Kısa Devre Deneylerinde Limitör Özelliğinin Alçak Gerilim Devre Kesiciler Üzerindeki Etkisinin İncelemesi
Kısa Devre Deneylerinde Limitör Özelliğinin Alçak Gerilim Devre Kesiciler Üzerindeki Etkisinin İncelemesi
Yazar: Şeker, Halil İbrahim; Cinek, Muhammed; Pehlivan, İhsan
Dergi: Duzce University Journal of Science and Technology, Vol. 9 No. 1, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Devre kesici,kısa devre test,limitör,akım sınırlama

Devre kesiciler normal işletme şartlarında devreyi açma-kapamaya, normal olmayan (kısa devre yapması ve aşırı akım geçmesi) şartlarda ise devreyi otomatik olarak kesmeye yarayan mekanik açma-kapama düzenekleridir. Devre kesicilerin açma-kapama özelliğinin yanında en önemli fonksiyonu, normal dışı şartlarda devreyi korumasıdır. Alçak gerilimde kullanılan koruma yöntemleri genel olarak termik-manyetik ve elektronik koruma mekanizmaları ile sağlanmaktadır. Termik koruma, uzama katsayısı farklı olan iki metalin birleştirilmesi ile oluşan bimetalin ısı etkisinde şekil değiştirmesiyle sağlanmaktadır. Bimetal ısındığında uzama katsayısı büyük olan metal diğerinin üzerine doğru bükülür ve devre kesici mekanizmasının açılmasına yardımcı olur. Devre kesicilerde manyetik koruma, akımın oluşturduğu manyetik alan etkisindeki metal parçaların mıknatıslanması prensibi ile çalışan mekanik bir sistem ile yapılmaktadır. Kısa devre şartlarında ise manyetik korumanın yanı sıra limitör özelliği (akım sınırlama) en önemli koruma sistemidir. Limitör özelliği sabit kontağa verilen U formu ile hareketli ve sabit kontaklardan zıt yönde akım akmasına neden olmaktadır. Limitörün bu özelliğinden dolayı kısa devre sırasında sabit ve hareketli kontaklarda oluşan manyetik alan etkisiyle zıt bir kuvvet oluşmaktadır. Kısa devre akımında oluşan bu zıt kuvvet sabit kontak ve hareketli kontağın birbirinden hızlı bir şekilde ayrılmasını sağlamaktadır. Limitörsüz olan devre kesicide bu süre daha uzun olmakta ve bu süre içerisinde geçen yüksek akım şalterin koruduğu devreye zarar verebilmektedir.Bu çalışmada, farklı tiplerde limitör özelliğine sahip olan ve limitör özelliğine sahip olmayan devre kesicilere IHP (International High Power Test Laboratory) laboratuvarında kısa devre deneyleri yapılmıştır. Limitörlü ve limitörsüz olarak farklı devre kesicilere yapılan kısa devre deneylerindeki açma süreleri ve ark sırasında açığa çıkan enerji miktarları karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak limitör özelliğine sahip devre kesicinin açma süresinin daha kısa ve daha az ark enerjisi ile açtırma yaptığı görülmüştür. Ancak limitör özelliğine sahip olmayan devre kesicinin ise açma süresinin daha uzun ve daha çok ark enerjisi ile açtırma yaptığı görülmüştür.

Devre kesiciler normal işletme şartlarında devreyi açma-kapamaya, normal olmayan (kısa devre yapması ve aşırı akım geçmesi) şartlarda ise devreyi otomatik olarak kesmeye yarayan mekanik açma-kapama düzenekleridir. Devre kesicilerin açma-kapama özelliğinin yanında en önemli fonksiyonu, normal dışı şartlarda devreyi korumasıdır. Alçak gerilimde kullanılan koruma yöntemleri genel olarak termik-manyetik ve elektronik koruma mekanizmaları ile sağlanmaktadır. Termik koruma, uzama katsayısı farklı olan iki metalin birleştirilmesi ile oluşan bimetalin ısı etkisinde şekil değiştirmesiyle sağlanmaktadır. Bimetal ısındığında uzama katsayısı büyük olan metal diğerinin üzerine doğru bükülür ve devre kesici mekanizmasının açılmasına yardımcı olur. Devre kesicilerde manyetik koruma, akımın oluşturduğu manyetik alan etkisindeki metal parçaların mıknatıslanması prensibi ile çalışan mekanik bir sistem ile yapılmaktadır. Kısa devre şartlarında ise manyetik korumanın yanı sıra limitör özelliği (akım sınırlama) en önemli koruma sistemidir. Limitör özelliği sabit kontağa verilen U formu ile hareketli ve sabit kontaklardan zıt yönde akım akmasına neden olmaktadır. Limitörün bu özelliğinden dolayı kısa devre sırasında sabit ve hareketli kontaklarda oluşan manyetik alan etkisiyle zıt bir kuvvet oluşmaktadır. Kısa devre akımında oluşan bu zıt kuvvet sabit kontak ve hareketli kontağın birbirinden hızlı bir şekilde ayrılmasını sağlamaktadır. Limitörsüz olan devre kesicide bu süre daha uzun olmakta ve bu süre içerisinde geçen yüksek akım şalterin koruduğu devreye zarar verebilmektedir.Bu çalışmada, farklı tiplerde limitör özelliğine sahip olan ve limitör özelliğine sahip olmayan devre kesicilere IHP (International High Power Test Laboratory) laboratuvarında kısa devre deneyleri yapılmıştır. Limitörlü ve limitörsüz olarak farklı devre kesicilere yapılan kısa devre deneylerindeki açma süreleri ve ark sırasında açığa çıkan enerji miktarları karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak limitör özelliğine sahip devre kesicinin açma süresinin daha kısa ve daha az ark enerjisi ile açtırma yaptığı görülmüştür. Ancak limitör özelliğine sahip olmayan devre kesicinin ise açma süresinin daha uzun ve daha çok ark enerjisi ile açtırma yaptığı görülmüştür.