Kaçak akım, bir elektrik tesisatındaki koruyucu topraklama iletkeninden geçen akımdır. Bir elektrik tesisatını koruyucu topraklama iletkeni korumadığı zaman, devre mevcut bir iletken yolla kapatılmışsa, herhangi bir iletken kısımdan veya iletken olmayan kısımların yüzeyinden toprağa akabilecek akımdır.
Elektrik devrelerinde meydana gelebilecek olan kaçak akımı tespit eden ve devreyi kapatarak sistemde koruma sağlayan rölelere kaçak akım rölesi denilmektedir.
Kaçak Akım Rölesi
AC kaçak ve DC kaçak olmak üzere iki tür kaçak akım rölesi vardır. Bu yükleri besleyen elektrik tesisatı için değil, genellikle bitmiş ürünler için geçerli olan DC kaçak akımı. AC kaçak akımı, bir voltaj kaynağı ile ekipmanın topraklanmış iletken parçaları arasındaki DC kapasitans ve direncin paralel bir kombinasyonundan kaynaklanır. DC direncinin neden olduğu sızıntı, birkaç paralel kapasitörün AC empedansına kıyasla genellikle ihmal edilebilir düzeydedir.
Kapasitans kasıtlı veya kasıtsız olabilir. İstenmeyen kapasitanslara bazı örnekler, basılı kablolama plakalarındaki boşluklar, yarı iletkenler ile ısı emiciler arasındaki izolasyonlar ve güç kaynağı içindeki izolasyon transformatörlerinin birincil ila ikincil kapasitanslarıdır.
Kaçak Akım Rölesi Nasıl Oluşur?
Genel olarak en olağan kaynağının temel olarak elektrik seviyesindeki yalıtımda olduğu bilinmektedir. Yalıtım normalde direnç açısından yüksek olduğundan, hasar veya eskimeden etkilenebilir. Daha düşük direnç nedeniyle bir miktar kaçak akım akabilir, önemli ölçüde daha uzun iletkenler daha yüksek kapasitansa sahiptir.
Bu da daha fazla kaçak akım röleleri atmasına neden olur. Aynı zamanda akım rölesi neden atar sorusunun başka bir cevabı da tesisatlar olmaktadır. Bu noktada girişteki kondansatörler nedeniyle tesisatta belirli akımları birleştiren ve tüm kablolama sistemine daha fazla kapasite kazandıran elektriksel bozulmalara karşı belirli aşırı gerilim filtrelerini içeren elektronik ekipmanların artması başka bir kaçak akım atma sebepleri arasındadır.
Bu durum rölenin devreye yanlış bağlanması ile daha büyük sorunlara neden olmaktadır. Evlerimizdeki elektrikli cihazlarda kaçak akımların artması ve kümülatif etkisi nedeniyle, kaçak akım miliamper mertebesine ulaşabilir.
Diferansiyel devre kesici ile korunan bir elektrik tesisatındaki bu faktör, bu nedenle kaçak akım koruma sitemlerinin belirlenen zamanlarda açma yapmasına neden olabilir.
Kaçak Akım Rölesi Kontrolünün Önemi
Bir elektrik tesisatında, izolasyon olmaması durumunda canlı parçalarla temas riskine karşı koruma sağlamak için normalde bir topraklama sistemi içerir. Topraklama sistemi genellikle ekipmanı koruyucu iletkene bağlayan bir nötr toprak teması iletkeninden oluşur. Canlı hat ile erişilebilir iletken parçalar arasındaki yalıtımın yıkıcı bir şekilde arızalanması durumunda, voltaj topraklanır.
Ortaya çıkan akım akışı, bir temas tehlikesini önleyebilecek bir RCD diferansiyel anahtarını açmaktadır. Topraklama kasıtlı olarak veya yanlışlıkla kesilirse, olası bir temas riski vardır. Kaçak akımlar nedeniyle temas riski beklenenden daha yüksek olabilir.
Yalıtım arızası olmasa bile, topraklama iletkeninden geçen kaçak akımların bozulması ya da kaçak akım rölesinin devreye girmemesi, enerji altında olan topraklanmamış ekipmana ve toprağa dokunan bir kişi için kaza tehlikesi oluşturabilir ve insan hayatı tehlikeye girebilir.
