Kompakt Şalterler

:: Kompakt Şalterler
Fahri Şen
Elektrik-Elektronik Müh.
SİGMA Elektrik Ar-Ge Bölümü
Kompakt şalterler, üzerinde termik koruma, manyetik koruma ve limitör özellikleri
bulunan alçak gerilim devre kesicileridir.
Kompakt şalterlerde termik korumayı sağlayan bi-metaldir. Bi-metal, sıcaklık
karşısında uzama katsayıları farklı olan iki metalin birbiri ile preslenmesi sonucu
oluşan bir malzemedir. Devreden aşırı akım geçtiğinde, termik koruma işlevi devreye
girer. Burada bazı tanımlamalar yapalım:
-Nominal Akım: Her elektrikli cihazın çalışabileceği bir akım değeri vardır. Bu akıma
nominal akım denir.
u Aşırı Akım: Nominal akımdan
büyük olan akımlara aşırı akım denir.
Aşırı akımlar devrede ısınmalara
sebep olur. Böylece devre işlevini
göremez hale gelir.
Manyetik koruma, devrede kısa
devre akımı oluştuğunda aktive olan
koruma işlevidir. Kısa devre, iki
iletkenin veya iki baranın birbiri ile
teması sonucunda oluşur. Bu
durumda direnç sıfıra yakın bir değer
alır. Ohm kanuna göre E = I x R
olduğundan,
Şekil1. Termik Koruma (aşırı akımdan
dolayı şalter "on" konumundan "trip"
konumuna geliyor
yani akım sonsuza gider.
Buradan anlaşılır ki, kısa
devre akımı nominal akımın
binlerce katı olacak ve
devrede ağır tahribatlara yol
açacaktır. Kompakt
şalterlerde manyetik
koruma işlevi, U manyetik
parça ve hareketli manyetik
mekanizma ile, sağ el
prensibine göre yapılır.
Şalterlerde manyetikler
nominal akımın istenilen
katlarına
ayarlanabilmektedir. Limitör
özeliği, sabit kontağa yatay
U formu verilerek yapılır. Bu
durumdaki sabit kontaktaki
Şekil2. Akımın ve manyetik alanın oluşması
akımın yönü ve manyetik
alanın yönü ile hareketli
kontağın akım ve manyetik
alanları birbirine zıt olur. Bu
sayede hareketli kontak
sabit kontaktan daha hızlı
ayrılır. Çünkü zıt manyetik
alanlar birbini iter.
Separatör arkın
söndürülmesini sağlar.
Hareketli kontak sabit
kontaktan ayrılırken, sabit
kontaktan hareketli kontağa
doğru bir akım akar. Bu
akıma ark adı verilir. Arkın
sıcaklığı yüzlerce dereceyi
bulur; bu da şalterde
tahribata yol açar. Ark, ark
Şekil3. U-parça üzerinde indüklenen manyetik alan boynuzları vasıtasıyla
separatöre doğru gider.
karşısında bulunan hareketli manyetik parçayı
çekerek sistemi açtırır.
Şekil4. Limitör özelliği
Separatörün plakaları arasındaki hava, sonsuz
direnç rolü oynar. Bu durumda Ohm yasası
uygulanırsa,
olur.
Separatörün duvarında kullanılan epoksi
maddesi bir gaz çıkartır ve bu gaz da oluşan
manyetik alanı söndürür.
Malzeme Yapısı
Kontaklar
- Sabit Kontak
Kompakt şalterlerde sabit kontağa yatay U
formu verilmişir. Bu form, şaltere limitör özeliği
kazandırır. Böylece akım %75 oranında
sınırlandırılır. Sabit kontağın gümüş kontağı
Şekil5. Sınırlanan kısa devre akımı
Şekil6. Sabit kontaktan hareketli
kontağa doğru arkın oluşumu
hareketli kontağa göre daha yumuşak
yapıdadır. Hareketli kontak sabit kontak
üzerinde iz bırakır ve geçiş direnci en düşük
olur.
- Hareketli Kontak
Hareketli kontak bombeli şekilde imal edilir.
Sabit kontağa göre gümüş kontağı daha sert
yapıdadır.
Şekil7. Seperatör
Gövde ve Kapak Yapısı
Kompakt şalterlerde gövde ve kapak, BMC adı verilen cam elyaf takviyeli polyester
reçinesinden üretilmiştir. BMC'nin kullanılmasının nedeni, kısa devre akımlarına
karşı mukavemetinin yüksek olmasıdır.