Otomatik sigorta nedir?

Otomatik sigorta, devreleri termik ve manyetik aşırı akımların etkilerine karşı koruyan elektrik cihazıdır. Elektrik tesisatlarında koruma elemanı olarak kullanılır. Otomatik sigorta, devrede bir aşırı akım oluştuğunda çok hızlı bir şekilde elektriği keser. Aşırı akıma neden olan faktör ortadan kaldırıldığında üzerinde bulunan mandal sayesinde tekrar devreye alınabilir.

Otomatik sigorta, elektrik piyasasında çalışanlar tarafından elektrik sigortası, v otomat, w otomat, minyatür sigorta, minyatür devre kesici gibi çok farklı şekillerde adlandırılabilir.

Otomatik sigorta ne işe yarar?

Bir otomatik sigorta devrenin akımı, elektrik sigortası üzerinde yazan akımı aştığında enerjiyi kesereke hattaki bütün yükleri korur. Normal koşullarda kapalı durumda olan sigorta açma yaptığında yük ile ana beslemeyi birbirinden izole eder.

Otomatik sigortalar elektriğin olduğu hemen hemen her yerde koruma amacıyla sıklıkla kullanılmaktadırlar.

İsminden de anlaşılacağı gibi otomatik sigortaların kontaklarından fazla akım geçince otomatik olarak açma yaparlar. Açma yaptıklarında ve aşırı akımı doğuran etmen ortadan kaldırıldığında üzerindeki mandalı sayesinde tekrar devreye alınabilirler. Bu özellikleriyle kartuş sigortalardan ve NH bıçaklı sigortalardan ayrılırlar. Kartuş sigortalar ve NH bıçaklı sigortalar attıklarında yenisi ile değiştirilmesi gerekmektedir.

Otomatik sigortanın iç yapısı

Otomatik sigortanın yapısında anahtarlama mekanizması, bi metal açıcı, elektromanyetik açıcı, ana kontaklar, ark boşaltma kanalları, terminaller gibi elemanlar bulunur.

 

Otomatik sigortanın çalışma prensibi

Otomatik sigorta nasıl çalışır sorusunun cevabı sigorta açma eğrilerine bağlıdır. 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 nedir?

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.

Manyetik açma nedir?

 

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.

 

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 sigorta çeşitleri

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 tipi otomatik sigorta

Genellikle ev aydınlatması, priz ve kumanda devrelerinde kullanılır. Hızlı tip sigorta olarak bilinir.

C tipi otomatik sigorta

Endüktif yüklerde, motor, trafo, çok sayıda floresan lamba gibi yüklerin korumasında kullanılır. Yavaş tip sigorta olarak bilinir.

D tipi otomatik sigorta

Demeraj akımı yüksek motor, kaynak, punta makineleri, sodyum buharlı lambalar, x-ray cihazların korumasında kullanılır.

K tipi otomatik sigorta

Aşırı akımın etkilediği uygulamalar,24 VDC güç kaynakları, elektronik balastların korumasında kullanılır.

Z tipi otomatik sigorta

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. O yüzden çok farklı tipte otomatik sigorta üretilmektedir.

B tipi ve C tipi sigorta arasındaki fark nedir?

Bu çok sorulan bir soru olduğu için bu kısımda hemen yanıtlamak istedik:

Aslında yukarıda da anlattık. C tipi sigortalar B tipi sigortalara göre daha gecikmeli tipteki otomatik sigortalardır. B tipleri binalarda priz ve aydınlatma devrelerinde C tipi sigortalar ise motor devrelerinde kullanılır.

Ancak Türkiye’de bina uygulamalarında genellikle B tipi sigortalar aydınlatma beslemeleri C tipi sigortalar ise priz devrelerinde kullanılması gibi bir montaj şekli söz konusudur. Bunun sebebi prize bağlanacak çamaşır bulaşık makinesi gibi bir elektrik motoruna sahip elektrikli cihaz olacağından tüm prizlerde C tipi sigorta kullanıldığını görürüz. Herhangi bir ana panoya veya sigorta kutusuna baktığınızda B tipi ve C tipi sigortaların bir arada kullanıldığını görürseniz binada bu kadar motor var mı diye düşünmeyin. C tipleri priz beslemelerine gitmektedir.

Sigorta üzerindeki harflerin anlamı

Otomatlar üzerinde B25 ve C20 gibi harf ve rakamlar görürseniz bu sigortanın 25 amperlik B serisi, 20 amperlik C serisi olduğu anlamına gelir.

Aşağıdaki resmi incelerseniz daha iyi anlayabilirsiniz:

5SL6116-7: Sigortanın model kodudur

MCB: Otomatik sigortanın İngilizcesi olan Miniature Circuit Breaker’ın baş harfleridir.

C16: 16 amperlik C serisi bir sigortadır

230/400V: Anma gerilimleridir

6000: Kısa devre kesme kapasitesidir

3: Enerji sınırlama klasmanıdır

(Bu tanımlamalar markadan markaya göre değişebilir)

Otomatik sigorta seçimi

Otomatik sigorta seçimi yapılırken basitçe şu hususlar göz önünde bulundurulabilir. Sigortanın nominal akımı, kutup sayısı, kısa devre kesme kapasitesi, tipi yani açma eğrisi. Ayrıca eğer şartnamelerde özellikle isteniyorsa çalışma ve depolama sıcaklıkları, sigortaların DC’de çalışıp çalışmadığı, delinme gerilimleri, darbe dayanımları gibi değerler de göz önünde bulundurulabilir.

Unutmayın ki korunacak yükün akımından daha üst akımlarda sigorta seçilmemelidir. Diyelim ki yükünüz 16A olsun ve siz 20A’lik bir sigorta kullandınız. Bu yükün üzerinden 18A geçtiğinde 20A’lik sigorta bunu nominal çalışma koşulu olarak algılayacak ve açma yapmayacaktır. Bu durumda da yükünüz nominal taşıyabileceği akım seviyesinin üzerinde çalışacağından ve enerjiyi kesen cihaz bunu algılayamadığından dolayı zarar görecektir.

DC otomatik sigorta seçimi

Çoğu standart otomatik sigorta DC’de de kullanıma uygundur. Sadece DC uygulamalarda kullanılmak üzere üretilmiş sigortalar da mevcuttur. Bu uygunluk üreticilerin kataloglarından mutlaka kontrol edilmelidir. DC otomatik sigorta seçerken dikkat edilecek hususlar şunlardır:

  • Sigortanın taşıyabileceği gerilim
  • Sigortadan geçirilecek DC akım
  • Bağlantı şekli (Tek kutup seri mi? İki kutup seri mi? ..gibi)

Aşağıdaki örnekte 16A’lik bir sigorta olduğunu varsayalım. DC kesebilen bu sigortaya, tek kutubu seri bağlandığında 72VDC, iki kutubu seri bağlandığında ise 125VDC’ye kadar gerilim uygulanabilir. (Hatırlattığımız gibi farklı akım, gerilim değerleri ve bağlantı şekilleri için üretici kataloglarından mutlaka kontrol edilmelidir)