Kaçak akım koruma rölesi nedir?

Kaçak akım rölesi; tesis, ev ve apartman gibi yapılarda bulunan iletkenlerin deforme olması durumunda; hayati risk taşıyan kaçak akımları algılayıp, 0.2 saniye gibi çok kısa bir zaman diliminde devreyi keserek insanları tehlikeli gerilimden koruyan elektrik devre elamanıdır.

Kaçak akım rölesi hakkında bilgi edinmeden önce, toprak sızıntısı nedir? Nedenleri nelerdir? İnceleyelim.

İletken üzerinden istenmeyen bir yoldan toprağa akan elektrik akımına toprak kaçağı denir. Zayıf yalıtımlar arasından veya bir kişinin vücudundan akabilir ve elektrik çarpmasına neden olabilir. Kaçak akım sadece 30mA’yı aşarsa, elektrik çarpmasının sonucu ölümcül olabilir. Bu nedenle, bu tür bir akım kaçağı tespit edildiğinde güç kaynağının bağlantısını kesmek için koruma cihazları kullanılır.

Toprak kaçağı çeşitli nedenlerle oluşabilir. Canlı iletkenin hasarlı yalıtımı veya kopmuş iletkenler nedeniyle oluşabilir. Ayrıca iletken ekipmanın gövdesiyle temas ettiğinde (ekipman uygun şekilde topraklanmamışsa) oluşabilir. İletkene veya ekipmana dokunulduğunda akım, kişinin vücudundan toprağa geçebilir.

Kaçak akımın insan üzerinde oluşabilecek tehlikeleri:

  • 1mA vücutta karıncalanma
  • 5mA de çarpılma hissi
  • İnsan için solunum durması (13 miliamper)
  • İnsan kalbinin durması (50 miliamper)
  • İnsanda kesin ölüm tehlikesi (100 miliamper)

Kaçak Akım Rölesi Ne İşe Yarar?

Kaçak akım rölesi, kaçak akıma karşı koruma sağlamak için kullanılan bir devre kesici türüdür. Kaçak akımı algıladığında devreyi keser ve yüke giden güç kaynağını keser. Toprak kaçağı ölümcül olabilen elektrik çarpmalarına neden olabilir.

Kaçak akım rölesi esas olarak elektrik çarpmasına karşı koruma için kullanılır. Aşırı yüklenmeye veya kısa devreye karşı koruma sağlamazlar. Bu nedenle, bir minyatür devre kesici ile seri olarak kullanılmaları gerekir.

Kaçak Akım Rölesi Nasıl Çalışır?

Toprak kaçak akım koruma anahtarları uygulamalarda otomatik sigortalar ile beraber kullanılmaktadır. Elektrik tesisatında kaçak akım rölesi sigortadan sonra bağlanır. Kaçak akım koruma rölesi bir anahtar ve bir akım transformatöründen oluşur.

Normal koşullar altında, kaynaktan gelen akım, kablo aracılığıyla yüke akar ve yükten nötr kablo aracılığıyla akar. Aslında, her iki akım da miktar olarak eşittir. Akım, istenmeyen herhangi bir yoldan sızarsa, canlı ve nötr kablo arasında bir dengesizlik oluşur. Kaçak akım rölesi, bir akım trafosu kullanarak dengesizliği algılayabilir ve bir elektromanyetik röle kullanarak kontakları kesebilir.

Kaçak akım koruma rölesi nedir?

Sistemdeki akım transformatörün primer sargısından geçerek sekonder sargıda bir E.M.K meydana gelir. Akım transformatörü sistemden geçen akımların eşitlik durumuna bakar. Eşitlik durumu sistemdeki akımların bir birlerine ters olduğu durumlarda sağlanır. Bu durumda açma bobini akımsız kalır. Fazlar arasında meydana gelen kaçak akım meydana gelmesi durumunda; sekonder sargıda gerilim indüklenir ve açma bobini enerjilenerek anahtarın açmasını sağlanarak, sistem korunmuş olur. Kaçak akım koruma rölesi ev ve işyerlerinde yer alan elektrik tesisatının girişin kısmına bağlanmalıdır. Ayrıca tam verim alınabilmesi için tesisatınin iyi bir topraklamaya sahip olası gereklidir.

Kaçak Akım Rölesi Çeşitleri

Çalışma prensibine göre sınıflandırılan iki tip kaçak akım rölesi vardır:

  • Gerilim(voltaj) kaçak akım rölesi
  • Mevcut kaçak akım rölesi

Her iki kaçak akım rölesi türü de kaçak akımı tespit eder ancak hassasiyetleri ve sundukları koruma seviyeleri farklıdır. Gerilim(voltaj) kaçak akım rölesi, mevcut kaçak akım rölesinden daha önce icat edildi.

