Termik manyetik şalter nedir?

Termik manyetik şalterler (TMŞ) diğer bir ismiyle kompakt şalterler elektrik panolarının en çok kullanılan elemanlarındandır. Koruma görevini yapan bu cihazların tam olarak ne olduğunu, ne işe yaradığını öğrenmeniz yapacağınız uygulamaların hatasız çalışması anlamına gelecektir. Öncelikle bu cihazın tanımına göz atalım.

Termik manyetik şalter nedir?

Termik manyetik şalter, elektrik devresini aşırı akımlara karşı koruyan bir devre elemanıdır. Bu aşırı akımlar termik akımlar ve manyetik akımlar olarak adlandırılır. Bir termik manyetik şalter koruma yapmasının ardından üzerindeki mandal sayesinde hızlı bir şekilde yeniden devreye alınabilir.

Bu cihaz elektrik işi ile uğraşanlar arasında kompakt şalter, devre kesici veya kısaca TMŞ olarak da adlandırılır. Altyapı, endüstriyel tesis, konut ve ticari binalardaki çeşitli uygulamalarda kullanılabilir. Yükleri elektrik kaynağına bağlamanın ve tehlike durumunda bağlantısını kesmenin en güvenli, en ekonomik ve en etkili yolu şalter kullanımıdır.

Termik manyetik şalter ne işe yarar?

Devrelerde yükteki değişimlerden dolayı zaman zaman aşırı akımlar oluşur. Bu aşırı akımların önüne geçilemez ise devre ve devre elemanları büyük zararlar görür. Termik manyetik şalter, devrenin güvenliğini sağlayan ve yükleri aşırı akım ve kısa devre akımlarına karşı koruyan bir devre elemanıdır.

Termik manyetik şalterlerin çalışma prensibini anlayabilmemiz için nasıl açma yaptığını bilmeliyiz. Bir TMŞ’nin iki türlü açma şekli vardır.

1-Termik açma

Bimetalin ısınma prensibine göre çalışan açma şeklidir. Aşırı akım açma da denebilir. Aşırı akım TMŞ üzerinden aktığında, akımın etkisiyle bimetal şerit ısınır ve genleşmeden dolayı bükülür. Bimetal şeridin bu sapması açma mandalını serbest bırakır ve dolayısıyla kontaklar ayrılır; yani termik manyetik şalter açma yapmış olur ve böylece devrede akacak akımı durdurur.

2-Manyetik açma

Elektromanyetik alanın değişmesi prensibine dayanan açma şeklidir. Kısa devre açma da denir.

Kısa devre durumunda akım ani ve çok aşırı biçimde yükselir. Bu da manyetik bobinin mıknatıslanmasına ve manyetik açıcının hareketlenmesine neden olur. Bu durumda termik manyetik şalterin kontakları açılır. 

Termik manyetik şalter neden atar?

Termik manyetik şalter attığında devrede ya bir aşırı akım ya da bir kısa devre oluşmuştur.

Termik manyetik şalter fonksiyon olarak otomatik sigortayla aynı işlevdedir. Devredeki akım, şalterin nominal akımını aşınca devreyi açtırır ve yükün aşırı akımlara maruz kalmasını engeller. 

Aşağıda bir otomatik sigortanın termik ve manyetik açma eğrileri verilmiştir. Buna benzer bir açma termik-manyetik şalterlerde de vardır.

Termik manyetik şalterin özellikleri

Termik manyetik şalter, otomatik sigortaya / motor koruma şalterlerine / termik röleye göre daha büyük akımlarda koruma yapabilme kabiliyetindedir. Termik manyetik şalterlerin (markadan markaya değişiklik gösterebilse de) genellikle 1600A’e kadar koruma yapan modelleri mevcuttur. 1600A’den sonrasında açık tip şalter olarak adlandırılır. Otomatik sigortayla kompakt şalter arasında röle kontaktör arasındaki ilişkiye benzer bir ilişki vardır. Kontaktörler nasıl röleye göre daha büyük akımları anahtarlama kabiliyetindeyse, kompakt şalterler de otomatik sigortaya göre daha büyük akımlarda kesme yaparlar.

TMŞ’lerin üzerinde termik ve manyetik açma sınırlarının ve zamanlarının ayarlanabildiği dip switchler veya elektronik trip üniteleri mevcuttur. Bu açma sınırları sahadaki yükün durumuna göre ve tesisatın ihtiyacına göre ayarlanabilir. Yani şalterin termik hata ve manyetik hata açma sınırlarını değiştirebilir. 100A’lik bir kompakt şalterin termik açma sınırını üzerindeki ayar dip switchlerinden 60A’e ayarlayabilirsiniz örneğin. Ya da manyetik ayar switchlerinden nominal akımın 10 katında değil de 5 katında kısa devreye maruz kalındığında manyetik açma yapmasını sağlayabilirsiniz. Aynı şekilde her iki açmaya da zaman gecikmesi verdirebilirsiniz. Örneğin kısa devre nominal akımın 5 katına ulaştığında 1 saniye bekle sonra aç şeklinde bir ayar yapabilirsiniz.

Buna seçicilik de denir. Zihninizde canlanması için şöyle örnekleyelim:

Diyelim ki ana pano girişinde 1600A’lik, A,B,C diye adlandırdığımız 3 tane farklı tali dağıtım panosu girişlerinde de 630A’lik kompakt şalterler kullandınız. A tali dağıtım panosunuda yük tarafında yüksek bir kısa devre oluştuğunu varsayalım. Bu durumda sadece A panosunun 630A’lik şalterin açması istenir. Burada oluşan kısa devrede yanlışlıkla ana pano girişindeki 1600A’lik şalter açma yaparsa tesisin tümü enerjisiz kalır. İşte bu yüzden 1600A’lik şalterin dip switchlerinden kısa devre zaman gecikmesi ayarı yapılabilir.

Termik manyetik şalterler yüksek kısa devre kesme kapasitelerine sahiptirler. Tiplerine göre 36, 50, 70, 100, 150 kA’lik kompakt şalterler vardır. Bu nedenle olası bir kısa devrenin büyük olacağı trafo gibi kaynaklara yakın konumlandırılabilirler.

Üzerlerine açma bobini, düşük gerilim bobini, hata sinyal kontağı, kapamaya hazır kontağı, motor mekanizması gibi elektriksel aksesuarlar takılarak uzaktan kontrole daha uygun hale getirilebilirler. Ayrıca döner kurma kolu, koruma kapakları, mekanik kilit gibi mekanik parçalarla da kabiliyetleri artırılabilir.

Yeni nesil kompakt şalterler sadece basit dip switchlerle değil elektronik koruma üniteleriyle de donatılmıştır. Bu üniteler şalterlere çok çeşitli koruma özellikleri sağlarlar. Ayrıca haberleşme fonksiyonu ve enerji izleme fonksiyonları da eklenerek şalterler birbirleri arasında haberleştirilip bir enerji analizörü işlevi görebilirler.

Daha öncede belirttiğimiz gibi kompakt şalterin 6300A’e kadar kesme yapabilen modellerine de açık tip şalter denir. Açık tip şalterler isminden de anlaşılabileceği gibi  daha açık bir yapıya sahiptir ve kompakt şalterlere göre bakım onarıma daha müsaittir. İçi açılıp bakım ve onarım yapılmaya elverişlidirler. Ayrıca açık tip şalterlerin çekmeceli modelleri de mevcuttur. Çekmeceli şalterler bakım yapılırken ya da arıza yaptıklarında arka  baralarından ayrılmadan adeta bir çekmece gibi çekilip, yerinden çıkartılıp tekrar yerlerine takılabilirler.

Termik manyetik şalter seçimi

Kompakt şalter seçimi yaparken yukarıdaki saydığımız özelliklere dikkat edilmelidir. Eğer şartnameli bir işe teklif veriyorsanız mutlaka şalter kısımları dikkatlice okunmalı ve kullanacağınız şalterin şartname gerekliliklerini sağlayıp sağlamadığını iyice kontrol etmelisiniz.

Nominal akım, çalışma gerilimi, kutup sayısı, kısa devre kesme kapasiteleri, koruma özellikleri, aksesuar gereksinimleri, haberleşme gereklilikleri, selektivite özellikleri mutlak dikkatlice incelenmelidir.