AC Güç Sistemlerinde Aşırı Akım Koruması

Bu yazımızda aşırı akım türlerini, aşırı akım koruma cihazlarının neler olduğunu ve bunların devrelerdeki yerlerini ele alacağız.

A- A+

27.01.2019 tarihli yazı 7309 kez okunmuştur.

Aşırı Akım Koruma Elektrik Akım AC Devre Güç Sistemleri

Bir elektrik güç sisteminde aşırı akım, iletkenlik süresi boyunca beklenenden daha büyük bir elektrik akımı bulunduğunda aşırı ısı üretilmesi ve bununla birlikte yangın veya ekipman hasarına yol açılmasına sebep olan durumdur.Aşırı akım çeşitlerini aşırı yük, kısa devre ve toprak hatası olmak üzere 3 ana başlık altında inceleyeceğiz.

►Aşırı Yükten Oluşan Aşırı Akım

Aşırı yük aşırı akımı kendiliğinden belirlenir. Nominal yük akımını aşan herhangi bir akım aşırı yükten kaynaklanır. Örneğin 20 amperlik bir devreye ek olarak bir lamba ilave edilirse yük akımı da artacaktır. Bu da aşırı bir akımı meydana getirir. Bir binanın elektrik enerji dağıtım sisteminde, besleyicisinde veya herhangi bir devresinde aşırı yük koşulları oluşabilir. Aşırı akım, motor mekanik olarak aşırı yüklendiğinde de oluşur. Aynı zamanda motordaki aşırı sürtünme, aşırı sıcaklık veya başka bir mekanik yüklenmeden de kaynaklanabilir.

►Kısa Devre Aşırı Akımı

Kısa devre aşırı akımı elektrik devresinin gücünün artışına bağlı olarak artmaktadır. Dolayısıyla gücü yüksek olan sistemlerde önemlidir. Kısa devre aşırı akımı en az iki iletkenin çapraz bağlantı olmasıyla oluşur.

Şekil 1 tek fazlı bir AC,3 telli,120/240 voltluk beslemenin çizimidir. Transformatörün beslemesinde tek bir primer sargı seminerinde ise 120 voltluk iki seri sargı bulunmaktadır. Bir yük seri olarak bağlanmış iki sargının uçlarına bağlanırsa 240 volt gerilim altında çalışacaktır.

Şekil-1

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Motorlarında Aşırı Akım Rölesi Nasıl Seçilir?

3 fazlı bir AC elektrik dağıtım sistemi, Şekil-2’de gösterildiği gibi normalde daha yüksek bir kısa devre aşırı akım değerine sahip olacaktır. Çünkü kısa devre birden fazla sargı içermektedir.

Şekil-2

►İlginizi Çekebilir :Aşırı Akım Koruma Testi

►Toprak Arıza Aşırı Akımı

Toprak arızası aşırı akımı da normalde devre iletkenlerinden sadece birini, topraklanmış metal kanal veya elektrik dağıtım ekipmanlarını etkileyen kısa devre durumudur. Toprak arızası aşırı akımı yalnızca yapının elektrik güç dağıtım sistemine topraklama referansı verildiğinde ortaya çıkabilir.

Referans toprağı topraklayıcıdan yeterince uzakta bulunan ve topraklama tesisinin etki alanı dışında kalan toprak bölümü ifade eder. Bu bölümde herhangi iki nokta arasında, topraklama akımının neden olduğu gerilim ihmal edilecek kadar düşüktür.
Toprak arızası aşırı akımının büyüklüğü normalde aynı trafodan gelen kısa devre aşırı akımının büyüklüğünden daha küçüktür. Toprak arızası aşırı akımı normalde sadece transformatörde arızalı duruma güç sağlayan tek fazlı AC sargıyı etkiler.

Hem kısa devre hem de toprak arızası akımları düşük dirençli paralel bağlantıdan kaynaklanan yüksek büyüklükteki aşırı akımlardır. Bir devrede aşırı akım koruma ekipmanları yoksa o devrenin aşırı akım arızasını sınırlayan tek şey iletken direnci ve trafodan gelen güçtür.

Aşırı Akım Koruması

Şekil 3’de gösterildiği gibi devrenin aşırı akım koruması sigorta veya devre kesici tarafından sağlanabilir. Akış yönünde bulunan sigortalar veya devre kesiciler kendi hatlarında yalnızca aşırı yük koruması sağlarken, yük tarafında bulunan devreler veya ekipmanlar için tam aşırı akım koruması sağlar.

Şekil-3

►İlginizi Çekebilir :Aşırı Akım Röle Koordinasyonu

Aşırı Akım Koruma Cihazlarının İşlevi

Bir elektrik devresinde üç ana bileşen vardır. Bunlar bir güç kaynağı, yük ve ikisi arasındaki bağlantıdır. Bu üç ana bileşene ek olarak kontrol elemanları bulunur. Kontroller Açma/Kapama kontrolü ve sınır kontrolü aracı ile sağlanır. Her iki kontrol türü de devrede akabilecek akım miktarını ayarlar. Açma/Kapama kontrolü manüel, otomatik, elektronik veya elektromekanik bir anahtar gibi çalışır. Sınır kontrol aracı ise devreyi aşırı akımlardan koruyan sigorta veya bir kesici olabilir.

Herhangi bir yapıdaki elektrik enerjisi dağıtım sistemi servis, besleyici devreleri ve dal devreleri olmak üzere 3 ana sınıfa ayrılır. Tüm bu devrelerin aşırı akım korumasının sağlanması gerekir. Aşırı akımdan koruyucu cihazlar “Ulusal Elektrik Kodu’nun şartlarına uygun şekilde kurulmalıdır. İletkenlerin anma büyüklüğü, yükün çektiği akım ve kullanılan koruma cihazlarının akım ve gerilim büyüklüğü ile yük oranı birbiriyle ilişkilidir. Koruma cihazlarının değerleri iletkenlerin anma büyüklüğü, servis, besleyici veya dal devresinden çekilen maksimum yük akımını belirler.

Aşırı akım koruma cihazlarının birincil amacı, iletkenlerin sıcaklığını devreye zarar vermeyecek bir değerle sınırlandırmaktır. Bu, iletkenlerin üzerinden geçen akımın miktarını ayarlayarak gerçekleştirilir. İletkenlerin aşırı ısınmaya karşı korunması iletkenlerin ve diğer devre elemanları aşırı akımın etkisinden korumak için yapılması gereken bir işlemdir. Bu da koruma elemanları kullanılarak sağlanır.

Kaynak:

►Allaboutcircuits