Yüksek Gerilim Koruma Ekipmanı: Aşırı Akım Rölesi

Elektrik dağıtım sistemlerinde aşırı akım röleleri kullanılmaktadır. Genellikle kısa devre durumlarında devrenin kesilmesine yardımcı olur. Yüksek akım miktarı olan sistemlerde rölenin akım miktarını ölçmesi, akım transformatörleri yardımıyla olur. Akım transformatörleri sistemden geçen akım miktarını çevirme oranı doğrultusunda düşürerek röleye göndermektedir. Peki aşırı akım rölelerine neden ihtiyaç duyulur, çeşitleri nelerdir, açma eğrisi nasıl ayarlanır ve standartları nelerdir?

Aşırı akım rölesi dağıtım sisteminde kısa devre koruması sağlamaktadır. Kısa devre akımı, orta gerilim sisteminde, faz hatası, transformatördeki sarım hatası ve toprak hatalarından oluşmaktadır. Faz hatası, üç fazlı sistemde, fazlardan birinde oluşan hata ile (kablo kopması, fazlardan birinin topraklanması gibi) oluşan kısa devre akımıdır. Toprak hatası sistemin herhangi bir noktadan (hattın kendisi, topraklama bıçağı gibi) toprakla temas etmesi sonucu kısa devre akımının sistemden geçmektedir.

Yüksek gerilim sistemlerinde ayrıca transformatör sarım hatası, transformatör üzerinde oluşan bir hatayı temsil etmektedir. Sarımlarda oluşan iç arklar, kısmi deşarjlar gibi durumlarda transformatör sarımlarında problemler oluşmaktadır. Sarımlar arasındaki izolasyon delindiği veya yağ dielektrik özelliğini yitirdiği için kısa devre akımı oluşmaktadır. 

Aşırı akım röleleri açma şekline göre üç sınıfa ayrılmaktadır. Ani aşırı akım rölelerinde belirlenen akım değerinde devre açar. Zaman ayarlı aşırı akım rölelerinde zaman değeri ayarlanabilir. Bu sayede sistemin kalkış akımın ile açmasının önüne geçilir. Eğer belirlenen sürede akım değeri düşmezse devre açar.

Ters zaman rölesi açma eğrisi zaman ile ters orantılıdır. Röle içinde bulunan endüksiyon disk veya elektronik devre ile bu eğri elde edilebilir. Açma eğrisinin zaman ile ters oranlı olması sayesinde geçen kısa devre akımı ne kadar fazlaysa röle o kadar hızlı açma sinyali gönderir. 

Ters zaman rölesinde genelde üç değer ayarlanır. Aşırı yüklenme akımı, Ir (termal veya uzun süre gecikmeli) açma süresi en uzun aşırı akım değeridir. Kısa devre akımı, Im (manyetik veya kısa süreli gecikmeli) aşırı yüklenme akımından sonraki açma değeridir, yalnız burada da sistemin yine de bir süre aşırı akıma maruz kalması kabul edilebilir. Ani kısa devre akımında ise, Icu röle hiç gecikme yapmadan devreyi keser.

Düşük gerilim aşırı akım röleleri iki temel IEC standardına tabidir. IEC 60898 numaralı standart ile mesken, IEC 60947-2 ile de sanayi kullanımına uygun standartlar belirlenmiştir. IEC standartları Türkiye’nin tabi olduğu ve Türkiye’de geçerliliği olan standartlardır. Bu standartlarda aynı zamanda B, C, D, K, Z açma eğrileri de belirtilmektedir.

Kaynaklar:

ElectricalInstallation

Electrical4U

ElectricalEngineeringPortal