AG Sigortalarda Bilinmesi Gereken 10 Teknik Terim

Aşırı akım çekilmesi durumunda hem sistemi hem şebekeyi koruyan Alçak Gerilim sigortaları hakkında bilinmesi gerekenleri ve 10 teknik terimi maddeler halinde sıraladık.

A- A+

31.08.2016 tarihli yazı 24919 kez okunmuştur.

Sigorta Alçak Gerilim AG Aşırı Akım

Aşırı akım koruma cihazlarının en basit olanı sigortalardır. Sigorta, üzerinden geçen yüksek akımdan dolayı içerisindeki telin erimesiyle devreyi açan ve aşırı akım çekilmesini engelleyen bir koruma cihazıdır. Alçak Gerilim sigortaları ile ilgili önemli olan 10 tanımdan bahsedelim;

► Nominal akım
► Akım sınırlama
► Çift elemanlı sigorta
► I²T
► Kesme değeri
► Erime süresi
► Darbe kısa devre akımı (Ip)
► Zaman gecikmesi
► Toplam ergime ve sönme süresi
► Nominal gerilim

Alçak Gerilim bağlantı kesici anahtar ve max 800A, 690V sigortalar

1) Nominal Akım

Isınma limitini aşmadan ve herhangi bir deformasyona uğramadan sigortanın üzerinden geçirebileceği RMS akım değeridir. Bir sigorta (ya da herhangi bir aşırı akım cihazı) sürekli yükte nominal akımının %80'i üzerinde yüklenmemelidir.

NH bıçaklı AG sigorta 400A, 120kA, 400-1000V

Sigortanın taşıyabileceği akım değeri, üretici firma tarafından belirli koşullar altında test edilerek belirlenir.

2) Akım Sınırlayıcı

Bir akım sınırlayıcı sigorta, maksimum kesme değeri ve akımın eşik değeri arasında kalan bölgede akan akımları kesmektedir. Böylece arıza akımı henüz yükselirken sınırlanmış olur ve işletme kısa devre akımlarının zarar verici termik, mekanik zorlanmalarına karşı korunur. Ayrıca akım sınırlayıcı sigorta, anma geriliminde ergime ve sönme toplam süresini, simetrik değerler arasına veya ergime süresi daha kısa olacak şekilde sınırlamaktadır.

Bir sigortada akım sınırlama değeri, üzerinden taşınmasına müsaade edeceği son akım değeridir. Bu değerin üstüne çıkıldığında sigorta içindeki hat erimeye başlar. Bu sırada oluşan ark kuvars kumu ile sönümlenir.

3) Çift Elemanlı Sigorta

Bir kartuş tipi sigorta, seri halde bağlanmış akıma duyarlı iki ya da daha fazla malzemeye sahiptir. Bu tip çift tepkili sigorta tasarımı genellikle tepki karakteristiğinde gecikme elde etmek istenildiği durumlarda kullanılmaktadır.

Fusetron çift elemanlı sigorta 35A 250VAC

4) I²T

Sigortanın erime ya da ark oluştuğu aşamada ortaya çıkan ısı enerjisinin ölçüm değeridir. Erime ve ark oluşumu sırasındaki açığa çıkan ısı genellikle ergime ve sönme süresince ölçülen toplam değeridir.

5) Kesme Değeri

Sigortanın belirli koşullar altında test edildiği, kesme yapacağı en yüksek RMS akım değeridir.

6) Erime Süresi

Aşırı yük akımı geçtiği esnada akıma duyarlı elemanın erimesi için gereken süredir.

7) Darbe Kısa Devre Akımı

Ergime ve sönme toplam süresi boyunca akım sınırlayıcı sigorta üzerinden akan maksimum ani akımdır.

8) Zaman Gecikmesi

Daha çok motor devrelerinde kullanılan zaman gecikmeli sigortalar anma akımını geçtiği anda hemen açma yapmazlar. H, K, J ve R sigorta sınıfları için, minimum açma süresi 10s'dir. H,K ve R sınıfları 0-30 A 250 V anma değerlerinde açma süresi 8s'ye düşürülebilir.

Zaman Gecikmeli Alçak Gerilim Sigortaları

9) Toplam Ergime ve Sönme Süresi

Anma geriliminde aşırı akım çekilmeye başladığı an ile sigorta tarafından devrenin kesildiği an arasında geçen süredir.

10) Nominal Gerilim

Sigortanın normal koşullarda çalışacağı RMS gerilim değeridir. Yapılan test ve kullanma koşullarına göre üretici firma tarafından belirlenir. İşletme gerilimi bu değerin üzerinde olamaz. Alçak Gerilim sigortaları tasarlanmış oldukları standartlar dahilinde sınıflandırılmaktadır. Tablo 1'de çeşitli sigorta sınıfları listelenmiş ve her bir sınıfın ilgili verileri gösterilmiştir.

