Kaçak Akım Koruma Şalterleri

Kaçak Akım Koruma Şalterleri

09.06.2015

Elektrik akımının ve geriliminin insanlar üzerinde ne gibi etkilere sebebiyet vereceği ve hangi değerlerin sınır değerler olduğu aşağıda verilmiştir.

Akımın büyüklüğünün etkisi:

Herhangi bir yalıtım hatası bulunan elektrik cihazına veya direk enerji altındaki iletkenlere temas eden kişinin vücudu üzerinden elektrik akımı geçer.Akımın vücuttan geçişi ile meydana gelen tehlikenin önemi birçok etkene bağlıdır.
Bunların başlıcıları;
-Akımın değeri
-Akımın geçiş süresi
-Vücutta izlediği yoldur.
Fibrilasyon, hata akımının kalp üzerinden geçmesiyle kalbin kumanda sisteminin bozulmasıdır.Bu durumda kan pompalama görevini yapamaz.Buradan da görüldüğü gibi akımın çok küçük değeri bile kalbin durmasına ve sonuçta kişinin ölmesine sebebiyet vermektedir.

İnsan vücudundan geçen alternatif akımın etkileri

0,01 A Akımın hissedilme sınırı, elde gıdıklanma olur
1-5 mA 1-5 mA Elde uyuşma hissi, elin ve kolun hareketi zorlaşır
5-15 mA Tutulan cisim henüz bırakılabilir, elde ve kolda kramp başlar, tansiyon yükselir
15-25 mA Tutulan cismin kendiliğinden bırakılması mümkün değildir.Kalbin çalışması etkilenmez.
25-80 mA Tahammül edilebilen akım şiddeti, tansiyon yükselir, kalp düzensiz çalışmaya başlar, teneffüz zorlaşır, reversibl kalp durması baş gösterir, genel olarak bilinç yerindedir, bazı kimselerde 50 mA’den sonra bayılma meydena gelir.
80-100 mA Akımın etki süresine bağlı olarak kalpte fibrilasyon baş gösterir, bilinç kaybolur.(0,3 s’den kısa süreli elektrik çarpmalarında fibrilasyon olmaz.)
>3-8 A Tansiyon yükselir, kalp durur, akciğerler şişer, bilinç kaybolur.

Temas geriliminin etkisi:

Temas geriliminin güvenlik eğrisi, hayat ile ölüm arasındaki sınırı belirler.Bu gerilimin insan vücuduna zarar vermeyecek maksimum değeri, kaçak akımın eşik değeri 25 mA kabul edilerek ve kişinin bulunduğu ortama göre değişen iç direncinden hesaplanır.Normal şartlarda yetişkin bir insanın iç direnci 2 kΩ dur.Nemli ortamda bu direnç 1 kΩ'a, ıslak ortamda ise 480Ω'a kadar düşer.Normal, nemli ve ıslak ortamlar için temas gerilimlerin gerilim-zaman eğrileri Şekil-2'de verilmiştir.Şekil-2'den normal şartlarda, yetişkin bir insanın ölüm riski olmadan sürekli olarak temasta kalabileceği maksimum gerilim değerinin 50 V olduğu görülmektedir.Aynı şartlarda kişi 100 V'luk gerilime maruz kaldığında, ölüm riski olmadan sadece 0,3 saniye temasta kalabilir.

Temasların tanımı:

Genel olarak iki tip temas tanımlanır.Bunlar direkt temas ve endirek temas durumlarıdır.

A)Direkt temas:

Bir insanın, işletmeye tabi olan gerilim taşıyan parçalara direkt temas olayıdır(Şekil-3).Bu durumda kaçak akım, insan vücudu üzerinden toprağa akarak devresini tamamlar.Temas geriliminin yüksek değerlerinde (AC 50 V'dan büyük değerler için) vücuttan geçen hata akımı ölümcül bir kazaya neden olabilir.

Direkt temasa karşı koruma:

Elektrikli işletme araçlarının aktif kısımlarına dokunduğunda baş gösteren tehlikelere karşı insanları korumak için alınan bütün tedbirlere direkt temasa karşı koruma denir.Arızasız elektrik cihazlarının gerilim altında bulunan aktif kısımları, direkt dokunmalara, karşı korunurlar.Cihazlardaki işletme yalıtımı, uygun yapı ve düzenleme tarzı veya ızgaralar, parmaklıklar vb. gibi uygun engeller, direkt dokunmaya veya rastgele dokunmalara karşı yeterli koruma sağlarlar.Bununla beraber lak, emaye, oksit tabakası veya elyaf ile yapılan işletme yalıtımı, direkt dokunmaya karşı yeterli bir koruma olarak geçerli değildir.Bu gibi hallerde ayrıca ilave bir korumaya ihtiyaç vardır.Direkt dokunmaya karşı korunmuş olan arızasız işletme araçlarının ve elektrik cihazlarının pasif kısımlarına yani demir çekirdeklerine ve dış metal kılıflarına dokunmakta hiç bir sakınca yoktur.İşletme gerilimi 42V'a kadar olan tesislerde direkt dokunmaya karşı koruma yapmaya gerek yoktur.Fakat bu kolaylaştırıcı hüküm, yangın ve patlama tehlikesi olan işletmeler ve iş yerleri için geçerli değildir.Elektrik tesislerinin ızgaralar veya delikli saclar vb. ile ayrılması da direkt dokunmaya karşı bir koruma yöntemi olarak kabul edilebilir.Fakat bu durumda ızgara aralıklarından veya sac üzerindeki deliklerden hiç bir yerde aktif kısımlar ile temas etmek imkanı olmamalıdır.Kılıflar, koruma ızgaraları ve sac kapaklar iyice tespit edilmiş olmalı ve mekanik bakımdan dayanıklı olmalıdır.Yüksek gerilim tesislerinde direkt dokunmaya karşı koruma, gerilim altında bulunan bölümlere istemeden dokunmayı önlemekle ve tehlikeli bölgeye yaklaşmayı engellemekle sağlanır.Meslek ve görev bakımından yüksek gerilim tesisleri ile ilgisi olmayan yabancı şahısların yüksek gerilime ait tehlikeli bölgeyi aşarak gerilim altında bulunan tesis bölümlerine dokunmalarını önlemek için, bu gibi yerleri örtmek, kapatmak veya aşılması mümkün olmayan engeller koymak şarttır.Yüksek gerilim altında bulunan tesis elemanları yakınında belirli bir aralık, tehlikeli bölge olarak kabul edilmiştir.Çeşitli yüksek gerilim kademelerine göre, gerilim kademelerine göre, gerilim altında bulunan bölümlerden uzak durulması gereken en küçük aralıklar kapalı yerlerdeki şartlara ve açık hava şartlarına göre tabloda gösterilmiştir.

alt text alt text alt text alt text

B) Endirekt temas:

Gerilim altında çalışan bir cihazda yalıtım hatasından dolayı bir kaçak oluştuğunda, kaçak akım topraklama direnci üzerinden devresini tamamlar.Bu durumda tesadüfen arızalı cihaza temas eden bir insan, paralel olarak hata akımı devresine girer ve kaçak akımın bir kısmı da insan vücudu üzerinden toprağa akar (Şekil-4).Bu yüzden endirekt temas durumlarında topraklamanın nasıl yapıldığı çok önemlidir.

Endirekt temasa karşı koruma:

Eğer bir işletme aracında veya elektrik cihazında yalıtım hatası sonucunda dış metal kısımlar bir hata geriliminin etkisi altında kalırsa, endirekt dokunma söz konusu olur.Bu durumda hatalı cihaza temas eden insanlar dokunma gerilimi altında kalarak hayat tehlikesi ile karşı karşıya gelirler.Buna engel olmak, birinci derecede imalatçının görevidir.Zira uygun bir konstrüksiyon tarzı uygulamak, uygun bir yalıtım maddesi kullanmak ve itinalı bir işçilikle endirekt dokunmadan kaynaklanan tehlike geniş çapta önlenebilir.Bununla beraber 50V'dan daha büyük dokunma geriliminin meydana gelebileceği yerlerde, ilave koruma tedbirlerinin alınması şarttır.İlave koruma tedbirleri, yapılış ve çalışma tarzlarına göre aşağıdaki durumları sağlarlar:

a) Tehlikeli durum önlenir: 1) Koruma küçük geriliminin kullanılması,
2) Koruma yalıtımının yapılması,

b) Tehlikeli durum azaltılır: 3) Koruma ayırması yapılması,
4) Ek koruma, potansiyel dengelenmesi,

c) Hata akımı arttırılarak hatalı kısım hızla devreden çıkarılır: 5) Uygun şebeke bağlamaları yapılır,
6) Hata gerilimi ile açma yapılır,
7) Hata akımı ile açma yapılır.

