Dalam dunia kelistrikan industri, para teknisi lapangan tentu sudah tidak asing lagi dengan Thermal Overload Relay (TOR). TOR digunakan sebagai salah satu komponen vital di industri yang berguna sebagai pengaman listrik yang mengamankan motor listrik dari beban lebih. Alat ini melindungi kumparan motor listrik dari panas arus listrik yang diakibatkan oleh beban lebih atau dari pengaruh lain. Untuk lebih jelasnya, kami akan jelaskan fungsi dan prinsip kerja thermal overload relay (tor / tol) dan penjelasan lainnya tentang tor. Jadi anda bisa mengikuti artikel ini lebih lanjut. Baiklah, kita akan mulai dari :

Pengertian Thermal Overload Relay (TOR)

Pengertian Thermal Overload Relay (TOR) adalah sebuah alat proteksi (pengaman) yang digunakan untuk melindungi motor listrik dari kerusakan akibat panas yang terjadi pada motor yang disebabkan oleh  beban lebih (overload). Alat ini bekerja dengan berdasarkan pada prinsip pemuaian panas (termal) yang terjadi pada logam khususnya tembaga, yang akan memutus arus listrik jika arus yang mengalir melebihi batas normal dalam jangka waktu tertentu.

Fungsi Thermal Overload Relay (TOR)

Sesuai dengan namanya, fungsi dari Thermal overload relay adalah sebagai pengaman motor listrik yang bekerja dengan mengukur panas yang ditimbulkan oleh arus listrik berlebih yang mengalir ke motor yang terjadi akibat beban lebih. Ketika arus melebihi batas normal, elemen pemanas dalam relay akan memanaskan bimetal (logam dua lapis) di dalamnya. Bimetal tersebut akan melengkung karena perbedaan laju pemuaian logam, dan jika panasnya cukup besar, akan memicu mekanisme pemutusan arus.

Adapun fungsi utama dari Thermal Overload Relay adalah:

1. Melindungi motor dari overheat akibat beban lebih.
2. Menghentikan aliran listrik ke motor secara otomatis saat terjadi overload.
3. Bisa di-reset secara manual atau otomatis setelah kondisi normal kembali.
4. Memberi sinyal atau indikator jika terjadi gangguan (optional, tergantung model).

Dan yang perlu diingat adalah:

• TOR tidak melindungi dari hubung singkat (short circuit). Karena itu diperlukan circuit breaker atau fuse.
• Umumnya digunakan dalam sistem kontrol motor seperti motor starter DOL (Direct On Line), star-delta, forward reverse dan lainnya.

Jenis-jenis Thermal Overload Relay

Jika dilihat dari fungsi dan kegunaannya tidak terdapat jenis-jenis thermal overload relay yang lain. Namun jenis yang lain dari TOR yang lain adalah berdasarkan dari merk dagang dari TOR tersebut.

Sebelum kita membahas cara kerja dari TOR ada baiknya terlebih dahulu anda mengetahui bagaian-bagian yang terdapat pada TOR beserta fungsi dari bagian-bagian yang terdapat pada TOR tesebut.

Gambar bagian-bagian pada TOR

Bagian-bagian Thermal Overload Relay (TOR)

Tiap bagian-bagian pada sebuah thermal overload relay (TOR) berbeda-beda, tergantung dari perusahaan yang memproduksi dan tipe TOR tersebut. Contohnya antara TOR produk dari schneider dan ABB, keduanya memiliki letak yang berbeda tombol reset dan test. Pada gambar di bawah adalah bagian-bagian TOR dari schneider yang mana fungsi dan bagian-bagian tersebut sebagai berikut:

Main Pole 1L1, 3L2 , 5L3

Main Pole 1,3,5 pada TOR merupakan terminal (input) untuk menghubungkan TOR ke main pole kontaktor / sumber listrik.

Main Pole (2T1, 4T2, 6T3)

Terminal Main Pole / output 2T1, 3T2, 6T3 pada TOR merupakan terminal yang menghubungkan TOR ke motor listrik.

Reset Button

Tombol reset memiliki fungsi untuk mengembalikan TOR pada kondisi normal setelah trip akibat terjadinya overload (beban lebih). 

Stop Button

Tombol stop pada TOR, untuk membuka semua posisi kontak (kontak utama dan kontak bantu/aux).

Trip Test Button

Trip test button adalah button untuk menguji (test) posisi / keadaan trip. Button test trip ini bekerja berdasarkan pilihan “H” (manual) dan “A” (automatic). Tujuan button test trip ini adalah agar mengetahui apakah keadaan trip TOR ini bekerja dengan baik.

