Skip to content

Search ARSTEMA

Type a chapter, term, symptom, or tool.

    Back to the atlas
    Electrical & Control · Chapter 48Applied

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

    Relai waktu dan relai fungsi

    Bab ini menjelaskan relai waktu sebagai perangkat yang kontaknya bergantung pada waktu: fungsi tunda-nyala, tunda-lepas dengan dan tanpa suplai bantu, interval, *flasher* simetris dan asimetris, serta relai bintang-segitiga dengan jeda peralihan, dibaca dari diagram waktu menurut IEC 61812-1:2023. Dibahas juga jenis elektronik, pneumatik, termal, dan motor sinkron, ketelitian setelan dan keterulangan, penomoran terminal menurut IEC 60947-5-1 dan konvensi pabrikan, serta relai fungsi untuk urutan fasa, tegangan, level cairan dengan elektrode, dan beban kurang. Contoh kerja memilih fungsi dan waktu jeda pembalikan drum cuci dari waktu henti ilustrasi dan memilih waktu bintang beserta batasnya untuk pengasutan kipas. Rangkaian kendali lengkap, setelan proteksi motor, dan fungsi keselamatan mesin dibahas di bab lain.

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

    Section you’re reading: Chapter opening

    Relai waktu pengatur jeda pembalikan pada sebuah washer-extractor lama di laundry kiloan rusak, lalu diganti dengan relai waktu multifungsi baru. Teknisi memutar kenop ke angka relai lama dan memilih fungsi yang namanya paling mirip. Sejak itu drum membalik arah dengan hentakan, sabuk berdecit, dan kontak kontaktor pembalik cepat menghitam. Relai baru itu tidak rusak: skalanya berbeda, fungsi yang dipilih ternyata tunda-lepas, dan tidak ada yang pernah menghitung berapa lama drum perlu untuk berhenti. Yang seharusnya diputuskan adalah fungsi waktu, lama waktu, ketelitian relai, dan terminal yang dipakai.

    Batas pembahasan

    Relai waktu dan relai fungsi menambahkan syarat pada perubahan kontak: waktu yang harus berlalu, atau besaran yang harus melewati batas. Pembahasan dibatasi pada relai waktu dan relai pemantau untuk rangkaian kendali tegangan rendah pada mesin dan panel kecil, dengan suplai kendali 24 V sampai 230 V. Rangkaian lengkap seperti bintang-segitiga ada di Bab 52 tentang kontrol motor listrik, yang juga mengingatkan bahwa pewaktu yang selesai tidak membuktikan peralihan berhasil. Relai waktu dan relai fungsi adalah perangkat kendali biasa, bukan komponen keselamatan; akses ke bagian berputar dijaga kunci pintu yang dibahas di Bab 70 tentang keselamatan fungsional mesin. Pengukuran untuk memverifikasi setelan mensyaratkan personel kompeten, alat berkategori ukur sesuai, dan APD, seperti diatur Bab 14 tentang keselamatan alat ukur.

    Relai waktu dan waktu tertentu

    IEC 61812-1:2023 mendefinisikan relai waktu (time relay) sebagai relai semua-atau-tidak-sama-sekali (all-or-nothing relay) yang mempunyai satu fungsi waktu atau lebih, dan edisi 3.0 ini menggantikan edisi 2011 serta mencakup juga relai kopel tanpa fungsi waktu. Sebagian fungsi dipicu suplai itu sendiri, sebagian lain membutuhkan suplai tetap ditambah sinyal kendali.

    Besaran yang dijanjikan relai disebut waktu tertentu (specified time), misalnya waktu tunda operasi, waktu tunda lepas, lebar pulsa, atau lama interval. Waktu pemulihan (recovery time) adalah selang minimum suplai harus dilepas, atau sinyal kendali diubah, sebelum fungsi dapat dijalankan lagi dengan benar. Kedip yang lebih singkat dari waktu pemulihan dapat memperpendek siklus berikutnya.

    Fungsi waktu dan diagram waktu

    Diagram waktu menggambar keadaan masukan dan keluaran terhadap sumbu waktu yang sama. Garis atas berarti suplai atau sinyal ada, atau kontak penutup (NO) terhubung; kontak pembuka (NC) pada kontak tukar (changeover) selalu berkebalikan dengan kontak penutupnya. IEC 61812-1:2023 menggambar lebih dari sepuluh fungsi; diagram berikut memuat yang paling sering dipakai di panel mesin.

    Tunda-nyala (on-delay) adalah fungsi yang memindahkan kontak setelah waktu setelan tt berlalu sejak suplai dipasang: kontak penutup menutup dan kontak pembuka membuka. Kontak kembali seketika saat suplai dilepas, dan bila suplai hilang sebelum tt, kontak tidak berpindah dan hitungan kembali ke nol.

    Tunda-lepas dengan sinyal kendali. Suplai terpasang tetap; kontak berpindah seketika saat sinyal kendali datang, bertahan selama sinyal ada, lalu kembali setelah tt sejak sinyal hilang. Satu lembar data menyatakan suplai fungsi ini dipasang permanen; bila suplainyalah yang diputus, relai tidak menunda apa pun.

