Aşırı akımı kesmek, doğru korumayı seçmek

Bir kabloya taşıyabileceğinden fazla yük bağlandığında veya yalıtım hatası kısa devre oluşturduğunda, akım devre elemanlarını tehlikeli biçimde ısıtabilir. Akım sigortası, üzerinden geçen akımın oluşturduğu ısıya tepki veren ve belirli koşullarda devreyi açan koruma elemanıdır. Burada ağırlıklı olarak eriyen telli, değiştirilebilir sigortalardan söz ediyoruz. Doğru seçimin amacı yalnızca cihazın çalışmasını sağlamak değil, kablo ve ekipmanın dayanım sınırları aşılmadan arızalı devreyi ayırmaktır.

Sigortanın içindeki iletken eleman, akım ve sürenin birlikte oluşturduğu ısıl etkiyle erir. Erime sırasında oluşabilen elektrik arkının da söndürülmesi gerekir; dolayısıyla koruma, telin kopmasından ibaret değildir. Gövde yapısı, dolgu malzemesi ve kesme kapasitesi güvenli kesmenin parçasıdır. Eriyen sigorta elemanı görev yaptıktan sonra yeniden kurulmaz, uygun özellikte yenisiyle değiştirilir.

Eriyen telli sigorta, otomatik sigorta ve kaçak akım koruması

Günlük dilde “sigorta” denilen cihazlar aynı çalışma ilkesine sahip değildir. Otomatik sigorta bir devre kesicidir; arıza giderildikten ve gerekli kontroller yapıldıktan sonra yeniden kurulabilir. Eriyen telli sigortada ise sigorta elemanı değiştirilir. Sigorta türleri arasındaki farklar değerlendirilirken yalnızca amper değeri değil, koruma işlevi ve açma karakteristiği de karşılaştırılmalıdır.

Kaçak akım koruma cihazı, devreden giden ve dönen akımlar arasındaki farkı izler. RCCB tek başına aşırı akım koruması sağlamaz; RCBO kaçak akım ve aşırı akım korumasını birleştirir. Akım sigortası da tek başına bütün elektrik çarpması veya aşırı gerilim tehlikelerini algılayan bir cihaz değildir. Koruma işlevleri, birbirini tamamlayacak şekilde seçilir.

Hızlı, gecikmeli ve yüksek kesme kapasiteli ne demek?

Hızlı tip ve gecikmeli tip ifadeleri, sigortanın belirli aşırı akımlara ne kadar sürede tepki verdiğiyle ilgilidir. Gecikmeli bir sigorta, uygun seçildiğinde motorun kalkış akımı veya güç kaynağının kısa süreli şarj akımı nedeniyle gereksiz açmayı önleyebilir. Bunun karşılığında izin verilen ısıl etki, korunacak devreyle uyumlu olmalıdır; her devrede daha gecikmeli tip kullanmak doğru değildir.

HRC, yüksek kesme kapasitesini anlatır. Bu özellik, hızlı veya gecikmeli karakteristikten ayrı değerlendirilir. Bir sigorta hem yüksek kesme kapasiteli hem gecikmeli olabilir. Aynı şekilde, gövdenin cam veya seramik olması tek başına bütün elektriksel özellikleri açıklamaz; ürün işareti ve teknik veri esas alınır.

Üzerindeki amper, volt ve kA değerleri nasıl okunur?

Anma akımı, sigortanın tanımlanmış şartlardaki akım değeridir; bu değerin az üzerinde akım geçince anında açacağı anlamına gelmez. Örneğin 10 A yazan bir sigortanın 10,1 A’de hemen açması beklenmez. Gerçek davranış sigorta akım değeri ve yük ilişkisi, zaman-akım eğrisi, ortam sıcaklığı ve montaj koşullarıyla değerlendirilir.

Anma gerilimi, belirtilen kesme koşullarında kullanılabilecek gerilim sınırıyla ilgilidir; sigortanın devreye uyguladığı veya düzenlediği bir gerilim değildir. AC ve DC uygunluğu ayrıca belirtilmelidir. 250 V AC işareti, aynı ürünün 250 V DC için de uygun olduğunu kanıtlamaz. DC devrede arkın sönmesi farklı şartlara bağlıdır.

Kesme kapasitesi, sigortanın belirtilen gerilim ve test şartlarında güvenle kesebildiği arıza akımını gösterir; genellikle kA ile verilir. Bu değer, bağlantı noktasında oluşabilecek beklenen kısa devre akımından düşük olmamalıdır. Aynı amperde iki sigortanın kesme kapasitesi farklı olabilir. Özellikle transformatör çıkışında veya güçlü bir akü grubunda yalnızca amper ve fiziksel ölçüye bakmak yetersizdir.

gG, aM, aR ve gR sınıfları

gG sigortalar, genel amaçlı tam aralıklı koruma için kullanılır; uygun seçimle kablo ve hatların aşırı yük ve kısa devre korumasını sağlar. aM sigortalar motor devrelerinin kısa devre korumasına yöneliktir ve kısmi aralıklıdır; motorun aşırı yük koruması ayrıca sağlanmalıdır. “Motor sigortası” ifadesini, her türlü motor arızasını tek başına gideren koruma şeklinde okumamak gerekir.

aR sigortalar yarı iletkenlerin kısa devre korumasında kullanılan kısmi aralıklı tiplerdir; gR ise yarı iletkenler için tam aralıklı sınıfı ifade eder. Bir sürücü veya doğrultucuda üreticinin belirttiği sınıf, I²t sınırı ve sigorta tablosu önemlidir. Motor yol verme devresinde termik aşırı yük rölesi, sigorta ve kontaktör birlikte koordine edilir; birinin varlığı diğerlerinin görevini ortadan kaldırmaz.