Gerilim(Voltaj) Kaçak Akım Rölesi

Voltaj kaçak rölesi, toprak ile ekipmanın gövdesi arasındaki voltaj seviyesinde çalışır. Gerilim farkı, kaçak akımı tespit etmek ve devreyi anında kesmek için kullanılır.

Hem besleme hem de yük tarafında her iki faz ve nötr için terminallere sahiptir. Ekipmanın gövdesine ve toprağa bağlanan iki ekstra terminali vardır. Bu terminaller aslında elektromanyetik röle ile bağlantılıdır ve akım kaçağı sırasında devrenin kesilmesinde hayati bir rol oynarlar.

Çalışma prensibi

Röle bobininin terminallerinden biri doğrudan toprağa, diğer terminal ise ekipmanın gövdesine bağlıdır. Bobin, toprak ile ekipmanın gövdesi arasındaki voltaj farkını algılayabilir.

Canlı tel kopma veya yalıtımın bozulması sonucu ekipmanın gövdesiyle temas ederse, bobinin terminalleri arasında bir voltaj farkı görünür. Sonuç olarak, akım bobinden akmaya başlar ve enerjilenir. Röle elektromanyetik kuvvet üretmeye başlar. Akım belirli bir limiti aştığında röle mandalı çekmek için yeterli kuvvet üretir. Bunu yaparak, mandal kırılması kontakları açar ve ekipmana giden güç beslemesini keser ve elektrik çarpmasını önler.

Bu nedenle, röle yalnızca içinden kaçak akım geçtiğinde çalıştığı için toprak bağlantısı gereklidir. Akım devrenin diğer bölümlerinden sızarsa ve istenmeyen başka bir yoldan akarsa, devreyi kırmak için akımın röleden akması gerektiğinden devreyi kesmez.

Avantajlar

Voltaj kaçak akım rölesinin avantajları şunlardır:

  • Elektrik çarpmalarına karşı korunmaya yardımcı olur.
  • Daha az hassastırlar ve gereksiz yere tökezlemezler.
  • Fiyatları daha uygundur.

Dezavantajları

Voltaj kaçak akım rölesinin dezavantajları şunlardır:

  • Fazdan başka bir topraklanmış gövdeye akım kaçağını algılayamaz.
  • Faz iletkenine direkt temas halinde elektrik çarpmasını engelleyemez.
  • Yalnızca kaçak akım toprak iletkeninden geçtiğinde açılır.
  • Ekipman gövdesi ve toprak ile ekstra bağlantı gerektirir.
  • Daha az hassastır ve düşük kaçak akımı tespit edemez.
  • Normalde voltaj sızdıran elektrikli ekipman, gereksiz yere kaçak akım rölesini tetikleyebilir.

Gerilim(voltaj) kaçak akım rölesinin avantajlarından çok daha fazla dezavantajı var ve bu kaçak akım rölesinin modası geçmiş durumda. Bu nedenle, evinize eski voltajlı kaçak akım rölesi taktıysanız, bunları mevcut kaçak akım rölesi veya kaçak akım koruma anahtarı ile değiştirin. Mevcut kaçak akım rölesi; daha verimli, güvenilir ve her türlü kaçak akıma karşı koruma sağlamada en iyisidirler.

Mevcut Kaçak Akım Rölesi

Mevcut kaçak akım rölesi olarak da bilinen en yaygın kaçak akım rölesi olduğu söyleyebiliriz. Diğer adlarıyla artık akım cihazı veya artık akım devre kesici olarak bilinen, herhangi bir kaçak akımı algıladıktan sonra devreyi kesen başka bir kaçak akım rölesi türüdür. Faz ve nötr hattı arasındaki akım farkına göre çalışır. Fark, faz hattından akım sızdığında ortaya çıkar. Bu nedenle bu kaçak akım rölesi türü, her türlü akım kaçağına karşı koruma sağlayabilir.

Faz ve nötr için iki giriş ve iki çıkış terminaline sahip dört terminale sahiptir. Faz giriş ve nötr giriş beslemeye, faz çıkış ve nötr çıkış ise yüke bağlanır. Toprak bağlantısı için bu ekstra terminale sahip değildir.

Çalışma Prensibi

Kaçak akım rölesi, faz ve nötr hat arasındaki mevcut dengesizliğe dayanmaktadır. Faz ve nötr akımını sürekli olarak izler. Normal şartlar altında, yükten geri akan aynı akım olduğu için hem faz hem de nötr akımı eşittir. Akım herhangi bir istenmeyen yoldan sızarsa, nötr akım azalır ve dengesizliğe neden olur. Dengesizlik belirli bir sınırı aştığında, kaçak akım rölesi, kontakları ve güç kaynağını keser.

Kaçak akım rölesi, Kirşof Kanununa göre çalışır, buna göre yüke sıcak telden giren akım miktarı, yükü nötr telden terk eden akım miktarına eşit olmalıdır. Artık akım olarak bilinen iki akım arasındaki fark sıfır olmalıdır. Bir fark varsa, o zaman akım dengesizliğe neden olan bir yere sızdırıyor demektir.

