut ambang trip 1,14 ± 0,06 kali. Karena itu trip pada kelebihan kecil, misalnya arus ekuivalen siklus cuci 1,16 kali arus pengenal di Bab 41 tentang data motor lanjutan, menandakan motor memang terlalu panas.

    Kelas trip (trip class) adalah golongan relai menurut waktu tripnya dari keadaan dingin ketika dialiri 7,2 kali arus setelan: kelas 10A memutus setelah lebih dari 2 s dan paling lama 10 s, kelas 10 setelah 4 sampai 10 s, kelas 20 setelah 6 sampai 20 s, dan kelas 30 setelah 9 sampai 30 s. Nomor kelas adalah batas atas, bukan waktu tripnya, sehingga kelas dipilih dari dua syarat:

    ta<ttrip(Il)<ttahant_\text{a} < t_\text{trip}(I_\text{l}) < t_\text{tahan}

    dengan tat_\text{a} waktu asut pada beban terberat yang wajar, ttrip(Il)t_\text{trip}(I_\text{l}) waktu trip pada arus rotor terkunci menurut kurva relai, dan ttahant_\text{tahan} waktu tahan rotor terkunci dari lembar data motor untuk keadaan dingin dan panas, dalam detik. Syarat kiri mencegah trip saat asut normal; syarat kanan memastikan relai memutus motor yang macet sebelum belitannya rusak. Pita kelas hanya menyaring calon; keputusan diambil dari kurva relai yang sebenarnya pada keadaan panas saat motor biasa diasut.

    Setelan relai dan angka 110 sampai 115 % di PUIL 2020

    Relai beban lebih disetel pada arus pelat nama motor untuk tegangan dan hubungan belitan yang dipakai. Karena relai sudah memberi kelonggaran sendiri, tidak memutus pada 1,05 kali setelan dan memutus sekitar 1,1 sampai 1,2 kali, menambah 10 % pada setelan membiarkan motor bekerja pada sekitar 1,25 kali arus pengenal tanpa diputus; menurut Bab 41, umur isolasinya lalu turun cepat, dan faktor layanan gaya NEMA juga bukan alasan menaikkan setelan.

    Arus pelat nama tidak otomatis menjadi setelan (Bab 52 tentang kontrol motor listrik), karena yang menentukan adalah arus yang dilihat relai di tempat ia dipasang, misalnya arus belitan pada starter bintang-segitiga. Bila kapasitor kompensasi individual disambung di hilir relai, relai melihat arus yang lebih kecil dari arus motor, sehingga setelan diturunkan menurut PUIL 2000 5.10.3 (PUIL 2000, sebagai rujukan cadangan); hitungannya ada di Bab 7 tentang perbaikan faktor daya.

    Tafsir PUIL 2020. Bagian 2, 2.2.8.3, dan Bagian 5-510, 5100.5.4.3, menulis bahwa arus pengenal GPAL motor sekurang-kurangnya 110 sampai 115 % arus pengenal motor. Bab ini membacanya sebagai syarat arus pengenal gawai, yaitu ukuran rangka atau batas atas rentang setelan relai, bukan titik setelan, karena tiga hal: "sekurang-kurangnya" menetapkan batas bawah, padahal setelan pelindung yang dinaikkan justru mengurangi perlindungan; catatan di bawah Gambar 5100.5.2 meminta proteksi beban lebih disetel dekat pada arus pengenal motor; dan contoh 5100.5.6 membulatkan 115 % dari 42 A menjadi 50 A "sesuai standar", yaitu memilih ukuran gawai. PUIL 2000 5.5.4.3 justru memberi batas atas: pelindung beban lebih tidak boleh disetel lebih tinggi daripada yang diperlukan untuk mengasut motor pada beban penuh. Bila instansi berwenang membacanya lain, setelan di atas arus pelat nama tetap harus dibenarkan data pabrikan motor.

    Jumlah unsur pengindera. Tabel 5100.5.1 PUIL 2020 masih mensyaratkan minimum dua unsur pengindera untuk motor tiga fasa, padahal relai dua unsur tidak melihat fasa yang tidak diinderanya dan 431.1.1 meminta tindakan pencegahan bila pemutusan satu fasa berbahaya bagi motor tiga fasa. Bab ini mengajarkan tiga unsur dengan kepekaan fasa hilang, atau relai elektronik dengan deteksi fasa hilang, sebagai pilihan yang benar.

