Kaçak Akım Rölesi (Artık Akım Anahtarı) Nedir?
Kaçak Akım Koruma Rölesi’nin görevi, yalıtım hatasından kaynaklanan hata akımını algılamak ve algılanan kaçak akım değerinin belirlenen değerlerin üzerine çıkması durumunda bağlı bulunduğu devreyi kesmektir. 30mA’da Hayat (İnsan Koruma), 300mA’da da Tesisat (Yangın Koruma) koruma fonksiyonunu gerçekleştirir.
Kaçak Akım Rölesinin Çalışma Prensibi
Kaçak akım rölesi, içinde bulunan toroid içerisinden geçen, devreye giren ve devreden çıkan akımların birbirine eşitliği ilkesi ile ürün koruma gerçekleştirir. Devreye giren ve devreden çıkan akım birbirine eşitse manyetik akı oluşmamaktadır. Devre üzerinde olası bir kaçak akım olması durumunda ise toroid üzerinde akım dengesizliği sonucu fark oluşur. Bu fark kaçak akım rölesi tarafından algılanarak devre üzerindeki enerji çok kısada bir sürede kesilir, böylelikle kaçak akım oluşmasını önlenir.
Toroid nedir? Toroid röle ne işe yarar? Toroid akım trafosu nedir?
Daha önceden kaçak akım koruma röleleri yazımızda kaçak akımları ayrıntılı olarak incelemiştik.
Kaçak akım devrede kısa süreli olarak kalan artık akım demektir. Kaçak olması durumunda cihaz gövdesinde istenmeyen bir akım dolaşır. Bu akım kontrol edilemez ve algılanamaz ise ölümcül etkileri olur. Cihaza dokunan bir kişi akıma kapılır. Kaçak seviyesi çok yüksek olursa da teçhizat zarar görür ve yangın çıkabilir.
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 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. Şöyle ki:
Kaçak akım koruma rölesi yekpare bir cihazdır. Görünüş olarak sigortaya benzer. Kaçağı algılama da açma da tek bir ünite içerisinde olur. Aynı sigorta gibi açma yaptığında mandalı düşer. Kaçak onarıldığında mandal tekrar eski konumuna alınır. Kaçak akım röleleri genellikle 125A civarına kadar üretilirler. Çoğunlukla 30mA ve 300mA’e kadar olan kaçakları algılarlar. (Özel uygulamalarda 1000mA’e kadar çıkarlar)
Toroid röleler ise daha komplekstir. Toroid röle veya toroidle yapılan koruma denildiğinde akıllara birden fazla devre elemanı gelir. Bunlar:
- Toroid akım trafosu
- Toroid röle
- Bir şalter/devre kesici
- Bu şalter/devre kesicinin açtırma bobini
Toroid kaçak akım rölesi bağlantı şeması
Aslında kaçak akım rölesinin tek gödede yaptığı görevi toroid röleler yukarıdaki 4 eleman birleşerek yaparlar. Görev dağılımı şöyledir:
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.
Burada akıllara şu soru gelebilir. “Peki zaten kaçak akım rölesi diye bir cihaz varken neden toroid röleye ihtiyaç duyulsun?” “Bu kadar eleman neden kullanılıyor?”
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.
Peki hemen ardından şu sorunun da sorulması normaldir. “O zaman yüksek akımları ölçebilen kaçak akım üretilemez mi?”
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.
Bu cevap bir soruyu daha doğurabilir. “Peki devre kesiciye kaçak akım koruma fonksiyonu eklenemez mi? Böylelikle tek cihazda hem açırı akım, hem kısa devre akımı hem de kaçak akım algılanmış olur”
Aslında kaçak akım korumasına sahip devre kesiciler mevcuttur. Ancak 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.
Kaçak Akım Rölesinin Kullanımı ile İlgili Mevzuatlar
- 6331 Sayılı İş Sağlığı ve İş Güvenliği Kanunu-Madde 318
- Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği-Madde 18
- Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği
Kaçak Akımın İnsan Vücuduna Olan Etkileri Nelerdir?
Kaçak akımın insan vücuduna etkisi;
1 A
-Ölüm Tehlikesi, Kalp Durması
-Tehlikeli Yaralanmalar, Nefes Almada Zorluk, Bilinç Kaybı
30 mA
-Hayati Açıdan Kritik Eşik
-Temas Edilen Kısımda İstemdışı Kas Hareketi, Uyuşukluk Hissi
10 mA
-Gıdıklanma Hissi
Kaçak Akım Röleleri neden sürekli atar, çalışmaya engel durumlar nelerdir?