    Tunda-lepas tanpa suplai bantu, dalam katalog sering disebut true off-delay, menyimpan energi sehingga dapat menunda setelah suplainya sendiri hilang. Energi tersimpannya terbatas, sehingga ada waktu energi minimum dan batas atas waktu tunda: satu lembar data mensyaratkan suplai minimal 200 ms sebelum fungsi bekerja benar, dengan rentang tunda sampai 30 s.

    Interval. Kontak berpindah seketika saat suplai dipasang dan kembali setelah tt walaupun suplai masih ada, sehingga fungsi ini membatasi lama suatu aksi, misalnya sebagai batas waktu cadangan katup isi air bila sakelar level gagal.

    Flasher simetris dan asimetris. Kontak berpindah bolak-balik selama suplai ada, dengan waktu hubung dan waktu putus yang sama pada flasher simetris dan disetel terpisah pada flasher asimetris.

    Relai bintang-segitiga. Keluaran bintang relai khusus ini menutup seketika saat suplai dipasang dan membuka setelah waktu bintang tYt_\text{Y}; keluaran segitiga baru menutup setelah jeda peralihan tpt_\text{p} yang pendek dan tetap, menurut satu katalog sekitar 60 ms. Jeda ini memberi waktu bagi busur listrik di kontaktor bintang untuk padam sebelum kontaktor segitiga menutup, tetapi cukup pendek sehingga motor hampir tidak melambat. Dua relai tunda-nyala biasa dapat meniru fungsi ini, tetapi jedanya bergantung pada ketelitian keduanya.

    Membaca diagram waktu

    Diagram waktu dibaca dengan empat pertanyaan: tepi apa yang memulai hitungan; apakah keluaran berpindah pada awal atau akhir hitungan; apa yang terjadi bila pemicu hilang sebelum waktu habis (hitungan batal, diteruskan, atau dijumlahkan seperti pada relai penjumlahan waktu); dan apa yang terjadi saat suplai padam di tengah hitungan. Pada relai yang bukan jenis tanpa suplai bantu, padamnya suplai mengembalikan relai ke keadaan awal.

    Pertanyaan keempat menentukan perilaku mesin setelah kedip. PUIL 2020 Bagian 4-44, 445.1.2, mengizinkan gawai proteksi tegangan kurang (istilah PUIL: voltase kurang) bekerja dengan tunda bila peranti yang diproteksi dapat menoleransi pemutusan atau hilangnya tegangan sesaat tanpa bahaya. Klausul 445.1.3 melarang tunda kontaktor menghalangi pemutusan seketika oleh gawai kendali atau proteksi, dan 445.1.5 melarang penutupan balik otomatis bila penutupan itu dapat menimbulkan bahaya. Jadi relai waktu boleh menunda pemulihan, tetapi tidak boleh menjadi alasan mesin berputar sendiri setelah listrik kembali.

    Kontak digambar pada keadaan relai tidak dienergi, sehingga kontak penutup bertunda-nyala menutup terlambat dan membuka seketika; simbolnya menurut IEC 60617 ada di Bab 50 tentang diagram kendali.

    Relai waktu elektronik, pneumatik, termal, dan motor sinkron

    Mekanisme pengukur waktu menentukan rentang, ketelitian, dan kepekaan terhadap suhu. Relai elektronik analog mengisi kapasitor melalui resistor sampai ambang, sehingga terpengaruh suhu dan umur komponen dan butuh waktu pemulihan; relai digital menghitung pulsa osilator, berentang lebar dengan banyak fungsi, tetapi tetap dibatasi ketelitian setelan kenop. Relai pneumatik mengalirkan udara melalui celah sempit ke bilik yang mengembang, tanpa elektronik, tetapi terpengaruh debu, suhu, dan keausan. Relai termal melengkungkan bimetal dengan elemen pemanas, sehingga waktunya bergantung suhu ruang dan suhu awal dan perlu waktu dingin sebelum siklus berikutnya. Relai motor sinkron memutar roda gigi penggerak kontak; ketelitiannya mengikuti frekuensi jaringan dan cocok untuk waktu panjang, tetapi bagian mekanisnya aus.

    Blok pneumatik dipasang di muka kontaktor; satu lembar data blok pneumatik tunda-lepas memberi rentang 0,1 sampai 30 s dengan ketelitian relatif ±10 %.