“H” “A” Button

Button “H” “A” adalah sebuah tombol untuk memilih trip dalam mode  “H” (manual) dan “A” (otomatis). Ketika button ini dipilih dalam keadaan mode manual maka jika terjadi trip maka untuk mengembalikan ke posisi semula (normal) harus menekan tombol reset terlebih dahulu

Current Setting

Current setting (ampere) adalah saklar putar yang berguna untuk memilih besaran setting batasan arus listrik saat terjadi overload. Besarnya setting arus listrik adalah arus listrik dari motor yang terpasang pada TOR. Beberapa produsen TOR mengharuskan untuk setting arusnya sebesar 125% dari arus beban penuh, namun ada beberapa produsen tor yang hanya mengharuskan kita mengatur setting arus sebesar arus beban penuh motor yang terpasang. Contoh besarnya setting arus sesuai pada arus motor beban penuh yang terpasang pada TOR disebutkan pada datasheet dari TOR tersebut seperti berikut:

Auxilary Contact NC (95,96)

Auxilary contact NC adalah kontak bantu NC (Normally Close)

Auxillary Contact NO (97,98)

Auxillary Contact NO merupakan kontak bantu NO (Normally Close)

Cara Kerja Thermal Overload Relay (TOR)

Setelah kita mengetahui bagian-bagian dari TOR berikutnya kita akan membahas cara kerja Thermal Overload Relay. Jadi cara pemasangan thermal overload relay dapat anda lakukan seperti yang terlihat pada gambar di bawah:

Pemasangan TOR dan kontaktor

Dari timing diagram cara kerja tor di atas, anda bisa mengetahui cara kerjanya, berikut penjelasan cara kerja tor sesuai gambar timing diagram:

A. Ketika terjadi Overload pada saat mode “A” (Automatic)

1. Ketika terjadi overload pada motor maka TOR akan trip (trip state).
2. Keadaan Trip ini akan membuat Main Pole Terbuka (open) sehingga motor berhenti bekerja (STOP)
3. Kontak Auxillary NC akan Terbuka (Open)
4. Kontak Auxillary NO akan Menutup (Close)
5. Pada saat mode ini, jika ditekan tombol stop maka kontak yang tertutup (close) akan membuka (open) jadi kontak auxillary yang awalnya NO dalam keadaan tertutup (close) akan membuka (open).
6. Tombol Reset tidak akan berfungsi karena TOR dalam mode automatic, TOR akan mematikan keadaan trip jika arus overload normal secara otomatis.
7. Settingan ini tidak dianjurkan, karena akan membahayakan orang dan material di sekitarnya karena Motor akan bekerja tanpa adanya pemberitahuan.

B. Ketika Terjadi Overload pada saat mode “H” (Manual / HAND)

1. Ketika terjadi overload pada motor maka TOR akan trip (trip state).
2. Keadaan Trip ini akan membuat Main Pole Terbuka (open) sehingga motor berhenti bekerja (STOP)
3. Kontak Auxillary NC akan Terbuka (Open)
4. Kontak Auxillary NO akan Menutup (Close)
5. Pada saat mode ini, jika ditekan tombol stop maka kontak yang tertutup (close) akan membuka (open) jadi kontak auxillary yang awalnya NO dalam keadaan tertutup (close) akan membuka (open).
6. Tombol Reset akan menghilangkan keadaan trip (trip state) jika sudah tidak terjadi lagi overload.
7. Setingan ini dianjurkan untuk digunakan pada saat TOR digunakan untuk menjalankan beban / motor.

C. Test TRIP pada saat mode “H”

1. Arahkan mode “H” (Manual / Hand) pada TOR pada saklar mode yang tersedia.
2. Lakukan / set saklar trip untuk mengaktifkan keadaan trip
3. Keadaan TRIP akan terjadi
4. Untuk mengembalikan TOR pada keadaan Normal maka lakukan penekanan pada tombol reset.
5. Tombol stop akan membuka semua Auxillary Kontak dan Main Pole pada TOR.
6. Keadaan ini dapat di cek dengan menggunakan multimeter pada saat TOR tidak bertegangan. Ini bertujuan untuk menguji TOR dalam keadaan baik. Jadi cara ini berguna untuk menguji thermal overload relay

Cara setting Thermal Overload Relay (TOR)

Adapun cara setting / standard setting Thermal Overload Relay (TOR) dapat anda ikuti pada langkah berikut di bawah ini.

Produk TOR terbagi 2, ada yang membutuhkan perhitungan dan yang tidak membutuhkan perhitungan untuk arus overload.

Untuk produk TOR yang tidak membutuhkan perhitungan, anda dapat membaca datasheetnya, pada datasheet tersebut besaran arus setting sesuai dengan arus listrik beban penuh pada motor yang terpasang pada tor tersebut (Full Load).

Untuk setting tor yang membutuhkan perhitungan, biasanya besar arus beban penuh motor listrik yang terpasang pada TOR dikali dengan 125%  sehingga berlaku rumus setting thermal overload relay sebagai berikut :

I setting = 125% x I = 1,25 x I

Namun untuk produk ABB biasanya setting arus pada TOR adalah sebesar 1,2 x I nominal motor.

Arus beban penuh pada motor bisa dilihat pada nameplate motor tersebut, atau menghitungnya jika yang diketahui HP atau daya motor tersebut.

I = P (watt) / √3 . VL . cos Φ

Di mana:

IL = Arus line (Ampere)

VL =380V

cos Φ PLN biasanya 0,85

√3 = 1,73

Sedangkan untuk mencari daya jika diketahui besar HP adalah:

P = HP x 376

Kesimpulan

TOR merupakan sebuah alat yang digunakan di industri atau pabrik untuk melindungi motor dari arus beban lebih. Arus beban lebih yang tinggi dapat merusak kumparan motor listrik sehingga motor listrik tidak dapat bekerja.