Termik-Manyetik Şalter Nedir

Termik-manyetik şalter: Bu şalter, aynı zamanda kompakt şalter olarak da bilinir. Bir devre kesici olarak kullanılan, normal devre şalterleri için de devre açma ve kapama işlemlerinde kullanılır. termik manyetik şalter normal kullanımda devreye açma ve kapama yapar.

Beklenmeyen durumlarda (kısa devre gibi), limitör özelliği sayesinde devreyi kesen bir koruma şalterine dönüşür. Bütün bu işlemleri yapan ana mekanizma ise kompakt şalter olarak bilinmektedir.

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker), yani termik manyetik (kompakt) şalterin kısaltmasıdır. ​ Özellikleri;

• 10 – 2.500 Amper aralığında nominal akım sağlar.
• Aşırı yüklere karşı cihazları koruma amaçlıdır.
• Kesinti derecesi 10k – 200k A arasında olabilir.

Termik manyetik şalterler, genel olarak 10 ile 1600 amper aralığında bir akım değerinde koruma sağlarlar. Özellikle aşırı yüklenme durumuna karşı sistemi koruma özelliği gösterirler. Kesinti derecesi olarak cihazlarda 10 kA ile 200 kA arasında bir değer olmalıdır. Fazla yük gerektiren ticari ya da endüstriyel alanlarda kullanım için uygundur. Eğer, nominal akım 100 A’den daha yüksek olursa, kompakt şalter kullanımı önerilmektedir.

Termik Manyetik Şalter Özellikleri

Şalter çeşitlerinden biri olan termik manyetik şalterlerin (tmş şalter) en önemli parçası kontaklarıdır. Kesicilerde kesilen ve taşınan akım değerleri ile konstrüksiyon göz önüne bulundurularak kontak alaşımı belirlenir. Daha çok grafit , gümüş, wolfram ve nikel ve alaşımlı kontaklar kullanılır. Sabit kontaklarda daha yumuşak yapıda olan gümüş-grafit kullanılır. Hareketli kontaklar da ise daha sert bir alaşım olan gümüş-wolfram kullanılır.

Kompakt (termik manyetik otomatik) şalter;

Kabloları, trafoları ve devreye bağlı cihazları korumaları sebebiyle işletme açısından önemlidir. Termik şalter seçimi yapılırken marka ve kaliteye çok dikkat etmek gerekir.

Bu şalterler enerji dağıtım tablolarının ve nakil hatlarının aşırı akımlara ve ani kısa devrelere karşı korunması için kullanılmaktadır. Güvenliği ön planda tutan bu şalterlerde gerilim taşıyan tüm kontaklar izole edilmiştir. Termik manyetik şalter kalitesine ve akımına göre fiyatları belirlenmektedir.

Manyetik Koruma 

İki iletkenin birbirine değmesi sonucu veya toprakla teması durumunda kısa devre meydana gelir. Kısa devrede, aradaki direnç sıfıra çok yakın bir değerdedir. Bundan dolayı  kısa devre akımı normal işletme akımının binlerce katına ulaşabilir. Eğer kısa devre akımı önlenmezse zarar  ve tahriplere yol açar. Bu nedenle çok kısa bir süre içerisinde devre açılmalıdır.

Şalterin üzerinde bulunan manyetik elektrik mekanizmada kısa devre sırasında büyük bir manyetik alan indüklenir. Bu manyetik alanın meydana getirdiği kuvvetle sabit nüve (çekirdek) hareketli nüveyi hızla kendisine doğru çeker. Hareketli nüve bu hareketi sırasında açtırma mekanizmasına hızla çarparak sistemi anında açtırır.

Nominal Akım 

Bütün devre elemanlarının, elektrikle çalışan cihazların çalışabileceği ve üzerinde taşıyabileceği bir akım değeri vardır. Bu değere nominal akım denir.

Aşırı Akım 

Nominal akım değerinden büyük olan akımlardır. Aşırı akım sonucu meydana gelecek iletken teldeki ısınmadan dolayı devrede, devre elemanlarında ve kablolar da zararlara yol açarak iş göremez duruma gelebilir.