Seçim hesabı yalnızca yük akımından oluşmaz

Örneğin 230 V ile çalışan 2.000 W dirençli bir ısıtıcının akımı yaklaşık 2.000 / 230 = 8,7 A olur. Bu hesap, yükün normal çalışma akımını verir; doğrudan “şu amper sigortayı takın” sonucunu vermez. Kablonun akım taşıma kapasitesi, döşeme koşulları, sigortanın eğrisi, sıcaklık düzeltmeleri ve cihaz üreticisinin şartları da kontrol edilir. Motorda ise kalkış akımı, çalışma biçimi ve etiket verileri ayrıca değerlendirilir.

Mekanik uyum da önemlidir: 5 × 20 mm, 10 × 38 mm veya NH gibi ölçü ve yapılar birbirinin yerine rastgele kullanılamaz. Sigorta yuvasının gerilim ve akım değerleri, kabul ettiği güç kaybı ve bağlantı şartları sigortayla uyumlu olmalıdır. Gevşek veya oksitlenmiş temas, yük akımı normal görünse bile yerel ısınmaya yol açabilir.

Zaman-akım eğrisi, I²t ve seçicilik

Zaman-akım eğrisi, belirli bir akımda açmanın hangi süre aralığında gerçekleşeceğini gösterir. Bu nedenle bütün sigortalar için geçerli tek bir “şu akımda şu saniyede açar” kuralı yoktur. Kalkış darbeleriyle sürekli aşırı yük, süreleri farklı olduğu için aynı şekilde değerlendirilmez.

I²t, akımın karesinin zamana göre integralidir ve A²s birimiyle ifade edilir; arıza sırasında geçen ısıl etkinin değerlendirilmesinde kullanılır. Ön ark/erime I²t değeri ile ark süresini de içeren toplam kesme I²t değeri ayrılmalıdır. Seçicilik ise arızaya en yakın korumanın açıp üst devreleri çalışır bırakabilmesidir. Yalnızca üst sigortanın amperini büyütmek yeterli kanıt değildir; üreticinin koordinasyon tabloları ve eğrileri incelenir.

Panoda, motorda ve elektronik devrede kullanım

Dağıtım devresinde öncelik, hat ve kablonun korunmasıdır. Motor devresinde kısa devre koruması ile aşırı yük koruması birlikte tasarlanır. Sürücü ve güç elektroniğinde ise giriş hattını korumak ile hassas yarı iletkeni korumak aynı hedef değildir; cihaz kılavuzundaki sigorta seçimi izlenir. DC güç kaynağı çıkışında da kaynağın sağlayabileceği arıza akımı ile sigortanın açma koşullarının uyumu kontrol edilir.

Sigortanın akımı kesmesi, ekipmanın mutlaka hiç hasar görmediği anlamına gelmez. Korumanın kapsamı, arıza türü ve cihazın dayanımı birlikte değerlendirilir. Benzer şekilde bütün sigortaların elektronik arıza kaydı tuttuğu söylenemez; bazı modeller gösterge veya yardımcı kontakla durum bilgisi verebilir.

Sigorta açtıktan sonra ne yapılmalı?

Önce aşırı yük, kısa devre, yanlış karakteristik veya bağlantı ısınması gibi nedenler araştırılır. Değişim, enerji kesilip yeniden enerjilenme önlenerek ve gerilimsizlik doğrulanarak yetkili kişi tarafından yapılmalıdır. Sigorta yuvası arızalıysa yalnızca elemanı değiştirmek yeterli değildir. Eriyen teli köprülemek, folyoyla sarmak veya değeri gelişigüzel büyütmek koruma işlevini ortadan kaldırır.

Standart tarafında IEC 60269 alçak gerilim sigortalarıyla, IEC 60127 ise minyatür sigortalarla ilgilidir; UL sigorta standartlarında da ürün ve kullanım sınıfı önem taşır. Bir standarda ait işaretin bulunması, farklı sınıf ve özellikteki iki ürünü otomatik olarak eşdeğer yapmaz.

İlgili konular

Doğru sigortayı seçmek

Hangi tip sigorta seçilmeli?, sigorta seçiminde dikkate alınacak faktörler ve yüksek güçlü cihazların korunması konuları seçim sürecini tamamlar. Ürün karşılaştırması için sigorta modelleri bölümünü inceleyebilirsiniz.

Arıza, bakım ve değişim

Sigortanın atma nedenleri, değişim gereksiniminin anlaşılması, sigorta kutusunun yerleşimi ve bakımı ve sigorta değişiminde güvenlik arıza sonrasında birlikte değerlendirilmelidir.

Farklı tehlikeler için farklı korumalar

Termal sigortalar sıcaklıkla, resetlenebilir sigortalar uygun koşullarda geri dönüşlü korumayla, elektronik sigortalar ise elektronik akım yönetimiyle ilişkilidir. Gerilim darbelerine karşı korumayı anlamak için parafudrların çalışma amacı konusuna geçebilirsiniz.

Pano ve koruma temelleri

Termik manyetik şalterler, IEC 60898 kapsamındaki otomatik sigortalar, sigorta standartları ve elektrik sigortasının temel görevi koruma cihazlarını işlevlerine göre karşılaştırmaya yardımcı olur.