    Ketelitian setelan, keterulangan, dan pengaruh

    IEC 61812-1:2023 memakai tiga besaran untuk menyatakan mutu waktu. Ketelitian setelan (setting accuracy) adalah selisih antara waktu terukur dan nilai acuan yang disetel pada skala. Keterulangan (repeatability) adalah lebar rentang keyakinan dari beberapa pengukuran pada kondisi yang sama. Pengaruh besaran luar menyatakan seberapa jauh tegangan suplai atau suhu menggeser waktu di dalam rentang nominalnya. Perkiraan konservatif waktu terpendek menempatkan semua simpangan pada arah yang merugikan:

    tmin=tset−εs tacuan−εr tset−εu tsett_\text{min} = t_\text{set} - \varepsilon_\text{s}\,t_\text{acuan} - \varepsilon_\text{r}\,t_\text{set} - \varepsilon_\text{u}\,t_\text{set}

    dengan tsett_\text{set} waktu setelan, εs\varepsilon_\text{s} ketelitian setelan, εr\varepsilon_\text{r} keterulangan, dan εu\varepsilon_\text{u} pengaruh tegangan dan suhu, semuanya bilangan desimal; tacuant_\text{acuan} adalah nilai setelan itu sendiri atau nilai skala penuh rentang, menurut dasar ketelitian di lembar data. Relai berentang 0,3 sampai 30 s dengan ketelitian ±5 % terhadap skala penuh dapat meleset ±1,5 s pada setelan berapa pun, sedangkan pada rentang 0,1 sampai 10 s simpangannya ±0,5 s, sehingga setelan diletakkan di bagian atas skala dan setelan kritis diukur setelah dipasang. Satu lembar data relai multifungsi memberi ketelitian setelan ±5 % berketerangan full range, paling wajar dibaca terhadap skala penuh, dan keterulangan 0,2 sampai 2 %; angka ini milik produk tertentu, bukan rentang umum.

    Penomoran terminal dan kontak

    Penandaan terminal perangkat kendali menurut IEC 60947-5-1 memakai digit fungsi dan digit urutan, seperti dibahas di Bab 46: angka satuan 1-2 untuk kontak pembuka, 3-4 untuk kontak penutup, serta 5-6 dan 7-8 untuk kontak pembuka dan penutup dengan fungsi khusus, dengan angka puluhan sebagai nomor urut. Kontak bertunda adalah pemakai utama angka fungsi khusus itu: blok pneumatik di atas bertanda 57-58 dan 65-66, yang menurut aturan angka fungsi adalah kontak penutup bertunda dan kontak pembuka bertunda.

    Kontak tukar seketika di Bab 46 bertanda 11-12-14 (1 bersama, 2 sisi pembuka, 4 sisi penutup), sehingga versi bertundanya pada relai waktu rel DIN menjadi 15-16-18, lalu 25-26-28 untuk kutub kedua. Terminal suplai bertanda A1-A2, dan banyak relai memakai B1 untuk sinyal kendali serta Z1-Z2 untuk potensiometer jarak jauh, tetapi tanda ini tidak seragam: satu lembar data memakai A1-B1 sebagai terminal suplai 24 V. Kode huruf fungsi juga berbeda antarpabrikan; satu katalog menulis tunda-nyala sebagai "AI", katalog lain "E".

    Relai waktu bersoket bulat delapan kaki (octal) tidak mempunyai penomoran kaki yang seragam; buku ajar lama memberi susunan yang berbeda-beda, bahkan bertentangan di dalam satu buku. Yang menentukan adalah diagram pada badan relai atau soketnya, yang diperiksa dengan ohmmeter pada relai yang dilepas dari suplai: kontak pembuka terbaca terhubung dan kontak penutup terbaca terbuka.

    Relai fungsi: mengukur, membandingkan, menunda

    Relai fungsi, dalam katalog disebut relai pemantau atau relai ukur (monitoring relay), adalah relai yang mengukur satu besaran, membandingkannya dengan ambang, lalu mengubah kontak keluaran setelah tunda. Unsurnya ambang, histeresis agar kontak tidak bergetar di sekitar ambang, dan tunda agar gangguan sesaat diabaikan. Banyak relai jenis ini memakai prinsip arus tenang: relai keluaran dienergi selama keadaan normal dan lepas saat gangguan atau saat suplainya hilang, sehingga suplai yang putus terlihat sebagai gangguan.

    Pemantau urutan fasa dan kehilangan fasa memeriksa urutan L1-L2-L3 dan keberadaan ketiga fasa secara terus-menerus, sehingga cocok sebagai syarat izin start; urutan fasa dibahas di Bab 8, dan setelan relai ini sebagai proteksi di Bab 47.

    Pemantau tegangan memutus izin kerja bila tegangan keluar dari ambangnya; satu lembar data pemantau tiga fasa memberi ambang tegangan lebih dan kurang yang dapat disetel, histeresis tetap 5 %, tunda 0,1 sampai 30 s yang dapat dipilih sebagai tunda-nyala atau tunda-lepas, dan pengukuran nilai efektif sejati. Tunda pemutusan melayani PUIL 2020 445.1.2, karena simpangan tegangan singkat tidak perlu menghentikan mesin yang tahan terhadapnya. Tunda ini hanya berlaku bagi kontak relai pemantau; kedip yang lebih dalam dari tegangan lepas koil tetap melepas kontaktor seketika. Kontak relai dipasang seri dengan tombol STOP di jalur koil yang ditahan kontak penahan diri, sehingga saat tegangan pulih mesin menunggu perintah start baru sesuai 445.1.5.

    Relai level cairan dengan elektrode mengukur resistansi antara elektrode yang tercelup dan elektrode acuan atau dinding tangki logam dengan tegangan bolak-balik kecil agar tidak terjadi elektrolisis dan polarisasi; satu katalog memakai 4 V AC pada 0,2 mA dengan kepekaan 5 sampai 150 kΩ yang dapat disetel dan tunda 0,5 s atau 7 s yang mencegah ombak di permukaan memicu keluaran. Tiga elektrode, yaitu maksimum, minimum, dan bersama, membentuk histeresis: pada mode isi, keluaran menyala saat cairan di bawah elektrode minimum dan padam saat menyentuh elektrode maksimum, dan mode kuras kebalikannya. Konduktivitas air hasil osmosis balik dapat terlalu rendah untuk kepekaan relai.

    Pemantau beban kurang untuk pompa kering mengukur daya aktif atau faktor daya, bukan arus (Bab 47), dan menambahkan dua unsur waktu: tunda jembatan start, karena faktor daya selama asut rendah dan akan terbaca sebagai beban kurang, dan tunda pemutusan untuk mengabaikan gelembung udara sesaat. Satu lembar data pemantau jenis ini mengukur pergeseran fasa tegangan-arus dan menyediakan tunda operasi yang dapat disetel.

    Contoh kerja

    Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Setelan kritis tetap diukur setelah dipasang oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.

    Contoh 1: jeda pembalikan drum cuci. Drum washer-extractor lama digerakkan motor cuci empat kutub 1.410 rpm melalui transmisi i=30i = 30, sehingga berputar 47 rpm, dengan pola kanan 12 s, berhenti, kiri 12 s, berhenti, memakai dua kontaktor pembalik. Inersia rotor Jm=0,004J_\text{m} = 0{,}004 kg·m²; inersia drum, air, dan linen di poros drum 30 kg·m² pada muatan penuh dan 18 kg·m² pada muatan ringan; torsi hambat rata-rata saat berhenti bebas 60 N·m dan 30 N·m; waktu lepas kontaktor ditambah padamnya busur paling lama 50 ms; relai berketelitian setelan ±5 % terhadap nilai setelan dan keterulangan 1 %.

    Bila arah dibalik saat drum masih berputar, motor melakukan pengereman arus balik (plugging) dengan slip mulai dari 2. Dengan penurunan panas rotor di Bab 43 dan torsi beban diabaikan, asut dari diam (ss dari 1 ke 0) memberi 12Jωs2\tfrac{1}{2}J\omega_\text{s}^2, sedangkan pembalikan dari putaran penuh memberi

    Er=Jtotal,m ωs2∫02s ds=4×12Jtotal,m ωs2E_\text{r} = J_\text{total,m}\,\omega_\text{s}^2 \int_0^2 s\,\mathrm{d}s = 4 \times \tfrac{1}{2} J_\text{total,m}\,\omega_\text{s}^2

    Dengan Jtotal,m=0,004+30/302=0,0373J_\text{total,m} = 0{,}004 + 30/30^2 = 0{,}0373 kg·m² dan ωs=157,1\omega_\text{s} = 157{,}1 rad/s, 12Jωs2=461\tfrac{1}{2}J\omega_\text{s}^2 = 461 J, sehingga pembalikan tanpa jeda membuang sekitar 1,84 kJ di rotor sambil menarik arus setingkat arus asut, menyentak sabuk, dan membebani kontaktor dengan plugging (kategori AC-4 di Bab 46), sebab kontaknya menghitam. Dengan jeda, setiap pembalikan menjadi asut dari diam. Waktu berhenti bebas dihitung di poros drum:

    Jtotal,d=Jbeban+Jm i2thenti=Jtotal,d ωdThJ_\text{total,d} = J_\text{beban} + J_\text{m}\,i^2 \qquad t_\text{henti} = \frac{J_\text{total,d}\,\omega_\text{d}}{T_\text{h}}

    Dengan ωd=2π×47/60=4,92\omega_\text{d} = 2\pi \times 47/60 = 4{,}92 rad/s dan Jmi2=0,004×900=3,6J_\text{m} i^2 = 0{,}004 \times 900 = 3{,}6 kg·m², muatan penuh (33,6 kg·m², 60 N·m) berhenti dalam 2,76 s dan muatan ringan (21,6 kg·m², 30 N·m) dalam 3,54 s.

