Kaçak Akım Rölesi Testi

Kaçak akım rölesi, bir devrede faz ve nötr iletkenlerinden geçen akımlar arasındaki farkı sürekli izleyen ve bu fark belirlenen eşiği aştığında devreyi kendiliğinden açan koruma cihazıdır. Yalıtımı bozulmuş bir cihazın gövdesine dokunan bir kişinin vücudundan toprağa akım geçtiğinde ya da nem almış bir kablo toprağa akım kaçırdığında, rölenin kısa sürede açması elektrik çarpmasının sonuçlarını ve yangın başlangıcını sınırlar. Sigortalar ve otomatik şalterler aşırı akıma karşı tasarlandığından, insan vücudundan geçen ve tehlike oluşturan miliamper düzeyindeki akımları algılayamaz; bu koruma ancak kaçak akım düzeniyle sağlanır.

Kaçak akım rölesi testi, tesisattaki rölelerin belirtilen kaçak akım değerinde ve standartta öngörülen süre içinde açma yapıp yapmadığını kalibre edilmiş bir test cihazıyla ölçerek doğrulayan kontroldür. Rölenin üzerindeki test butonu yalnızca mekanizmanın ve iç devrenin hareket ettiğini gösterir; rölenin hangi akımda ve ne kadar sürede açtığını, koruma iletkeninin sağlam olup olmadığını ve tesisin topraklama düzeninin koruma koşulunu sağlayıp sağlamadığını göstermez. Ölçüm sonuçları her röle için ayrı ayrı kaydedilir ve uygunluk değerlendirmesiyle birlikte raporlanır; böylece hangi devrenin korumalı, hangisinin korumasız olduğu açıkça ortaya çıkar.

Kaçak Akım Rölesi Nedir ve Nasıl Çalışır?

Rölenin içinde, faz iletkenlerinin ve nötr iletkeninin birlikte içinden geçtiği halka biçimli bir akım transformatörü bulunur. Devrede kaçak yoksa gidiş ve dönüş akımlarının vektörel toplamı sıfırdır ve transformatörün sekonder sargısında sinyal oluşmaz. Akımın bir kısmı koruma iletkeni, toprak veya insan vücudu üzerinden başka bir yola saptığında bu denge bozulur; oluşan fark sekonder sargıda gerilim üretir ve açma mekanizmasını çalıştırır. Rölenin hangi fark akımında açacağı nominal kaçak akım değeriyle tanımlanır: hayat koruması için 30 mA, yangın riskine karşı tesis girişlerinde genellikle 300 mA değerli röleler kullanılır.

Röleler algılayabildikleri dalga şekline göre de sınıflandırılır. AC tipi yalnızca sinüs biçimli kaçak akımları algılar; A tipi buna ek olarak doğrultucu içeren cihazlarda oluşabilen darbeli doğru akım bileşenlerini, F tipi tek fazlı frekans dönüştürücülerin karışık frekanslı akımlarını, B tipi ise düzgün doğru akım kaçaklarını da algılar. Açma zamanına göre genel tip ve gecikmeli açan seçici S tipi röleler bulunur; ana panoda S tipi, tali panolarda genel tip röle kullanıldığında bir arıza yalnızca ilgili devreyi kapatır. Yalnızca kaçak akıma karşı koruma yapan röleler aşırı akım koruması sağlamaz; bu görev için seri bir sigorta gerekir.

Kaçak Akım Koruması Ne Zaman ve Neden Test Edilir?

Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği ve Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği, kaçak akım koruma düzenlerinin hangi tesis ve devrelerde kullanılacağına ilişkin hükümler içerir. TS HD 60364 serisi standartlar da genel kullanıma açık prizleri ve dış mekânda kullanılan taşınabilir cihazları besleyen devreler ile banyo gibi özel yerler için en çok 30 mA nominal kaçak akımlı tamamlayıcı koruma öngörür. İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği ise işyerlerindeki elektrik tesisatının yetkili kişilerce periyodik olarak kontrol edilmesini işverenin yükümlülüğü sayar; bu kontrol kapsamında yapılan kaçak akım rölesi testi, koruma cihazlarının beklenen performansla çalıştığını belgeler.

Testin gerekli olmasının temel nedeni, rölenin arızasının normal kullanımda fark edilmemesidir. Uzun süre hiç açma yapmamış bir rölenin mekanizması toz, nem ve korozyon etkisiyle sıkışabilir; elektronik devreli tiplerde bileşenler yaşlanabilir. Bu durumda tesis görünüşte korunur, ancak gerçek bir kaçakta röle açmaz ya da geç açar. Yeni tesislerin ilk devreye alınmasında TS HD 60364-6 kapsamındaki doğrulama ölçümleri rölelerin etkinliğinin kontrolünü içerir. Periyodik kontrol dışında; yeni devre eklendiğinde, pano yenilendiğinde, su baskını veya yangın sonrasında, bir elektrik çarpması yaşandığında ve rölenin sık açma yaptığı durumlarda ölçüm tekrarlanır.