Evlerimizde ve sanayide kullandığımız kaçak akım röleleri, tesisattaki yanlış bağlantılar sonucu, kısa devreler ve nötr hattının yanlış kullanılmalarından kaynaklı atmaktadır. Genelde daire sakinleri yada sanayide işveren, bu gibi durumlarla karşılaştıklarında genelde sıkıntının kaynağını tespit edip, hatayı gidermek yerine kaçak akım rölelerini devre dışı bırakmakta yada Toroid röleye sahip büyük sistemlerde kaçak akım amperajını yükseltmektedirler. Ancak bu durum, can ve mal sağlığı için tehlike oluşturmaktadır?
Sıkça Karşılaşılan Hatalar
TT sistemin ( Toprak ve Nötr hattının ayrı olduğu ve tesisatın hiçbir yerinde birleşmediği ) doğru şekilde uygulandığı heryerde mutlaka kaçak akım rölesi çalışır şekilde kullanılabilir. Ancak Nötr hattının yanlış kullanılmasından kaynaklı kaçak akım röleleri atacaktır.
- Sanayide kullanılan 3 fazlı makinaların büyük bölümü nötr hattına ihtiyaç duymadan çalışır ve orjinal kabloları 3 faz + toprak olmak üzere 4 iletkenlidir. Malesef tecrübeli olmayan elektrikçiler bu 4. cü olan iletkeni nötr bağlantı olarak zannedip, panolarda nötr barasına bağlamaktadırlar. Bu yanlış bağlantı sonucu nötr hattı makinanın gövdesine bağlanmış olup, makinanın ayaklarıda metal ise betona yada toprağa kaçak vermek suretiyle kaçak akım rölelerinin atmasına sebep olmaktadır.
- Elektrikçilerin yaptığı bir diğer yanlış ise, 3 fazlı ( 4 delikli ) prizlerin ortalarındaki kontağa nötr hattını ezbere bağlamalarıdır. Halbuki 3 fazlı makinaların büyük bölümünde nötr ihtiyacı olmayıp, orjinal 3 fazlı ( 4 uçlu ) kablo fişlerindeki ortadaki uç, prizden topraklama yerine nötr hattını makinanın gövdesine taşımaktadır. Prizdeki bu yanlış bağlantı makina üzerinden zemine kaçak verip, kaçak akım rölesinin atmasına sebep olmaktadır.
- Sanayide 3 fazlı ( 4 delikli ) prizler , o prize hangi cihaz bağlanacak ise o cihazın ihtiyaç duyduğu 4. hatta göre , prizin ortasındaki kontak nötr yada topraklama bağlanmalıdır. Eğer nötr ihtiyacı duyan bir makina ise, 5. ci iletken olarak hariçten koruma amaçlı topraklama çekilmesi ve makina gövdesine bağlanması uygun olacaktır.
- 3 faz + nötr ve koruma amaçlı topraklama ihtiyacı duyan makinalarda ise 5 iletkenli kabloların kullanılmalarını önermekteyiz. bu 5 iletkenli kabloların enerji aldıkları prizlerin ise 5 delikli 3 faz + nötr + topraklama olan prizler ile revize edilmelerini ve yanlış bağlantı olmadan düzenli bir kablo bağlantısı olmasını önermekteyiz.
- Avrupada özellikle Almanyada TN sistem ( toprak ve nötr birleşik ) kullanılmaktadır. Dolayısıyla üretilen çoğu makinalarında nötr hattından gövdeye makina üzerinde atlama yapılmıştır. Bunun gibi durumlarda nötr hattından gövdeye atlanmış olan kabloyu kesmek yada ayırmak gerekmektedir.
- Problemlerin büyük bölümü nötr hattının topraklama ile bir şekilde birleşmesi yada makina üzerinden zemin ile temas edip kaçak vermesidir. Önemli olan şey nötr hattının doğru kullanımıdır.
- Elektriğin baş düşmanlarından ikisi toz ve nem’dir. Sanayide makinaların elektrik bağlantılarında çok fazla toz vb maddelerin olduğuna tanık oluyoruz. Elektrik kontağından bu tozlar üzerinden kılcal kaçaklar olabilmektedir. Aynı şekilde nemlenmiş ve ıslak olan panolar yada makina içerisinde elektrik bağlantılarını görmekteyiz. Bunlarda ciddi kaçaklara neden olabilmektedirler. bu nedenle panolar ve makina elektrik bağlantılarını olabildiğince toz ve nemden uzak tutmak önemlidir.
