SİGORTALAR Sigorta elektrik devrelerinde kullanılan cihazları ve bu cihazları besleyen kabloları, aşırı akımlardan koruyarak devreleri ve cihazı hasardan kurtaran açma elamanlarıdır. Besleme hatlarını; aşırı yük akımlarına ve kısa devre akımlarına karşı koruyan devre elemanıdır. Elektrikle çalışan almaçları ve bunları kullanan bireyleri, çeşitli kazaların zararlı etkilerine karşı güvenliklerini sağlarlar. Bağlı bulunduğu devreden geçen akımın belirli bir değeri ve belirli bir süreyi aşması halinde devreyi açan ve bu şekilde devreyi aşırı akımın tehlikelerinden koruyan bir devre elemanıdır. A. ERİYEN TELLİ SİGORTALAR Elektrik devrelerindeki akımın belirli bir sınırı aşması halinde, bu devreleri açmak için eriyen teli, telleri veya şeridi bulunan sigortalardır. Sigortanın değiştirilen kısmına buşon denir. Hükmü yer almaktadır. Buşonlar tek bir kullanımlık olup, eğer attıysa yenisi ile değiştirilmelidir. 1
1. D Tipi (Buşonlu) Sigortalar: DIAZED stands for Diametral gestuftes zweiteiliges Sicherungssystem mit Edisongewinde (diametral two-step fuse system with Edison screw). 2. NH Tipi (Bıçaklı) Sigorta: Steatet ( seramik) kırılmaz gövde t s melting time, t LB arcing time, t A ((Ausschaltzeit)) 2
NH Sigortaların Sınıflandırılması: Sigortalar işlevi ve koruduğu yere göre sınıflandırılır. Birinci harf işlevini ve ikinci harf ise koruduğu nesneyi belirtir. 1. Harf : a = Kısmı koruma (özel sigortalar) g = Tam koruma (genel amaçlı sigortalar) 2. Harf: G = Kablo ve hat koruma ( genel uygulamalar) M = Motor devrelerinde anahtarlama cihazı koruma ( motor devrelerinin korunmasında) R, S= Yarı iletkenlerin korunması / thyristor koruması (doğrultmaç devrelerinin korunmasında) L = Kablo ve hat koruması ( eski standartlara göre, DIN VDE de geçersiz) B = Maden ekipman korumasında Tr = Transformatör korumasında 3
I. D tipi otomatik sigortalar: Sadece termik koruma özelliği olan sigortalardır. Temik koruma ünitesi bimetal şerit olup, aşırı akımlara karşı koruma görevi yaparlar. Buşon ve buşon kapağı tümleşik olup, sigorta attığında üzerindeki reset butonuna basarak sigorta kurulmuş olur. Günümüzde imalatları yoktur. II. Anahtarlı otomatik sigortalar: Termik ve Manyetik koruma özelliğine sahip olup aynı zamanda anahtar olarak kullanılabilir. Tek bir parça ve ray montajlı olması birçok avantaj sağlar. Anahtarla devreyi açma: Sigortanın üzerindeki mandal On (I) pozisyonun da iken yük devresi kapalı ve devreden alıcının çektiği akım geçmektedir. Sigortanın mandalı elle -0- pozisyonuna alındığında devre açılır ve alıcı devresinden akım geçmez. Aşırı yük açtırma: Alıcı devreden aşırı akım çekerse akımın etkisi ile bimetal şerit ısınarak uzama katsayısı küçük olan metalin tarafına (sol ) doğru eğilerek devreyi gecikmeli olarak açtırır. Kısa devre açtırma: Kısa devre olduğunda devreden geçen kısa devre akımının oluşturduğu manyetik alan etkisi ile çok hızlı olarak sigortanın mandalını açtırarak devreyi açar. a) W tipi (eski nesil) anahtarlı otomatik sigortalar: Bağlantı noktalarının açıkta olması ve biraz yüksek olması gibi nedenlerden dolayı günümüzde üretimi yapılmamaktadır. L tipi olanlar; erken atar ( B tipi eşdeğeri) ve hat korumalarında kullanılırlar. G tipi tipi olanlar; geç atar (C tipi