Bunlardan 1, 2 ve 3'de ayrı bir koruma iletkenine gerek yoktur ve bunlarda ayrıca kesme düzeneği mevcut değildir.4'de bütün cihazlar topraklanırlar.Burada sürekli olarak yalıtım kontrolü yapılır.5'de uygun şebeke bağlantıları yapılır, devre aşırı akım koruma cihazları ile kesilir.6 ve 7'de devrenin kesilmesi özel hata anahtarı ile sağlanır.Federal kaçak akım koruma şalterleri, bağlı bulunduğu şebekede oluşan herhangi bir kaçak durumunda devreyi açarak güvenli bir koruma sağlar.

Kaçak akım koruma şalterleri, hayat koruma ve yangın koruma olmak üzere iki şekilde üretilir.

1) Hayat koruma: IEC 60479-1'e göre kaçak akımın 30mA değeri, insan sağlığı açısından sınır değeredir.Kaçak akım koruma şalteri 30mA (sınır değerinde) ve üstündeki değerlerde devrenin enerjisini ani olarak keserek güvenli bir koruma sağlar.

Uygulama alanları: 1. Direk temaslara karşı korumada
2. Endirek temaslara karşı korumada
3. Tehlikeye açık olan bütün durumlarda (Şantiyeler, havuz, yat limanı vb.)

2) Yangın koruma: Kaçak akım değeri 300 mA'e ulaştığında, elektrik arkının oluşruğu ısıdan dolayı yangın tehlikesi oluşmaya başlar.Kaçak akım koruma şalteri, kaçak akımın 300 mA eşik değerinde ve üstündeki değerlerde mal ve can güvenliği açısından devrenin enerjisini keserek, güvenli bir koruma sağlar.

Uygulama alanları: 1. Yangın riski olan yerlerde
2. Endirek temaslara karşı korumada

Nedensiz açmalara karşı koruma: Federal kaçak akım şalterleri gerilimden bağımsız çalışır.Böylece kaçak akım koruma şalteri yıldırım düşmesi sonucu oluşan aşırı gerilimlere, anahtarlama durumundaki aşırı gerilimlere ve yüksek kapasitif devrelerin kapanması sonucu meydana gelen açmalara karşı korunmuşlardır.

Çalışma prensibi:Kaçak akım koruma şalterinde Şekil5'te görüldüğü gibi faz veya fazlar ile nötr çok hassas bir toroidal nüvenin içerisinden geçirilir.Gelen akım ile dönen akım arasında fark olmadığı sürece her şey normaldir ve açtırma rölesi üzerinde sükunet halinin manyetik akısı akar.Fark akımı oluştuğunda akım trafosu sekonder sargılarında indüklenen gerilim nedeniyle açtırma rölesinin üzerindeki manyetik akı bozulur.Bir yay ile doğal mıknatısa bağlı mandal boşalır ve yayın kuvvetiyle açtırma bobinine mekanik olarak açma sinyali verilir.Açtırma bobini ise ana kontakları açarak elektriği keser.Bu işlem 30ms'nin altında gerçekleşir.Basit gibi görülen bu mekanizma insan hayatı söz konusu olduğu için yüksek bir teknoloji ürünü olmalı ve şalter aynı işlemi binlerce kez, hatasız yapmalıdır.

Montajda dikkat edilecek huzuslar: Kaçak akım koruma şalterinin doğru ve güvenli bir şekilde koruma yapabilmesi için montajda dikkat edilecek hususlar şöyle özetlenebilir;

-Kofrelere yangın koruma, sayaç kolon devrelerine ise hayat koruma eşikli, amper değerleri yeterli büyüklükte olan kaçak akım koruma şalterleri kullanılmalıdır.
-Nötr iletkeni izole olarak çekilmeli ve hiçbir yerde (kaçak akım koruma şalteri ile yük arasında) topraklanmalıdır.
-2 kutuplu kaçak akım koruma şalterlerinde faz ve nötr iletkeni, 4 kutuplu kaçak akım koruma şalterlerinde tüm fazlar ve nötr iletkeni kaçak akım koruma şalterine bağlanmalıdır.
-Kaçak akım koruma şalterinden geçen akım, şalterin nominal akımını aşmamalıdır.
-Topraklama direnci, 30mA'lik kaçak akım koruma şalteri için max 2160 Ω, 300 mA'lik kaçak akım koruma şalteri için de max 216 Ω olmalıdır.
-Tesisata bağlı kaçak akım koruma şalterinin çalışmasını kontrol etmek için, test "T" butonuna basınız.Cihazı test etmek için faz-nötr iletkenleri kesinlikle kısa devre edilmemelidir.

