Kaçak Akım Rölesi Nedir? Neden Kullanılır?

Kaçak Akım Rölesi Nedir?            

Kaçak akım rölesi, elektrik sistemlerinde güvenlik sağlayan koruma cihazlarıdır. Elektriksel sistemlerde meydana gelen arızalar sonucunda, akımın normal yolunun dışına çıkarak toprak hattına veya insan vücuduna kaçması durumunda devreyi otomatik olarak kesen kaçak akım röleleri, özellikle elektrik çarpması riskini minimize etmektedir. Genellikle elektrik panosu içerisine monte edilen akım koruma rölesi, kısa sürede tepki vererek elektrik akımını kesebildiği için hayat kurtarıcı bir güvenlik ekipmanı olarak kabul edilir.

Kaçak Akım Rölesi Nasıl Çalışır?

Kaçak akım rölesinin çalışma prensibi, elektromanyetik indüksiyon ve akım dengesizliği algılama mantığına dayanır ve cihazın içerisinde bulunan transformatör, faz ve nötr iletkenlerini dengeler. Normal çalışma koşullarında, faz hattından geçen akım ile nötr hattından dönen akım eşittir ve iki akımın oluşturduğu manyetik alanlar birbirini sıfırlar. Transformatörün ikincil sargısında herhangi bir gerilim oluşmaz ve röle devreyi açık tutmaya devam eder.

Kaçak akım durumunda ise faz ve nötr hattındaki akımlar arasında fark oluşur. Örneğin, arızalı bir cihazın metalik gövdesine dokunan bir kişi üzerinden toprağa akım kaçıyorsa, nötr hattından dönen akım faz hattından giden akımdan az olacaktır. Dolayısıyla söz konusu dengesizlik transformatörde manyetik alan oluşturur ve ikincil sargıda gerilim yüklenir. Bu gerilim, rölede bulunan elektronik veya mekanik tetikleme mekanizmasını harekete geçirir ve devre 20-30 milisaniye gibi çok kısa bir sürede kesilir.

Kaçak Akım Rölesinin Görevleri

Kaçak akım rölesinin ilk görevi, elektrik çarpması riskine karşı kullanıcıları korumaktır. İnsan vücudu elektrik akımına maruz kaldığında, 30 miliamperlik bir akım bile kalp durmasına neden olabilir. Bu nedenle kaçak akım sigortası da genellikle 30 mA hassasiyetinde ayarlanarak, tehlikeli seviyelere ulaşmadan önce devreyi keser.

Rölelerin ikinci önemli görevi ise yangın riskini azaltmaktır. Elektrik kaçakları zamanla iletkenler ve bağlantı noktalarında ısınmaya yol açar. Özellikle eski tesisatlarda veya hasar görmüş kablolarda meydana gelen küçük kaçak akımlar, yeterli süre devam ettiğinde parlama ve yanma riski oluşturabilir. Kaçak akım rölesi ise bu tip durumları erken aşamada tespit ederek yangın tehlikesini önler.

Kaçak Akım Rölesi Nerelerde Kullanılır?

Kacak akim rolesi, özellikle konut elektrik tesisatlarında en yaygın kullanılan koruma cihazlarındandır. Banyo, mutfak, çamaşırhane gibi su ile temas olasılığının yüksek olduğu alanlarda kaçak akım rölesi kullanımı zorunludur. Ayrıca elektrik şofbenleri, çamaşır makineleri, bulaşık makineleri ve su ısıtıcıları gibi cihazların bağlantı noktalarında da mutlaka kaçak akım koruması bulunmalıdır.

Endüstriyel tesislerde ise aşırı akım rölesi, işçi güvenliği ve ekipman koruma açısından kulanılır. Üretim hatlarında kullanılan makineler, elektrikli aletler ve otomasyon sistemleri için uygun kapasitede kaçak akım koruyucuları tercih edilmektedir. Hastaneler, okullar, oteller ve alışveriş merkezleri gibi yoğun kalabalığın bulunduğu kamu binalarında da elektrik güvenliği standartları gereği kaçak akım röleleri sistematik olarak kullanılır.

Ek olarak tarımsal sulama sistemleri, sera tesisleri ve hayvancılık işletmelerinde nemli ortam koşulları nedeniyle kaçak akım röleleri oldukça avantajlıdır. Günümüzde ise elektrik tesisatı yönetmeliklerine göre yeni yapılan tüm binalarda kaçak akım rölesi bulundurulması zorunlu hale gelmiştir ve bu cihazların düzenli olarak test edilmesi önerilmektedir.

Kaçak Akım Rölesi Kullanmanın Faydaları

Kaçak akım rölesi kullanımının en belirgin faydası, elektrik çarpmasına karşı sağladığı etkili korumadır. İstatistiklere göre kaçak akım rölesi bulunan tesislerde elektrikle ilgili yaralanma ve ölüm oranları önemli ölçüde azalmaktadır. Özellikle nemli ortamlarda veya metalik yüzeylerle çalışılan alanlarda, anında müdahale edebilen bu cihaz sayesinde elektrik akımının insan vücudundan geçiş süresi minimuma indirilir.

Ekonomik açıdan bakıldığında, elektrik kaçaklarının neden olduğu enerji kayıpları engellendiği için kaçak akım rölesi kullanımı uzun vadede tasarruf sağlamaktadır. Ayrıca yangın riskinin azalması, olası maddi hasarların ve sigorta maliyetlerinin de önüne geçer.

