Şekil-3: Faz iletkenine doğrudan temas durumu.

Rm : İnsan direnciRst : Yüzey temas direnciIΔ : Oluşan kaçak akım

Rm (Ortalama 2k Ω)

Her meslekten ve her türlü kültür seviye-sinden insan, günün her saatinde çeþitli þekillerde elektrik enerjisi ile yakýndan temas halinde bulunur ve kaçak akýmlar ile karþýlaþabilirler. Normal þartlarda elektrik enerjisinden saðlanan faydalar sayýlamayacak kadar fazladýr. Fakat bir yalýtým hatasý sonucunda meydana gelen zararlar da çok büyüktür. Her yýl birçok kiþi elektrik kazalarýnýn kurbaný olmakta ve yangýnlarýn %40’ý elektrik enerjisinin hatalý kullanýmý sonucunda meydana gelmektedir. Bu yüzden bir çok ülkede ve ülkemizde kaçak akým koruma cihazlarýnýn kullanýmý zorunlu hale getirilmiþtir. TS EN 61008-1’ e ve direktiflerine uygun olarak üretilmek-tedir. Elektrik akýmýnýn ve geriliminin insanlar üzerinde ne gibi etkilere sebe- biyet vereceði ve hangi deðerlerin sýnýr deðerler olduðu aþaðýda verilmiþtir.

Akım büyüklüğünün etkisi:Herhangi bir yalýtým hatasý bulunan elektrik cihazýna veya direk enerji altýn-daki iletkenlere temas eden kiþinin vü-cudu üzerinden elektrik akýmý geçer.

Akýmýn vücuttan geçiþi ile meydana gelen tehlikenin önemi birçok etkene baðlýdýr.

Bunlarýn baþlýcalarý;-Akýmýn deðeri-Akýmýn geçiþ süresi-Vücutta izlediði yoldur.

Fibrilasyon, hata akýmýnýn kalp üzerin-den geçmesiyle kalbin kumanda sisteminin bozulmasýdýr. Bu durumda kan pompalama görevini yapamaz. Buradan da görüldüðü gibi akýmýn çok küçük deðeri bile kalbin durmasýna ve sonuçta kiþinin ölmesine sebebiyet vermektedir.

Temas geriliminin etkisi:Temas geriliminin güvenlik eðrisi, hayat ile ölüm arasýndaki sýnýrý belirler. Bu gerilimin insan vücuduna zarar verme- yecek maksimum deðeri, kaçak akýmýn eþik deðeri 25 mA kabul edilerek ve kiþinin bulunduðu ortama göre deðiþen iç direncinden hesaplanýr. Normal þart-larda yetiþkin bir insanýn iç direnci 2 kΩ’

dur. Nemli ortamda bu direnç 1 kΩ’ a,ýslak ortamda ise 480 Ω’ a kadar düþer.Normal, nemli ve ýslak ortamlar için temas gerilimlerin gerilim - zaman eðrileri Þekil-2’de verilmiþtir. Þekil-2’den normal þartlarda, yetiþkin bir insanýn ölüm riski olmadan sürekli olarak temasta kalabileciði maksimum gerilim deðerinin 50V olduðu görülmektedir. Ayný þartlarda kiþi 100V’luk gerilime maruz kaldýðýnda, ölüm riski olmadan sadece 0,3 saniye temasta kalabilir.

Temasların tanımı:Genel olarak iki tip temas tanýmlanýr. Bunlar direkt temas ve endirek temas durumlarýdýr.

A- Direkt temas:Bir insanýn, iþletmeye tabi olan gerilim taþýyan parçalara direkt temas olayýdýr (Þekil-3). Bu durumda kaçak akým, insan vücudu üzerinden topraða akarak devresini tamamlar. Temas geriliminin yüksek deðerlerinde (AC 50V’tan büyük deðerler için) vücuttan geçen hata akýmý ölümcül bir kazaya neden olabilir.