Kısa Devre Akımı

Bara veya iki iletkenin birbiri ile teması sonucu, direnç sıfıra yakın bir değere ulaşır. Ohm Kanunu’na göre “V= I x R yani I= V/R”, temas anında direncin”(R)” sıfıra yaklaşması halinde “R ≈ 0  ⇒” akım sonsuza gider, çok büyük bir değere ulaşır. Kısa devre akımı, nominal akımdan çok daha fazla olacağı için elektrik devresinde ani ve büyük tahribat oluşturur.

Termik ve manyetik korumanın yanı sıra limitör özelliği en önemli koruma sistemidir. Limitör özelliğinde (akım sınırlama özelliği) sabit kontağa verilen U formu sayesinde kontaklardan akımlar ters yönde akar. Kısa devre sırasında sabit kontakla hareketli kontak arasında meydana gelen ters manyetik alan etkisiyle aralarında bir itme kuvveti oluşur ve hareketli kontak sabit kontaktan ayrılır.

Sabit kontaktan hareketli kontağa doğru bir akım meydana gelir. Bu akıma ark adı verilir. Arkın sıcaklığı yüksek değerlere ulaşabilir. Bu da şalterin zarar görmesine neden olur. Ark, ark boynuzları ile seperatöre doğru iletilir. Araya ark direncinin de eklenmesi ile kısa devre akımı %75 oranında azalır. Seperator, arkı söndüren yapıdır. Seperatör duvarlarında kullanılan epoksi adındaki maddeden gaz çıkararak manyetik alanı söndürür. Böylece şalterin ve devreye bağlı cihazların kısa devre sırasında zarar görmesini engeller.

Termik Manyetik Şalter Yapısı

Sabit Kontak: Kompakt şaltere limitör özelliği kazandıran yatay U şeklindeki yapıdır. Akımı % 75 oranında sınırlandırır.

Hareketli Kontak:  Genel olarak bombe şeklindedir. Gümüş kontağı sabit kontağa göre daha sert yapıdadır.

Gövde ve Kapak: BMC denilen cam elyaf takviyeli polyester reçinesinden imal edilmiştir. Zira; kısa devre akımlarına olan dayanıklılığı oldukça yüksektir.

Not: Limitör özelliği; sabit kontağa yatay U formu verilerek yapılır ve kısa devre akımını yaklaşık % 75 oranında sınırlar. Örneğin, 100 KA kısa devre akımında devreden 25 KA akım geçer.

Kompakt (termik manyetik otomatik) şaltere düşük gerilim bobini, uzaktan kumanda kurma motoru mekanizması, yardımcı kontak blokları, açtırma bobinleri ve şu an bazı şalterde olmayan alarm kontak blokları gibi ek özellikler eklenebilmektedir.

Termik manyetik şalterlerin motor koruması için kullanılan tipinde, elektrik motorları ilk kalkış anında kısa süreli çok yüksek akım çekerler. Motor koruma şalteri de manyetik ayar sahası 8-12 katı arasında ayarlanmıştır.

Manyetik Koruma Özelliği

Manyetik koruma ise, aşırı akımlara karşı, manyetik alanın oluşturduğu mıknatıslanma ile çalışan mekanik bir düzenek ile sağlanır. Kısa devre, faz-faz hatası, faz-toprak hatası gibi akımlar, ekipmana ciddi hasar verebilir. İnsan yaşamı için yüksek risk oluşturur. En kısa sürede kesilmesi gerekir, bu sebeple ani bir koruma olan manyetik korumaya ihtiyaç duyulur. Manyetik koruma mekanizması, yüksek büyüklükteki hata akımlarıyla açılmak üzere kalibre edilir. Ancak aşağıdaki akımlara cevap vermemelidir.

• Normal çalışma akımı
• Bazı elektrikli cihazlarda normal olarak ortaya çıkan kısa süreli ve düşük büyüklükteki aşırı akım koşulları

Kullanım Alanları