Kaçak Akım Rölesi Test Yöntemi ve Kullanılan Cihazlar

Test cihazı, rölenin koruduğu devrede bir priz ya da çıkış klemensi üzerinden faz ile koruma iletkeni arasına bağlanır ve kontrollü bir fark akımı geçirir. Nominal değerin yarısında rölenin açmaması gerekir; bu adım gereksiz açmalara karşı hassasiyeti gösterir. Nominal değerde rölenin açması ve açma süresinin genel tip röleler için 300 milisaniyeyi aşmaması, nominal değerin beş katında ise genel tip için 40 milisaniye içinde açması aranır. S tipi rölelerde hem en kısa hem en uzun açma süresi sınırları kontrol edilir. Ölçümler pozitif ve negatif yarım dalgayla başlatılarak tekrarlanır ve daha uzun süre esas alınır.

Rampa testinde akım nominal değerin altından başlayarak kademeli olarak artırılır ve rölenin gerçekte hangi akımda açtığı belirlenir; sinüs biçimli kaçak akımda bu değer nominal değerin yarısı ile tamamı arasında olmalıdır. Önceki ölçümlerle karşılaştırılan rampa sonuçları, rölenin açma eşiğinin zamanla değişip değişmediğini de gösterir. Devreye bağlı cihazların sürekli kaçak akımları test akımına eklenerek rölenin olduğundan erken açmış gibi görünmesine yol açabileceğinden, ölçümden önce devrenin mevcut kaçak akımı hassas bir kaçak akım pensiyle ölçülür ve gerekiyorsa yükler ayrılır. Ölçümün devrenin en uzak prizinden alınması, o noktaya kadar koruma iletkeninin sürekliliğini de doğrular.

Rölenin etkinliği topraklama düzenine de bağlıdır. Topraklama direncinin yüksek olabildiği TT sistemlerinde, topraklayıcı direnci ile rölenin nominal kaçak akımının çarpımının 50 voltu aşmaması aranır; bu koşul arıza sırasında gövdelerde tehlikeli dokunma gerilimi kalmamasını sağlar. Bu nedenle test cihazı nominal kaçak akımda oluşacak dokunma gerilimini de hesaplar. Ölçümler, kaçak akım koruma cihazlarının testine ilişkin TS EN 61557 serisi gereklerini karşılayan ve kalibrasyonu geçerli tesisat test cihazlarıyla yapılır; bu cihazlar farklı röle tiplerine uygun dalga şekilleri üretir, döngü empedansı ve koruma iletkeni sürekliliği ölçümlerini de yapabilir.

Kaçak Akım Test Raporu ve Sık Görülen Hatalar

Raporda tesis bilgileri, topraklama sistemi tipi, ölçüm tarihi, ölçümü yapan mühendisin bilgileri ve test cihazının marka, model, seri numarası ile kalibrasyon bilgileri yer alır. Her röle için bulunduğu pano, beslediği devre, marka ve modeli, nominal akımı, nominal kaçak akımı, tipi ve gecikme sınıfı kaydedilir. Ölçüm bölümünde yarım, tam ve beş katı akımdaki açma davranışı, açma süreleri, rampa testinde belirlenen gerçek açma akımı ve dokunma gerilimi verilir. Her sonuç sınır değerle karşılaştırılarak uygun veya uygun değil olarak değerlendirilir; düzeltici öneriler sonuç bölümünde toplanır.

Ölçümlerde en çok rastlanan sorun, uzun süre çalıştırılmamış rölelerin hiç açmaması ya da gecikmeli açmasıdır. Sık açma yaptığı için köprülenmiş veya devreden çıkarılmış röleler devreyi tamamen korumasız bırakır. Prizleri besleyen devrelerde yalnızca 300 mA değerli yangın koruma rölesi bulunması hayat koruması sağlamaz. Frekans dönüştürücü veya doğrultucu içeren yükleri besleyen devrelerde AC tipi röle kullanılması, doğru akım bileşenli kaçakların algılanmamasına ya da rölenin duyarlılığının azalmasına yol açabilir. Nötr iletkeninin röleden geçirilmemesi, farklı rölelere bağlı devrelerin nötrlerinin ortak kullanılması ve röle çıkışında nötr ile koruma iletkeninin birleştirilmesi de sık görülen bağlantı hatalarıdır.