İzolasyon Rölesi Nedir? Nasıl Çalışır? Nerelerde Kullanılır?

İzolasyon Rölesi Nedir?

İzolasyon rölesi, IT sistemlerdeki izolasyon hatalarını tespit eden ve ayarlanan değer eşik değerin altına düştüğü anda sinyal veren özel tip bir röledir. İzolasyon rölesi ikinci defa oluşabilecek, daha ciddi bir yalıtım arızasının neden olduğu kesintiyi önler.

Aşağıda, üç tip elektrik şebeke sisteminin temel gösterimini görüyorsunuz. İzolasyon rölesinin işlevini anlamak için, sisteme bağlı bir cihazdaki toprak hatasının etkisini anlamalıyız. Arıza, PE iletkeni üzerinden bir elektrik döngüsünü tamamlar.

Bir TN sisteminde, kısa devre akımı bir otomatik sigortanın açma yapmasına neden olur. Bu sistem endüstriyel ve konut tipi binalarında kullanılır.

Bir TT sisteminde, arıza akımı hem jeneratörün hem de yükün topraklaması üzerinden bir döngü yaratır. Burada arıza yolunun kaynağa geri dönüş direnci çok yüksek olabilir, bu nedenle kısa devre akımı sigortanın açma yapmasını sağlayamaz. Daha güvenilir bir koruma cihazına ihtiyaç vardır. Böyle bir durumda toprağa sızan akımı tespit etmek ve devreyi kesmek için bir kaçak akım rölesine ihtiyaç vardır.

IT sistemleri daha yüksek güvenilirlik için tasarlanmıştır. IT sistemlerde toprağa akan tek bir kısa devrenin, kapalı döngüsü olmadığından, bir koruma cihazını tetiklemeyeceği anlamına gelir. Ancak, ikinci bir arızaya tepki vermek için bir koruma cihazına ihtiyaç vardır. Bu nedenle sistemdeki ilk hatayı tespit etmek için farklı teknolojiye ihtiyaç vardır. Topraklanmamış bir sistemde bir toprak arızasını belirlemenin tek güvenilir yolu, bir izolasyon izleme cihazı kullanmaktır.

İzolasyon ölesi Nasıl Çalışır?

Bu bir IT sistemidir. İzolasyon transformatörü, akü grubu veya jeneratör gibi bağımsız bir voltaj kaynağı ile beslenir. IT-N sistemlerinde, transformatörün sekonder tarafının yıldız noktası nötr iletken olarak kullanılır.

Yükler fazlar arasında veya faz ile nötr arasında bağlanabilir. Güç kaynağı topraklanmamışken yükler toprağa bağlanır. Fazlara ve toprağa üç fazlı bir motor bağlanabilir.

Diğer bir cihaz ise, aynı besleme sistemine bağlı bir su ısıtıcısıdır. Su ısıtıcısında bir yalıtım hatası varsa (diğer bir deyişle, bir faz ile gövde arasında bir kısa devre), yalıtımlı bir sistemde hiçbir standart koruma cihazı açma yapmaz.

IT sistemlerinde toprak arıza akımı, besleme sisteminin bir fazı ile toprak arasındaki dirence ve kapasitansa bağlıdır. İlk yalıtım arızasından sonra, sistem hala düzgün çalışır, çünkü nispeten düşük arıza akımı sistemi etkilemez. Ancak ikinci bir yalıtım hatası meydana gelirse (örneğin, bir faz ile toprak arasında bir kısa devre), koruma cihazı hata verir.

Bu durum, ilk yalıtım hatasını izleyen bir izolasyon izleme cihazı ile önlenebilir. İzolasyon izleme röleleri, tüm sistemin faz iletkeni ile toprak arasındaki direncini ölçer. Direnç eşiğin altına düştüğünde, (genellikle 50 kOhm civarında) cihaz alarm verir.

İzolasyon Rölesinin Avantajları

İzolasyon rölesinin faydaları şunlardır:

İşlem sürekliliği – ilk arıza durumunda (IT güç kaynağı sistemi ile topraklama arızası arasındaki bağlantı), ağ hala çalışır durumdadır.
Yüksek çalışma güvenliği.
Şebeke durumunun ve topraklama yalıtım seviyesinin sürekli izlenmesi.
Anında sinyalizasyon ile hatalı cihazların erken tespiti.
Operatör için daha az elektrik çarpması riski ve daha yüksek yangın güvenliği.
Üretim kayıplarının ve arızaların önlenmesi.
İlk toprak arızası durumunda çalışmanın devam edebilmesi.

İzolasyon Rölelerinin Uygulamaları

Gemiler topraksız uygulamalardır ve yerleşik IT sistemleri vardır. İzolasyon röleleri en çok gemi uygulamalarında kullanılmaktadır.

Fotovoltaik uygulamalarında, hücrelerin verimliliği sürekli olarak artmaktadır, bu nedenle PV uygulamaları giderek daha çekici hale gelmektedir. PV uygulamalarda IT sistemler yaygındır ve izolasyon izleme rölesi kullanımı için oldukça uygundur.

IT uygulamaya bir başka örnek de rüzgar türbinidir. Teknolojiye bağlı olarak, hem 3 fazlı şebeke hem de DC şebekeler, yalıtım hatalarına karşın izlenmelidir.

Taşınabilir inşaat vinçleri çoğunlukla elektriksel olarak izole edilir ve vinç uygulamalarında birçok izolasyon izleme rölesi kullanılır.