Standart Kesici Elektrik Arızasına Nasıl Tepki Verir

Kısa Devre ve Aşırı Yük Koruması için Anahtar İşlevi

Bir standart anahtar, aşırı yükler veya kısa devreler gibi hatalar sırasında elektrik akımını keserek elektrik sisteminin zarar görmesini, teline aşırı ısınmayı ve yangın tehlikesini önlemek üzere tasarlanmış kritik bir güvenlik cihazıdır. Koruma eylemi, devrenin güvenilirliğini ve güvenliğini sağlar.

Kısa Devre Koruması

• Ne Olur: Kısa devre, düşük dirençli bir yolu (örneğin, canlı ve nötr tel arasındaki doğrudan temasa) oluşturarak, devrenin kapasitesini çok aşan ani bir akım sıçraması meydana getirir.

• Anahtar Tepkisi: Anahtar, anlık akım sıçramasını tespit eder ve hemen (milisaniye içinde) akımı keserek:

• Bileşenlerin aşırı ısınmaktan zarar görmesini önler.

• Yangın veya elektrik yayılmasının riskini azaltır.

Aşırı Yük Koruması

• Ne Olur: Aşırı yük, bağlı cihazlar (örneğin, birden fazla alet veya yüksek güçli ekipman) tarafından çekilen toplam akımın zamanla devrenin güvenli kapasitesini aşması durumunda oluşur.

• Anahtar Tepkisi:

• Tellerin aşırı ısınmasını ve yalıtımın bozulmasını önler.

• Uzun süreli aşırı akımdan kaynaklanan potansiyel yangın risklerini önler.

• Anahtarın iç ısısal mekanizması, sürekli aşırı akımı hisseder.

• Akım devam ettikçe, anahtarın ısı elemanı ısınır ve çift metal şeridi yavaşça bükülür.

• Şeridin yeterince büküldüğü anda, anahtar tetiklenir ve devreyi kopararak:

Elektriksel Hatalar Sırasında Standart Anahtar Nasıl Çalışır?

Tipik bir standart anahtar, toprak hatası veya nötr telin olmamasını tespit edemez. Bunun yerine, sadece kısa devre ve aşırı yük koruması sağlar. Bu nedenle, Ulusal Elektrik Kodu (NEC), hem cihazlar hem de personelin uygun korunması için Toprak Hatası Devre Kesici (GFCI) anahtarlarının kullanılmasını gerektirir.

Aşağıda, normal ve hata koşullarında standart bir anahtarın nasıl davrandığına dair devre örnekleri verilmiştir:

Normal Koşul

Aşağıdaki diyagramda, bir aydınlatma devresi, 120V/240V ana panelinden 120V ile beslenen 15 amperlik bir anahtar tarafından kontrol ediliyor ve korunuyor.

Devrede herhangi bir hata olmadığından, tüm bileşenler normal olarak çalışır ve ışık istenen şekilde aydınlatılır.

Kısa Devre / Aşırı Yük Koşulu

Şimdi, kısa devre veya aşırı yük oluştuğu bir senaryo düşünün—örneğin, sıcak tel bir cihazın (örneğin, ampul tutucusu) metrik kasasına temas ederse. Bu durumda, bir hata akımı, toprak kablosu üzerinden güç kaynağına geri döner. Toprak kablosu, ana panelde nötr kablo ile bağlantılıdır, bu da devreyi tamamlamak için düşük dirençli bir yol oluşturur.

Toprak kablosunun son derece düşük direnci nedeniyle, hata sırasında devrede önemli bir akım (600 amper kadar) sıçrar, bu da ciddi bir aşırı yük oluşturur. Anahtarın iç mekanizması bu aşırı akımı anında tespit eder ve tetikleme eylemini başlatır. 15 amperlik anahtar, devreyi ana güç kaynağından hızlıca kopararak, elektrik cihazını ve personeli aşırı ısınma, arkaşma veya elektrik şoku gibi potansiyel tehlikelerden korur.

Hata Tespiti ve Tetikleme

Aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi, 15 amperlik anahtar, kapasitesini aşan bir hata akımı tespit ettiğinde hemen tetiklenir. Bu eylem, devreyi ana güç kaynağından kopararak, aşırı yük ve kısa devre karşıtı güçlü bir koruma sağlar.

Standart Anahtarlar ve Toprak Hataları

Daha önce belirtildiği gibi, standart anahtarlar, elektriklerin kasıtlı olmayan şekilde toprağa akışını (örneğin, bir kişi veya hatalı alete) veya kırık nötr durumlarını korumaz, her ikisi de önemli güvenlik tehlikeleri oluşturan durumlardır. Bu durumlarda:

• Toprak Hatası: Akım, niçin belirlenen devre yolundan sapar ve toprağa (örneğin, bir kişi veya hatalı alete) akar, bu da tehlikeli bir şok riski oluşturur.

• Kırık Nötr: Bağlantısı kesilmiş bir nötr tel, voltaj dengesizlikleri oluşturabilir ve akımın alternatif yolları (örneğin, ekipman kaplamaları veya toprak kabloları) arayabilir, bu da aşırı ısınmaya veya elektrik şokuna yol açabilir.

Her iki durumda da, hata akımı, standart anahtarın aşırı yük/kısa devre koruma mekanizmasını atlayarak niçin belirlenen yollar dışındaki yollardan devreyi tamamlayabilir. Bu nedenle, bu belirli tehlikeler için Toprak Hatası Devre Kesicileri (GFCI) veya Arkaşma Hatası Devre Kesicileri (AFCI) gibi özel cihazlar gereklidir.

Bu, akımın nötr ve toprak iletkenler dahil olmak üzere niçin belirlenen olmayan yollar boyunca akmasına neden olabilir. Ayrıca, devredeki herhangi bir maruz kalma altındaki metal bileşenler, tehlikeli 72V veya 120V voltajları taşıyabilir, bu da elektrik şoku veya yangın riskini artırır.

Bu sorunu çözmek için, standart bir anahtar yerine, toprak hataları durumunda güvenliği sağlamak için GFCI anahtarı kullanılmalıdır.