[Rehber] Devre kesiciler: MCB, MCCB, ELCB, RCD, RCCB, RCBO, SPD, Fuse

[umitseyhan]

Merhaba, bu forum konusunda, -özellikle Türkiye'de, maalesef ki neredeyse tamamı "sigorta" adıyla bilinen çeşitli devre kesicileri ile ilgili bilgi vermeye çalışıyor olacağım. Burada anlatacağım bilgiler nispeten yüzelsel olup, her biri için ayrıca birer konu dolusu yazı yazmak mümkündür. Kendim herhangibir sertifikalı elektrik uzmanı değilim ve elektrik ile ilgili profesyonel bir iş yapıp bunun üzerinden para kazanmıyorum. Sahip olduğum (ve bu konuda paylaştığım) tüm bilgiler kendi isteğim ve hevesim ile yerli ve yabancı kaynaklardan araştırarak ve teyit ederek öğrendiğim bigilerdir. Bu konuyu sadece milletime fayalı olması niyetiyle yazıyorum, herhangibir servis hizmeti vermiyor ve burada okuduğunuz bilgilerden kaynaklı doğabilecek herhangibir arızadan ötürü sorumluluk kabul etmiyorum. Bunu aradan çıkardığımıza göre hadi başlayalım!

Öncelikle birkaç terimi açıklayalım.

• Aşırı Akım (ing: Overcurrent): Bir elektirik devresinde, devrenin tasarımına/kapasitesine kıyasla beklenenden daha fazla akım taşıması durumu. Bu, genellikle aşırı yüklenme, kısa devre veya bir arıza sonucunda meydana gelir. Genellikle kabloların erimesi buna dalalettir. Aşırı akım, bir elektrik devresinin tasarımına göre belirlenen belirli bir akım sınırlamasının üzerine çıkarsa devre güvenliği açısından tehlikeli olabilir. Sigortalar veya Minyatür Devre Kesiciler gibi koruyucu cihazlar, aşırı akım durumunda devreyi keserek tesisatı ve cihazları korurlar (insanı değil).
• Artık Akım (ing: Residual Current): "Residual", kelime anlamı olarak "bir şeyin büyük bir kısmı gittikten sonra geriye kalan, arta kalan" anlamına gelir. Bir elektrik devresindeki giriş ve çıkış arasındaki akım farkını ifade eder. Normal bir elektrik devresinde giriş ve çıkış arasındaki akım eşit olmalıdır.
  