    Yang dibutuhkan selang tanpa kontaktor arah yang dienergi: flasher asimetris dengan waktu hubung 12 s sebagai izin putar dan waktu putus sebagai jeda, ditambah rangkaian pengganti arah, atau relai tunda-lepas yang mengikuti kontaktor arah kanan dengan kontak pembuka bertunda di jalur koil arah kiri, dan sebaliknya (Bab 54 tentang rangkaian kendali lanjutan); tunda-nyala yang dipicu arah yang sedang berjalan tidak cocok, karena hitungannya berjalan selama putaran. Bila relai tunda-lepas biasa kehilangan suplai saat drum masih berputar, jeda batal dan kontak pembukanya segera menutup; jenis tanpa suplai bantu berentang 0,1 sampai 10 s tetap menunda asalkan waktu energi minimumnya terpenuhi, atau urutan dimulai dari jeda setelah listrik pulih. Jeda terpendek harus melebihi waktu henti terlama ditambah waktu lepas kontaktor:

    tset≥thenti,maks+tk1−εs−εr=3,54+0,051−0,05−0,01=3,82 st_\text{set} \ge \frac{t_\text{henti,maks} + t_\text{k}}{1 - \varepsilon_\text{s} - \varepsilon_\text{r}} = \frac{3{,}54 + 0{,}05}{1 - 0{,}05 - 0{,}01} = 3{,}82\ \text{s}

    Pengaruh tegangan dan suhu tidak diberikan dan dianggap nol. Gemuk dingin, tegangan sabuk, dan jenis linen menggeser waktu henti, sehingga dipilih setelan 5 s dengan cadangan sekitar 30 %; bila ketelitian relai 0,1 sampai 10 s ternyata terhadap skala penuh, jeda terpendek 5−0,5−0,05=4,455 - 0{,}5 - 0{,}05 = 4{,}45 s, masih di atas 3,59 s. Waktu henti diukur pada mesin nyata dengan muatan ringan dan penuh, dari luar mesin dengan pintu tertutup, dan setelan relai diukur oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD. Relai waktu hanya mengandaikan waktu henti yang sudah diukur, bukan membuktikan drum diam.

    Contoh 2: waktu bintang dan jeda peralihan kipas buang. Kipas buang 11 kW empat kutub, 1.465 rpm, 400 V Δ, diasut dengan relai bintang-segitiga berketelitian ±5 %. Inersia total 1,6 kg·m²; torsi motor rata-rata saat asut langsung dari diam sampai 90 % kecepatan sinkron 2,0 kali torsi pengenal TN=9 550×11/1 465=71,7T_\text{N} = 9\,550 \times 11/1\,465 = 71{,}7 N·m, dan pada hubungan bintang tinggal sepertiga (Bab 43), 2,0×71,7/3=47,82{,}0 \times 71{,}7/3 = 47{,}8 N·m. Torsi kipas sebanding kuadrat kecepatan, 0,9 kali torsi pengenal pada 1.465 rpm, sehingga rata-ratanya dari diam sampai 1.350 rpm (90 % dari 1.500 rpm) sepertiga nilai ujungnya:

    Tbeban,rata-rata=0,9×71,7×(1 350/1 465)23=18,3 N⋅mT_\text{beban,rata-rata} = \frac{0{,}9 \times 71{,}7 \times (1\,350/1\,465)^2}{3} = 18{,}3\ \text{N}\cdot\text{m}

    Torsi percepatan rata-rata 47,8−18,3=29,547{,}8 - 18{,}3 = 29{,}5 N·m dan Δω=2π×1 350/60=141,4\Delta\omega = 2\pi \times 1\,350/60 = 141{,}4 rad/s memberi batas bawah waktu bintang

    ta,Y=J ΔωTacc=1,6×141,429,5=7,7 st_\text{a,Y} = \frac{J\,\Delta\omega}{T_\text{acc}} = \frac{1{,}6 \times 141{,}4}{29{,}5} = 7{,}7\ \text{s}

    Batas ini keras, karena di dekat 1.350 rpm torsi kipas (54,8 N·m) sudah melampaui torsi bintang rata-rata, sehingga waktu nyata dapat jauh lebih panjang. Dengan ketelitian relai, tY≥7,7/0,95=8,1t_\text{Y} \ge 7{,}7/0{,}95 = 8{,}1 s; setelan awal diambil lebih longgar, misalnya 12 s, lalu dipastikan dengan merekam arus asut memakai tang ampere berkategori ukur sesuai, oleh personel kompeten dengan APD (Bab 16), dan peralihan dilakukan setelah arus bintang turun mendekati nilai tunaknya. Batas atasnya waktu asut yang diizinkan pabrikan motor dan kelas trip relai beban lebih (Bab 47), karena bertahan lama pada bintang hanya menambah panas; bila waktu bintang mendekatinya, metode asut lain dipertimbangkan (Bab 53).

    Selama jeda peralihan, motor tidak menghasilkan torsi, dan kipas melambat oleh torsi bebannya pada kecepatan tunak bintang sekitar 1.412 rpm, 0,9×71,7×(1 412/1 465)2=60,00{,}9 \times 71{,}7 \times (1\,412/1\,465)^2 = 60{,}0 N·m, yang dianggap tetap:

    Δω=Tbeban tpJ\Delta\omega = \frac{T_\text{beban}\,t_\text{p}}{J}

    Jeda 60 ms menurunkan kecepatan 2,2 rad/s atau 1,5 %, jeda 300 ms 11,2 rad/s atau 7,6 %, dan jeda 1 s 37,5 rad/s atau 25 % (20 % dengan torsi kuadrat). Jeda satu detik, yang dapat muncul dari dua relai tunda-nyala biasa yang disetel sembarangan, membuat motor masuk segitiga jauh lebih lambat dengan arus besar. Jeda nol juga salah, karena kontaktor bintang dan segitiga dapat terhubung bersamaan sesaat dan membentuk hubung pendek antarfasa, sehingga jeda dijamin relai dan interlock kontak bantu sekaligus.

