Elektrik Çarpılmalarına Son | Sigma Elektrik

 

 

ELEKTRİK ÇARPILMALARINA SON

Dünyada her yıl elektrik kaynaklı 140.000  yangın, 400 ölüm, 4.000 yaralanma ve maddi olarak da 4 milyar dolar değerinde ekonomik zarar meydana gelmektedir. Hayatı tehdit eden ve ciddi maddi hasarlara sebebiyet veren elektrik kaçaklarının, izolasyon hatalarının önüne geçmek için kaçak akım şalteri olarak da bilinen artık akım cihazlarının (RCD) kullanımı ülkemizde 30 Kasım 1995 tarihli 22479 sayılı Resmi Gazetede kaçak akım tehlikelerine karşı canlı yaşamını koruma ve kaçak akımların neden olduğu yangınlardan korunmak için zorunlu hale gelmiştir.

Fakat uygulamalarda görülmektedir ki kullanım yeri ve şekli bakımından yanlış uygulamalar ile kaçak akım koruma cihazları işlevini yerine getiremeden yukarıda bahsedilen hasar ve ölümlere sebebiyet verebilmektedir .Can ve mal kaybının önüne geçebilmek için kaçak akım cihazlarının genel yapısı ve çalışma prensibinin, seçim kriterlerinin ve uygulama noktalarının iyice anlaşılması gerekmektedir.

 

Kaçak Akım Cihazlarının Genel Yapısı ve Çalışma Prensibi

 

Kaçak akım cihazı temel olarak içinde fark akımını algılayan toroidal akım transformatörü açtırma bobini ve mıknatıstan oluşur. Cihaz, Kirchoff’s kanununa göre giren akım ile çıkan akım arasında bir fark olması durumunda devreyi açtırır.

Aşağıdaki şekilde görüldüğü üzere toroidal transformatörden faz ve nötr geçirilir. Normal işletme şartlarında fazdan giden ve nötr üzerinden dönen akımların vektörel toplamı 0’dır.Bir kaçak akım oluşması durumunda faz ve nötr dengesi bozularak vektörel toplam 0’dan farklı bir değer oluşturur. Üzerinden akım geçen bir iletken telin çevresinde manyetik alan oluşur. Faraday kanununa göre bir devrede manyetik alanın değişmesiyle de elektrik akımı meydana gelir. Yukarıda bahsettiğimiz faz ve nötr üzerinde kaçak akım oluşması nedeniyle oluşan akım değişikliği sonucunda açtırma bobininin nüveye bağlı uçlarında manyetik alan değişimi meydana gelir. Manyetik alan değişimi ile elektrik akımı oluşarak açtırma bobinine sinyal gönderilir. Oluşan bu elektrik akımı daimi mıknatısın çekme kuvvetine karşı oluşturduğu zıt EMK ile sistemin açmasını sağlar.

Aşağıdaki resimden de görüldüğü üzere toroidal akım trafosundan geçen faz üzerinde oluşan kaçak akım faz nötr akımlarının vektörel toplamının 0’dan farklı bir değer oluşturmasıyla kaçak akım cihazını trip pozisyonuna getirmiş olur.

 

Kaçak Akımın İnsan Vücudu Üzerindeki Etkisi

Kaçak akımın insan vücudu üzerindeki etkisi kaçak akımın şiddeti dışında aşağıda belirtilen faktörlere de bağlıdır:

1-Devreye uygulanan gerilim

2-Akım süresinin etkisi

3-Akımın insan vücudu üzerinde izlediği yol

4-İnsan vücudunun  direnci

İnsan vücudu

Direnç Değeri

Kuru vücuttaki direnç:

100.000 – 600.000 ohm

Islak vücuttaki direnç:

1000 ohm

El ile ayak mesafesindeki direnç:

400 – 600 ohm

İki kulak arası direnç:

100 ohm

 

İnsan vücudu toplam direnci 2500 ohm alınıp, insan için tehlikesiz akım 20mA alınırsa 50 voltluk bir temas gerilimi sınır değer olarak kabul edilebilir. Bu nedenle 50 voltun üzerindeki şebeke (50 Hz) gerilimi tehlikeli gerilim olarak kabul edilir.

 

Kaçak Akım Koruma Cihazı Seçim Kriterleri

1-Kutup sayısı

2 veya 4 kutuplu üretilen kaçak akım koruma cihazları kullanım yerine göre tek fazlı elektrik dağıtımında 2 kutuplu, üç fazlı elektrik dağıtımında 4 kutuplu kullanılır.

2-Hassasiyet (Anma kaçak akım seviyesi)

İnsan hayatını doğrudan veya dolaylı temaslara karşı koruma yapmak amacıyla 30mA ,  yangın riskine karşı koruma yapmak amacıyla ise 300mA hassasiyetinde kaçak akım koruma şalterleri kullanılmalıdır.

3-Anma akımı

Kaçak akım koruma şalterleri kendilerinden önce bağlanan  otomatik sigorta veya kompakt şalterin anma akımına eşit veya büyük olmalıdır. Kaçak akım koruma şalterinden geçen akımın Kaçak akım koruma şalterinin  nominal anma akımından büyük olmamasına dikkat edilmelidir

4-Tip

Kaçak akımlar yük karakteristiğine göre çeşitli dalga formlarında mevcut olabilir.

Farklı tipte kaçak akımların uygun şekilde korunması için IEC60755 uluslararası standardına aşağıdaki kaçak akım koruma cihaz tipleri belirlenmiştir.

A) AC tip: AC kaçak akımların tespitinde kullanılır.

B) A tipi: AC tip kaçak akım koruma cihazlarının  tespit özelliklerine ek olarak, A tipleri DC kaçak akımını da algılar. Bu tür dalga formlarına, elektronik yüklerde diyot veya tristör doğrultucu devresi neden olabilir

C) F tipi: A tipine ek olarak 1kHz’e kadar karışık frekanslı kaçak akımlara karşı koruma sağlar.

D) B tipi: 50Hz veya 60Hz aralığında frekans dönüştürücülere faz nötr veya orta uçlu doğrultucularla alternatif akım veya yarı doğru akımla beslenen devreler için koruma sağlar.

 

Tiplere göre korunan kaçak akım dalga şekilleri

 

 

Kaçak Akım Koruma Şalterlerinde Seçicilik

Kaçak akım koruma şalterlerinde 3 tip seçicilik vardır:

1-Kısmi Seçicilik:

Yük tarafındaki kaçak akım koruma cihazının koruma hassasiyetinin şebeke tarafındaki kaçak akım koruma cihazının hassasiyetinden büyük olması ilkesine dayanır. Örnek verecek olursak yük tarafında 30mA hassasiyetinde bir kaçak akım şalteri kullanılmış ise şebeke tarafında 300 mA veya 100mA hassasiyetinde bir kaçak akım şalteri kullanılması gerekir. Böylece yük tarafında meydana gelen 30mA lik bir kaçak akımda şebeke tarafında bulunan kaçak akım koruma cihazı gereksiz açma yapmayarak etkilenen bölge devre dışı kalmış olacaktır.

I∆=kaçak akım eşik değeri

I∆1>(I∆2)*2

2-Dikey Seçicilik (Tip Seçiciliği):

Dikey seçiciliği garanti etmek için, şebeke tarafındaki sınıf veya artık akım koruma cihazının   tipi ,yük tarafındaki artık akım koruma cihazı  ile aynı veya daha yüksek olmalıdır. Yani şebeke tarafında AC tip kaçak akım koruma şalteri kullanılmış ise yük tarafında A tipi kaçak akım koruma cihazı kullanılarak öncelikli açmanın yük tarafında olmasını sağlar.

3-Kronometrik Seçicilik:

Gecikmesiz açma yapan kaçak akım koruma şalterleri ile gecikmeli tip kaçak akım koruma şalterlerinin kombinasyonu sonucu elde edilebilir. Kaynak tarafındaki kaçak akım koruma şalteri gecikmeli tip seçilerek yük tarafında bir kaçak akım oluşması durumunda öncelikli açmayı yük tarafındaki kaçak akım koruma şalteri gerçekleştirmiş olur.

t=kaçak akım koruma şalterinin hata durumunda devreyi kesme süresi

t1>t2

İdeal selektivitenin uygulandığı bir örnek:

Örnekte görüldüğü üzere ADP ‘de 300mA ve gecikmeli tip kaçak akım şalteri kullanılmış olup,  kaçak akım oluşması durumunda öncelikli açma tali panoda gerçekleşmesi sağlanmıştır.

 

Kaynaklar:

http://www.emo.org.tr/ekler/e317b6f3af7f8ff_ek.pdf?dergi=1052

https://www.nickleelectrical.com/safety/electrical-safety-statistics

https://www.lanl.gov/safety/electrical/docs/elec_hazard_awareness_study_guide.pdf

https://electrical4dummies.blogspot.com/2016/05/effect-of-electric-shock.html

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Types_of_RCDs

https://isgtedbir.com/elektrik/kacak-akim-rolesi/

http://www.emo.org.tr/ekler/280d4b870940ba5_ek.pdf?dergi=927