Aşırı akım rölesi, sürekli olarak bir devreden geçen akımın termik etkisini kontrol eden ve ısınma müsaade edilen belirli bir üst seviyeyi geçtiğinde kontaklarının konumunu değiştirmesi ile motora enerji veren sistemin devresini açarak akımın kesilmesini sağlayan bir koruma rölesidir.

Şekil 1: Siemens harici termik röle ön paneli
 

Elektrik motorlarının otomatik olarak çalıştırılması ve kumanda edilmesi için bugün büyük ölçüde kontaktörler kullanılmaktadır. Motorların aşırı akıma karşı korunması için kontaktörlerle birlikte termik aşırı akım röleleri kullanılmaktadır. Gerek kontaktörler, gerekse termik aşırı akım röleleri kısa devrelere karşı dayanıklı değildir. Bu cihazların önüne mutlaka sigortalar kullanılmalıdır.

Bu şekilde "Kontaktör-Röle-Sigorta" cihaz kombinasyonu meydana gelmektedir. Kombinasyondaki elemanlarının koruma sahaları şunlardır:

► Termik röle, devredeki motoru, kabloları ve kontaktörü aşırı yüke karşı korur.
► Sigorta ise kendisinden sonra gelen bütün cihazları yani motoru, kabloları, termik röleyi ve kontaktörü kısa devreye karşı korur.

Cihazları seçerken aşağıdaki hususları gözönünde tutmalı (Bkz. Şekil 2) 


 

Şekil 2: Kontaktör-Termik Röle – Sigorta Kombinasyonunun Karakteristikleri

1 - Aşırı akım rölesinin karakteristiği, motorun yol almasına müsaade edecek kadar gecikmeli (tembel) olmalı. Bunu temin etmek için rölenin açma eğrisi motorun sabit yol alma akımı değerinin belirli bir mesafe ile üstünde kalmalı, (Bkz. Şekil 2 mesafe A)

2 - Sigorta, aşırı akım rölesini kısa devrede parçalanmaktan korumalı. Bunu temin için, sigortanın erime eğrisi termik rölenin açma ile parçalanma eğrilerinin kesiştiği noktanın belirli bir mesafe ile altında kalmalıdır (Bkz. Şekil 2 mesafe B)

3 - Kontaktörün artık kesemiyeceği aşırı akımları sigorta kesmelidir. Bunu temin için sigortanın erime eğrisi, kontaktörün kesme kapasitesinin aşıldığı noktadan itibaren (kontaktör nominal akımının 8 -10 mislini kesebilir) aşırı akım rölesinin açma karakteristiğinin belirli bir mesafe ile altında kalmalı. (Bkz. Şekil 2 mesafe C)

4 - Arka arkaya tekrarlansa dahi sigorta motorun yol almasına mani olmamalı. Bunun için sigortanın erime eğrisi kafi bir mesafe ile motorun sabit yol alma akımı lA nın üstünde kalmalı. (Bkz. Şekil 2 mesafe D)

5 - Kısa devre halinde sigorta kontaktörü hasardan korumalı. Bunun için sigortanın açma eğrisi (Erime + sönme zamanı) kontaktör kontaklarının yanmaya başladığı akım - zaman eğrisinin belirli bir mesafe ile altında kalmalıdır. Kontaktör - termik röle - sigorta kombinasyonları için müsaade edilen azami, sigorta akımları kataloglarda verilmektedir.
 

Gecikmeli termik aşırı akım koruma cihazları bimetal şeritler prensibine göre çalışmaktadır. Bu şeritler motor akımı tarafından ısıtılınca, sıcaklık derecesine orantılı olarak kıvrılırlar. Bu hareket ya şalteri attıracak bir mekanizmayı çalıştırır ki bu takdirde cihaza "Aşırı akım açıcısı" denir, veya yardımcı bir kontağı çalıştırır ( bu takdirde "Aşırı akım rölesi" denir ).

Her iki halde de aşırı akım tertibatı motor devresinin çalışmasını temin eder, ( Şekil 3 ) Aşırı akım açıcı ve röleler, üzerlerindeki bir ayar düğmesi vasıtasıyla muayyen bir saha dahilinde motor akımına uygun olarak ayarlanabilir. Bir motorun çektiği aşırı akım ne kadar fazla ise, bimetal şeritler o kadar fazla ısınır ve açma zamanı da o kadar kısalır. Bu zaman rölenin açma karakteristiği eğrisinden alınabilir.


 

Şekil 3: Gecikmeli termik rölenin çalışma prensibi
 

VDE 0660'a göre açma karakteristikleri + 20°C'lik bir ortam sıcaklığına göre ifade edilir. Karakteristiğin bir referans sıcaklığına göre verilmesi mecburidir. Zira bimetal şeritlerin kıvrılma derecesi ve dolayısıyla açma zamanları kısmen de ortam sıcaklığına bağlıdır. Ortam sıcaklığı ne kadar yüksek ise, bimetal şeritlerin akım tarafından ısıtılması o derece kolaylaşır dolayısıyla açma zamanları o derece kısalır. Mesela ortam sıcaklığı + 50°C olduğu zaman bimetalin asgari açma akımı % 40 civarında azalır ve açma zamanı da % 50 kadar kısalır.