1 2 3 4 5 6 7

İnsan Vücudundan Geçen Alternatif Akımın Etkileri;

0,01 mA

1 - 5 mA

5 - 15 mA

15 - 25 mA

25 - 80 mA

80 - 100 mA

>3 - 8 A

-Akımın hissedilme sınırı.-Elde gıdıklanma olur.-Elde uyuşma hissi oluşur.-Elin ve kolun hareketi zorlaşır.-Tutulan cisim henüz bırakılabilir.-Elde ve kolda kramplar başlar.-Tansiyon yükselir.-Tutulan cismin kendiliğinden bırakması mümkün değildir.-Kalbin çalışması etkilenmez.-Tahammül edilebilen akım şiddeti, tansiyon yükselir.-Kalp düzensiz çalışmaya başlar, tene�üs zorlaşır.-Reversibl kalp durması baş gösterir.-Genel olarak bilinç yerindedir.-Bazı kimselerde 50mA’den sonra bayılma meydana gelir.-Akım etki süresine bağlı olarak kalpte �brilasyon başlar. (0,3 sn’den kısa süreli elektrik çarpmalarında �brilasyon olmaz)-Bilinç kaybı olur.

-Tansiyon yükselir.-Kalp durur.-Akciğerler şişer.-Bilinç kaybı olur.

1

1

2

3

4

5

6

7

R: 1,5kohm

N

L1

L2L3

RAYÜK

1 3 5 N

2 4 6 N A : Açtırma RölesiM : Açtırma BobiniRA : Koruma Topraklaması < 1666ohm*RB : İşletme Topraklaması**T : Test Butonu : Bağlantı Klemensi

*RA : Elektrik tesislerinde topraklama yönetmeliği Çizelge 12**RB : Elektrik tesislerinde topraklama yönetmeliği Çizelge 10 ve 11’e bakılabilir.

Şekil-5 : 3 Fazlı 300mA’lik Kaçak Akım Koruma Şeması

6 spir4 spir

M

TA

Direk temasa karşı koruma:Elektrikli iþletme araçlarýnýn aktif kýsým-larýna dokunulduðunda baþ gösteren tehlikelere karþý insanlarý korumak için alýnan bütün tedbirlere direkt temasa karþý koruma denir. Arýzasýz elektrik cihazlarýnýn gerilim altýnda bulunan aktif kýsýmlarý, direkt dokunmalara, karþý korunurlar. Cihazlardaki iþletme yalýtýmý, uygun yapý ve düzenleme tarzý veya ýzgaralar, parmaklýklar vb. gibi uygun engeller, direkt dokunmaya veya rastgele dokunmalara karþý yeterli koruma saðlarlar. Bununla beraber lak, emaye, oksit tabakasý veya elyaf ile yapýlan iþletme yalýtýmý, direkt dokun-maya karþý yeterli bir koruma olarak geçerli deðildir. Bu gibi hallerde ayrýca ilave bir korumaya ihtiyaç vardýr. Direkt dokunmaya karþý korunmuþ olan arýzasýz iþletme araçlarýnýn ve elektrik cihazarýnýn pasif kýsýmlarýna yani demir çekirdeklerine ve dýþ metal kýlýflarýna dokunmakta hiç bir sakýnca yoktur. Ýþletme gerilimi 42V’a kadar olan tesislerde direkt dokunmaya karþý koru-