Peki hatalar nasıl tespit edilebilir ?
- Yukarıdaki bahsettiğimiz kaçak akım rölesinin atmasına sebep olan nedenleri pano ve makina elektrik bağlantılarını kontrol ederek bulabiliriz.
- Öncelikle 3 fazlı makina nötr ihtiyacı duyuyormu bunu tespit edip, ona göre kabloların pano ve makina bağlantıları kontrol edilmelidir.
- Makina nötr ihtiyacı duyuyor ve nötr hattı makinanın nötr kontağına giriyor ise bu nötr hattından gövdeye temas var mı bunu kontrol etmek gerekir. Bunun için multimetre ile kısa devre testi yapılabilir. bir ucu nötr, bir ucu gövdeye temas ederek multimetre üzerinden bağlantı olup, olmadığı tespit edilebilir.
- Kaçak akım röleleri üzerinde test butonları olmaktadır. düzenli olarak testleri yapılarak kaçak akım rölelerinin çalışır oldukları test edilmelidir. bazen düşük akım taşıma kapasiteli kaçak akım röleleri kullanıldığında (25 A 30 mA ) üzerinden fazla akım geçtiğinde zorlamadan kaynaklı kaçak akım rölesinin arızalanmasına sebep olabilmektedir.
- Profesyonel cihazlar ile makina ve kabloları üzerinden kaçak akımların değerleri okunup, tespit yapılabilir.
TN sistemde kaçak akım rölesi kullanılabilir mi?
TN sistemler topraklama ve nötr hatlarının birleştiği yada nötr hattının topraklama niyetine kullanıldığı sistemlerdir. TN sistemler TN-S ve TN-C olarak kullanılmaktadır.
1) TN-S sistemler panoda topraklama ve nötr hatlarının birleştiği ancak birleştikten sonra ayrı ayrı dağıldığı sistemlerdir. Bu sistemlerde pano girişinde kaçak akım rölesi kullanılması mümkün değildir. Ancak panodan enerji çıkışlarının başında kaçak akım röleleri kullanılabilmektedir.
2) TN-C sistemler ise son noktada ( prizde veya makina üzerinde ) topraklama ve nötr hatlarının birleşmesi yada nötr hattının topraklama amacıylada kullanılmasıyla oluşmaktadır. Bu durumda topraklama ve nötr hatları birleşik olduğundan dolayı nötrden toprağa kaçak oluşmaktadır ve kaçak akım rölelerini tutturmamaktadır. TN-C bağlantıların olduğu yerde bir önceki panolarda kaçak akım rölelerinin çalışması mümkün değildir. bu nedenle bu TN-C bağlantı sistemini tavsiye etmemekteyiz.
Kaçak akım rölesi çeşitleri
Hassasiyetlerine göre:
30mA – İnsan koruması için kullanılan modeldir (insan koruma)
300mA – Teçhizat koruması için kullanılan modeldir. (yangın koruma)
10mA – Havuz gibi hasas yerlerde kullanılan modeldir.
>500mA – Selektivitenin önemli ve gerekli olduğu uygulamalarda kullanılan modeldir.
Kutup sayılarına göre:
Kaçak akım röleleri genellikle 2 kutuplu ve 4 kutuplu olarak üretilirler. (2 kutuplular tek faz + nötr, 4 kutuplular üç faz + nötr tesisatlarda kullanılır)
Tiplerine göre
AC tipi – Sadece alternatif akımda kullanılır. (Genel alternatif akımlı güç devrelerinde)
A tipi – Alternatif akımda ve/veya DC bileşenli titreşimli akımlarda kullanılır. (Elektronik devrelerde)
B tipi – Alternatif akımda ve/veya DC bileşenli titreşimli akımlarda ve süreklilik arz eden hata akımlarında kullanılır. (Sürücü devrelerinde)
Kaçak akımın insan üzerindeki etkileri:
Aşağıda kaçak akım seviyelerinin insan üzerindeki etkilerini görebilirsiniz. 25..30mA’den büyük kaçaklar insan sağlığı için tehlikeli seviyededir.