Kaçak akım rölesi; faz bobini, nötr bobin ve arama bobini gibi üç bobine sahip sıfır bileşenli bir akım trafosu içerir. İki akım arasındaki dengesizliği veya farkı tespit etmek için kullanılır. Faz bobini ve nötr bobin, birbirlerinin akısını iptal edecek şekilde toroidal çekirdeğin etrafına sarılır.

Normal koşullar altında olması gerektiği gibi akımlar eşitse, ortaya çıkan akı birbirini iptal edecek ve arama bobininde indüklenen akım olmayacaktır. Kaçak bir akım olduğunu varsayacak olursak; akım farkı arama bobininde bir voltaj indükleyecek akı üretecektir. Arama bobini röle açma mekanizmasına bağlı olduğundan, kontakları kesecek ve yüke giden güç beslemesini kesecektir.

Avantajlar

Mevcut kaçak akım rölesinin avantajları şunlardır:

  • Kaçak akım rölesi, devrenin herhangi bir yerinden akım sızdığında devreyi keser.
  • Elektrik çarpmasına karşı koruma sağlamada çok güvenilirdir.
  • Voltaj kaçık akım rölesine göre çok daha hassastır.
  • Artık akımı sürekli olarak izler ve nominal limitini aştığında anında keser.
  • Toprak bağlantısı gerektirmez.

 

Dezavantajları

Mevcut kaçak akım rölesinin dezavantajları şunlardır:

  • Kısa devre akımına karşı koruma sağlamaz.
  • Aşırı yük koruması  yoktur.
  • Voltaj kaçak akım rölesinden daha pahalıdır.
  • Akım hala eşit kaldığından, her iki faza ve nötr tele dokunulması nedeniyle elektrik çarpmasına karşı koruma sağlayamaz.
  • Yüksek hassasiyetinden dolayı akım kaçağı az olan eski cihazlarla kullanıldığında gereksiz yere atabilir.
  • Yalnızca normal besleme dalga biçimlerinde çalışır ve standart olmayan dalga biçimlerinde güvenilir şekilde çalışamaz.

Kutuplara Göre Kaçık Akım Koruma Rölesi Türleri

Kaçak akım röleleri devre kesicilerin kutuplarına göre üç tipte bulunsa da genel olarak; Monofaze (220 volt) ve Trifaze (380 volt) olmak üzere 4 ve 2  kutuplu  olarak  2 çeşitte piyasada bulunmaktadırlar. Yine de kutuplara göre kaçık akım koruma rölesi türlerinin hepsini kısaca inceleyelim.

Devre kesicileri kutuplarına göre kaçık akım röleleri üç tipe ayrılır:

  • 2 Kutuplu kaçak akım rölesi: Tek fazlı bir sistemde koruma için kullanılır. Faz ve nötr bağlantılı 2 giriş ve 2 çıkış terminaline sahiptir.
  • 3 Kutuplu kaçak akım rölesi: Üç telli üç fazlı bir sistemde koruma için kullanılır. Üç giriş ve üç çıkış terminali vardır.
  • 4 Kutuplu kaçak akım rölesi: Dört telli üç fazlı bir sistemde koruma için kullanılır.

Kaçak Akım Rölelerinin Avantajları ve Dezavantajları

Avantajlar

Kaçak akım rölelerinin avantajları şunlardır:

  • Kaçak akım rölesi, elektrik çarpmasını önlemek için devreyi anında keser.
  • Kırık tellerden veya hasarlı izolasyondan kaynaklanan hasarları önler.

Dezavantajları

  • Kaçak akım rölesi, aşırı yüklenmeye ve kısa devre akımına karşı koruma sağlayamaz.
  • Canlı-nötr şoka karşı koruma sağlayamaz.
  • Eski cihazlardaki küçük akım kaçaklarından dolayı gereksiz yere atabilir.

Kaçak Akım Rölesi Uygulamaları ve Tavsiyeleri

Kaçak akım rölesi, akım kaçağına karşı koruma için kullanılır. Akım kaçağı sistemde elektrik çarpmasına ve arızalara neden olur. Bağlı devrelerin zarar görmemesi için devreyi anında keser. Elektrik çarpması riskinin yüksek olduğu ıslak yerlerde gereklidirler.

Kaçak akım rölesi seçerken; kullanılacak tesisatın yükleneceği akım  kapasitesi  ve  şebeke gerilimi göz önünden bulundurularak seçilmelidir.

Kaçak akım rölesi, akım taşıma kapasitelerine göre değişiklik göstermektedir. Markalarda 25 A’den  63 A’e kadar rahatlıkla bulunabilir. Hayati önem taşıyan bu koruma anahtarını seçerken; markalar: ABB, LEGRAND, SİEMENS VE SCHNEİDER gibi bilindik markalardan almaya önem göstermenizi tavsiye ederiz.

2 YORUMLAR

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here