Kaçak Akım Rölesi Çeşitleri

Kaçak akım röleleri elektrik tesisatlarında tesisatın ve insanın korunmasında oldukça büyük öneme sahip cihazlardır. Bu içeriğimizde kaçak akım rölelerinin çalışma prensibini, avantaj ve dezavantajlarını, çeşitlerini ele aldık.

A- A+

30.07.2017 tarihli yazı 22498 kez okunmuştur.

Kaçak akım röleleri kısaca bir tesisatın toprağa sızıntı yapan akımlarını algılayarak hattı kesmeye yarayan, genellikle TT topraklama sistemlerinde kullanılan ve insan hayatı ve yangınlar açısından son derece önemli olan bir cihazdır. Kaçak akım röleleri temel olarak iki tiptir:

► Gerilimle çalışan kaçak akım röleleri
► Akımla çalışan kaçak akım röleleri

Gerilim tabalı kaçak akım röleleri yaklaşık 60 yıl önce piyasaya sürülen cihazlar. Akım tabanlı kaçak akım röleleri ise gerilim tabanlılara göre daha genç olup yaklaşık 40 yıl önce piyasaya sürülmüş cihazlar. Uzun yıllar boyunca gerilim tabanlı kaçak akım röleleri ve akım tabanlı kaçak akım röleleri hatırlanması daha kolay olmasından dolayı direkt olarak kaçak akım rölesi olarak anıldılar. Fakat iki ayrı cihaz için tek bir isim kullanmak elektrik endüstrisinden çeşitli karışıklıklara sebep oldu. Bu da örneğin bir kurumda yanlış bir tip röle kullanılması durumunda tesisin koruma derecesinde oluşabilecek düşüklükler gibi problemlere yol açtı. Bu karışıklığın göz ardı edilmesi adına Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) akım tabanlı çalışan kaçak akım rölelerine RCD (Residual Current Device) denilmesi kararını aldı.

Gerilimle Çalışan Kaçak Akım Röleleri

Voltaj ELCB'si olarak anılan gerilim tabanlı kaçak akım röleleri gerilimle çalışan bir devre kesicisidir. Cihaz üzerinden akım geçtiğinde de çalışmaya devam edecektir. Gerilim tabanlı kaçak akım rölesi bir uçta metal yük gövdesine diğer uçta da topraklama kablosuna bağlanan bir röle içerir. Ekipman gövdesinin voltajı yükseldiğinde bu da toprak ve yük arasındaki voltajın yükselmesi anlamına gelecek ve elektrik çarpma tehlikesinin olduğu bir durum gerçekleşecektir. Bu gerilim farkı yükün metan gövdesinden röleye ve toprağa doğru giden bir akım üretecektir. Ekipmanın metalik gövdesi üzerindeki gerilim 50 Volt değerini aşan tehlikeli seviyelere yükseldiğinde röle devresinden akan akım herhangi bir elektrik çarpması olayına maruz kalınmaması için röle kontağını hareket ettirir.

Gerilimle çalışan kaçak akım röleleri koruduğu tesisat içerisinde canlıdan toprağa olan hata akımlarını tespit eder. Rölenin algılama bobini üzerinde yeterli gerilim görülüyorsa gücü kapatır ve manuel olarak sıfırlanana kadar kapalı kalır. Gerilim algılayan kaçak akım röleleri canlıdan toprağa kaçak olarak akımları algılamaz.

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Sigortası ile Kaçak Akım Rölesi Arasındaki Farklar

Bu ELCB'ler topraklama kablosu üzerindeki gerilimi izler ve bu gerilim 50 Volt'un üzerindeyse kaynağı keser. Bu cihazlar arıza herhangi bir canlı ile başka su veya doğalgaz hattı boruları gibi kaçak bir toprak arasında olduğunda devreyi kesmemelerinden dolayı artık kullanılmamaktadırlar. Arıza bu şekilde elektriğin kaçak hatlar üzerinden akabileceği bir noktada gerçekleştiğinde bu durum ELCB'nin bypass edilmesine neden olabilir. Böyle bir durumda ise arıza akımının bir çoğu toprağa gömülmüş metrelerce su ve doğalgaz borusunun empedanslarının küçük olmasından dolayı bu borular üzerinden akacaktır.

Bu gibi eksikliklerden dolayı kullanacağınız herhangi bir alet ya da uzatma kablosu için 30 mA'lik RCD'ler yani akım bazlı kaçak akım röleleri kullanmalısınız.