Uyarı:Kaçak akım koruma şalteri mutlaka besleme geriliminden bağımsız olmalı, yani elektronik olmamalıdır.Elektronik kaçak akım koruma şalterleri besleme gerilimine ihtiyaç duydukları için nötr hattında bir kopukluk olması durumunda çalışamazlar ve koruma yapamazlar.Bu nedenle elektronik tip kaçak akım koruma şalterlerinin Türkiye'de kullanımı, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından yasaklanmıştır.

Toprak Kaçak Akım Koruma Cihazlarının Konutlarda Kullanımı:

Yönetmeliğe göre bir tek 30 mA eşikli toprak kaçak akım koruma cihazı ile doğrudan doğruya ve dolaylı olarak dokunmaya karşı hayat koruma yapılması yeterlidir.Ancak geniş bir dairede bir çok elektrikli cihazın veya izolasyonu zayıflamış eski cihazların kullanılması durumunda, normal halde sık sık açmalar nedeni ile gereksiz elektrik kesintilerine neden olunur.Tam bir seçiciliğin sağlanması istendiğinde dağıtım panosu çıkışları Şekil-7’deki gibi ayrı ayrı veya gruplar halinde 30 mA eşikli toprak kaçak akım koruma cihazları ile korunabilirler.Uygulamada ekonomiklik sağlaması ve kısmen elde edilen seçicilik ile tüm dairede doğrudan doğruya ve dolaylı olarak dokunmalara karşı hayat koruması için, ana kesici 300 mA eşikli seçilip tüm prizler, banyodaki elektrik tesisatı, su ile işlem gören elektrikli cihazlar 30 mA eşikli toprak kaçak akım koruma cihazları ile beslenirler.Diğer sabit cihazlar dolaylı dokunmaya karşı ana girişe konulmuş 300 mA cihazz tarafından korunurlar.Ana giriş kesicinin 300 mA’lik koruma eşiğiyle yük tarafındaki 30 mA’lik koruma eşiği arasında seçicilik sağlanması durumunda dahi, diğer sabit cihazların bir toprak kaçak akım arızası olduğunda ana giriş kesici açacağı için banyo ve prizlerde elektrik kesileceğinden seçicilik kısmen sağlanabilmektedir.(Şekil-8)

Kaçak Akım Koruma Şalteri Test Düzeneği:

Kaçak akım koruma şalterleri, elektromekanik ve elektronik olmak üzere iki tipte üretilmektedir.Elektronik ve elektromekanik tip kaçak akım koruma şalterleri arasında, renk, model, etiket bilgisi gibi fiziksel farklılıkların bulunması sebebiyle tüketiciler bilinçli olarak yanıltılmaktadır.Kaçak akım koruma şalterlerinin elektromekanik tip veya elektronik tip, olup olmadığını aşağıdaki test düzeneği yardımıyla anlayabiliriz.

Elektromekanik kaçak akım koruma şalterlerinin üstün özellikleri:

-Elektronik kart olmadığından, sistemde oluşabilecek darbe gerilimlerine daha dayanıklıdırlar.
-Elektronik kart olmadığından, gerilim dalgalarından etkilenmezler, yardımcı gerilim olmadan ve nötr hattı koptuğunda dahi çalışabilirler.

alt text alt text alt text alt text

Kaynak: Federal Elektrik Kaçak Akım Koruma Şalterleri dökümanından alıntıdır.Dökümanın orjinaline aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz

http://www.federal.com.tr/inc/uploads/products_images/productss-64-TR%207-kacak_akim_con.pdf

Federal Elektrik Web sitesi

Federal Elektrik Hakkında

alt text

Önceki makaleler
ArTu Elektrik dağıtım panoları
ArTu Elektrik dağıtım panoları

26.05.2015

ArTu Elektrik dağıtım panoları
TOPRAKLAMA SİSTEMLERİ( IT TT TN TNS).TÜRKİYE’DEKİ ELEKTRİK TESİSLERİNDE CAN GÜVENLİĞİ BAKIMINDAN ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER
TOPRAKLAMA SİSTEMLERİ( IT TT TN TNS).TÜRKİYE’DEKİ ELEKTRİK TESİSLERİNDE CAN GÜVENLİĞİ BAKIMINDAN ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER

09.05.2015

TÜRKİYE’DEKİ ELEKTRİK TESİSLERİNDE CAN GÜVENLİĞİ BAKIMINDAN ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER.TOPRAKLAMA IT TT TN TNS SİSTEMLERİ
Kompanzasyon Nedir?Kompanzayon hesabı nasıl yapılır?
Kompanzasyon Nedir?Kompanzayon hesabı nasıl yapılır?

09.05.2015

Kompanzasyon Nedir? Kompanzayon hesabı nasıl yapılır?