Kompakt Şalter (MCCB) Seçimi: Kesme Kapasitesi ve Ayar Kararı
Bir dağıtım panosunun ana giriş şalterini seçerken katalogdan ilk bakılan satır çoğu zaman anma akımı (In) oluyor: “400 amper yeterli, geç”. Oysa o şalter, trafonun hemen altındaki bir kısa devrede binlerce amperi kesmek zorunda kaldığında hayatta kalıp kalmayacağını belirleyen değer anma akımı değil, kesme kapasitesidir. Yanlış seçilmiş bir kompakt şalter (MCCB), normal yükte yıllarca sorunsuz çalışır; asıl sınavı bir kere verir ve o an ya arkı söndürür ya da içinde kaynar.
Kompakt şalter, kalıp gövdeli (moulded case) bir alçak gerilim (AG) devre kesicisidir; minyatür şalterin (MCB) üstünde, açık tip şalterin (ACB) altında bir güç aralığını kapsar. Bu yazıda tanımda oyalanmadan seçimin iki kritik kararına odaklanıyoruz: doğru kesme kapasitesini seçmek ve açma birimini (termik-manyetik ya da elektronik) sahaya göre ayarlamak. Pano tarafındaki form ve dokunma koruması kararlarını pano formları seçimi yazısında ayrıca ele aldığımız için burada tekrar etmiyoruz.
Kesme kapasitesi sınıfları: Icu, Ics ve kullanım kategorisi
Kompakt şalterlerin kesme performansı TS EN / IEC 60947-2 kapsamında tanımlanır ve katalogda tek bir sayı olarak değil, birkaç ayrı değer olarak verilir. Bunları karıştırmak en pahalı seçim hatalarından biridir.
Icu (nihai kesme kapasitesi) şalterin tek seferde kesebileceği en yüksek kısa devre akımıdır. Standart, Icu’dan sonra şalterin dielektrik dayanımını koruması gerektiğini ama aynı performansı tekrar vermek zorunda olmadığını söyler. Yani Icu bir “can havli” değeridir: kesti, kurtardı, ama sonrasında değişmesi gerekebilir.
Ics (servis kesme kapasitesi) ise şalterin kestikten sonra da normal servise devam edebileceği akımdır ve Icu’nun yüzdesi olarak verilir (%25, %50, %75, %100). Ana giriş ya da sürekliliği kritik bir kolon için Ics değeri yüksek bir şalter seçmek, arıza sonrası tesisin ayakta kalmasını sağlar.
Kullanım kategorisi (A ve B) ise şalterin kısa devre akımını gecikmeli açıp açamayacağını belirler. Kategori B, kısa zaman gecikmesi (short time delay) ile selektiviteye izin verirken, kategori A anlık açar. Ana-tali koordinasyonu (selektivite) kurulacaksa kategori B şart olur.
Icu ile Isc karşılaştırması
Kesme kapasitesi seçiminin çekirdeği tek bir karşılaştırmadır:
Icu ≥ Isc
Burada Isc, şalterin bağlandığı noktada oluşabilecek beklenen kısa devre akımıdır. Bu akımın hesabı IEC 60909’a göre trafo gücü, kısa devre gerilimi (uk) ve besleme kablosunun empedansına bağlıdır ve tesise özgüdür; bu yazıda örnek bir değer üzerinden ilerliyoruz, kendi tesisiniz için Isc’yi proje kısa devre çalışmanızdan almanız gerekir.
Örnek olarak, 1000 kVA / 400 V bir trafonun hemen altındaki ana panoda beklenen kısa devre akımı örnek olarak 35 kA mertebesinde olsun. Bu durumda ana şalterin Icu değeri en az 36 kA (tipik katalog basamağı) seçilmelidir; 25 kA’lık ekonomik bir gövde bu noktada yeterli değildir. Trafodan uzaklaştıkça, kablo empedansı arttıkça Isc düşer, dolayısıyla tali panolarda daha düşük Icu’lu şalterler kullanılabilir.
Icu’nun Isc’nin altında kaldığı durumda iki yol vardır: ya daha yüksek kesme kapasiteli (ve daha pahalı) bir gövdeye çıkılır, ya da üst kademedeki şalterle birlikte üretici tarafından test edilmiş bir kaskad (back-up protection) tablosu kullanılır. Kaskadda üstteki şalter, alttakinin tek başına kesemeyeceği akımı sınırlayarak alttakini korur; ancak bu kombinasyonun üretici katalog tablosunda test edilmiş olması şarttır, kendi kafanıza göre kombinasyon kuramazsınız.
Termik-manyetik ve elektronik açma birimi seçimi
Kesme kapasitesi “felaket anını” yönetir; açma birimi ise günlük korumayı yapar. İki tip vardır ve seçim tesisin karakterine göre yapılır.
Termik-manyetik açma birimi iki bileşenden oluşur. Termik kısım (bimetal) aşırı yükü zamana bağlı açar; ısındıkça bükülür, uzun sürerse tetikler. Manyetik kısım ise kısa devrede anlık açar. Küçük ve orta güçlerde, sabit yük karakteri olan tesislerde ekonomik ve yeterlidir.
Elektronik (mikroişlemcili) açma birimi ise LSI/LSIG fonksiyonlarıyla gelir: uzun zaman (L), kısa zaman (S), anlık (I) ve toprak arızası (G). Ir, tr, Isd, tsd, Ii gibi parametreler ayrı ayrı ayarlanabildiği için selektivite çok daha hassas kurulur. Yüksek akımlı ana girişlerde, motor kalkışlarının bol olduğu tesislerde ve koordinasyon zorunlu olan yerlerde tercih edilir.