Avantaj ve Dezavantajları

► ELCB'lerin RCD'lere göre avantajı arıza koşullarına karşı daha az duyarlı olmalarıdır, bu dezavantaj gibi görünse de avantaj sayılabileceği durumlar da söz konusudur.
► Bir tesisatın toprağa iki bağlantısı varsa, yakında olan yüksek akımlı bir yıldırım çarpması durumunda bu yıldırım, algılama bobininde bir gerilime neden olacaktır ve bu gerilim rölenin açması için yeterli değere çok rahat bir şekilde ulaşıp yıldırım durumunda devreyi kesecektir.
► Evlerde bulunan bazı su ısıtıcıları, çamaşır makineleri ve ocak gibi aletler ELCB'lerin devreyi açmalarına neden olabilir.
► ELCB'ler topraklama sistemlerine ilave bir direnç ve böylelikle ek bir arıza noktası meydana getirir.
► ELCB'nin bulunduğu tesisatlardan çarpılmalardan korunmanın tam olarak sağlanması için sadece ELCB'ye bakmak yeterli değildir, bu tesisatlarda topraklama hattının da düzgün bir şekilde çalışıyor olması gerekmektedir.

Akımla Çalışan Kaçak Akım Röleleri

Akım tabanlı çalışan kaçak akım röleleri genellikle rezidüel akım cihazı (RCD) olarak da bilinirler. Bu cihazlar ayrıca toprak sızıntısına karşı da koruma yaparlar. Bir tesisatta besleme girişi ve geri dönüşü olmak üzere her iki iletken de bir algılama bobini içerisinden geçirilir. Giden akım ile gelen akım arasında herhangi bir fark oluşup dengesizlik algılandığı zamanda aygıt dengesizliği algılar ve röle kontağını açar.

ELCB terimi kullanıldığında genellikle gerilimle çalışan cihazlar akla gelir, akımla çalışan benzer cihazlara rezidüel (artık) akım cihazları denilmektedir. Bununla birlikte bazı şirketler ELCB terimini miliamper duyarlılıklarında çalışan 3 fazlı cihazları yüksek akım geçiren geleneksel 3 fazlı cihazlardan ayırmak için kullanırlar.

►İlginizi Çekebilir: Rezidüel Akım Koruma Cihaı ile Koruma Sağlanması

Yukarıda akım tabanı bir kaçak akım rölesinin iç yapısı gösterilmiştir. Görüldüğü gibi besleme bobini, nötr bobini ve arama bobini ortak bir dönüştürücü göbeğine sarılır. Sağlıklı bir devrede aynı akım değeri faz bobini üzerinden geçer ve yük boyunca giderek nötr bobininden geri döner. Faz ve nötr bobinleri birbirlerine karşıt bir manyetik akı üretecek şekilde sarılırlar. Her iki bobinden de aynı akım geçtiğinde yani sağlıklı çalışan bir devre durumunda trafo üzerinde manyetik etki görülmez.

Transformatör çekirdeği içinde periyodik olarak değişen artık akı arama bobinini sarılması ile bu yol üzerinden geçer. Bu olay arama bobini boyunca bir elektromotor kuvvet üretir. Bu elektromotor kuvveti aslında bir alternatif gerilimdir. Arama bobini boyunca oluşan gerilim açma devresinde bir akım üretir. Devre kesicisinin açma bobinin çalıştıran bu akımdır.

Devrenin bir parçası olarak üretilen ve devreye dahil edilen bir devre kesici ile birleştirilmiş devreye rezidüel/artık/kaçak akım koruma kesicisi (RCCB) denir. RCCB içindeki artık akım devresini algılamaya yarayan kısma ise RCD yani rezidüel akım cihazı denir. Bu noktada kaçak akım röleleri yani kaçak akım koruma kesicileri ile rezidüel akım cihazlarının aynı şey olmadığına dikkat edilmelidir. Cihazda arıza tespit edildiğinde açma sırasında faz ve nötr bağlantıları izole edilir. Ayrıca kaçak akım rölelerinin üzerinde bulunan bir test butonu ile rölenin çalışıp çalışmadığı kontrol edilebilir. Röle devreye bağlıyken butona basıldığında kaçak akım rölesinin kesicisi devreyi kesmek zorundadır. Bu nokta evlerimizde kullandığımız kaçak akım rölelerini düzenli olarak kontrol etmekte büyük fayda vardır.

Kaçak akım röleleri orta ve yüksek hassasiyetlerde olmak üzere üretilirler. Orta hassasiyetli röleler 100-300-500-1000 miliamperler dolaylarında, yüksek hassasiyetli röleler ise 3-10 miliamper dolaylarındadır. Bu değerler fazdan geçip nötrden gelen akımların arasındaki farkın mutlak değerlerini göstermektedir. Yani 30 milamperlik bir kaçak akım rölesinde faz ile nötr arasında 30 milamperlik bir akım farkı oluşması durumunda devre kesicisi devreyi keser.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal