Otomatik Sigorta Nasıl Çalışır? Açma Eğrileri İncelenerek!
Otomatik sigorta, devrede bir aşırı akım oluştuğunda çok hızlı bir şekilde elektriği kesme ilkesi ile çalışır. Aşırı akıma neden olan faktör ortadan kaldırıldığında üzerinde bulunan mandal sayesinde tekrar devreye alınır.
Otomatik sigortanın yapısında anahtarlama mekanizması, bi metal açıcı, elektromanyetik açıcı, ana kontaklar, ark boşaltma kanalları, terminaller gibi elemanlar bulunur.
Otomatik sigorta termik ve manyetik açma prensibini uygulayarak çalışır. Sigortalarda iki türlü açma şekli vardır:
1-Bimetalin ısınması prensibine dayanan termik açma. Aşırı akım açma da denir.
2-Elektromanyetik alanın değişmesi prensibine dayanan manyetik açma. Kısa devre açma da denir.
Termik açma
Aşırı akım elektrik sigortası üzerinden aktığında, akımın etkisiyle bimetal şerit ısınır ve genleşmeden dolayı bükülür. Bimetal şeridin bu sapması açma mandalını serbest bırakır ve dolayısıyla kontaklar ayrılır; yani minyatür devre kesici açma yapmış olur ve böylece devrede akacak akımı durdurulur. Buna termik açma denir.
1.resim normal durum | 2.resim termik açma durumu
Manyetik açma
Kısa devre durumunda akım ani ve çok aşırı biçimde yükselir. Bu da manyetik bobinin mıknatıslanmasına ve manyetik açıcının hareketlenmesine neden olur. Böylelikle minyatür devre kesicinin kontakları açılır. Buna da manyetik açma denir.
1.resim normal durum | 2.resim manyetik açma durumu
Termik açmada sigortanın maruz kaldığı aşırı akım sigortanın taşıyabileceği nominal akımın 1,5…3 katı mertebelerindedir. Bu yüzden bimetalin ısınması prensibine göre açma yapılır. Manyetik açmada ise sigortanın maruz kaldığı aşırı akım çok kısa süre içerisinde (bir kısa devre nedeniyle) nominal akımın 8-10 katları mertebesine ulaştığından artık bimetalin ısınması beklenmez. Bimetalin ısınması beklenirse akımdaki ani yükseliş yük için tehlikeli bir durum oluşturacağından, manyetik alanın değişimine bakılır.
Hem termik hem de manyetik açma durumunda sigortanın içerisinde bir ark oluşur. Bu ark, ark boşaltma kanallarından atılır ve aşırı ısınma önlenir.
Otomatik sigortanın açma eğrileri
Aşırı akımın nominal akımı ne kadar ve hangi sürede aştığına bağlı olarak farklı otomatik sigorta tipleri vardır. Piyasada bu tabirler B eğrisi, C eğrisi vs.. olarak da adlandırılır.
B eğrisi
Genellikle ev aydınlatması, priz ve kumanda devrelerinde kullanılır. Hızlı tip sigorta olarak bilinir.
C eğrisi
Endüktif yüklerde, motor, trafo, çok sayıda floresan lamba gibi yüklerin korumasında kullanılır. Yavaş tip sigorta olarak bilinir.
D eğrisi
Demeraj akımı yüksek motor, kaynak, punta makineleri, sodyum buharlı lambalar, x-ray cihazların korumasında kullanılır.
K eğrisi
Aşırı akımın etkilediği uygulamalar,24 VDC güç kaynakları, elektronik balastların korumasında kullanılır.
Z eğrisi
Hassas elektronik devreler, limit switch uygulamaları, sensör devrelerinin korumasında kullanılır.
Sigortalar tiplerine göre farklı açma zamanlarına sahiptir. Yukarıdaki açma eğrisi grafiğini şöyle yorumlayabiliriz. (Sigortanın soğuk durumda olduğunu varsayıyoruz)
Diyelim ki elimizde 10A’lik bir otomatik sigorta var. Bu elektrik sigortası üzerinden 15 A aşırı akım akarsa ve bu sigorta B,C ve D eğrisine sahipse yaklaşık 4 dakika sonra atacaktır. K tipi sigorta ise 1 dakika sonra atacaktır. (Termik açma)
Aynı minyatür sigortanın üzerinden 30A geçtiğini varsayalım. Bu durumda B tipi sigorta 0,01 saniye seviyesinde manyetik bir açma yaparken C,K ve D tipi sigortalar bimetalin ısınmasını bekleyecek ve 6 saniye sonra atacaklardır. Elektrikçiler tarafından B tipi sigortalara hızlı sigorta denmesinin sebebi budur.
Görüldüğü gibi B,C,D,K tipi sigortaların termik ve manyetik açmaları arasında fark vardır. Bu nedenle çok farklı tipte otomatik sigorta üretilmektedir.