Sigortalar, diğer koruyucu cihazlar gibi, akım-zaman karakteristiğine sahiptirler. Tipik bir sigorta akım-zaman karakteristiği aşağıda gösterilmiştir. Zaman ve akım eksenlerini tam olarak gösterebilmek için logaritmik ölçekler kullanılmıştır.

J sınıfı sigortanın akım-zaman karakteristiği

Bu karakteristik eğri ile sigortaların çalışma süreleri bir şerit şeklinde gösterilmiştir. Alt sınır çizgisi AG sigortasının aşırı yük durumunda minimum erime süresi eğrisini temsil etmekte ve üst sınır ise sigorta açma yaptığında toplam ergime ve sönme süresini göstermektedir. Belirli bir arıza akımı verildiğinde, sigortanın açma süresi bu eğriler sayesinde görülebilmektedir.

Tablo 1: Alçak Gerilim sigorta sınıfları

Bazı durumlarda firma tarafından sigorta ortalama erime süresi verilir. Bu ± %15 toleranslı sigorta açma süresidir. Verilen değerin -%15 sınır değeri minimum erime süresini, +%15 sınır değeri toplam ergime ve sönme süresini göstermektedir. Akım-zaman karakteristiği 0.01 saniyenin altına uzamaz ve 0.01s altı akım sınırlama bölgesi olarak kabul edilmektedir böylece 'nin önemi bu bölgede gittikçe artmaktadır.

Akım-zaman karakteristik eğrisi seri koruma cihazları arasındaki koordinasyonu göstermek için de kullanılır. Sistem korumasında temel prensip, arıza akımı söz konusu olduğunda yalnızca arızaya yakın olan cihazın açma yapmasını sağlamaktadır. Seçici koordinasyon olarak bilinen bu yöntem akım-zaman karakteristik eğrileri kullanılarak analiz edilebilmektedir.

Bir örnek ile açıklayacak olursak; 480 V bir sistem olduğunu varsayalım, bu sistem birbirine seri iki sigorta ile korunmaktadır. Ayrıca sistem arıza akımı 30 kA'dir. A barası 400A J sınıfı sigorta ile devamında B barası 100 A J sınıfı sigorta ile korunmaktadır. 400 A ve 100 A sigortaları arasındaki koordinasyon Şekil 2'de akım-zaman eğrisi ile belirlenebilmektedir.

Bu iki sigorta yaklaşık 4200A seviyesinde koordine olmaya başlayabilir, 4200A'den sonra A sigortası akım sınırlama bölgesinde devreye girme potansiyeline sahiptir. B sigortası ise akım sınırlama bölgesinde 1100A dolaylarında devreye girme potansiyeline sahiptir. 4000 A üzerindeki akım değerleri için her iki sigorta koordine olarak akım sınırlama bölgesinde devreye girme potansiyeline sahiptir. Ancak şekilde de görüldüğü üzere sigortaların eğrileri birbiri üzerinde denk gelmemektedir bu nedenle 0.01s altı yani akım sınırlama bölgesine detaylı bakılmalıdır. Bu durumda da akım-zaman eğrisi bize yardımcı olamamaktadır.

Sigorta koordinasyon örneği

Bunun yerine, koordinasyonlu koruma istenilerek verilen bir arıza akımında, A sigortası en küçük ergime süresi, B sigortasının maksimum ergime ve sönme süresinden daha büyük olmalıdır. Pratikte, üreticiler bu veriler yerine sigorta tiplerine göre birbirleriyle koordine olma oranlarını gösteren tablo yayınlamaktadırlar.

Alçak gerilim sigortaları AC kesme oranları maksimum güç faktörü üzerinden hesaplanır. Yüksek X/R oranlı bir sistem üzerinde kesme oranı hesaplaması için, sistem simetrik arıza akımı bir katsayı ile çarpılmalıdır;

Mevcut simetrik kesme akımı katsayı faktörü (MULT) ile çarpılarak bulunan değer sigorta kesme oranı ile karşılaştırılmaktadır.

Alçak gerilim sigorta kullanımında bir tutucu ve anahtarlama elemanına ihtiyaç duyulmaktadır. Çünkü bu tip sigortalar tek faz olarak kullanılmaktadır ve üç fazlı motor koruma uygulaması sırasında bir fazda meydana gelebilecek olası arıza durumunda motor zarar görebilmektedir ve sigortaları değiştirmek zahmetli olmaktadır. Ayrıca arıza durumunda sistemin beklememesi gerektiğinde hazırda yedek sigortalar bulundurulmalıdır. Bu nedenlerden dolayı modern güç sistemlerinde bu tip AG sigortalardan vazgeçilmekte ve daha hızlı görev yapan devre kesici şalterler kullanılmaktadır.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal
►inter-teknik