Topraklama, elektrik ile çalışan cihazlarda olası bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı alınan hayati bir önlemdir Akımın toprağa aktarılarak uzaklaştırılmasını sağlar. İnsan hayatını ve cihazların kullanım ömrünü riske atmamak için elektrik kaçağı riskine karşı topraklamanın doğru olduğundan ve sağlıklı bir şekilde çalıştığından emin olmak kesinlikle çok önemlidir.

Ne yazık ki kimi zaman topraklama işleminin düzgün yapılmamış olması, çeşitli izolasyon ve yalıtım hataları sebebiyle kaçak akım tehlikesini ortaya çıkarmaktadır. Bu tür durumlarda kaçak akım, canlı yaşamı ve kullanılan elektrikli cihaz ömrü için büyük bir tehlike oluşturmaktadır.




Elektrik tesislerinde meydana gelen kaçak akımlar nedeniyle oluşabilecek muhtemel can ve mal kayıplarının önüne geçebilmek için çeşitli koruma ekipmanları kullanılmaktadır. 17.07.2013 tarihi itibariyle ev ve iş yerlerindeki ana ve tali elektrik panolarında toroidal akım trafosu kullanımı zorunlu hale getirilmiştir.

Bir elektrik sisteminde normal çalışma durumunda, faz iletkeni üzerinden bağlı bulunan yüke giden akımlar nötr iletkeni üzerinden geri döner. Faz iletkeni üzerinden giden nötr iletkeni üzerinden geri dönen akımların vektörel toplamı ise 0 (sıfır) Amper değerindedir, Bu fiziksel eşitlik baz alındığında iletkenler üzerinde bir kaçak akım oluşması durumunda toplamımız 0 (sıfır) değerinden farklı bir değer alacaktır. Toroidal akım transformatörü bu fark akımının algılanmasında görev almakta olup, toprak kaçak akım algılama rölesi ve devre kesici aracılığıyla elektrik sisteminin koruma altına alınmasını sağlamaktadır.


 

Toprak Kaçak Akım Röleleri ve Toroid Akım Trafoları

 

Toprak kaçak akım röleleri, elektrik devrelerinde meydana gelen toprak kaçaklarına karşı koruma sağlamak amacıyla kullanılan cihazlardır. Elektrik çarpması ve yangın gibi tehlikeli durumların önlenmesine yardımcı olan bu röleler koruma sisteminde oldukça önemli bir yere sahip sahiptir. Çalışma prensipleri, toprak kaçakları durumunda akım dengesizliklerini algılamak ve devreyi korumak üzerine kurulmuştur. Devreden akan dengesiz akım farklarının değeri belirli bir eşiğin üzerine çıkarsa, röle belirlenen süre içerisinde devreyi açmakta ve koruma mekanizmalarını devreye sokmaktadır. Bu sayede, toprak kaçaklarından kaynaklanabilecek tehlikeli durumlar önlenebilmektedir.

Toroid akım trafoları (Core Balance Current Transformer, CBCT), toroidal bir çekirdek etrafında sarılmış olan sargılardan oluşan elektriksel cihazlardır. Bu trafolar ayrıca, yüksek verimlilik ve düşük manyetik kaçak gibi avantajlara sahiptir. Çalışma prensipleri, elektrik enerjisinin primer sargısından sekonder sargısına manyetik alan aracılığıyla aktarılmasına dayanmaktadır. Toroid akım trafoları, alçak gerilim seviyesinde 1-faz/nötr ve orta gerilim seviyesinde ise 3-faz/nötr kablolarının halka boşluğundan geçirilmesi ile elektrik sistemine bağlanmaktadır.

Toprak kaçak akım röleleri, toroid akım trafoları ile uygun bir şekilde entegre edilerek ideal koruma düzeni sağlanabilmektedir. Normal çalışma koşullarında fazörel akım toplamı sıfır olacağından halka çekirdeğindeki net akı sıfır olacak ve bu da toroid akım trafosunun sekonderinde herhangi bir akım oluşturmayacaktır. Dengesiz bir işletme durumunda ise, fazörel akım toplamında sapmalar gerçekleşeceğinden çekirdekteki net akı, toroid akım trafosunun sekonderinde kaçak bir akım indükleyecektir. Bu da toprak kaçak akım rölesinde sinyal oluşturarak ilgili koruma ekipmanlarının açılmasını tetikleyecektir.

