Yapı ve çalışma prensibi itibariyle otomatik sigortaların yüksek akım ve kesme kapasitesine sahip olanları diyebileceğimiz kompakt şalter son yıllarda besleme hatları ve motor koruma devrelerinde düşen maliyetleri artan güvenirlilikleri ve kolay montajları nedeniyle tercih edilen elemanlar haline gelmiştirler. Aşırı yüklere karşı devreyi koruyan termik eleman ve kısa devrelerde şalterin açmasını sağlayan manyetik bobinden oluşan kompakt şalterler standart değerleri haricinde bazı modellerinde belirli bir ayar sahası içerisinde termik ve manyetik ayarları kullanıcı tarafında yapılabilecek şekilde imal edilmektedir.
 

►İlginizi Çekebilir : Termik Röle ile Motor Koruma - 1. Bölüm

Teknolojinin ilerlemesi hassas korumanın gelişmesine yol açmış, mikro elektroniğin kompakt şalterlere uygulanmasıyla elektronik şalterler ortaya çıkmıştır. Elektronik şalterleri bimetalli şalterlerden ayıran özellik aşırı akım kesicilerinin elektronik devre ile kontrol edilmesidir. Elektronik kontrol en hassas biçimde microcontroller vasıtasıyla sağlanmaktadır. Geniş ayar sahası, yüksek uyumluluk, tam hassasiyet elektronik şalterlerde bir ayara toplanmıştır. Değişken çalışma ortamları geniş ayar kabiliyeti olan koruma sistemleri istemektedir. Ayrıca zaman içinde olabilecek yük talebi değişiklikleri koruma devrelerine rahatça uyarlanabilmelidir. Bunun sonucunda geniş ayar kabiliyeti olan koruma elemanlarının kullanılması zorunlu bir hale gelmektedir. Böylece sistem yenileme maliyetinden ve zamandan tasarruf edilmiş olur. Bu istekler günümüz teknolojisinin bizlere sunduğu elektronik şalterlerle tam olarak sağlanır. Yüksek kısa devre akımlarında (>15xIn) elektronik devre çalıştırılmadan direkt açma sağlanmıştır. Böylece elektronik devrede olabilecek arıza ihtimali ortadan kaldırılmıştır. Bimetalli kompakt şalter ortam sıcaklığından etkilenirken elektronik şalterin açma süresi, değeri şalterin ve çevrenin sıcaklığından bağımsızdır. Elektronik şalterlerde ayarlar kapak üzerinde bulunan ayarlar vasıtasıyla yapılmaktadır. Elektronik şalterler istenildiği taktirde bilgisayara bağlanabilir. Böylece;

► Akım kaydedici ölçü aletleri yerine dijital ortam kullanılabilir.
► Çekilen akımın çeşitli zaman aralıklarındaki (gece-gündüz) minimum, ortalama, puant vb. değerleri alınabilir.
► İstatistiki bilgilere anında ulaşılabilir.
► Aşırı akımlarda bilgisayar kontrolü ile açma haricinde istenilebilecek çeşitli koruma işlemleri yapılabilir.
► Aşırı akım oluşumunda şalterin açma süresi ayarlanabilir.
► Bilgisayardan şalterin anma akımı ve manyetik ayarı hassas olarak değiştirilebilir.
► Harici açma kumandası verilebilir.

 

Şekil 1: Termik - manyetik kompakt şalterin akım zaman eğrisi 

►İlginizi Çekebilir: Otomatik Sigortalar | Elektrik Motorlarının Korunması 3. Bölüm

 

Tablo 1: Ortam sıcaklığını bimetalli devre kesicinin anma çalışma akımına etkisi

 

Kompakt şalterler 16 – 25 – 32 – 40 – 50 – 63 – 80 –100 –125 –160 – 200 – 250 – 300 – 400 –500 – 630 – 800 –1000 –1250 –1600 –2000 - 2500 A standartlarında imal edilmektedirler.

Kompakt şalterler beraberimde kullanılabilecek aksesuarlarıyla birlikte otomasyon sistemleri içerisinde birçok kullanım kolaylıkları da beraberinde sağlamıştır. Bu aksesuarları şu şekilde sıralayabiliriz:

Yardımcı Kontak Bloğu: Kompakt şalterin çalışma pozisyonuna göre elektriksel sinyalizasyonu beslemek için kullanılır. Yardımcı kontaklar ana kontaklarla beraber açılıp kapanarak ihbar ve kilitleme fonksiyonlarını yerine getirirler.

Uzaktan Açtırma Bobini: Kompakt şalteri uzaktan açtırmak için kullanılırlar. Kesici kapalı (ON) konumunda iken açtırma rölesini gerilim verildiğinde kesici açarak orta (Trip) konumuna gelir. Ayrıca uzaktan açtırma rölesi ile kaçak akım rölesi, izolasyon rölesi gibi diğer harici koruma elemanlarından alınan sinyalle de kompakt şalterin açtırılması sağlanabilir.
 

Şekil 2: Kompakt şalterin on-trip-off konumları

Düşük Gerilim Bobini: Düşük gerilim bobini enerji kesildiğinde veya şebeke gerilimi belirli bir değerin altına indiğinde kesiciyi açtırmaya yarar.
 

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Motorlarında Termik Koruma Elemanı Akım Değerinin Ayarlanması

 

Şekil 3: Uzaktan açtırma bobininin kompakt şaltere bağlantısı

 

Şekil 4: Düşük gerilim bobininin kompakt şaltere bağlanması


 

Ayar sahaları 2 A veya daha küçük olan termik ve manyetik açıcılı şalterlerin iç direnci çok yüksek olduğundan, kısa devre akımları şalterin rahatlıkla kesebileceği düşük bir değerin üstüne çıkamazlar. Fakat motor koruma şalterinin tesis yerindeki hesaplanan kısa devre akımı şalterin kesme kapasitesini geçiyorsa, bu takdirde şalterin önüne sigorta koymak gerekecektir. Seçilecek sigortanın erime karakteristiği, şalterin kısa devre kapasitesinin üstüne çıkmadan manyetik açıcının ("n" açıcı) açma karakteristiği ile kesişmelidir. Böylece şalterin kısa devre kapasitesinin üstündeki akım değerleri için sigorta tek başına devreyi açma vazifesini üstüne alır ve şalteri kısa devrenin termik ve dinamik tesirlerinden korumuş olur. Her koruyucu tertibatın bir koruma sahası vardır. Termik aşırı akım açıcısı ("a" açıcısı) aşırı yüklemelere, manyetik aşırı akım açıcısı ("n" açıcısı) ise şalterin kısa devre kapasitesine kadar olanı kısa devrelere karşı korur. Bu saha içinde şalter otomatik bir koruyucu cihaz vazifesini görebilir. Sadece şalterin kapasitesinin üstüne çıkıldığı takdirde koruyucu vazifeyi sigorta üstüne alır.

Şekil 5: Gecikmeli termik (a) ve gecikmesiz elektromanyetik (n) aşırı akım açıcıları ile teçhiz edilmiş bir otomatik şalterin karakteristiği
 

Gerilimin fazla düşmesi, devredeki motorların fazla yüklenmesine yol açabilir. Bunu önlemek için voltaj çok fazla düştüğünde, motorların devreden çıkması istenebilir. Ayrıca, şebeke kesilmesinden sonra motorlar devrede kalırsa, enerjinin tekrar gelmesinden sonra bazı makineler beklenmedik bir şekilde kendiliğinden çalışmaya başlayabilir, bu da işletme personeli için tehlikeli olabilir. Bu tür emniyetsizlikleri önlemek için şalteri bir "düşük gerilim açıcısı" ("r" açıcı) ile teçhiz etmek mümkündür. Gerilim belirli bir seviyeden daha aşağı düşerse veya tamamen kesilirse şalter kendiliğinden açar. Şalteri, ancak enerji geldikten sonra elle tekrar kapamak mümkündür. Enerji kesildiğinde şalterleri, otomatikman açtırmak bazı avantajlar temin ettiği gibi bazı dezavantajlarada sebebiyet verebilir, zira çok kısa süreli gerilim dalgalanmalarında veya kısa kesilmelerde dahi şalter açacak ve tekrar kapatıncaya kadar aradan vakit geçecek, işletme de bu arada duracaktır. Çok şalterli işletmelerde bu vakit kaybı büyük olabilir. Bunu önlemek için "r" açıcılı şalterlere gecikmeli bir eleman (umumiyetle bir kondansatör) ilave edilebilir ve mesela 1 saniyeden daha kısa olan dalgalanma ve kesilmelerde şalterin açması önlenebilir.
 

Tablo 2: Motor gücüne göre kompakt şalter seçimi


►İlginizi Çekebilir : Elektrik Motorlarında Termik Koruma Elemanı Akım Değerinin Ayarlanması

Şekil 6: Kompakt şalterlerde termik, manyetik akım ve zaman ayarı

Yukarıda bir kopmak şalterin ayar paneli gözükmektedir. Örneği verilen bu kopmak şalter 300A ile 800A arasındaki akım değerlerinde kullanılabilmektedir. Soldaki ayar vidası şalter yük akımını belirlemektedir. Bu akım değerinin üzerindeki akımlar aşırı yük olarak değerlendirilecektir. Ortadaki ayar vidası müsaade edilecek olan kısa devre akımının anma akımının misli cinsinden ayarlanmasını sağlamaktadır. Sağdaki ayar vidası ise aşırı yük durumundaki bekleme süresini ayarlamaktadır. Bazı modellerde süre ayarı iki ayrı vida tarafından yapılmaktadır. Bunlardan biri aşırı yük de müsaade edilecek zamanı belirlerken diğeri kısa devre anındaki bekleme süresini belirlemektedir.

Bir sonraki yazımız: "Çeşitli motor kontrol devrelerinde termik röle bağlantıları"

Kaynak:

► www.kumanda.org