    Contoh 3: blok pneumatik untuk kipas pendingin pengering. Kipas pengering di laundry hotel harus tetap berputar sedikitnya 25 s setelah kontaktor pemanas lepas. Dipakai blok pneumatik tunda-lepas pada kontaktor pemanas, dengan kontak penutup bertunda 57-58 di jalur koil kontaktor kipas, berentang 0,1 sampai 30 s dan berketelitian relatif ±10 %; keterulangannya tidak diberikan dan dianggap nol.

    tset≥251−0,10=27,8 s⇒tset=28 s,tmin=28×0,9=25,2 st_\text{set} \ge \frac{25}{1 - 0{,}10} = 27{,}8\ \text{s} \quad\Rightarrow\quad t_\text{set} = 28\ \text{s}, \qquad t_\text{min} = 28 \times 0{,}9 = 25{,}2\ \text{s}

    Debu dan suhu ruang laundry menggeser waktu blok pneumatik, sehingga waktunya diukur ulang pada pemeriksaan berkala.

    Contoh 4: interval sebagai batas waktu isi tangki. Katup isi tangki air panas hotel normalnya mengisi 600 L dengan debit 40 L/min, jadi 15 menit. Relai interval yang dipasang seri dengan koil katup menjadi cadangan bila sakelar level gagal; relai itu berentang 3 sampai 30 menit, berketelitian ±5 % terhadap skala penuh dan keterulangan 1 %, dan disetel 18 menit. Untuk luapan, arah yang merugikan adalah waktu yang lebih panjang:

    tmin=18−0,05×30−0,01×18=16,32 menit,tmaks=18+1,5+0,18=19,68 menitt_\text{min} = 18 - 0{,}05 \times 30 - 0{,}01 \times 18 = 16{,}32\ \text{menit}, \qquad t_\text{maks} = 18 + 1{,}5 + 0{,}18 = 19{,}68\ \text{menit}

    Waktu terpendek masih di atas 15 menit, sehingga isi normal tidak terpotong. Bila sakelar level gagal, air yang masuk setelah tangki penuh paling banyak (19,68−15)×40=187(19{,}68 - 15) \times 40 = 187 L, dan jumlah itu harus dapat dibuang saluran luapan tangki.

    Contoh 5: pemantau tegangan pada pompa rumah sakit. Pemantau tegangan tiga fasa di panel pompa air bersih rumah sakit disetel dengan ambang kurang 360 V dan tunda 5 s; bila histeresis 5 % dibaca terhadap ambang, izin pulih pada 360×1,05=378360 \times 1{,}05 = 378 V; dasar persentasenya dipastikan dari lembar data. Kedip ke 340 V selama 2 s lebih singkat daripada tunda, sehingga kontak relai tidak membuka, dan koil 230 V mendapat 340/400×230=195,5340/400 \times 230 = 195{,}5 V, di atas batas lepas 75 % di Bab 46, sehingga kontaktor juga tertahan. Tegangan 350 V selama 20 s membuka kontak relai setelah 5 s, dan pompa berhenti. Pada 370 V izin belum pulih; pada 380 V izin pulih, tetapi pompa menunggu START baru karena penahan diri, sesuai 445.1.5.

    Contoh 6: relai level elektrode dan air osmosis balik. Tangki air bersih rumah sakit memakai relai level elektrode mode isi. Resistansi antara elektrode yang tercelup dan elektrode bersama sekitar 15 kΩ, sehingga kepekaan disetel 50 kΩ dengan cadangan lebih dari tiga kali. Tangki kedua menampung air hasil osmosis balik yang resistansinya sekitar 400 kΩ, di atas batas kepekaan 150 kΩ relai itu, sehingga relai selalu membaca elektrode kering, katup tidak pernah menutup, dan tangki meluap. Tangki kedua memerlukan jenis sensor level lain.

    Kondisi berhenti

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

    1. Relai waktu atau relai fungsi dipakai sebagai pengganti kunci pintu atau pemutus suhu lebih, atau jeda yang sudah habis dianggap bukti bagian berputar telah diam.
    2. Mesin dapat berputar sendiri setelah tegangan pulih, atau tunda relai menghalangi pemutusan seketika oleh tombol STOP atau gawai proteksi (PUIL 2020 445.1.3 dan 445.1.5).
    3. Rangkaian bintang-segitiga tidak mempunyai jeda peralihan yang dijamin relai, atau tidak mempunyai interlock kontak bantu antara kontaktor bintang dan segitiga.
    4. Relai waktu pengganti, terutama bersoket delapan kaki, akan dienergikan sebelum diagram terminalnya dicocokkan, kontaknya diperiksa dengan ohmmeter tanpa suplai, dan urutan kendali diuji dengan motor tidak tersambung.
    5. Waktu henti drum belum diukur pada muatan ringan dan penuh, atau setelan jeda dan batas waktu yang kritis belum diukur setelah dipasang.

