Kompakt Şalterler ve Ayar Sahaları |
Sigma Elektrik

Yapı ve çalışma prensibi itibariyle otomatik sigortaların yüksek akım ve kesme kapasitesine sahip olanları diyebileceğimiz kompakt şalterler, besleme hatları ve motor koruma devrelerinde, güvenilirlikleri ve kolay montajları nedeniyle tercih edilen devre elemanlarıdır. Kısaca, kompakt şalterler, yüksek bir akım geçmesi durumunda hattı koruyarak olası elektriksel problemlerin önüne geçmemizi sağlamaktadırlar. Peki yapabildikleri bunlarla sınırlı mı?

A- A+

19.02.2021 tarihli yazı 15502 kez okunmuştur.

Kompakt Şalter Nedir?

Kompakt şalter, bir alçak gerilim devre kesicidir. Gerek elle gerekse de belirlenen akım değerine gelindiğinde devreyi otomatik olarak açar. Kompakt şalterlerin en önemli fonksiyonu devreyi açma-kapama işlemlerinin yanı sıra, olası kısa devre ve aşırı yük durumlarında koruma sağlamak amacıyla anahtarlama yapmasıdır.

Sigorta ve termik röle de alçak gerilim devre kesicileri olarak kullanılır fakat kompakt şalter çok daha yüksek akım değerlerinde devreyi açabilir. Kompakt şalterler günümüzde 1600 Amper değerine kadar üretilir. 1600 Amper değerinden daha yukarısı için kapalı kutu içerisindeki kompakt şalter kullanılmaz. Açık tip şalter olarak kullanılırlar.

Kompakt şalter, devreyi hem termik olarak hem de manyetik olarak açabildiği için termik manyetik şalter olarak da isimlendirilir.

Şalterler; yapılarına, çalışma ortamlarına, gerilimlerine ve akım büyüklüklerine göre çeşitlilik gösterir. Kompakt şalterler, akım şiddetine dayalı manyetik koruma sağlarken, ısıya bağlı olarak termik koruma sağlar. Termik-manyetik devre kesicilerin kullanılmasındaki amaç, termik koruma ile kablonun aşırı akım taşımasını engellemek ve manyetik koruma ile kısa devrelerden sistemi korumaktır.

► İlginizi Çekebilir: Kaçak Akım Koruma Şalterlerinde İstenmeyen Açmaların Nedenleri

Kısaca termik ve manyetik korumaya değinecek olursak:

Bir iletkenden akım geçtiğinde direnç etkisinden dolayı iletken ısınır. Aynı zamanda Faraday’ın yasasına göre iletkenden akım geçtiğinde iletkenin etrafında bir manyetik alan oluşur.

Termik ve manyetik koruma sistemleri ise tam olarak bu prensipler ile çalışırlar.

Termik koruma: Adından da anlaşılacağı gibi ısı artışına karşı devreyi koruma sistemidir. Şalterlerin nominal akımın üzerinde (1.05 In ila 1.3 In) uzun süreli (5-120 dk) çalışmaları istenmez. Bu koruma sisteminde bi-metal adı verilen ısıl genleşme katsayıları farklı olan iki metalin preslenerek bir araya getirilmesiyle oluşturulmuş metal çifti kullanılır. Aşırı akım sonucu ısının artması durumunda bi-metal genleşmeye başlar, ısıl genleşme katsayısı daha büyük olan metal diğerinin üzerine doğru yay gibi bükülerek bir sehim meydana getirir. Bu sehimle bi-metal, perdeye temas ederek sistemi tetikler ve kontaklar birbirinden ayrılır. Böylece şalter elektriği keserek sistemi korumuş olur.

Manyetik koruma: Kısa devre anında oluşan tahribatı en aza indirmek için kontakları hızlıca açarak, kontaklar arasında oluşan arkı en kısa sürede kesme üzerine kurulmuş koruma sistemidir. Bu sebeple ani açtırma yapabilen elektromanyetik bobin sistemleri kullanılmaktadır.

Kontakların üzerinden farklı seviyede akım geçtiğinde manyetik alan seviyesi de değişecektir. Manyetik kesici, tanımlanan nominal akım değerinin üzerinde bir akım geçişi olduğunda hareketli kontağı sabit kontaktan ayırarak devreyi açacaktır.

Termik manyetik şalterler kaçak akım korumalı olarak da üretilebilir. Kaçak akım korumalı kompakt şalterin çalışma prensibi ile normal kompakt şalterin çalışma prensibi arasında hiçbir fark yoktur. Sadece farklı olarak kaçak akım koruma işlevini yerine getirecek kısım dahil edilmiş olur. Böylece kaçak akım korumalı kompakt şalter, hem kaçak akım koruma hem de termik manyetik açma yapabilir hale gelir.

Aşırı yüklere karşı devreyi koruyan termik eleman ve kısa devrelerde şalterin açmasını sağlayan manyetik bobinden oluşan kompakt şalterler standart değerleri haricinde bazı modellerinde belirli bir ayar sahası içerisinde termik ve manyetik ayarları kullanıcı tarafında yapılabilecek şekilde imal edilmektedir. Kompakt şalterler ile motor koruma şalterleri çalışma prensibi itibari ile aynıdır. Fakat pano ve hat korumalarında kullanılan yüksek akım değerine sahip olanı kompakt şalter adını alırken daha küçük akım değerine sahip ve motor korumada kullanılanları motor koruma şalteri adını almaktadır.