  Örnek vermek gerekirse, eğer faz hattından 16 amperlik bir akım yüke (elektriği kulanan birim, örn: televizyon) gidiyorsa, nötr hattından da aynı şekilde 16 amperlik bir akım geri dönmelidir. Eğer nötr hattından gelen akım 16 amperden az ise, bir yerde kaçak akım var demektir. Bir cihazda kaçak akım meydana geldiğinde, kaçak olan akım nötr hattı yerine toprağa yönelebilir veya başka bir yola çıkabilir. Bu durumda, kaçak akım nötr hattından geri dönmez ve bu nedenle nötr hattından gelen geri dönüş akımı azalır. Fakat faz hattından gelen akım aynı kalır. Sonuç olarak, rezidüel akım dediğimiz olay oluşur. İşte nötr hattından geri gelmeyen bu kaçak akım "artık" olarak nitelendirilir. Bu artık akım devreden kaçıp bir canlıya (mesela bir insana) akıyor olabilir, bu da ölüm tehlikesi demektir. Türkiye'de çoğunlukla "Aşırı Akım" olarak (yanlış) bilinir, kimi zaman (çoğunlukla bu forumda) "Rezidüel Akım" olarakta kullanılmaktadır.
• Kaçak Akım (ing: Leakage Current ve/veya Earth Leakage Current): Bir elektrik devresinde normal akış yolu dışında, izole edilmiş bir iletken yüzeyine veya toprağa kaçan elektrik akımıdır. "Leakage current" kaçak/kaçan akım demektir ve genellikle iletkenin yüzeyine kaçan akımı ifade eder, "Earth leagage current" ise toprağa kaçan akımı ifade etmek için kullanılır. Normalde, elektrik devresindeki akım, faz hattından gider, bir yük üzerinden geçer ve nötr hattına geri döner. Ancak bir arıza veya bir izolasyon hatası meydana geldiğinde, elektrik akımı istenmeyen bir yola doğru kaçabilir. Artık akım oluşmasına sebep olur ve bir "Artık Akım Cihazı (ing: RCD)" aracılığıyla korunma sağlanabilir.
• Kısa Devre (ing: Short Circuit): Bir elektrik devresinde normalde birbirinden izole olması gereken iki veya daha fazla iletkenin bir şekilde doğrudan birleşmesi veya temas etmesi durumunu ifade eder. Örneğin, faz ve nötr hattının yük yerine doğrudan birbirlerine temas etmesi. Akımın gideceği mesafe kısalır, yük üzerindne geri dönmesi gereken akım nötr üzerindne geri döner, bu yüzden "kısa" devre denir. Kısa devre, yüksek akım akışını tetikler ve bu da kabloların aşırı ısınmasına, cihazların zarar görmesine ve hatta yangına yol açabilir.
• Aşırı Yüklenme (ing: Overload): Bir elektrik devresine kapasitesinin/tasarımının üzerinde akım talep eden yük veya yükler bağlanması durumu. Örneğin, en fazla 16 amper akım sağlayabilecek bir devreye 32 amper talep eden bir âni su ısıtıcı şofben bağlanması. Elektrik devresindeki cihazların veya kabloların zarar görmesine neden olabilir, ancak kısa devre gibi ani bir akım artışı değildir. Sıklıkla "Aşırı Akım" ile karıştırılır.
• Ani Gerilim Artışı (ing: Surge): Bir elektrik devresindeki ani ve geçici bir gerilim artışını ifade eder. Ani gerilim artışları, bir elektrik devresine normalden daha yüksek bir gerilim uygulandığında ortaya çıkar ve genellikle dış etkenler veya elektrik sistemlerindeki arızalar nedeniyle meydana gelir. Yıldırım çarpması, Şebeke dalgalanmaları veya endüstriyel ortamlarda yüksek gerilim ile çalışan cihazların devreye sokulup çıkarılması gibi durumlar örnek verilebilir.
• Elektrik Arkı (ing: Electric Arc veya Arc Discharge): Bir elektrik devresinde ani ve kontrolsüz bir şekilde elektrik akımının hava veya izolatörler arasında atlaması veya geçmesi durumunu ifade eder. Bu, genellikle yüksek gerilim uygulandığında veya bir cihazda bir arıza meydana geldiğinde ortaya çıkar. Başka bir deyişle ark, elektrik devresindeki normal akış yolu dışında bir akım yolunun oluşması sonucu meydana gelir.
• Şok Önleme (ing: Shock Prevention): Elektrik çarpması riskini azaltmak veya önlemek için alınan tedbirleri ifade eder. Elektrik çarpması, insan vücudunun elektrik akımına maruz kalması sonucu oluşan bir durumdur ve ciddi yaralanmalara veya ölüme neden olabilir. Bu nedenle, elektrik güvenliği önlemleri alınarak elektrik çarpması riski en aza indirilmeye çalışılır.
• Devre kesici (ing: Circuit Breaker): Bir elektrik devresindeki akımın varlığını kontrol eden cihazların genel ismi. Genellikle elektrik panolarına takılan röleler için kullanılmakta olmakla birlikte, en basitinden bir lamba anahtarı da bir çeşit devre kesidir.

Şimdi gelelim devre elemanlarına.

• Sigorta (ing: Fuse): Elektrik devrelerini aşırı akımdan ve/veya kısa devrelerden korumak için kullanılan elektromekanik veya termal devre elemanlarıdır. Bahsi geçen durumlar gerçekleştiğinde devreyi açarlar (elektriği keser). Bir kez devreyi açtıktan sonra, genellikle sigortanın içerisindeki bir eleman (örneğin, bir metal tel veya termal bir cihaz) erir veya devre dışına çıkar. Bu durumda, sigortanın değiştirilmesi gerekir çünkü bir kez devreyi kestikten sonra tekrar devreye alınamazlar. Dolayısıyla tek kullanımlıktırlar. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden FUSE olarak bahsediyor olacağım.
  
  

• Minyatür Devre Kesici (ing: Miniature Circuit Breaker = MCB [telaffuz: em-si-bi]): Elektrik devrelerindeki aşırı akım ve kısa devre durumlarında devreyi otomatik olarak keserek elektrik güvenliğini sağlamak için kullanılan koruyucu cihazlardır. Genellikle en yüksek 63A kesme kapasitelileri piyasada olmakla beraber arandığı takdirde 100A kesme kapasitesine sahip MCB'lerde bulunabilmektedir. Teorik olarak sigorta ile aynı işe yaramaktadır, ancak sigortalardan farklı olarak devreyi kapatmak için kendilerini feda etmez, dolayısıyla tekrar tekrar şalteri açmak suretiyle kullanmaya devam edilebilir. Bundan ötürü olsa gerek çok hızlı bir şekilde sigortaların yerini aldı, ancak malesef ki insanların ağzında hâlen daha "sigorta" olarak kaldı. Kimi yerde "otomatik sigorta" kimi yerde ise "otomat" olarak adlandırılmaktadırlar. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden MCB olarak bahsediyor olacağım.
  
  
• Kalıplı Kasa Devre Kesici (ing: Molded Case Circuit Breaker = MCCB [telaffuz: em-si-si-bi]): Elektrik devrelerindeki aşırı akım ve kısa devre durumlarında devreyi otomatik olarak keserek elektrik güvenliğini sağlamak için kullanılan koruyucu cihazlardır. Teorik olarak sigorta ve MCB ile aynı işe yarar. Aralarındaki fark MCCB'lerin 1000A'ya kadar kesme kapasitesi sunmasıdır ve zaman zaman devre değiştirebilme özelliklerinin olmasıdır. Genellikle endüstriyel ortamlarda kullanılır. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden MCCB olarak bahsediyor olacağım.
  
  
• Toprak Kaçağı Devre Kesici (ing: Earth Leakage Circuit Breaker = ELCB [telaffuz: i-el-si-bi]): Elektrik devrelerinde insanları elektrik çarpmasından korumak ve yangın riskini azaltmak amacıyla toprak kaçaklarını algılayıp devreyi kesen bir güvenlik cihazıdır. Bu cihazlar özellikle toprağa doğru kaçan akımları algılayarak devreyi otomatik olarak keserler, böylece elektrik sistemlerindeki güvenliği artırırlar. Eski bir teknolojidir ve kullanımı günümüzde nadirdir. Toprak hatlarındaki potansiyel farkı ölçerek çalışır. Eğer belirli bir potansiyel farkı algılanırsa, cihaz devreyi keser. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden ELCB olarak bahsediyor olacağım.
  
  
• Artık Akım Cihazı (ing: Residual Current Device = RCD [telaffuz: ar-si-di]): ELCB'lerin modern/gelişmiş versiyonu denilebilir. ELCB'lerin aksine toprak hattındaki potansiyel farkı ölçmektense, faz ve nötr arasındaki farkı ölçer. Akımın giriş ve çıkışında fark varsa, bu akım kaçağının bir işareti olarak kabul edilir ve cihaz hızla devreyi keser. Bu tür, daha güvenilir ve hassas bir koruma sağlar. Tıpkı devre kesicisinde olduğu gibi bu da genel geçer bir terimdir ve artık akım koruması sağlayan her türlü cihaz aslında bir RCD'dir. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden RCD olarak bahsediyor olacağım.
• Artık Akım Devre Kesici (ing: Residual Current Circuit Breaker = RCCB [telaffuz: ar-si-si-bi]): RCD'nin özel bir tipidir ve yalnızca kaçak akım (artık akım) koruması sağlar. Elektrik devresindeki kaçak akımları (artık akımları) algılayarak devreyi keser. "Kaçak Akım Koruma Rölesi" olarak adlandırıldığı da görülmektedir. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden RCCB olarak bahsediyor olacağım.
  
