Kaçak Akım Rölesi Nedir?
Normal işletme yolunun içinde dönen akımın bulunmaması gereken iletken kısımlara çeşitli nedenlerle geçmesi suretiyle kaçak akım oluşur. Kaçak akım rölesi devamlı olarak fazdaki akımı nötrdeki akımla kıyaslar. İkisi arasındaki fark (kaçak akım) toprağa akar, sağlıklı bir devrede izolasyondan ve kayıplardan dolayı her zaman azda olsa bir miktar kaçak akım mevcuttur. Kaçak akım rölesi faz ve nötr arasındaki farkın daha önceden belirlenen seviyeye geldiğinde devreyi kesmeye yarar.
Kaçak akım rölesi sistemde bağlandığı terminalin giren ve çıkan akım değerlerini ölçer. Şekilde de görüldüğü gibi terminaller ve sigorta arasında set edilen değerin üzerinde bir kaçak akım varsa devreyi keserek herhangi bir can ve mal kaybının önüne geçer.
Elektrik akımı ile temas ağır yaralanmalara hatta ölümlere dahi sebep olabilirken, 2011 yılında 465 adet “elektrik akımından ileri gelen” iş kazası yaşanması endişeleri artırıyor. Uygun kaçak akım rölesi kullanılması elektrik akımından kaynaklı yaralanmaları ve yangın tehlikesini ortadan kaldıracaktır.
Tüm iş güvenliği yatırımlarında olduğu gibi kaçak akım röleleri bir “külfet” olarak değil, olası bir kazada can ve mal güvenliği sağlayan ve tasarruf ettiren bir araç olarak algılanmalıdır.
Rölenin Çalışma Prensibi
Röle esas itibariyle basit bir çalışma mantığına sahiptir. İçerisinde toroidal ölçüm transformatörü bulunmaktadır. Bu transformatör özellik olarak içerisinden geçen akımın toplamında bir dengesizlik veya bir eşitsizlik olduğu vakit, bu dengesizliğin oranında bir akım endükler. Kaçak akım rölesi temel olarak toroidal transformatörün bu özelliğinin üzerine kurulmuştur. Sistemde kaçak akım oluşması durumunda faz ve nötr üzerindeki akımda bir fark oluşur. Bu durum toroidal transformatör üzerinde bir manyetik akı oluşturur ve sargı üzerinde akım indüklenir. Oluşan bu akım kumanda devresinin elektromanyetik bobinini harekete geçirir. Böylece cihazın kapalı konumda bulunan ana kontakları açık konuma geçerek faz ve nötr iletkenleri ile şebekeyi birbirinden ayırır
Rölenin Mevzuattaki Yeri
Yerel mevzuatımıza baktığımızda elektrikle ilgili birçok dolaylı veya doğrudan madde bulunmaktadır. Kaçak akım rölesi ilgili maddelerin genellikle Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı ve Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın mevzuatında yer almaktadır. Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği’nin
- Maddesi’nde elektrik ana dağıtım noktalarına yangından korumaya yönelik kaçak akım rölesinin (300 mA anma kaçak akım değerine sahip kaçak akım rölesi) kullanılması, tali dağıtım noktalarına ise hayat korumaya yönelik kaçak akım rölesinin (30 mA anma kaçak akım değerine sahip kaçak akım rölesi) düzeneği ile birlikte termik manyetik şalter veya otomatik sigorta (ayrı ayrı veya birlikte) konulması ve tüm koruma düzenleri arasında seçicilik sağlanması yer almaktadır. Rölenin kullanımında dikkat edilecek hususlar ve nasıl kullanılacağı Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği’nde söz edilmektedir. İşçi Sağlığı ve İş Güvenliği Tüzüğü’nün 315. Maddesi’nde kaçakların belli seviyenin üstüne çıkmasını engelleyen kaçak akım rölesi aynı şekilde topraklı cihazlarda topraklamada bir sıkıntı yaşandığında devreyi kesen kontaktörün bulunması uygun bulunmuştur.
Çeşitli mevzuatlarda elektrikten kaynaklanan iş kazası ve yangınların engellenmesi için birçok hüküm mevcuttur. Kaçak akım röleleri elektrikten kaynaklanan iş kazaları ve yangınların engellenmesinde önemli rol oynaması sebebiyle bu hükümlerle dolaylı yoldan ilişkilendirilebilir.