Kompakt Şalter Yapısı ve Çalışma Prensibi

Yapı ve çalışma prensibi itibariyle otomatik sigortaların yüksek akım ve kesme kapasitesine sahip olanları diyebileceğimiz kompakt şalter son yıllarda besleme hatları ve motor koruma devrelerinde düşen maliyetleri artan güvenilirlikleri ve kolay montajları nedeniyle tercih edilen elemanlar haline gelmişlerdir. Aşırı yüklere karşı devreyi koruyan termik eleman ve kısa devrelerde şalterin açmasını sağlayan manyetik bobinden oluşan kompakt şalterler standart değerleri haricinde bazı modellerinde belirli bir ayar sahası içerisinde termik ve manyetik ayarları kullanıcı tarafında yapılabilecek şekilde imal edilmektedir.

Teknolojinin ilerlemesi hassas korumanın gelişmesine yol açmış, mikro elektroniğin kompakt şalterlere uygulanmasıyla elektronik şalterler ortaya çıkmıştır. Elektronik şalterleri bimetalli şalterlerden ayıran özellik aşırı akım kesicilerinin elektronik devre ile kontrol edilmesidir. Elektronik kontrol en hassas biçimde mikrokontrolcü vasıtasıyla sağlanmaktadır. Geniş ayar sahası, yüksek uyumluluk, tam hassasiyet elektronik şalterlerde bir ayara toplanmıştır. Değişken çalışma ortamları geniş ayar kabiliyeti olan koruma sistemleri istemektedir. Ayrıca zaman içinde olabilecek yük talebi değişiklikleri koruma devrelerine rahatça uyarlanabilmelidir. Bunun sonucunda geniş ayar kabiliyeti olan koruma elemanlarının kullanılması zorunlu bir hale gelmektedir. Böylece sistem yenileme maliyetinden ve zamandan tasarruf edilmiş olur. Bu istekler günümüz teknolojisinin bizlere sunduğu elektronik şalterlerle tam olarak sağlanır. Yüksek kısa devre akımlarında (>15xIn) elektronik devre çalıştırılmadan direkt açma sağlanmıştır. Böylece elektronik devrede olabilecek arıza ihtimali ortadan kaldırılmıştır. Bimetalli kompakt şalter ortam sıcaklığından etkilenirken elektronik şalterin açma süresi, değeri şalterin ve çevrenin sıcaklığından bağımsızdır. Elektronik şalterlerde ayarlar kapak üzerinde bulunan ayarlar vasıtasıyla yapılmaktadır. Elektronik şalterler istenildiği durumda bilgisayara bağlanabilir. Böylece;

► Akım kaydedici ölçü aletleri yerine dijital ortam kullanılabilir.
► Çekilen akımın çeşitli zaman aralıklarındaki (gece-gündüz) minimum, ortalama, puant vb. değerleri alınabilir.
► İstatistiki bilgilere anında ulaşılabilir.
► Aşırı akımlarda bilgisayar kontrolü ile açma haricinde istenilebilecek çeşitli koruma işlemleri yapılabilir.
► Aşırı akım oluşumunda şalterin açma süresi ayarlanabilir.
► Bilgisayardan şalterin anma akımı ve manyetik ayarı hassas olarak değiştirilebilir.
► Harici açma kumandası verilebilir.

Kompakt Şalterde Ayar Sahası Ne İşe Yarar?

Kompakt şalterlerin üzerinde hem termik açma yapan kısım için hem de manyetik açma yapan kısım için ayar özelliği vardır. Kompakt şalter ile akım ayarının yapılmasının yanı sıra açma zamanı gecikmesi de ayarlanabilir.

Akım Ayarı

Kompakt şalter her ne kadar bağlanacağı kısmın akım ihtiyacına göre seçilse de akım sınırını ya da açma zamanını ayarlama ihtiyacı duyulabilir.
Örneğin önceden daha az yükün bağlı olduğu bir sistemde kompakt şalter gereğinden büyük akım değerinde seçilip, şalter üzerinden ayarlama yapılarak açma akım değeri düşürülebilir. Daha sonra sisteme yeni kısımlar eklendiğinde daha yüksek bir amper değerinde kompakt şalter ile değiştirmektense ayar kısmından açma akım değeri yükseltilebilir.
Hem aşırı yük akımı koruma ayarı hem de kısa devre akımı koruma ayarı yapılabilir.

Aşırı Yük: Aşırı yük ayarı yapılırken kompakt şalterin akım değeri genellikle 0.5 ila 1 arasında bir değerle çarpılarak ayarlanır. Örneğin 400 amperlik bir kompakt şalterde 230 amperlik bir yükünüz varsa ayarı 0.6 yaparak 240 amperde açma yapmasını sağlayabilirsiniz.

Kısa Devre: Kısa devre durumunda ise kiloamper mertebesinde akım akabilir. Bu durumda da nominal akımı genellikle 5 ila 10 arasında bir değerle çarparak ayarlama yapılır.
Aynı örneği ele alacak olursak 400 amperlik bir kompakt şalterde kısa devre akımı için 5 ayarına getirirsek 2 kiloamper değerinde açma yapacaktır.

Zaman Ayarı

Zaman değerleri ayarlanırken akım değerinde olduğu gibi dikkate alınması gereken yegâne şey kompakt şalterin bağlı olduğu sistem ve sistemdeki yüklerin durumlarıdır.

Örneğin önünde daha küçük akımlı koruma elemanları bulunan bir kompakt şalterde aşırı yük açma süresi daha uzun seçilebilir. Aksi halde sistemde herhangi bir kısımda oluşacak aşırı akım durumunda tüm sistem enerjisiz kalabilir ya da motor bağlı olan bir sistemde kalkış akımı dikkate alınarak açma süresi belirlenebilir.

Her elektriksel sistemde farklı düzeyde harmonik, gerilim dalgalanması, akım dalgalanması, kapasitif ve endüktif yük durumları oluşacaktır. Kompakt şalterler ayar sahaları sayesinde mevcut sisteme en efektif şekilde ayarlanarak adapte olabilir.

Kaynak: