Kırma kapasitesi neyi ifade eder
Kırma kabiliyeti, bir şalterin kısa devre akımını güvenle açıp kesme sınırıdır. Cihazın üzerinde yazan değer bir reklam değil, güvenlik sınırıdır: o değerin üzerinde bir kısa devre akımında şalter, yayıncılık yapamaz, arkı sönmez ve hasar görür.
Üç benzer görünen ama farklı anlam taşıyan değer vardır: Icn, küçük şalterlerde kullanılan nominal kısa devre açma kapasitesidir ve cihaz bu akımda garanti altına alınmaz. Icu (kırma kabiliyeti), cihazın bu akımı güvenle açabildiği, ancak açmadan sonra cihazın test edilmeden kullanılamayabileceği sınır değerdir. Ics ise servis kırma kapasitesidir; bu akımdan sonra cihazın çalışmaya devam edebilmesi garanti edilir. Pratik tablo:
| Değer | Ne anlama gelir | Sonrası |
|---|---|---|
| Icn | Nominal kısa devre açma değeri | Cihaz için garanti yok |
| Icu | Nihai kırma kabiliyeti | Açma sonrası kontrol ve yenileme gerekir |
| Ics | Servis kırma kapasitesi (%100/Icu) | Çalışmaya devam eder |
Ics çoğu cihazda Icu'nun %25, %50, %75 veya %100'ü olarak üretilir; %100 Ics'li cihazlar kritik besleme hatlarında tercih edilir.
Icu ile Ics arasındaki fark pratikte neyi değiştirir
Bir pano kısa devresinde devreyi açan şalter Icu değerinde çalıştıysa, akım kesilmiş ama cihaz iç yapısı ısıl ve mekanik olarak zorlanmıştır. Yeniden çalıştırılmadan önce muayene edilmesi, gerektiğinde yerinin değiştirilmesi gerekir. Ics değerinde açma yapan şalter ise yeniden devreye alınabilir.
Bu nedenle Icu seçimi bir güvenli sınır, Ics seçimi ise işletme sürekliliği kararıdır. Ana panoda yüksek Icu, son devrelerde ise yeterli Ics aranır. Ayrıca ark enerjisi sınıfları (kA²s) devreler arası koordinasyonun parçasıdır: üst kademede açma enerjisi yüksek olan bir cihaz, alt kademeyi hasar bırakmadan koruyamayabilir.
Kısa devre akımı nasıl bulunur
Seçimin dayanağı, şalterin monte edildiği noktadaki olası kısa devre akımıdır. Şalt merkezinde bu değer trafo verisiyle bulunur: Ik = S / (√3 × U × u), burada S trafo gücünün VA cinsinden değeri, U çıkış gerilimi, u ise kısa devre gerilim yüzdesidir (ondalık).
Örneğin 1 000 kVA, u = %6 olan bir trafonun alçak gerilim çıkışında: Ik = 1 000 000 / (1,732 × 400 × 0,06) ≈ 24 kA. Trafodan uzaklaştıkça hat empedansı devreye girer ve akım düşer; kol devrelerinde mesafe payı sağlar. Hesap yapılmadığında, IEC 60364-4-43 son devreler için kısa devre akımının 5 kA'nın altında kabul edilebileceğini öngörür; bu yalnız son devreler için geçerli bir varsayımdır, ana panoya genellenemez.
Seçim sırası ve koordinasyon
Kırma kabiliyeti aşağıdaki sırayla seçilir:
- Şalterin monte edildiği nokta için olası kısa devre akımını hesaplayın.
- Icu değerini bu akımın en az üst kadem ticari ölçüsüne koyun; eşitlik kabul edilir, marj iyidir.
- Kritik hatlarda Ics = %100 Icu olan cihazları tercih edin.
- Alt kademe şalterlerin ark enerjisi ile üst kademeyi boğmadığını, seçicilik (selektivite) kurallarına göre doğrulayın.
- Kaçak akım koruma cihazı ve diğer korumalarla koordinasyonu tek dosyada belgeleyin.
Unutulmaması gereken nokta, kısa devre akımının yalnız şalterin açma yeteneğini değil, ark enerjisini de belirlemesidir. Icu seçimi tek başına yeterli bir koordinasyon kanıtı değildir.
Etiket, sınıf ve test standardı
Şalterin üzerindeki değerler bir test standardının ürünüdür. Düşük gerilim şalterleri IEC 60947-2'ye göre sınıflandırılır ve kırma kabiliyeti bu standardın tanımladığı test koşullarında doğrulanır. Etiket üzerinde tipik olarak cihaz tipi, sürekli akım (In), kırma kabiliyeti (Icu ve Ics) ve çalışma voltaj sınıfı yer alır.
Kırma kabiliyeti yalnız akımla değil, çalışma gerilimiyle de ilgilidir: 400 V'ta 25 kA olarak verilen bir cihazın değeri, daha düşük gerilimlerde aynı kalır ama o cihazın sınıfı belli bir gerilim aralığı için geçerlidir. Cihazı seçerken hem akım hem gerilim hem de kırma kabiliyeti üçlüsünün aynı satırda karşılanması gerekir.
Bir de kullanım kategorisi vardır: kategoria I (çok kısa süreli ark, örneğin devre dışı bırakma), kategoria II (tüketici devreleri, kısa süreli ark) ve kategoria III (şalt merkezleri ve sabit tesisat ekipmanı, kalıcı ark dayanımı). Ana panonun ana şalteri ve besleme tarafındaki cihazlar kategoria III'ten seçilir; son devreler için kategoria II çoğu zaman yeterlidir. Yanlış kategoride seçilen bir cihaz, etiketteki Icu değerinden bağımsız olarak kısa devre altında güvenilir değildir.
Cihaz ömrü ve bakım da etiketin parçasıdır: mekanik ve elektriksel ömür (örneğin açma–kapama sayısı) veri sayfasında yer alır. Zamanla değiştirilen bir cihazın yerine, etiketteki tüm değerleri karşılayan bir eşdeğer konmalıdır; yalnız gövde boyutuna bakarak yapılan değişiklik koruma seviyesini düşürebilir.
Çalışılmış örnek ve sık yapılan hatalar
630 kVA, u = %4 olan bir trafonun çıkışında kurulu bir ana pano olsun. Kısa devre akımı: Ik = 630 000 / (1,732 × 400 × 0,04) ≈ 22,7 kA. Pano ana şalteri için bu değeri karşılayan en yakın kademe 25 kA Icu olur; daha ekonomik bir alternatif aranıyorsa pano konumu ve hat empedansıyla ilgili gerçek akıma yeniden bakılır. Pano içindeki ana kol şalterleri için 25 kA, mesafe payıyla beslenen uzak kol devreleri için 16 kA çoğu zaman yeterlidir; en son devrelerde 5–6 kA'lık cihazlar kabul edilebilir.
Sık yapılan hatalar: trafonun kısa devre gerilim yüzdesiz akımını hesaplamak, uzak devrelerde kademeli düşüşü dikkate almamak, yalnız Icu'ya bakıp Ics ve ark enerjisini yok saymak ve 5 kA varsayımını ana panoya taşımaktır. Yeni bir hat eklendiğinde kısa devre akımı da yeniden değerlendirilmelidir; hesap bir kez yapılmış bir belge değildir.
GorkyCAD Pro'da kısa devre, seçicilik ve koruma koordinasyonu proje modeli üzerinde çalışır; sonuçlar pano listelerine ve PDF dokümantasyonuna otomatik işlenir.
Ücretsiz başlayın, kredi kartı gerekmez →
Sık sorulan sorular
Icu değerini kısa devre akımına eşit seçmek yeterli mi?
Yeterlidir, çünkü Icu o akımı güvenle kırabildiği anlamına gelir. Ancak açma sonrası cihazın durumu gözden geçirilmelidir; kesintisiz işletme gereken hatlarda Ics = %100 Icu aranır.
Ics Icu'dan neden küçük olur?
Üretici cihazın belirli bir akımın altında garantili çalıştığını, üstünde ise yalnızca akımı keseceğini beyan eder. Ics/Icu oranı %25'ten %100'e kadar kademeli satılır.
Son devrelerde 5 kA varsayımı her zaman geçerli mi?
Hayır, yalnız kısa devre akımının hesaplanmadığı son devreler için geçerlidir. Besleme kaynağı güçlüyse veya hat kısaysa gerçek değer hesaplanmalı ve ona göre seçilmelidir.
Kırma kabiliyeti seçiminde hangi veriler gerekir?
Trafo gücü ve kısa devre gerilim yüzdesi, besleme gerilimi, şalterin konumu ve o noktadaki hat empedansı. Bu veriler olmadan yapılan seçim tahmindir.