    Salah tafsir yang sering terjadi

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

    Common misconception

    Tunda-nyala adalah pewaktu yang menyatu dengan kontaktor dan bekerja saat kontaktor bekerja.

    Why is it wrong?

    Definisi lama ini dan pasangannya untuk tunda-lepas tidak menyebut waktu. Tunda-nyala menunda perpindahan kontak setelah suplai datang; tunda-lepas memindahkan kontak seketika dan menunda kembalinya setelah suplai atau sinyal hilang.

    Common misconception

    Setelah waktu habis, kontak NO menjadi NC.

    Why is it wrong?

    Sebutan NO dan NC menyatakan keadaan kontak saat relai tidak dienergi dan tidak berubah; yang terjadi adalah kontak penutup menutup dan kontak pembuka membuka. Relai waktu juga tidak mengunci diri; penahanan keadaan adalah tugas kontak penahan diri di rangkaian.

    Common misconception

    Terminal suplai relai waktu selalu 2-7, kontak NO selalu 1-3.

    Why is it wrong?

    Susunan kaki berbeda antarpabrikan, dan diagram pada badan relai yang menentukan.

    Common misconception

    Tunda-lepas selalu tetap menunda walaupun suplainya diputus.

    Why is it wrong?

    Hanya jenis tanpa suplai bantu yang dapat, dengan batas waktu dan waktu energi minimum; tunda-lepas dengan sinyal kendali yang suplainya ikut diputus kembali seketika.

    Hubungan dengan bab lain

    Prasyaratnya Bab 2 (sensor, sinyal, dan relai), Bab 46 (komponen kendali), Bab 8 (sistem tiga fasa), Bab 16 (tang ampere dan penguji urutan fasa), Bab 43 (memilih motor untuk beban), dan Bab 1 · Data & Pengukuran (kalibrasi dan ketidakpastian); Bab 52 (kontrol motor listrik) menempatkan pewaktu di dalam mesin keadaan, dan Bab 1 · Keselamatan (bahaya dan kondisi berhenti) membahas energi tersimpan. Relai fasa dan relai beban kurang sebagai proteksi ada di Bab 47 (proteksi motor), dan pemakaian lanjutan di Bab 53 (metode pengasutan motor), Bab 54 (rangkaian kendali lanjutan), Bab 55 (pengereman motor), Bab 58 (kendali pompa, pemanas, dan proses), dan Bab 64 (pemrograman PLC).

    Latihan dan pembahasan

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

    Try to answer first, then open the worked solution.

    1. Kontak penutup sebuah relai waktu menutup seketika saat suplai dipasang, membuka setelah 20 s walaupun suplai masih ada, dan membuka seketika bila suplai dilepas sebelum 20 s. Pilih fungsinya: (a) tunda-nyala; (b) interval; (c) tunda-lepas dengan sinyal kendali.

      See the worked solution

      Jawaban (b), karena kontak berpindah pada awal hitungan dan kembali di akhir hitungan walaupun suplai masih ada. Tunda-nyala (a) berpindah pada akhir hitungan, dan tunda-lepas dengan sinyal kendali (c) dipicu sinyal kendali dan kembali tt setelah sinyal hilang.

    2. Jeda pembalikan drum harus sekurang-kurangnya 3,59 s. Relai berentang 0,3 sampai 30 s dan relai berentang 0,1 sampai 10 s sama-sama berketelitian setelan ±5 % dan keterulangan 1 %, disetel 5 s. Hitung jeda terpendek bila ketelitian terhadap skala penuh dan bila terhadap nilai setelan, lalu pilih relai.

      See the worked solution

      Terhadap skala penuh, relai 0,3 sampai 30 s memberi 5−0,05×30−0,01×5=3,455 - 0{,}05 \times 30 - 0{,}01 \times 5 = 3{,}45 s, di bawah 3,59 s, sedangkan relai 0,1 sampai 10 s memberi 5−0,5−0,05=4,455 - 0{,}5 - 0{,}05 = 4{,}45 s. Terhadap setelan keduanya memberi 5×(1−0,05−0,01)=4,705 \times (1 - 0{,}05 - 0{,}01) = 4{,}70 s. Relai 0,1 sampai 10 s dipilih karena aman pada kedua tafsir, dan setelannya tetap diukur.

    3. Motor pompa diasut bintang-segitiga dengan dua relai tunda-nyala biasa; inersia total 0,9 kg·m², kecepatan akhir bintang 1.430 rpm, dan torsi beban tetap 35 N·m. Hitung penurunan kecepatan selama jeda 50 ms dan 400 ms, lalu tafsirkan.

