Hata Akım Koruma Tertibatı (Kaçak Akım Rölesi)

Hata Akımı Koruma Tertibatı yani kaçak akım rölesi elektrik devrelerinde toprak hatalarına karşı devre elemanlarının, devreye bağlı cihazların ve hata esnasında canlıları dolaylı dokunmaya karşı koruyan ekipmanlardır.

Normal işletme koşullarında fazdan çekilen akımın tamamı nötr üzerinden döndüğü takdirde devre sağlıklı olarak çalışacaktır. Fakat bir faz toprak hatası durumunda çekilen akımın bir kısmı toprak üzerinden devreyi tamamlayacağı için faz-nötr akımları arasında bir fark oluşacak ve Hata Akımı Koruma Tertibatı bu fark dolayısıyla devreyi açacak ve korumayı sağlayacaktır.

Çalışma Prensibi

Hata Akımı Koruma Tertibatları, toroid akım trafosu yardımı ile devreye giren ve devreden çıkan akımların arasındaki fark baz alınarak koruma gerçekleştirir.

Devreye giren ve devreden çıkan akımlar eşit ise trafo üzerinde bir manyetik akı oluşmaz. Devrede bir faz-toprak hatası durumunda ise giren-çıkan akımlar arasında oluşan farktan dolayı Hata Akımı Koruma Tertibatı devreyi açtırır ve hata akımını önlemiş olur.

Kaçak Akım ve Hata Akımı aynı kavramlar değildir. Kaçak Akım elektrikli ekipmanların doğası gereği olan akımlardır. Hata akımı ise faz toprak teması ile oluşan hata akımıdır.

HATA AKIMI KORUMA TERTİBATI İLE KORUMA YAPILAN NOKTALARDA TOPRAKLAMA SINIR DEĞERİ TAYİNİ

Dolaylı dokunmaya karşı korumada dikkate alınması gereken dokunma gerilimidir. Dokunma gerilimi sınırı kuru zeminler için 50V, ıslak zeminler için 25V olarak alınmaktadır.

Her iki durum için de bazı standart koruma değerleri için aşağıdaki hesapları yapabiliriz.

Kuru Zemin İçin, Ra (Zs) = 50V / Ia

30mA

Ra (Zs) = 50V / 0,03A,   Ra (Zs) =1666 Ω

300mA

Ra (Zs) = 50V / 0,3A,    Ra (Zs) =166 Ω

5A

Ra (Zs) = 50V / 0,3A,      Ra (Zs) =10 Ω

Islak Zemin İçin, Ra (Zs) = 25V / Ia

30mA

Ra (Zs) = 25V / 0,03A,     Ra (Zs) =833 Ω

300mA

Ra (Zs) = 25V / 0,3A,      Ra (Zs) =83 Ω

5A

Ra (Zs) = 25V / 5A      Ra (Zs) =5 Ω

Yukarıdaki hesaplamalar TT sistemlerde olduğu gibi Hata Akımı Koruma Tertibatı bulunan TN sistemlerde de aynen geçerlidir. Hata Akımı Koruma Tertibatı bulunan TN sistemlerde çevirim gerilimi yerine dokunma gerilimi kullanılır.

Sınır değer tayini yukarıdaki gibi yapılabilir fakat 30mA örneğinde gördüğümüz değerler hayli yüksek değerlerdir ve topraklama değerleri bu değerlerde stabil değildir, anlık olarak değişkenlik gösterebilmektedir.  Bu sebeple sağlıklı sonuçlar alınamayabilir. “Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği Madde 10. 6.1.1.3 iv Hata Gerilimi koruma düzeni kullanılıyorsa yardımcı topraklayıcının topraklama direncinin 200 Ω’u istisnai durumlarda ise 500Ω’u geçmediği kontrol edilmelidir” ve “BS 7671:2008 standardına göre hesaplanan sınır değerler Ra (Zs) 200Ω’u geçmemelidir” diye belirtilmiştir. Bu sebeple hesaplamalar sonucunda 200 Ω’u geçen sonuçlarda da 200Ω sınırı kabul edilmelidir.

HATA AKIMI KORUMA TERTİBATININ TESTLERİ NEDEN YAPILMALIDIR?

“Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği” Madde 6.3.’e göre Hata Akımı Koruma Tertibatı’nın kendi anma akımına ulaşıldığında açtığı ve izin verilen sürekli dokunma gerilimini aşmadığı test edilmelidir. Saha tecrübelerine göre Hata Akımı Koruma Tertibatı testlerinin belirli periyotlarda tekrarlanması gerekir.