20°C'den daha düşük ortam sıcaklıklarında açma zamanları artmaktadır. Motor ve röle aynı ortam sıcaklığında çalıştığı takdirde, rölenin ortam sıcaklığından etkilenmesi bir sorun oluşturmaz. Ancak genelde durum bunun tam tersidir. Çoğu zaman aşırı akım röleleri, şalter, bobin, direnç vs. gibi sıcaklık kaynağı başka elemanlarla birlikte kapalı tablolar içinde bulunmaktadır. Bazı hallerde tabloların içindeki bu sıcaklık 50°C'yi bulabilir. Motor ise daha serin bir ortamda bulunabilir. Motor ve röle değişik ortam sıcaklıklarında çalıştığında, termik rölenin ortam sıcaklığına bağlı olması hatalı çalışmasına, hatta bazı hallerde koruyucu fonksiyonunu yerine getirememesine neden olabilir. Bu yüzden aşırı akım rölelerinin bir çoğu sıcaklık kompansasyonu ile birlikte imal edilmektedir. Şayet termik rölemizde sıcaklık kompanzasyonu yoksa ortam sıcaklığının röle üzerine etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Bu durum için rölenin akım ayarının yapılmasında Tablo 1.5 den yararlanabiliriz.
 

Tablo 1: Sıcaklık kompanzasyonu olmadığı taktirde ortam sıcaklığının termik röleye etkisi




 

 

Bekleme zamanı bir rölenin ve yardımcı şalterinin mekanik yapısına göre birkaç saniyeden birkaç dakikaya kadar değişebilir. Aslında böyle mecburi bir bekleme zamanı bir avantaj teşkil etmektedir, zira bir arızadan sonra aşırı derecede ısınmış olabilen bir motorun tekrar çalıştırmadan soğumasına fırsat verilmiş olur. Bir kontaktör, fonksiyonu icabı "devamlı kumanda" veren bir kontak üzerinden (mesela bir sınır anahtarı, basınç şalteri, termostat vs.) kumanda ediliyorsa, bir arıza halinde aşağıdaki durum meydana gelebilir: Örnek olarak olarak bir depoya su basan ve bir seviye (şamandıra) şalteri üzerinden kumanda edilen bir su pompasının mekaniki bir sebepten sıkıştığını ve dönemediğini kabul edelim. Pompayı çalıştıran elektrik motoru dönemediğinden fazla akım çekecek ve koruyucu aşırı akım rölesi de bir müddet sonra elektrik devresini açtıracaktır. Bekleme zamanı sonunda röle soğuyunca kontaktörü tekrar kapatmak isteyecektir. Şayet su deposundaki seviye düşük olup seviye şalteri devamlı kapalı durumda ise, motor devreye sokulmuş olacak ancak arıza devam ettiğinden, röle ısınıp devreyi açacak, fakat soğuyunca tekrar kapatacaktır. Arıza üzerinde tekrar tekrar verilecek bu "çalış" kumandaları motorun yanmasına sebep olabilir. Bu durumu önlemek için "tekrar kapama kilitli" röleler kullanılmalıdır.
 

Röle açma verdikten sonra yardımcı kontağını münasip bir mekanizma ile o durumda kilitlemek mümkündür. Bu şekilde bimetal soğusa dahi kontağı tekrar kapanmaz ve motora yol verilmemiş olunur. Arıza düzeltilip motora tekrar yol verilmek istenirse, röle üzerindeki bir düğmeye basmak suretiyle kilit kaldırılır (röle "reset" edilir). Yardımcı kontak ilk durumuna döner ve sistem tekrar çalışmaya hazır duruma gelir. Kiliti kaldırma (Reset) düğmesi basılı tutulsa dahi röle normal çalışabilir. Tekrar kapama kilidi olmayan röleler sadece buton kumandalı devrelerde kullanılabilir . Bu sistemlerde de rölenin soğumasından sonra yardımcı kontak ilk durumuna döner ancak devrenin tekrar kapanmasına rağmen motor kendiliğinden çalışmaz çünkü kumanda devresi start butonundan dolayı açık durumda olacaktır. Ancak start butonuna basmak suretiyle tekrar çalışır. Bazı röleler sadece "Tekrar kapama kilitli" veya sadece "Tekrar kapama kilitsiz" olur. Yeni rölelerde ise ihtiyaca göre "Tekrar kapama kilitli" veya "Tekrar kapama kilitsiz" çalışma şeklini seçebilmek imkanı veren bir tırnak bulunmaktadır. Röle her iki fonksiyonu da yerine getirebilir.


 

Şekil 4: Tekrar kapama kilidi olan (b) ve olmayan aşırı akım rölelerinin kullanılması için örnekler

Bir sonraki yazımız: Termik Röle İle Motor Koruma 2


Kaynak:

► www.kumanda.org