eşdeğeri) ve motor korumalarında kullanılırlar. b) N tipi (yeni nesil) anahtarlı otomatik sigortalar: N Otomatlar, kablo ve iletkenleri aşırı akım ve kısa devreye karşı koruyan otomatik sigortalardır. Bir arıza halinden (aşırı akım) tesis edilmiş iletken kesitlerinin aşırı ısınarak izolasyonları ve çevreleri için tehlike oluşturmamaları (yangın) için bunların önüne otomatik sigortalar konulmalıdır. TSE damgasına sahip >N< Otomatlar, böylelikle evlerde ve endustride elektrik devrelerini korurlar. Anahtarları sayesinde bağlı bulundukları devrelerin kolayca açılıp kapanmasını sağlarlar. Ancak 4
arıza durumunda anahtardan bağımsız açtırma düzenleri, arıza devam ettiği müddetçe devreye sokulmalarına engel olur. Küçük ölçüleri nedeniyle eriyen telli sigortalardan daha az yer kaplarlar. Tırnakları vasıtasıyla kolayca montaj rayına takılırlar. Giriş ve çıkış bağlantı klemenslerinin gerilim altındaki yerlerine el teması önlenmiştir (VDE 0106 Bolum 100). Muhafazaları için sac ve termoplastik malzemeden mamul özel sıva üstü kutular veya sıva altı sac tablolar kullanılabilir. TSE 5018 ve EN 60 898 standardına göre A, B, C ve D karakterinde olmak üzere dört tipi mevcuttur. B tipi (eski L tipi), genellikle evlerde hat korumasında kullanılır (Ev aydınlatması, priz ve kumanda devreleri). C tipi (eski G tipi) ise genellikle tesislerde ve endüktif yüklerin korunmasında kullanılır (Çok sayıda floresan lamba, civa buharlı ampuller, elektrik motorları, transformatörler vb). Bunların dışında endüstriye yönelik özel kullanımlar için A ve D karakteristiklerinde >N< Otomatlar da bulunmaktadır. Otomatik sigortalarda aşırı akım için birbirinden bağımsız iki açtırıcı mevcuttur. Aşırı yük halinde bimetal akım şiddetine bağlı olarak zaman gecikmeli bir açma yapar. Kısa devre halinde ise belli eşik değeri aşıldığı takdirde, bir elektromanyetik açtırıcı gecikmesiz olarak açma yapar. B ve C tipleri termik olarak aynı karakterde olmalarına rağmen, kısa devre esnasında B tipleri nominal akımın 3 ile 5 katında, C tipleri ise 5 ile 10 katında devreyi açarlar. Kullanıldıkları yerlere göre bir veya çok kutuplu imal edilirler. Çok kutuplu >N< Otomatların bir fazından bir arıza meydana geldiğinde, mekanizmaları diğer fazları da birden açtırarak bağlı bulunan cihazların istenmeyen gerilimler altında kalmalarını önler. >N< Otomatlar, TS 4915 e uygun olarak termik ve manyetik açtırıcısız imal edilerek >N< Anahtar olarak kullanılırlar. >N< Anahtarların herhangi bir koruma özelliği olmayıp, sadece açma ve kapama görevini yerine getirirler. >N< Otomatlar Akım-Zaman karakteristiği 30 C ortam sıcaklığında verilmiştir. 30 C nin altında ve üstünde her 10K lik sıcaklık değişiminde l 1 ve l 2 test akımları da yaklaşık %5 oranında, sıcaklıkla ters orantılı olarak değişime uğrar. 5