    Relai beban lebih pada starter bintang-segitiga

    Pada starter bintang-segitiga, relai dapat dipasang di jalur suplai sebelum percabangan atau, yang lazim, di jalur belitan sesudah kontaktor utama, tempat relai mengindera arus belitan pada kedua tahap.

    Ir=IN3≈0,58 INI_\text{r} = \frac{I_\text{N}}{\sqrt{3}} \approx 0{,}58\,I_\text{N}

    dengan IrI_\text{r} setelan relai dan INI_\text{N} arus pelat nama hubungan segitiga pada tegangan jaringan (A), menurut hubungan arus belitan dan arus saluran di Bab 8 tentang sistem tiga fasa. Relai di jalur belitan yang disetel pada INI_\text{N} membiarkan belitan bekerja sampai 1,7 kali arus pengenalnya; relai di jalur suplai yang disetel pada INI_\text{N} kurang melindungi belitan selama tahap bintang, karena arus saluran saat itu sama dengan arus belitan. PUIL 2020 Bagian 2, 2.6.4.1 b), memakai logika yang sama: kabel antara motor dan starter boleh lebih kecil daripada kabel sirkit, tetapi KHA-nya tidak boleh kurang dari 1/31/\sqrt{3}, kira-kira 58 %, arus pengenal motor.

    MPCB untuk beban lebih dan hubung pendek

    Pemutus sirkit proteksi motor (motor protection circuit breaker, MPCB) adalah pemutus yang menggabungkan pelepas termal yang dapat disetel dan pelepas magnetik tetap. Satu katalog menyebut ambang magnetik paling tinggi 13 kali arus pengenal, kelas trip 10A, kepekaan fasa hilang, dan pelepas tegangan kurang sebagai tambahan.

    Pelepas tegangan kurang diperlukan bila MPCB langsung menjadi sakelar motor, dan tidak bila MPCB diikuti kontaktor yang lepas saat tegangan hilang. Keduanya memenuhi 5100.5.7.6 PUIL 2020, yang meminta start ulang otomatis yang berbahaya setelah tegangan turun atau hilang dicegah, hanya bila kontaktornya dikendalikan dengan penahan diri dan tombol start sesaat; kendali dua kawat dengan sakelar pilih, termostat, atau pelampung menyalakan motor lagi saat tegangan pulih dan dinilai tersendiri.

    Pengaman hubung pendek motor

    GPHP harus membiarkan motor terasut, tetapi memutus hubung pendek sebelum kabel, kontaktor, dan relai rusak (5100.5.5.2). Bab 16 tentang tang ampere menunjukkan bahwa puncak siklus pertama arus asut dapat mendekati dua kali puncak sinus simetris karena komponen searah sementara, sehingga bab ini memakai patokan ambang magnetik paling sedikit dua kali arus rotor terkunci nilai efektif:

    IiIl≥2\frac{I_\text{i}}{I_\text{l}} \geq 2

    dengan IiI_\text{i} ambang pelepasan seketika (magnetik) pada batas bawah toleransinya dan IlI_\text{l} arus rotor terkunci, keduanya nilai efektif (A). Angka 2 adalah patokan bab ini, bukan klausul standar. IEC 60898-1 menetapkan pelepasan seketika MCB kurva B pada 3 sampai 5, kurva C pada 5 sampai 10, dan kurva D pada 10 sampai 20 kali arus pengenal, sehingga kurva C berarus pengenal dekat arus motor hampir pasti trip saat asut langsung.