| Vücuttan geçen akım |
Etkiler |
Sonuçlar |
| 0,5 mA |
Hissedilmez (Parmak ucu, dil dışında) |
Zararsız |
| 3 mA |
Karıncalanma oluşur |
Tehlikeli değildir |
| 15 mA |
Dokunulan yerler zorlanarak bırakılabilir |
İstenmeyen fakat tehlikeli değil |
| 40 mA |
Vücut krampları |
Birkaç dakika içerisinde boğulma hissi |
| 80 mA |
Kalp durması |
Çok tehlikelidir. Birkaç dakika içerisinde ölüme götürür. |
Çoğu kişinin aklına takılan kaçak akım rölesi olmazsa ne olur? sorusunu da böylece yanıtlamış olduk. Eğer kaçak akım koruma anahtarı kullanılmaz ise 30mA’i aşan tüm kaçak akımlar insan üzerinden veya makine üzerinden akar ve telafi edilemez sonuçları olabilir.
Kaçak akım rölesi bağlantısı
Kaçak akımlar hakkında sıkça sorulan sorulara da açıklık getirelim:
Kaçak akım rölesi ve sigorta arasındaki fark nedir?
Kaçak akım rölesi sigorta görevi yapar mı?
Her ne kadar kaçak akım rölesi üzerinde akım değeri yazsa da, bu değer kaçak akım rölesinin koruma yaptığı değer değildir. Örneğin elinizde 2 kutuplu 30mA ve 40A bir kaçak akım olduğunu düşünelim. Bu kaçak akım koruma rölesi sadece devrede 30mA’lik bir kaçak olduğunda görev yapacaktır. Etiket değerinde yazan 40A değeri ana kontaklarının dayanabileceği nominal akım değeridir. Yani kaçak akım koruma rölesi otomatik sigortalar gibi termik ve manyetik koruma yapmaz. Sadece kaçağı korur. İşte bu yüzden devrelerde kaçak akım rölesinin üzerine koruma yapan otomatik sigorta, şalter gibi elemanlar konur.
Kaçak akım rölesi kaç amper olmalı? Kaçak akım rölesi kaç ma olmalı?
Kaçak akım röleleri genellikle 25, 40, 63, 80, 100A olarak üretilirler. Yukarıda da dediğimiz gibi kaçak akım üzerinde yazan akım değerleri rölenin kontaklarının taşıyabileceği nominal akım değeridir. Yani kaçak akım yükün akımını karşılar şekilde seçilmelidir. Akım koruması yapabilmesi için termik manyetik sigortalarla/şalterlerle beraber kullanılmalıdır.
Şöyle yapılabilir:
Diyelim ki hattı 2 kutuplu 16A bir sigorta ile koruyorsunuz. Bu sigortanın çıkışında da kaçak akım kullanacaksınız. O zaman akımı bir üste yuvarlamalısınız ve kullanacağınız kaçak akım 25A olmalıdır. (32A sigortanız olsaydı 40A kaçak akım kullanmanız gerekecekti vs..)
mA değeri ise kaçağın değeridir. Eğer insan koruma yapmak istiyorsanız 30 mA kaçak akım kullanabilirsiniz. (Her priz, her linye için 30mA kullanmak gibi) Teçhizatı korumak için ise 300 mA tercih edilebilir (Ana girişe 300 mA kullanmak gibi)
Kaçak akım rölesi sigortadan sonra mı bağlanır?
Evet, bir tesisatta enerji girişi tarafına öncelikle aşırı akım korumayı sağlayan cihazlar bağlanır. Böylelikle sigortalar kaçak akım anahtarlarını da aşırı akımlara karşı korurlar.
Kaçak Akım Rölelerinin Testi ve Raporlanması Nasıl Yapılır ?
Kaçak akım Rölelerini belli periyodlarla testlerini yani düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol etmeliyiz.
2 Adet Test yöntemi vardır;
- Kaçak akım rölelerinin üzerindeki ” TEST ” butonuna basarak mekanik olarak çalışıp çalışmadığını kontrol edebiliriz.
- Kaçak Akım rölelerinin açma akımı ve açma sürelerini ölçen ölçü cihazları ile testlerimizi yapabiliriz. Açma akımı olarak 30 mA ve 300 mA değerlerinden daha düşük akımda açmalıdır. Açma süresi olarak da 300 ms altında açma yapmalıdır.
ÖRNEK KAÇAK AKIM RÖLESİ (ARTIK AKIM ANAHTARI) TESTİ RAPORU İÇİN TIKLAYINIZ…..