ma yapmaya gerek yoktur. Fakat bu kolaylaþtýrýcý hüküm, yangýn ve patlama tehlikesi olan iþletmeler ve iþ yerleri için gerekli deðildir. Elektrik tesislerinin ýzgaralar veya delikli saçlar vb. ile ayrýlmasý da direkt dokunmaya karþý bir koruma yöntemi olarak kabul edilebilir. Fakat bu durumda ýzgara aralýklarýndan veya saç üzerindeki deliklerden hiç bir yerde aktif kýsýmlar ile temas etme imkâný olmamalýdýr. Kýlýflar, koruma ýzgaralarý ve saç kapaklar iyice tespit edilmiþ olmalý ve mekanik bakýmdan dayanýklý olmalýdýr. Yüksek gerilim tesislerinde direkt dokunmaya karþý koruma, gerilim altýnda bulunan bölüm-lere istemeden dokunmayý önlemekle ve tehlikeli bölgeye yaklaþmayý engelle-mekle saðlanýr. Meslek ve görev bakýmýnda yüksek gerilim tesisleri ile ilgisi olmayan yabancý þahýslarýn yüksek gerilime ait tehlikeli bölgeyi aþarak gerilim altýnda bulunan tesis bölümle- rine dokunmalarýný önlemek için, bu gibi yerleri örtmek, kapamak veya aþýlmasý mümkün olmayan engeller koymak þarttýr. Yüksek gerilim altýnda bulunan tesis elemanlarý yakýnýnda belirli bir aralýk, tehlikeli bölge olarak kabul edilmiþtir. Çeþitli yüksek gerilim kadamelerine göre, gerilim altýnda bulunan bölümlerden uzak durulmasý gereken en küçük aralýklar kapalý yerlerdeki þartlara ve açýkhava þartlarý-na göre tabloda gösterilmiþtir.

B-Endirekt temas:Gerilim altýnda çalýþan bir cihazda yalýtým hatasýndan dolayý bir kaçak oluþtuðunda, kaçak akým topraklama direnci üzerinden devresini tamamlar. Bu durumda tesadüfen arýzalý cihaza temas eden bir insan, paralel olarak hata akýmý devresine girer ve kaçak akýmýn bir kýsmý da insan vücudu üzerinden topraða akar (Þekil-4). Bu yüzden endirek temas durumlarýnda topraklamanýn nasýl yapýldýðý çok önemlidir.

Endirekt temasa karşı koruma:Eðer bir iþletme aracýnda veya elektrik cihazýnda yalýtým hatasý sonucunda dýþ metal kýsýmlar bir hata geriliminin etkisi altýnda kalýrsa, endirekt dokunma söz konusu olur. Bu durumda hatalý cihaza temas eden insanlar dokunma gerilimi altýnda kalarak hayat tehlikesi ile karþý karþýya gelirler. Buna engel olmak, birinci derecede imalatçýnýn görevidir. Zira uygun bir konstrüksiyon tarzý uygu-lamak, uygun bir yalýtým maddesi kullanmak ve itinalý bir iþçilikle endirekt dokunmadan kaynaklanan tehlike geniþ çapta önlenebilir. Bununla beraber

50V’tan daha büyük dokunma geriliminin meydana gelebileceði yerlerde, ilave koruma tedbirlerinin alýnmasý þarttýr. Ýlave koruma tedbirleri, yapýlýþ ve çalýþma tarzlarýna göre aþaðýdaki durumlarý saðlarlar:

a) Tehlikeli durum önlenir:1-Koruma küçük geriliminin kullanýlmasý,2-Koruma yalýtýmýnýn yapýlmasý,

b)Tehlikeli durum azaltılır:3-Koruma ayýrmasý yapýlmasý,4-Ek koruma, potansiyel dengelenmesi,

c)Hata akımı arttırılarak hatalı kısım hızla devreden çıkarılır:5-Uygun þebeke baðlamalarý yapýlýr,6-Hata gerilimi ile açma yapýlýr,7-Hata akýmý ile açma yapýlýr.

Bunlardan 1, 2, ve 3’te ayrý bir koruma iletkenine gerek yoktur ve bunlarda ayrýca kesme düzeneði mevcut deðildir. 4’te bütün cihazlar topraklanýr-lar. Burada sürekli olarak yalýtým kontrolü yapýlýr, devre aþýrý akým koruma cihazlarý ile kesilir. 6 ve 7’ de devrenin kesilmesi özel hata anahtarý ile saðlanýr. Federal kaçak akým koruma þalteri, baðlý bulunduðu þebekede oluþan herhangi bir kaçak durumunda devreyi açarak güvenli bir koruma saðlar. Kaçak akım koruma şalterleri, hayat koruma ve yangın koruma olmak üzere iki şekilde üretilir.

1-Hayat koruma:IEC 60479-1’ e göre kaçak akýmýn 30mA deðeri, insan saðlýðý açýsýndan sýnýr deðerdir. Kaçak akým korum a þalteri 30mA (sýnýr deðerinde) ve üstündeki deðerlerde devrenin enerji- sini ani olarak keserek güvenli bir koruma saðlar.

Uygulama alanları:1-Direk temaslara karþý korumada2- Endirekt temaslara karþý korumada3-Tehlikeye açýk olan bütün durumlarda (Þantiyeler, havuz, yat limaný vb.)

2-Yangın koruma:Kaçak akým deðeri 300mA’e ulaþtýðýn-da, elektrik arkýnýn oluþturduðu ýsýdan dolayý yangýn tehlikesi oluþmaya baþlar. Kaçak akým koruma þalteri, kaçak akýmýn 300mA eþik deðerinde ve üstündeki deðerlerde mal ve can güvenliði açýsýndan devrenin enerjisini keserek, güvenli bir koruma saðlar.

Uygulama alanları:1-Yangýn riski olan yerlerde2-Endirek temaslara karþý korumada

Nedensiz açmalara karşı koruma:Federal kaçak akým þalterleri gerilimden baðýmsýz çalýþýr. Böylece kaçak akým koruma þalteri yýldýrým düþmesi sonucu

2

oluþan aþýrý gerilimlere, anahtarlama durumundaki aþýrý gerilimlere ve yüksek kapasitif devrelerin kapanmasý sonucu meydana gelen açmalara karþý korunmuþlardýr.

Çalışma prensibi:Kaçak akým koruma þalterinde Þekil-5’te görüldüðü gibi faz veya fazlar ile nötr çok hassas bir toroidal nüvenin içerisinden geçirilir. Gelen akým ile dönen akým arasýnda fark olmadýðý sürece her þey normaldir ve açtýrma rölesi üzerinde sükûnet halinin manyetik akýsý akar. Fark akýmý oluþtuðunda akým trafosu sekonder satgýlarýnda indükle-nen gerilim nedeniyle açtýrma rölesinin üzerindeki manyetik aký bozulur. Bir yay ile doðal mýknatýsa baðlý mandal boþalýr ve yayýn kuuvetiyle açtýrma bobinine mekanik olarak açma sinyali verir. Açtýrma bobini ise ana kontaklarý açarak elektriði keser. Bu iþlem 30ms’nin altýnda gerçekleþir. Basit gibi görülen bu mekanizma insan hayatý söz

konusu olduðu için yüksek bir teknolojiürünü olmalý ve þalter ayný iþlemi binlerce kez, hatasýz yapmalýdýr. ürünü olmalý ve þalter ayný iþlemi binlerce kez, hatasýz yapmalýdýr. (Þekil-6)

Montajda dikkat edilecek hususlar:Kaçak akým koruma þalterinin doðru ve güvenli bir þekilde koruma yapabilmesi için montajda dikkat edilecek hususlar þöyle özetlenebilir.

Kofrelere yangýn koruma, sayaç kolon devrelerine ise hayat koruma eþikli, amper deðerleriyeterli büyüklükte olan kaçak akým koruma þalteri kullanýl-malýdýr. Nötr iletkeni izole olarak çekilmeli ve hiçbir yerde (kaçak akým koruma þalteri ile yük arasýnda) topraklanmamalýdýr. 2 kutuplu kaçak akým koruma þalte- rinde faz ve nötr iletkeni, 4 kutuplu kaçak akým koruma þalterinde tüm fazlar ve nötr iletkeni kaçak akým koruma þalterine baðlanmalýdýr.

Kaçak akým koruma þalterinden geçen akým, þalterin nominal akýmýný aþmamalýdýr. Topraklama direnci, 30mA’lik kaçak akým koruma þalteri için max 2160 Ω 300mA’lik kaçak akým koruma þalteri için de max 216 Ω olmalýdýr. Tesisata baðlý kaçak akým koruma þalterinin çalýþmasýný kontrol etmek için, test “T” butonuna basýnýz. Cihaz devreyi açmalýdýr. Cihazý test etmek için faz-nötr iletkenleri kesinlikle kýsa devre edilmemelidir.

Uyarý: Kaçak akým koruma þalteri mutla-ka besleme geriliminden baðýmsýz olmalý, yani elektronik olmamalýdýr. Elektronik kaçak akým koruma þalterleri besleme gerilimine ihtiyaç duyduklarý için nötr hattýnda bir kopukluk olmasý durumunda çalýþamazlar ve koruma yapamazlar. Bu nedenle elektronik tip kaçak akým koruma þalterinin Türki-ye’de kullanýmý, Bayýndýrlýk veÝskan Bakanlýðý tarafýndan yasaklanmýþtýr.

3

3 Fazlı Nötr Kullanılmayan Yükler için Kaçak Akım Koruma Şalterinin Kullanımı

3 fazlý sistemlerde nötr kullanmayan yükler olduðu durum-da kaçak akým koruma þalterlerinin kullanýmýnda dikkat edilecek husus, kaçak akým koruma þalteri üzerinde bulunan test fonksiyonudur. Kaçak akým koruma þalterine nötr giriþi yapýlmadýðý durumlarda aþaðýda anlatýldýðý þekilde baðlantý yapýlmalýdýr. Eðer nötr kablosu kaçak akým koruma þalterine baðlý ise aþaðýdaki iþlemleri yapmaya ihtiyaç yoktur.

Test fonksiyonu dediðimiz, kaçak akým koruma þalterlerinin iþlevselliðini kontrol amacýyla, içinde bulunan bir direnç ile suni olarak bir akým oluþturup þalterin açmasýný saðlamak-týr.

Test butonu devresi þekilde görüleceði üzere KAK þalterin-in 5 nolu terminali ile N terminali arasýna baðlanmýþtýr.

Faz-Faz arasý þebeke gerilimi 400V olan sistemlerde test butonunun çalýþabilmesi için þekilde görüleceði üzere 4 nolu terminal ile N terminali arasýnda harici bir köprüleme direnci (Rext) baðlanmasý gerekmektedir. Bu köprüleme direnç deðerleri aþaðýdaki tabloda belirtilmiþtir.

Test butonuna basýldýðýda, suni akým oluþturularak bu þekilde yapýlan uygulama ile test butonu devresi üzerinde 220V olmasý saðlanacaktýr.

Normal çalýþma koþullarýnda (test butonuna basýlmadýðý sürece) baðlanan köprüleme direnci üzerinden herhangi bir akým akmayacaktýr.

30mA: 3800 ohm, 4 watt100mA: 1500 ohm, 4 watt300mA: 1200 ohm, 4 watt

R: 1,5kohm

N

L1

L2

L3

RB

RAYÜK

1 3 5 N

2 4 6 N

6 spir4 spir

Rext: 1200 ohm (300mA’lik kaçak akým koruma þalteri için)

Şekil-6: 3 Fazlý Nötr Kullanýlmayan Sistemler için Kaçak Akým Koruma Þalterlerinin Kullanýmý

Önemli Not: Ev tesisatlarındaki her linyeden yaklaşık 3mA’lik bir tabii kaçak akım oluşmaktadır. Önlem için her 30mA’lik kaçak akım koruma şalterine 5 linye bağlanmalıdır. Aksi takdirde şalter zaman zaman açmaya gidebilir.

4

5

Şekil-7

Şekil-8: Daðýtým Panosu Örneði-1

Şekil-9: Daðýtým Panosu Örneði-2

6

Şekil-10: Test Düzeneði

7

8

9