Bitişik montajlı >N< Otomatların sayısı arttıkça, ortam sıcaklığının yükselmesi sonucu açma karakteristiği değişir. Bu durumda >N< Otomatların anma akımı, K Düzeltme Faktörü ile çarpımı oranında azalır. Otomatik sigortalarda açma karakteristikleri (akım-zaman eğrileri) kabloların yüklenebilme eğrilerine göre düzenlenmiştir. DIN VDE 0100/ Bolum 430 da tarifelendiği üzere kabloların aşırı akımdan korunmaları için otomatik sigortaların seçimine dair iki şart bulunmaktadır. Buna göre: 1) Anma akımı kuralı l B ln lz 2) Açma kuralı l 2 l.45 x ln yerine getirilmelidir. Yeni B ve C karakteristikleri, yukarıdaki diyagramdan da görüleceği üzeri 2. şartı otomatikman sağlamaktadır. (l 2 1.45 x ln). Böylece otomatların kablo kesitlerine göre secimi basitçe ln lz bağlantısı ile mümkündür. Yani aşağıdaki tablodan görüleceği gibi kablonun taşıyabileceği akıma eşit veya küçük en yakın anma akımlı otomatın seçilmesi gerekmektedir. Böylelikle seçim basitleşmekte ve kablo kesitleri daha iyi değerlendirilmektedir. Back-Up Koruma yapıldığında >N< Otamatların Kısa Devre Dayanımları 100 A Buşonlu Ön Sigorta ile maks. 50 ka e kadar, Ön Alçak Gerilim Kesici ile maks. 6kA e kadar yükselir. (Tablo. 6) Back-Up Koruma cihazının (ör. >N< otomat) bulunduğu hatta meydana gelen kısa devre akımı değeri cihazın kesme kapasitesini aşıyorsa, bu cihaz ön bir koruyucu cihaz ile korunmalıdır. (Örneğin: Buşonlu sigorta veya kompakt şalter). Böylelikle otomatik sigortaların kısa devre dayanımları yukarıda verilen değere yükselmiş olur. Selektivite Hatta meydana gelen hata akımının arıza kaynağına en yakın koruma cihazı tarafından kesilmesi anlamına gelir. Böylelikle paralel olarak beslenen hatlar enerjisiz kalmamış olur. 6
7
Minyatür Devre Kesici Manyetik Açma Eğrileri B eğrisi: o Açma : In x 3~5 (IEC 60898) o Generatörler ve uzun kablo hatlarında C eğrisi: o Açma : In x 5~10 (IEC 60898) o Genel devre koruması, priz, aydınlatma, vs.. D ve K eğrisi: o Açma : In x 10~14 (IEC 60947.2) o Transformatör, motor, vs.. MA eğrisi: o Açma : In x 12 (IEC 60947.2) o Özel devrelerin ve güçlü motorların koruması Minyatür devre kesici seçimi Seçim kriterleri: Kullanım: o Teknik olmayan kişilerin ulaşımına açık panolarda IEC/EN 60898 standardı o İş merkezi, tarım, endüstriyel ve ticari bina uygulamalarında IEC 947 (IEC60947) standardını taşıyan ürünler Ürün seçilecek kısımdaki şebeke bilgileri: o Topraklama sistemleri (TT, TN, IT) o Devre kesicinin yerleştirildiği yerdeki kısa devre akımı, devre kesicinin kesme kapasitesinden az olmalıdır. o Nominal şebeke gerilimi Korunacak devrenin bilgileri: o Devre kesicinin açma eğrisi o Yükün gerektirdiği kutup sayısı 8
Arc fault detection device (AFDD) RC unit Auxiliary current switch (AS) Fault signal contact (FC) Shunt trip (ST) Undervoltage release (UR) Remotely controlled mechanism (RC) Busbar system with pin terminals 5SL6 Serisi ( Siemens) Otomatik Sigortalar 0,75 mm 2 den 35 mm 2 ye kadar kablolar ile müşterek baraların kolaylıkla bağlanmasını sağlayan dikdörtgen tasarımlı ve dokunmaya karşı koruma sağlanmış tam yalıtımlı klemensler. Müşterek baranın montajı kolaylıkla yapılabilir. Siemens in 70 mm derinlikteki diğer otomatik sigortalarında da kullanılan müşterek baralar 5SL6 larda da kullanılır. Ray tutucu kullanılırken dokunmaya karşı tam yalıtım. 9
Tek telli 2 x 10 mm 2 veya ince çok telli 2 x 4 mm 2 aynı kesitteki kabloların kolay bağlantısını sağlayan klemensler. Dizilmiş otomatik sigortalardan herhangi biri, hiçbir alet kullanmadan, ray tutucu vasıtası ile kolaylıkla çıkarılabilir. 5SL6 serisi otomatik sigortalara yardımcı kontak ve arıza ihbar kontakları gibi yardımcı donanımlar hızlı ve kolay bir şekilde takılabilir. 10
11