Elektrikli cihazların ömrü de ani gerilim dalgalanmaları ve topraklama sorunlarının zamanında tespit edilmesi nedeniyle kaçak akım koruması sayesinde uzar. Özellikle tesisat arızalarının erken tespiti, büyük onarım masraflarının önüne geçerek bakım maliyetlerini düşürür.

Kaçak Akım Rölesi Olmazsa Ne Olur?

Kaçak akım rölesi kullanılmayan tesisatlarda, en küçük izolasyon hatası bile ölümcül sonuçlar doğurabilir. Arızalı herhangi elektrikli cihaza dokunulduğunda veya hasarlı bir kabloya temas edildiğinde, akım insan vücudu üzerinden toprağa akmaya başlar. Bu durumda kişi elektrik akımının etkisinde kalır ve normal sigortalar bu tür düşük akımlarda devreyi kesmediği için elektrik çarpması uzun süre devam edebilir. Sonuç olarak kalp durması, solunum felci veya şiddetli yanıklar meydana gelebilir.

Yangın riski açısından bakıldığında ise kaçak akım rölesinin olmaması telafisi mümkün olmayan felaketlere yol açabilir. Tesisat içinde oluşan küçük kaçak akımlar, fark edilmeden uzun süre devam ettiğinde kablo ve bağlantı noktalarında aşırı ısınmaya neden olur. Özellikle gece saatlerinde veya kimsenin olmadığı anlarda başlayan bu ısınmalar, yalıtım malzemelerini eriterek kısa devre ve yangın başlatabilir.

Kaçak Akım Rölesi Neden Atar?

Kaçak akım rölesinin atmasının en yaygın nedeni, elektrik kaçağının varlığıdır. Elektrikli cihazların kablolarında meydana gelen yıpranmalar, ezilmeler veya kesikler, akımın normal güzergahının dışına çıkmasına sebep olur. Özellikle eski tip ütüler, su ısıtıcıları ve çamaşır makineleri gibi cihazlarda izolasyon bozulmaları sık karşılaşılan problemlerdir. Nemli ortamlarda kullanılan elektrikli aletlerin içerisine su sızması da kaçak akıma yol açarak rölenin devreyi kesmesine neden olur. Son olarak topraklama sistemindeki sorunlar da rölenin atmasına sebep olan önemli faktörlerdendir.

Kaçak Akım Rölesi ile Sigorta Arasındaki Fark

Kaçak akım rölesi ve sigorta, elektrik sistemlerinde farklı koruma işlevleri gören iki ayrı cihaz olup birbirlerinin yerine geçmezler. Klasik sigortalar, devrede oluşan aşırı akım ve kısa devre durumlarına karşı koruma sağlar. Örneğin devreye bağlı cihazlar toplam güçlerinin üzerinde akım çektiğinde veya faz ile nötr hattı arasında doğrudan temas oluştuğunda, sigorta devreyi keser. Sigortaların amacı kabloların aşırı ısınarak yanmasını ve yangın çıkmasını engellemektir. Örneğin 16 amper kapasiteli bir sigortanın koruduğu hatta 20 amperlik bir yük bağlanırsa, sigorta devreyi otomatik olarak keser. Dolayısıyla, sigortayı kaldırıyorum tekrar atıyor diyorsanız, sorunun nedeni yük farkından kaynaklanmaktadır.

Kaçak akım rölesi ise tamamen farklı bir prensiple çalışır ve insan hayatını korumaya odaklanır. Örneğin arızalı bir cihazın gövdesine dokunulduğunda, sadece 20-30 miliamper akım insan vücudundan geçse bile kaçak akım rölesi anında tepki verir. Oysa normal bir sigorta bu durumda atmaz çünkü toplam akım sigorta kapasitesinin altındadır. Bu nedenle güvenli bir elektrik tesisatında hem sigorta hem de kaçak akım rölesinin birlikte kullanılması gerekir.

Kaçak Akım Rölesi Seçerken Nelere Dikkat Edilmeli?

Kaçak akım rölesi seçiminde dikkate alınması gereken ilk kriter, hassasiyet değeridir. Konutlarda ve insanların bulunduğu alanlarda 30 miliamper hassasiyetine sahip röleler tercih edilmelidir çünkü bu değer insan sağlığı için güvenli kabul edilen üst sınırdır. Bazı özel durumlarda, örneğin yatak odası prizleri veya banyo elektriği için 10 miliamper gibi daha hassas röleler kullanılabilir. Endüstriyel tesislerde ise yanlış açmalara karşı tolerans sağlamak için 100-300 miliamper arası değerler seçilebilir, ancak bu durumda insan temasının minimum olduğu alanlarla sınırlı kalınmalıdır.

Akım kapasitesi seçimi ise korunacak devrenin toplam yük akımına göre yapılmalıdır. Örneğin evlerin ana girişi için genellikle 40 veya 63 amper kapasiteli kaçak akım röleleri yeterli olurken, tek bir cihaz için 16-25 amper arası değerler daha uygundur. Tepki süresi de seçim aşamasında önemli bir parametredir. Örneğin AC tipi kaçak akım röleleri alternatif akımları algılarken, A tipi röleler hem AC hem de DC kaçak akımlarını tespit edebilir.