Ayar tarafında iki kritik parametre:
Ir (uzun zaman ayar akımı) = In × ayar katsayısı
Ir, kabloyu aşırı yüke karşı koruyan eşiktir ve mutlaka kablo taşıma kapasitesiyle uyumlu seçilmelidir. Burada IEC 60364-4-43’ün koruma zinciri devreye girer:
Ib ≤ Ir (In) ≤ Iz ve I₂ ≤ 1,45 × Iz
Yani devre tasarım akımı (Ib), şalter ayarından küçük ya da eşit; şalter ayarı da kablonun sürekli akım taşıma kapasitesinden (Iz) küçük ya da eşit olmalıdır. 400 A gövdeli bir şalteri, altındaki kablo 300 A taşıyorsa Ir değerini 0,75 basamağına çekerek 300 A’e ayarlamak, kabloyu korumanın tek yoludur.
Im / Isd (manyetik / kısa zaman eşiği) ise geçici akımları (motor yol alma, trafo mıknatıslanma) gereksiz açmadan geçirecek, gerçek kısa devrede ise hızlı tetikleyecek şekilde ayarlanır. Motor kalkış akımının 6-8 katına çıktığı tesislerde bu eşik çok düşük tutulursa şalter her kalkışta atar.
Ayarları sahada projelendirirken
Koruma cihazlarının seçimi tek başına yeterli değil; kaçak akım koruması ile termik korumanın rollerini birbirine karıştırmamak gerekir. Aşırı akım ve kaçak akım iki ayrı olaydır; kaçak akım eşiği ve tip seçimini kaçak akım rölesi seçimi yazısında ayrıca inceledik. Kompakt şalterin toprak arızası fonksiyonu (G), artık akım cihazının yerini tutmaz; farklı mertebelerde çalışırlar.
Selektivite kurarken üst kademedeki şalterin kısa zaman gecikmesi (tsd), alttakinin açma süresinden daha uzun ayarlanır ki alttaki arızayı önce temizlesin, üstteki gereksiz açıp koca tesisi karartmasın. Bu ancak üst şalter kategori B ise mümkündür; kategori A anlık açtığı için tam selektivite sağlanamaz, ancak akım selektivitesiyle sınırlı koruma kurulur.
Pano içi yerleşimde şalterin anma yalıtım gerilimi (Ui) ve darbe dayanım gerilimi (Uimp) değerlerinin tesis gerilim seviyesiyle uyumlu olması; ayrıca ortam sıcaklığına göre kapasite düşürmenin (derating) hesaba katılması gerekir. Katalog değerleri genelde 40 °C referansına göredir; pano içi sıcaklık 50-60 °C’ye çıkan kompakt panolarda anma akımı düşer. Bu düşüşü ihmal etmek, sabahları soğukken sorunsuz çalışıp öğleden sonra atan bir şaltere yol açar. Pano seçim ve ısı yönetimi tarafını elektrik panosu seçimi rehberinde ayrıntılı ele aldık.
Sık yapılan seçim hataları
- Sadece anma akımına bakıp Icu’yu görmezden gelmek. In doğru, ama trafonun dibindeki Isc karşısında Icu yetersizse şalter kesme anında hasar görür.
- Icu’yu Ics zannetmek. Kritik bir kolonda %25 Ics’li ekonomik bir gövde seçmek, bir kısa devreden sonra şalterin servis dışı kalması demektir.
- Ayarı fabrika değerinde bırakmak. 400 A gövdeli şalter 200 A kabloyu korumak üzere kurulduysa Ir’ı düşürmeden bırakmak, kabloyu aşırı yüke açık hale getirir.
- Kategori A şalterle tam selektivite beklemek. Anlık açan bir şalterle zaman selektivitesi kurulamaz; koordinasyon istiyorsanız kategori B gerekir.
- Test edilmemiş kaskad kombinasyonu. Farklı markaların şalterlerini kafadan kaskad kurmak; üretici tablosunda olmayan kombinasyon geçersizdir.
Seçim kontrol listesi
- Bağlantı noktasındaki Isc’yi proje kısa devre çalışmasından alın; Icu ≥ Isc olduğunu doğrulayın.
- Sürekliliği kritik noktalarda Ics/Icu oranına bakın; ana girişte yüksek Ics tercih edin.
- Selektivite gerekiyorsa kullanım kategorisi B ve elektronik açma birimi seçin.
- Ir’ı kablo taşıma kapasitesine göre ayarlayın: Ib ≤ Ir ≤ Iz.
- Manyetik/kısa zaman eşiğini yük kalkış karakterine göre kurun.
- Ortam sıcaklığına göre kapasite düşürmeyi hesaba katın.
- Icu yetmiyorsa yalnızca üretici onaylı kaskad tablosunu kullanın.
Trafo altı kısa devre değerleri ve selektivite tablonuzla ilgili tereddüt varsa proje kısa devre çalışması ve şalter koordinasyonu için bize yazın.
📩 kompakt şalter ihtiyaçlarınız için bize ulaşabilirsiniz.
📧 Teklif ve talepleriniz için: info@electricistanbul.com
🌐 WhatsApp: +90 537 398 12 15
Bir yanıt yazın