 

Toroidal Akım Trafoları seçiminde dikkat edilmesi gereken konu, toroidal akım trafosu içerisinden geçecek faz ve nötr iletkenlerin hacimleri toplamı ,toroidal akım trafosunun iç hacminden küçük olması gerektiğidir. Toroidal akım trafosunun tek görevi faz ve nötr akımların vektörel toplamını ölçmek olduğu için herhangi bir kesme kapasitesi değeri veya nominal akım değeri bulunmamaktadır.

 

ENTES ELR serisi toprak kaçak akım röleleri, toroid akım trafoları ile birlikte farklı akım kademeleri ve zaman çözünürlüklerinde koruma imkanı sağlamaktadır. 30 mA – 30A eşik değeri aralığında kaçak akım koruması sağlarken, 0 – 10 sn zaman aralığında röle açma seçenekleri sunulmaktadır. Hem 50 Hz hem de 60 Hz frekanslar ile çalışabilen ELR, test/reset butonu ile test edilebilmekte ve açma sonrasında resetlenerek tekrar kullanıma hazır hale getirilebilmektedir. Ayrıca, röle üzerinde bulunan LED göstergeler sayesinde, cihazın durumu ve çalışma durumu hakkında bilgi edinmek mümkündür. Yeşil gösterge ile rölenin kurulu olduğu, kırmızı gösterge ile de kaçak akım durumunun oluştuğu ve rölenin tetiklendiği bilgisi elde edilmektedir. Buna ek olarak da; kademeli yeşil, sarı ve kırmızı göstergeler ile, algılanan kaçak akım oranı hakkında bilgi sağlanmaktadır. ELR serisi uluslararası IEC60947 2/M standartlarına uygun, kompakt ve dayanıklı bir tasarıma sahiptir. Geniş aralıklı sıcaklık ve nem değerleri altında endüstriyel ortamların zorlu şartlarına dayanacak şekilde üretilmektedir.

Toroid akım trafosu (CBCT) ortasından 3 Faz ve 1 Nötr kabloların geçtiği halka tipi bir akım trafosudur. Bu akım trafosu normalde alçak ve orta gerilim sistemlerinde kaçak akım hatası koruması için kullanılır. CBCT’nin sekonderi Toprak Kaçak Akım Rölesine bağlanır.


CBCT normal koşullarda iken (Ia + Ib + Ic= 0)

CBCT’nin çekirdeğindeki net akı sıfırdır. Bu da herhangi bir sekonder akımın olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle Toprak Kaçak Akım Rölesi çalışmaz.


CBCT kaçak akım hatası sırasında;

Toroid akım trafosunun merkezinden geçen 3 fazlı bir akımın dengeleyemeyeceği ve sıfır net akım geçeceği durumdur. CBCT çekirdeğindeki net manyetik akı sahip olduğu değere göre kaçak akım rölesinin çalışacağı sekonder devrede akımı indükleyecektir. Bu sebepten dolayı da Core Balance Current Transformer (Toroid Akım Trafosu) olarak adlandırılır.

 

► Geniş Besleme Aralığı (220 – 415VAC / 220VDC)
► Manuel ve Otomatik Sıfırlama Seçeneği
► Kaçak Akım Açma Süresi: 0sn-10sn
► Fonksiyonelliği Kontrol Eden TEST Özelliği
► Kaçak Akım Açma Aralığı: 30mA-30A
► CBCT Seçenekleri:70mm, 92mm, 120mm, 210mm



 

► Önce devreye MCCB (kompakt şalter açtırma bobini) bağlanır ve güç önce MCCB devre kesiciye gelir
► Sonra L1, L2, L3 ve Nötr bağlantıları CBCT’den geçer, daha sonra ise kaçak akımdan korumamız gereken bir yüke bağlanıyor.
► CBCT’den yanıt alabilmek için CBCT’nin çıkışı ELR’nin B1 ve B2 terminaline verilir.
► ELR’ye L1 ve N ya da L1 ve L2 terminallerinden besleme yapılır.
► Böylece bir kaçak akım hatası olduğunda CBCT aktif olacak ve ELR’ye yanıt verir.
► Bu sebeple de normalde kapalı kontak açık hale gelir.