    Arus pengenal GPHP harus tidak lebih dari KHA kabel IzI_\text{z} (PUIL 2020 5100.5.4.3 dan 2.2.8.3), dan IzI_\text{z} sekurang-kurangnya 125 % arus pengenal motor (5100.5.3.1). Syarat ini dipenuhi MPCB atau gawai proteksi hubung pendek saja menurut 432.3, yaitu pemutus berpelepas hubung pendek saja atau sekering aM, yang menurut 432.2 tidak memproteksi beban lebih. Sekering gG atau pemutus termal-magnetik biasa sering harus melebihi IzI_\text{z} agar motor terasut, dan 2.2.8.1 mengizinkan GPHP lebih besar dari KHA asal energi hubung pendek tetap diputus sebelum merusak konduktor dan terminasinya. Batas atasnya tidak diberi angka di PUIL 2020 yang tersedia, sehingga dipakai Tabel 5.5-2 dan 4.2.8.4 PUIL 2000: pemutus sirkit 250 % arus beban penuh untuk motor sangkar asut langsung atau bintang-segitiga, 200 % dengan autotrafo, 150 % untuk rotor belit, dan sekering 400 % untuk semua jenis. Contoh tiga motor PUIL 2020 5100.5.6 memilih kabel sirkit utama berkemampuan 244 A untuk kebutuhan 249 A, sehingga ukuran berikutnya harus diambil.

    Termistor, relai fasa, dan relai beban kurang

    Termistor koefisien suhu positif (positive temperature coefficient, PTC) adalah sensor yang resistansinya kecil pada suhu normal dan naik tajam di sekitar suhu tanggap nominalnya. Termistor ditanam satu per fasa di kepala belitan dan disambung seri ke unit kendali yang memutus kontaktor; unit itu diatur IEC 60947-8:2021. Satu lembar data unit termistor menyebut resistansi seri dingin paling tinggi 750 Ω, trip pada 2,83 kΩ, pulih pada 1,1 kΩ, dan deteksi hubung singkat kabel sensor pada 12 Ω.

    IEC 60034-11:2020 membedakan beban lebih lambat, yang suhunya dapat diikuti sensor, dari beban lebih cepat seperti rotor terkunci, yang dapat merusak belitan secara permanen. Sensor di stator tertinggal saat rotor terkunci dan tidak melihat batang rotor, sehingga termistor melengkapi relai beban lebih dan tidak menggantikannya.

    Relai pemantau fasa (phase monitoring relay) adalah relai yang mengukur tegangan suplai, bukan arus motor, lalu memutus atau mencegah asut bila satu fasa hilang, tegangan tidak seimbang melampaui ambang, tegangan terlalu rendah atau tinggi, atau urutan fasa terbalik, yang merusak mesin tertentu (Bab 8). Relai fasa melihat fasa hilang di hulunya sebelum motor diasut, tetapi tidak melihat konduktor yang putus di hilirnya. Selama motor berputar, belitannya dapat membangkitkan kembali tegangan pada fasa yang hilang, sehingga relai yang hanya membaca besar tegangan dapat terkecoh; relai yang juga mengukur ketidakseimbangan lebih peka.

    Relai beban kurang (underload relay) adalah relai yang memutus motor bila bebannya turun di bawah ambang. Pompa yang berjalan kering kehilangan beban hidrolik, sehingga arusnya turun dan perapat porosnya panas. Arus motor induksi pada beban kecil didominasi arus magnetisasi, sehingga selisih arus antara pompa kering dan poros tanpa beban sangat kecil, dan relai yang mengukur daya aktif atau faktor daya membedakannya lebih tegas daripada relai arus.

    Koordinasi tipe 1 dan tipe 2

    Kontaktor dan relai beban lebih harus bertahan saat GPHP di hulunya memutus hubung pendek; tingkat ketahanan itu disebut koordinasi (coordination), dan IEC 60947-4-1 mengenal dua tingkatnya. Pada tipe 1, starter tidak boleh membahayakan orang atau instalasi, tetapi boleh rusak dan perlu diperbaiki atau diganti sebelum dipakai lagi. Pada tipe 2, starter juga tidak membahayakan dan tetap dapat dipakai: kontak boleh sedikit melekat asal mudah dipisahkan, dan karakteristik relai tidak berubah. Koordinasi hanya dibuktikan oleh uji pabrikan untuk kombinasi tertentu, sehingga GPHP, kontaktor, dan relai dipilih dari tabel koordinasi pabrikan yang sama untuk arus hubung pendek prospektif di titik itu.

    Contoh kerja

    Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Semua arus diukur personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.

    Contoh 1: setelan dan kelas trip motor drum ekstraksi 11 kW. Motor ekstraksi dari Bab 43 berdaya 11 kW, empat kutub, 1.470 rpm, dengan waktu asut langsung 8,7 s untuk muatan seprai dan 10,6 s untuk selimut; data tambahannya pelat nama 400/690 V Δ/Y, IN=21,0I_\text{N} = 21{,}0 A pada 400 V Δ, Il/IN=7,0I_\text{l}/I_\text{N} = 7{,}0, dan ttahan=16t_\text{tahan} = 16 s dari keadaan panas. Relai di jalur saluran disetel 21,0 A, dengan rentang 17 sampai 25 A; batas atasnya 25/21,0=1,1925/21{,}0 = 1{,}19 kali arus motor, memenuhi tafsir arus pengenal gawai sekurang-kurangnya 110 sampai 115 %. Arus rotor terkunci 7,0×21,0=1477{,}0 \times 21{,}0 = 147 A hampir sama dengan titik uji 7,2 kali setelan. Kelas 10 gugur, karena batas atasnya 10 s di bawah 10,6 s dan batas bawahnya 4 s jauh di bawah 8,7 s. Dengan cadangan 20 % di atas asut terlama, calon kelas 20 harus memenuhi

    1,2×10,6=12,7 s≤ttrip(147 A)≤16 s1{,}2 \times 10{,}6 = 12{,}7\ \text{s} \leq t_\text{trip}(147\ \text{A}) \leq 16\ \text{s}

    Kurva relai kelas 20 yang dipilih harus berada di jendela sempit ini pada keadaan panas, termasuk pita toleransinya, sehingga pilihannya relai elektronik dengan kurva kelas 20 bertoleransi sempit. Fungsi rotor terkunci pada banyak relai baru aktif setelah asut selesai, jadi macet saat asut tetap ditangani kurva termal; termistor di belitan ditambahkan untuk asut berulang dan pendinginan yang buruk. Jendela sempit juga tanda bahwa asut langsung beban ini di batas kemampuan motor, sehingga perbaikan akarnya adalah cara asut (Bab 53 tentang metode pengasutan motor).

    Contoh 2: kabel dan pengaman hubung pendek motor yang sama. KHA kabel sirkit akhir motor Contoh 1 menurut 5100.5.3.1, setelah faktor koreksi suhu dan pengelompokan, sekurang-kurangnya Iz≥1,25×21,0=26,25I_\text{z} \geq 1{,}25 \times 21{,}0 = 26{,}25 A, dan relai 21,0 A yang lebih kecil dari IzI_\text{z} juga melindungi kabel dari beban lebih. MPCB standar kelas 10A, yang cocok untuk pompa dan kipas, terlalu cepat untuk asut drum ini, sehingga GPHP-nya pemutus berpelepas magnetik saja 25 A atau sekering aM 25 A, keduanya tidak lebih dari IzI_\text{z} sesuai 5100.5.4.3. Ambang magnetik 13 kali yang ditulis katalog sebagai nilai paling tinggi memberi 13×25=32513 \times 25 = 325 A dan 325/147=2,2325/147 = 2{,}2, yaitu kasus terbaik; patokan Ii/Il≥2I_\text{i}/I_\text{l} \geq 2 diperiksa dengan batas bawah toleransi ambang dari lembar data.

    Arus asut 147 A adalah 5,9 kali 25 A, di daerah tempat sekering aM boleh melebur dalam kurang dari 60 s, sehingga ukuran aM untuk asut 10,6 s yang berulang ditentukan dari kurva dan tabel jumlah asut pabrikan; ukuran berikutnya, di atas IzI_\text{z}, diizinkan 2.2.8.1 selama hubung pendek tetap diputus sebelum merusak kabel. Kemampuan pemutusannya harus melampaui arus hubung pendek prospektif di PHB, dan kombinasi GPHP, kontaktor AC-3, serta relai diambil dari tabel koordinasi tipe 2 pabrikan. Proteksi ini dilengkapi relai fasa di hulu, dan tidak satu pun setelannya di atas 21,0 A.

    Contoh 3: varian bintang-segitiga motor drum yang sama. Motor 400/690 V Δ/Y pada Contoh 1 dapat diasut bintang-segitiga pada jaringan 400 V, dengan relai di jalur belitan disetel

    Ir=21,03=12,1 AI_\text{r} = \frac{21{,}0}{\sqrt{3}} = 12{,}1\ \text{A}

    Keenam konduktor antara starter dan motor masing-masing membawa arus belitan, dan KHA minimumnya menurut 2.6.4.1 b) juga 21,0/3=12,121{,}0/\sqrt{3} = 12{,}1 A. Bab ini menganjurkan faktor 125 % ikut diterapkan pada arus belitan, sehingga KHA-nya 1,25×21,0/3=15,21{,}25 \times 21{,}0/\sqrt{3} = 15{,}2 A; anjuran ini bukan klausul PUIL. Pada tahap bintang, arus saluran sama dengan arus belitan, yaitu sepertiga arus asut langsung, 147/3=49147/3 = 49 A atau 4,0 kali setelan, dan torsinya juga tinggal sepertiga, sehingga drum berinersia besar dapat tertahan pada kecepatan rendah (Bab 43).

    Contoh 4: pompa air panas yang menarik arus lebih. Relai beban lebih pompa sirkulasi air panas hotel disetel 10,0 A, sama dengan arus pelat nama, dan tiga arus terukur dibandingkan dengan batas IEC 60947-4-1:

    10,410,0=1,04,11,510,0=1,15,12,510,0=1,25\frac{10{,}4}{10{,}0} = 1{,}04, \qquad \frac{11{,}5}{10{,}0} = 1{,}15, \qquad \frac{12{,}5}{10{,}0} = 1{,}25

    Pada 1,04 kali, relai yang sehat tidak memutus. Pada 1,15 kali, relai berada di daerah ragu: ambang katalog 1,14 ± 0,06 berarti 10,8 sampai 12,0 A, sehingga trip dapat datang setelah puluhan menit atau tidak sama sekali. Pada 1,25 kali, relai harus memutus dalam dua jam. Keadaan kedua tidak diselesaikan dengan menaikkan setelan; penyebab arus lebih, misalnya bantalan atau impeler, dicari lebih dulu (Kondisi berhenti 1).

    Contoh 5: fasa hilang pada motor segitiga. Relai motor segitiga kipas buang dapur hotel disetel 15,2 A, sama dengan arus pelat nama, tanpa kepekaan fasa hilang. Satu konduktor saluran putus saat motor berjalan, dan dua arus saluran yang tersisa terbaca 16,0 A. Dengan pendekatan impedansi belitan sama, belitan di antara dua saluran itu mengalirkan kira-kira dua pertiga arus saluran, sedangkan arus pengenal belitan hanya 0,58 kali arus saluran pengenal:

    Ibelitan≈23×16,0=10,7 A,IN3=15,23=8,78 AI_\text{belitan} \approx \tfrac{2}{3} \times 16{,}0 = 10{,}7\ \text{A}, \qquad \frac{I_\text{N}}{\sqrt{3}} = \frac{15{,}2}{\sqrt{3}} = 8{,}78\ \text{A}

    Belitan terberat bekerja pada 1,22 kali arus pengenalnya, padahal relai hanya melihat 16,0/15,2=1,0516{,}0/15{,}2 = 1{,}05 kali setelan, tepat di batas tidak memutus, dan pada beban lebih kecil arus saluran bahkan dapat di bawah setelan. Motor dapat terus berjalan dengan satu belitan kepanasan; keadaan ini ditangkap relai peka fasa hilang, relai elektronik dengan ambang ketidakseimbangan, atau termistor.

    Contoh 6: membaca termistor PTC kipas buang. Unit termistor kipas yang sama memutus kontaktor walaupun arusnya normal. Dalam keadaan bebas tegangan, resistansi seri ketiga termistor terbaca 3,4 kΩ sesaat setelah trip, di atas 2,83 kΩ, sehingga belitan memang panas: sirip yang tertutup lemak dibersihkan, dan unit baru dapat di-reset setelah resistansi turun di bawah 1,1 kΩ. Setelah dingin terbaca 3×150=450 Ω≤750 Ω3 \times 150 = 450\ \Omega \le 750\ \Omega, jadi sensor normal. Bacaan 8 Ω, di bawah 12 Ω, menandakan kabel sensor terhubung singkat: termistor dianggap tidak bekerja (Kondisi berhenti 5).