      See the worked solution

      Dengan ω=2π×1 430/60=149,7\omega = 2\pi \times 1\,430/60 = 149{,}7 rad/s, jeda 50 ms memberi Δω=35×0,05/0,9=1,94\Delta\omega = 35 \times 0{,}05/0{,}9 = 1{,}94 rad/s atau 1,3 %, dan jeda 400 ms 15,615{,}6 rad/s atau 10,4 %. Jeda panjang membuat motor masuk segitiga pada kecepatan lebih rendah dengan arus peralihan lebih besar; relai bintang-segitiga khusus memberi jeda tetap yang pendek.

    4. Kipas pendingin pengering harus tetap berputar 120 s setelah kontaktor pemanas lepas, sedangkan relai tunda-lepas tanpa suplai bantu yang tersedia berentang sampai 30 s. Pilih fungsi dan terminalnya, dan jelaskan akibat listrik padam selama masa tunda.

      See the worked solution

      Jenis tanpa suplai bantu tidak cukup karena 120 s melebihi rentangnya, sehingga dipakai tunda-lepas dengan sinyal kendali: suplai A1-A2 tetap, sinyal kendali (sering B1, dipastikan dari lembar data) dari kontak bantu kontaktor pemanas, dan kontak keluaran (misalnya 15-18) ke kontaktor kipas. Bila listrik padam, relai kembali seketika dan kipas berhenti bersama mesin; perlindungan terhadap panas sisa saat padam adalah urusan rancangan pengering dan pemutus suhu lebih, bukan relai waktu.

    5. Relai level elektrode mode isi mengendalikan katup pengisi tangki air panas. Jelaskan keadaan katup ketika level berada di antara elektrode minimum dan maksimum saat level naik dan saat turun, lalu gejala bila kabel elektrode minimum putus.

      See the worked solution

      Saat level naik, katup tetap membuka melewati elektrode minimum sampai cairan menyentuh elektrode maksimum, dan saat level turun tetap tertutup sampai cairan lepas dari elektrode minimum. Bila kabel elektrode minimum putus, relai selalu membacanya kering, sehingga katup membuka-menutup berulang di sekitar level maksimum, hanya dibatasi tunda relai; karena level tetap tinggi, gangguan ini mudah terlewat.

    6. Relai waktu delapan kaki pada panel bintang-segitiga diganti merek lain. Rangkaian lama memakai kaki 1-4 sebagai kontak pembuka ke kontaktor bintang dan 1-3 sebagai kontak penutup ke kontaktor segitiga, sedangkan diagram relai baru menunjukkan sebaliknya. Ramalkan akibatnya bila kabel dipindahkan apa adanya, dan cara memeriksanya sebelum energi dipasang.

      See the worked solution

      Kontak ke kontaktor bintang kini terbuka dan kontak ke kontaktor segitiga tertutup saat awal, sehingga motor diasut langsung pada hubungan segitiga dengan arus asut penuh; perilaku setelah waktu habis bergantung pada interlock rangkaian. Sebelum energi dipasang, diagram relai baru dibaca, kontaknya diukur dengan ohmmeter tanpa suplai, gambar rangkaian diperbarui, lalu urutan kendali diuji dengan motor tidak tersambung.

    Referensi

    External sources

    • IEC 61812-1:2023 (edisi 3.0), Time relays and coupling relays for industrial and residential use, Part 1: Requirements and testswebstore.iec.ch
    • IEC 61812-1:2023, pratinjau halaman awal di iTeh Standardscdn.standards.iteh.ai
    • IEC 60947-5-1:2016 (edisi 4.0), pratinjau daftar isi di iTeh Standardscdn.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). Relai waktu dan relai fungsi. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/relai-waktu-dan-relai-fungsi

    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
    1

    Kontak penutup sebuah relai waktu menutup seketika saat suplai dipasang, membuka setelah 20 s walaupun suplai masih ada, dan membuka seketika bila suplai dilepas sebelum 20 s. Pilih fungsinya: (a) tunda-nyala; (b) interval; (c) tunda-lepas dengan sinyal kendali.

    2

    Jeda pembalikan drum harus sekurang-kurangnya 3,59 s. Relai berentang 0,3 sampai 30 s dan relai berentang 0,1 sampai 10 s sama-sama berketelitian setelan ±5 % dan keterulangan 1 %, disetel 5 s. Hitung jeda terpendek bila ketelitian terhadap skala penuh dan bila terhadap nilai setelan, lalu pilih relai.

    3

    Motor pompa diasut bintang-segitiga dengan dua relai tunda-nyala biasa; inersia total 0,9 kg·m², kecepatan akhir bintang 1.430 rpm, dan torsi beban tetap 35 N·m. Hitung penurunan kecepatan selama jeda 50 ms dan 400 ms, lalu tafsirkan.

    Self-assessment progress0%

    Nearby chapters

    NextTombol, lampu indikator, warna, dan stop darurat

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 49.

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

    Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 47.

    Same disciplineTegangan, arus, resistansi, dan daya

    Bab lain dalam Teknik Elektro dan Elektronika.