  
• Aşırı Akımlı Artık Akım Kesici (ing: Residual Current Breaker with Overcurrent = RCBO [telaffuz: ar-si-bi-o]): Günümüzdeki en gelişmiş RCD çözümüdür. Hem "artık/kaçak akım"a karşı, hem de "aşırı akım" ve "kısa devre"ye karşı koruma sağlar. "RCCB + MCB = RCBO" şeklinde düşünülebilir. RCCB kullanılan sigorta panolarında genellikle her RCCB kendinden sonra bir veya daha fazla MCB'ye bağlanır ve bunların her biri kendi içinde bir grup oluşturur. RCCB devreyi kestiğinde bağlı olduğu bütün MCB'lerde otomatik olarak kesilmiş olur ve kaçak akımın tam olarak hangi MCB'nin bağlı olduğu devreden kaynaklandığı belli olmaz. Ancak RCBO kullanılan sigorta kutularında her bir RCBO kendi içinde bir gruptur ve bir devrede kaçak akım olduğunda sadece o RCBO atar. Bu durumda hem kaçak akımın yerini tepit etmek kolaydır, hem diğer devreler bundan etkilenmez, hemde iki devre elemanı yerine bir tane kullanıldığı için yer tasarrufu ve kablolama kolaylığı sağlanır. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden RCBO olarak bahsediyor olacağım.
  
  
• Ani Yüksek Gerilim Koruma Cihazı (ing: Surge Protection Device = SPD [telaffuz: es-pi-di]): Elektrik devrelerinde, gelen aniden yükselen gerilimleri kontrol altına alarak, elektrikle çalışan cihazları ve sistemleri zarar görmekten korumak için tasarlanmıştır. SPD'ler beliryeceğiniz bir üst voltaj limitine ayarlanır ve bunun üsütnde yüksek gerilim seviyeleri algılandığında, SPD bu fazla enerjiyi güvenli bir şekilde toprağa veya nötr hatta yönlendirir, böylece bağlı cihazların ve sistemlerin zarar görmesini engeller. Bu işlem, genellikle milisaniyeler içinde gerçekleşir ve normal elektrik akışını etkilemez. Eğer toprağa veya nötr hattına yönlendiremezse, kendi içinde emmesi/soğurması da mümkündür, yine de unutulmamalıdır ki bu SPD'nin bozulmasına sebep olabilir. Kullanım yerine ve koruma seviyesine göre çeşitli türlerde bulunabilir. Örneğin, Tip 1 SPD'ler doğrudan yıldırım darbelerine karşı, Tip 2 SPD'ler ise daha düşük seviyeli aşırı gerilim dalgalanmalarına karşı kullanılır. Türkiye'de bunlara "Parafudr" da denmektedir. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden SPD olarak bahsediyor olacağım.
  
  
• Ark Hatası Devre Kesici (ing: Arc Fault Detection Device = AFDD [telaffuz: ey-ef-di-di]): Elektrik devrelerinde oluşabilecek ark arızalarını algılayarak devreyi otomatik olarak kesen bir güvenlik cihazıdır. Elektrik arkı arızaları, genellikle iki iletken arasında veya bir iletken ile toprak arasındaki boşlukta bir ark oluşturan bir arızadır. Bu tür arızalar, yüksek ısı ve yangın riskiyle sonuçlanabilir. AFDD'ler, elektrik sistemlerindeki ark arızalarını tespit etmek için özel algılama teknolojileri kullanır ve genellikle konutlarda ve ticari binalarda yangın koruma önlemlerinin bir parçası olarak kullanılır. AFDD'ler, ark arızalarını tespit etme yeteneklerine göre çeşitli tiplerde mevcuttur. Bazı modeller, seri ve paralel ark arızalarını algılarken, diğerleri sadece paralel ark arızalarını algılar. Kafa karışıklığına sebep olmamak ve kavram karmaşasına bir son vermek adına bu forum konusu boyunca kendisinden AFDD olarak bahsediyor olacağım.
  
  

Bir tablo ile özetlemek gerekirse;

	Aşırı Akım​	Artık/kaçak Akım​	Kısa Devre​	Aşırı Yüklenme​	Surge​	Ark​
FUSE	✓​	​	✓​	✓​	​	​
MCB	✓​	​	✓​	✓​	​	​
MCCB	✓​	​	✓​	✓​	​	Sadece bazı modellerde​
ELCB	​	✓​	​	​	​	​
RCD	​	✓​	​	​	​	​
RCCB	​	✓​
RCBO	✓​	✓​	✓​	✓​
SPD					✓​	​
AFDD						✓​