    Kondisi berhenti

    Hentikan pekerjaan, jangan menjalankan mesin lagi, dan serahkan keputusan lanjutannya kepada personel kompeten yang ditugaskan atas motor itu bila salah satu keadaan berikut ditemui.

    1. Relai beban lebih trip berulang: setelan tidak dinaikkan melewati arus pelat nama sebelum arus ketiga fasa diukur oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD, dan sebelum penyebabnya ditemukan. Penelusurannya ada di Bab 44 tentang kerusakan dan uji motor.
    2. Relai, termistor, atau relai fasa ditemukan dijembatani, dilepas dari sirkit koil, atau diset ke nilai maksimum rentangnya: mesin tidak dioperasikan sampai pelindung dipulihkan dan diuji.
    3. GPHP trip saat asut atau saat bekerja: jangan diganti dengan ukuran lebih besar dan jangan dinyalakan ulang berkali-kali sebelum kabel dan motor diperiksa dalam keadaan bebas tegangan yang terverifikasi, seperti diatur Bab 2 · Keselamatan tentang verifikasi keadaan aman.
    4. Motor yang terkunci atau fasa hilang pernah bekerja sampai pelindung memutus: resistansi isolasi dan belitan diperiksa lebih dulu, karena energi panasnya mungkin sudah merusak isolasi.
    5. Unit termistor menunjukkan sensor terbuka atau hubung singkat: termistor dianggap tidak bekerja, bukan dianggap aman.
    6. Relai beban lebih ditemukan pada posisi reset otomatis di mesin yang dapat bergerak sendiri saat relai pulih, misalnya drum dengan kendali dua kawat: mesin tidak dioperasikan sampai reset dikembalikan ke manual dan urutan start diverifikasi (PUIL 2020 5100.5.4.8).

    Salah tafsir yang sering terjadi

    Guess what’s wrong first, then open the explanation.

    Common misconception

    Setelan relai = arus nominal ditambah 10 %.

    Why is it wrong?

    Arus diambil dari pelat nama, bukan dihitung dari daya, dan relai sudah memberi kelonggaran 5 sampai 20 % sendiri.

    Common misconception

    Setelan relai disamakan dengan MCB.

    Why is it wrong?

    Relai motor 29 A disetel 29 A, sedangkan relai 63 A tidak pernah melihat beban lebih; batas atas pemutus 2,5×29=72,52{,}5 \times 29 = 72{,}5 A menurut Tabel 5.5-2 PUIL 2000 adalah batas pengaman hubung pendek, bukan setelan relai.

    Common misconception

    Relai beban lebih memutus sirkit daya.

    Why is it wrong?

    Kontak utama relai hanya dilewati arus; yang memutus adalah kontaktor setelah kontak 95-96 membuka sirkit koil.

    Common misconception

    Relai beban lebih melindungi dari hubung singkat.

    Why is it wrong?

    Pelindung beban lebih yang tidak mampu memutus arus hubung pendek harus dilindungi GPHP (5100.5.4.6).

    Hubungan dengan bab lain

    Dasar bab ini ada di Bab 40 sampai Bab 43 (motor induksi tiga fasa sampai memilih motor untuk beban), Bab 52 (kontrol motor listrik), dan Bab 1 · Keselamatan (bahaya dan kondisi berhenti); sisi kabel dan pengaman hulu ada di Bab 23 sampai Bab 25. Lanjutannya Bab 48 (relai waktu dan relai fungsi), Bab 53 (metode pengasutan motor), dan Bab 79 (diagnosis kendali motor).

    Latihan dan pembahasan

    Tuliskan rumus, satuan, dan asumsi; angka dalam soal adalah data latihan.

    Try to answer first, then open the worked solution.

    1. Motor 7,5 kW berpelat 15,2 A pada 400 V Δ. Tentukan setelan relai untuk asut langsung dan untuk bintang-segitiga dengan relai di jalur belitan, lalu nilailah teknisi yang menyetel 17,5 A karena PUIL 2020 menyebut 115 %.

      See the worked solution

      Asut langsung 15,2 A; bintang-segitiga 15,2/3=8,815{,}2/\sqrt{3} = 8{,}8 A. Setelan 17,5 A adalah 1,15 kali arus pelat nama, sehingga dengan ambang relai 1,1 sampai 1,2 kali motor dapat bekerja sekitar 1,3 kali arus pengenal tanpa diputus. Alasannya lemah, karena menurut tafsir bab ini 115 % adalah batas bawah arus pengenal gawai, bukan setelan.

    2. Pompa sentrifugal terasut dalam 3 s dan konveyor berat dalam 12 s; waktu tahan rotor terkunci keduanya 18 s dari keadaan panas. Pilih kelas trip yang layak untuk masing-masing dan jelaskan mengapa kelas saja belum cukup.

      See the worked solution

      Pompa: kelas 10 cukup, karena 4 s di atas 1,2×3=3,61{,}2 \times 3 = 3{,}6 s dan 10 s di bawah 18 s; kelas 10A (batas bawah 2 s) perlu dicek kurvanya. Konveyor memerlukan kelas 20 atau 30 karena 12 s melampaui batas atas kelas 10, tetapi batas atas keduanya melampaui 18 s, sehingga yang menentukan adalah kurva relai di antara 1,2×12=14,41{,}2 \times 12 = 14{,}4 s dan 18 s pada keadaan panas.

    3. Motor segitiga IN=18I_\text{N} = 18 A berjalan pada beban sedang ketika satu konduktor saluran putus, dan dua arus saluran yang tersisa menjadi 17 A. Bandingkan arus belitan terberat dengan arus pengenal belitan, lalu tentukan apakah relai tanpa kepekaan fasa hilang yang disetel 18 A bereaksi dan pelindung apa yang menangkap keadaan ini.

      See the worked solution

      Belitan terberat membawa 23×17=11,3\tfrac{2}{3} \times 17 = 11{,}3 A, yaitu 1,09 kali arus pengenal belitan 18/3=10,418/\sqrt{3} = 10{,}4 A, sedangkan relai melihat 17/18=0,9417/18 = 0{,}94 kali setelan dan tidak bereaksi. Yang lebih pasti menangkapnya adalah relai elektronik dengan ambang ketidakseimbangan dan termistor; relai fasa hanya bila putusnya di hulu relai itu, dan dapat terkecoh tegangan yang dibangkitkan motor.

    4. Motor 4 kW, IN=8,2I_\text{N} = 8{,}2 A, Il/IN=7,5I_\text{l}/I_\text{N} = 7{,}5. Periksa dengan patokan Ii/Il≥2I_\text{i}/I_\text{l} \geq 2: MCB kurva C 10 A, MCB kurva D 10 A, dan MPCB rentang 6,3 sampai 10 A yang ambang magnetiknya, pada batas bawah toleransi, 13 kali 10 A.

      See the worked solution

      Il=7,5×8,2=61,5I_\text{l} = 7{,}5 \times 8{,}2 = 61{,}5 A. Kurva C 10 A (50 sampai 100 A) dapat melepas saat asut, sehingga ditolak; kurva D 10 A memberi 100/61,5=1,6100/61{,}5 = 1{,}6, di bawah patokan 2, sehingga berisiko. MPCB memberi 130/61,5=2,1130/61{,}5 = 2{,}1 dan memenuhi, dengan pelepas termal disetel 8,2 A.

    5. Contoh PUIL 2020 5100.5.6 menghitung GPAL motor 42 A sebagai 1,15×42=48,31{,}15 \times 42 = 48{,}3 A, "diambil 50 A". Mengapa 50 A lebih masuk akal dibaca sebagai ukuran gawai daripada setelan, dan setelan berapa yang benar?

      See the worked solution

      Setelan yang naik mengurangi perlindungan, sehingga "sekurang-kurangnya" hanya bermakna untuk ukuran gawai, dan 50 A adalah ukuran standar di atas 48,3 A. Motor itu diasut bintang-segitiga, jadi dengan relai di jalur belitan setelannya 42/3=24,242/\sqrt{3} = 24{,}2 A dan batas atas rentangnya sekurang-kurangnya 1,15×42/3=27,91{,}15 \times 42/\sqrt{3} = 27{,}9 A; setelan 42 A hanya berlaku bila relai di jalur suplai, dengan perlindungan belitan yang lemah pada tahap bintang.

    6. Motor pompa 5,5 kW (IN=10,8I_\text{N} = 10{,}8 A) menarik 8,9 A dan 4,8 kW pada operasi normal, 5,3 A dan 1,1 kW saat pompa kering, serta 5,0 A dan 0,35 kW dengan poros lepas. Hitung perubahan relatif arus dan daya saat pompa kering, lalu pilih besaran untuk relai beban kurang.

      See the worked solution

      Arus turun (8,9−5,3)/8,9=40(8{,}9 - 5{,}3)/8{,}9 = 40 % dan daya turun (4,8−1,1)/4,8=77(4{,}8 - 1{,}1)/4{,}8 = 77 %, sedangkan selisih arus pompa kering dan poros lepas hanya (5,3−5,0)/5,3=6(5{,}3 - 5{,}0)/5{,}3 = 6 %, dan arus magnetisasi ikut berubah bersama tegangan. Karena itu dipilih relai daya aktif atau faktor daya, misalnya berambang di antara 1,1 dan 4,8 kW, dengan tunda waktu agar tidak trip saat asut.

    Referensi

    External sources

    • IEC 60947-4-1:2023 (Ed. 5.0), Contactors and motor-starters, Electromechanical contactors and motor-starterswebstore.iec.ch
    • IEC 60898-1:2015+AMD1:2019 CSV (Ed. 2.1), Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installationswebstore.iec.ch
    • IEC 60947-8:2021 (Ed. 2.0), Control units for built-in thermal protection (PTC) for rotating electrical machineswebstore.iec.ch
    • IEC 60034-11:2020 (Ed. 3.0), Rotating electrical machines, Part 11: Thermal protection, pratinjau tekscdn.standards.iteh.ai

    Revision history

    DateVersionChange
    October 29, 20263Revised to the chapter standard
    October 20, 20262Expanded in wave R10: worked examples, stop conditions, and cross-chapter references
    September 30, 20261First published

    How to cite

    Kurnia (2026). Proteksi motor: relai beban lebih, MPCB, termistor, dan relai fasa. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/proteksi-motor-relai-beban-lebih-mpcb-termistor-dan-relai-fasa

    Self-check · 3 questions

    Check your understanding before moving on

    Write your answer in your own words, then compare it with the worked solution from this chapter’s exercises. The system doesn’t judge open answers as right or wrong; you decide which parts you’ve understood.

    0/3rated

    Safety limits still apply. This quiz tests reasoning; it doesn’t authorize mixing, adjusting, dismantling, live measurement, or field action.

    1

    Motor 7,5 kW berpelat 15,2 A pada 400 V Δ. Tentukan setelan relai untuk asut langsung dan untuk bintang-segitiga dengan relai di jalur belitan, lalu nilailah teknisi yang menyetel 17,5 A karena PUIL 2020 menyebut 115 %.

    2

    Pompa sentrifugal terasut dalam 3 s dan konveyor berat dalam 12 s; waktu tahan rotor terkunci keduanya 18 s dari keadaan panas. Pilih kelas trip yang layak untuk masing-masing dan jelaskan mengapa kelas saja belum cukup.

    3

    Motor segitiga IN=18I_\text{N} = 18 A berjalan pada beban sedang ketika satu konduktor saluran putus, dan dua arus saluran yang tersisa menjadi 17 A. Bandingkan arus belitan terberat dengan arus pengenal belitan, lalu tentukan apakah relai tanpa kepekaan fasa hilang yang disetel 18 A bereaksi dan pelindung apa yang menangkap keadaan ini.

    Self-assessment progress0%

    Nearby chapters

    NextRelai waktu dan relai fungsi

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 48.

    PreviousKomponen kendali: kontaktor, relai bantu, dan penandaan kontak

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 46.

    Same disciplineTegangan, arus, resistansi, dan daya

    Bab lain dalam Teknik Elektro dan Elektronika.