Bu olasılık, bir hastanın kazanın alıcısı olabileceği tıbbi uygulamalarda çok daha büyük bir endişe kaynağıdır. Hasta zayıflamış veya bilinçsiz durumdaysa veya hasta temasları yoluyla iç organlara çıkış akımı uygulanırsa ölümcül şok meydana gelebilir.
Topraktan çıkarılan ekipmanlarda sağlanan çift yalıtım, iki ayrı yalıtım katmanı kullanılarak koruma sağlar. Bu durumda Botem tüm ürünlerinde koruma garanti etmektedir. Çünkü her iki yalıtım katmanının da başarısız olma olasılığı düşüktür. Ancak, kaçak akım üreten koşullar hala mevcuttur ve dikkate alınmalıdır.
Kaçak Akım Rölesi Etkileri
Kaçak akımları ortadan kaldırmanın ilk adımı, çalışma prensibinin en temel özelliklerinden olan kaçak akımları bir pens kullanarak ölçmek ve bu akımların kaynağını belirlemektir. Kaçak akım röleleri, devreye giren ya da çıkan akımın birbirine eşit olması şeklinde çalışırlar. Aynı zamanda bu kontrolü toroid rölesi yardımı ile yapmaktadırlar. Bu kapsamda devreye giren akım ya da çıkan akım birbirine eşit ise manyetik akı meydana gelir.
İletkenlerin yük akımları, birbirini yok eden bazı manyetik alanları indükler, fakat akımdaki herhangi bir dengesizlik ya da farklılık, topraklanmış iletkenlerden veya diğer alternatif yollardan meydana gelen sızıntılardan kaynaklanır. Bu akımı ölçmek için, akım ölçüm kapasitesi 0,1 mA’den az olan bir kaçak dedektörü pensi gerekli olmaktadır.
Genelde Botem kaçak akım röleleri, içeriğinde yer alan test düğmeleri normal şartlarda açık durumda olmaktadır. Normal şartlarda kaçak akım rölelerini test etmek adına basıldıkları zaman, akım dengesi bozulur ve de röle akımı keser.
Rölenin Kullanım Özellikleri
Elektronik kontrol tüketici, ticari, tıbbi ve endüstriyel uygulamalara doğru genişledikçe, yüksek voltajlı, yüksek akımlı devreleri anahtarlamak için düşük voltajlı, düşük akımlı kısa devre cihazlara artan bir ihtiyaç vardır. Elektromekanik röleler; kullanışlılığı, kompakt boyutları, düşük maliyetleri, yüksek hızları, düşük ses ve elektriksel gürültüleri ve güvenilirlikleri nedeniyle tercih edilir.
Kaçak akım rölelerini, düzgün bir şekilde uygulamak için tasarımcıların operasyonlarındaki nüansları ve fiziksel ve elektriksel özelliklerini anlamaları gerekir. Bundan sonra, başarılı bir tasarım sağlamak için uygulamanın girişine, çıkışına, yüküne ve termal durumuna göre doğru röleyi seçebilirler.
Kaçak Akım Rölesi Seçimi
Kaçak akım rölesi, nispeten basit cihazlar olmasına rağmen, kullanımdan önce giriş, izole yükün büyüklüğü, türü ve hava koşulları gibi birkaç entegrasyon hususu dikkate alınmalıdır. Kaçak akım rölesi seçerken tasarımcı, tipi AC veya DC giriş sürücü seviyesini ve ayrıca maksimum akım, maksimum voltaj ve tip AC veya CC dahil olmak üzere yük özelliklerini bilmelidir.
Bazı röleler; birkaç volttan on volta veya daha fazlasına kadar değişen voltajlarla sipariş edilebilir, ancak daha düşük voltaj girişleri daha yaygın hale geliyor ve güvenlik nedenleriyle modern elektronik cihazlarla daha iyi uyumlu hale geliyor.
Kaçak akım röleleri, kullanım alanlarının özellikleri göre farklı hassasiyetlerde üretilmektedir. Bu kapsamda 30mA röleler insan hayatı büyük ölçüde korunmaktadır. 300mA röleler de teçhizat korunması sağlamaktadır. Aynı zamanda 10mA röleler havuz aydınlatması şeklinde olan sistemlerde kullanılmaktadır.
Yazar Hakkında