Kaçak Akım Koruma Röleleri
Toroid Akım Trafosu Nedir?
Kaçak akım cihazları devreye giren ve çıkan akımların eşitliği ilkesine dayanarak koruma gerçekleştirir. Giren akımla çıkan akım birbirine eşitse normal çalışmasına devam eder. Eşitlik bozulursa devreyi çok kısa bir süre içerisinde açtırırlar, Toroid de kaçak akım koruma sistem cihazlarından birisidir. Prensip olarak kaçak akım koruma anahtarlarıyla aynı mantıkta çalışır. Kaçağı algılar ve koruma yapar. Temelde iki cihaz da aynı işi yapsa da yapısal olarak birbirlerinden farklıdırlar.
Kaçak akım koruma rölesi yekpare bir cihazdır. Görünüş olarak otomat modüllerine benzer. Kaçağı algılama da açma da tek bir ünite içerisinde olur. Aynı otomat gibi açma yaptığında Trip moduna geçer veya seçime bağlı NO/NC kontakları yön değiştirir. Kaçak onarıldığında sistem resetlenir tekrar eski konumuna alınır. Kaçak akım anahtarları genellikle 125A civarına kadar üretilirler. Çoğunlukla 30mA ve 300mA’e kadar olan kaçakları algılarlar. (Özel uygulamalarda 1000mA’e kadar çıkarlar)
Toroid röleler ile yapılan koruma ise daha kompleks yapıdadır. Toroid röle veya toroidle yapılan koruma denildiğinde akıllara birden fazla devre elemanı gelir.
- Toroid akım trafosu
- Toroid röle
- Bir şalter/devre kesici
- Bu şalter/devre kesicinin açtırma bobini
Toroid ile Koruma Nedir?
Toroid akım trafosu sarılı olduğu bara üzerindeki giren akım ile çıkan akımları sürekli ölçer ve diğer uçları toroid röleye girilir. Toroid röle bu ölçümlerin iletildiği merkez gibidir. Eğer toroid trafonun ölçtüğü giriş ve çıkış akımları birbirine eşit değilse devrede kaçak var demektir ve bunu bilgiyi alan toroid röle kontak çıkışı verir. Bu kontak çıkışı ucu ile bir devre kesici içerisinde yerleştirilmiş açtırma bobinini irtibatlandırılır. Enerjilenen açtırma bobini de şaltere aç konumu gönderir ve devre kesici açar. Aslında sanılanın aksine devreyi açan toroid değildir. Devre kesicidir.
Neden Toroid Trafo?
Çünkü kaçak akım röleleri yukarıda da belirtiğimiz gibi 125A’e kadar üretilirler ve kaçak akım sınırları max 1000mA’e kadardır. Toroid röleler ise daha yüksek akımlar taşıyan devrelerde kullanılabilirler. 400A...6300A’lik bir baranın kaçağını toroid ile ölçebilirken kaçak akım rölesi ile ölçemeyiz.
Akım seviyesi yükseldikçe kaçak akımın hassasiyetle ölçüm yapması zorlaşır. 400A...6300A seviyelerinde 30mA’lik veya 300mA’lik bir kaçağı yekpare bir cihazla algılamak çok zordur. Bunun için hassas ölçüm yapan akım trafosu kökenli toroid trafolara ihtiyaç vardır. Ayrıca bu üretim çok da maliyetli olacaktır, her nekadar kaçak akım korumasına sahip devre kesiciler mevcut isede, bu devre kesicilerin kaçak akım koruma seviyelerine baktığınız zaman nominal akımının 0,1 katından sonra kaçak akım koruma yaptığını görürsünüz. Yani 6300A’lik bir devre kesici 630A’den sonraki kaçakları algılayacaktır ki bu da inanılmaz yüksek bir kaçak değeridir. Bu durumda daha düşük seviyede kaçakları algılayabilecek bir toroid akım trafosuna ve toroid röleye ihtiyaç duyulur.
Tüm bu devredeki teknik kullanımlarının dışında toroid röleler panolara sonradan kolaylıkla adapte edilebilirler.
Akım trafolarının açılabilir yapısı bu imkanı sağlamaktadır.
