Yaygın olarak MCB'ler olarak bilinen Minyatür Devre Kesiciler, hem ev hem de endüstriyel güç dağıtımı ve güvenlik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hem normal bir anahtar hem de bir güvenlik cihazı olarak işlev görebilen çok sağlam anahtarlardır. Bu makale MCB'ler, yapıları, çalışma prensipleri ve uygulamaları hakkında derinlemesine tartışmayı amaçlamaktadır.
Minyatür Devre Kesici Nedir?
Minyatür Devre Kesiciler, elektrik gücünün kontrol edilmesi gereken hemen hemen her yerde bulunur. MCB'lerin uygulamaları tipik evlerden endüstriyel makinelere ve tesislere kadardır. MCB'lerde yeniyseniz, evinizdeki dağıtım panolarında bunlardan birini görmüş olabilirsiniz:
MCB'ler tipik olarak, belirli bir devreye veya cihaza güç sağlamak için bir dağıtım panosunda RCCB'den (Artık Akım Devre Kesiciler) sonra yerleştirilir. Bir ev uygulamasında bu, bir odaya veya ışıklar veya duvar prizleri gibi bir kısmına elektrik beslemesi olabilir.
Minyatür Devre Kesiciler temel olarak 'aşırı akım/kısa devre koruması' adı verilen ek bir güvenlik özelliğine sahip olan açma/kapama anahtarlarıdır. MCB'ler belirli bir maksimum akım için derecelendirilmiştir. MCb'den geçen akım bu değerden yüksekse, otomatik olarak kapatabilir ve devrenin geri kalanını koruyabilir.
Bu, geleneksel sigortalara göre çok avantajlıdır, çünkü böyle bir aşırı akım olayından sonra sigortaların değiştirilmesi gerekir. Sistemdeki arızayı giderdikten sonra kolayca tekrar açabileceğimiz için MCB'lerin değiştirilmesine gerek yoktur. İçlerindeki aktüatörler yay yüklüdür ve kapalı konumu alttadır. Bu, devrede bir arıza meydana geldiğinde hızlı kapatma eylemi sağlamak amacıyla yapılır.
Minyatür Devre Kesici Çalışma Prensibi
Minyatür Devre Kesiciler, aşırı akım kapatmalı mekanik anahtarlar gibi davranan nispeten basit cihazlardır. Kurulmaları ve çalıştırılmaları çok kolaydır ve çoğu zaman kurulumları bir servete mal olmaz. Bir MCB'nin dahili çalışmasına ve nasıl çalıştığına bir göz atalım.
Bir MCB'nin işlevsel ilkesi, fizikte basit ama ilginç bir fenomene dayanmaktadır. Bi-metal şeridin 'termal genleşmesi' olarak adlandırılır. Bu, ayarlanan sıcaklığı korumak için ısıtma elemanını otomatik olarak açmak/kapatmak için ütülerde kullanılan prensiple aynıdır.
Normalde, elektrik akımı bir iletkenden geçtiğinde ısınma eğilimi gösterir. Bu, metalik iletkenin uzunlamasına 'genişlemesine' neden olur. Metal üniform ve aynı malzemeden yapılmışsa, bu artış lineerdir ve ısınmadan önce ve sonra uzunluk farkı ölçülerek gözlemlenebilir. Farklı malzemeler aynı sıcaklık altında farklı şekilde genişler.
Bi-metal şeritler, adından da anlaşılacağı gibi, birbirine bağlı iki farklı metalden yapılmıştır. Isıtıldığında, uzunlukları doğrusal bir şekilde genişlemek yerine, bi-metal şeritler, iki metalin farklı genleşme katsayıları nedeniyle 'bükülme' eğilimindedir. Bu bi-metal şerit, iletken yolun bir parçasıdır. Anahtar 'açık' konumundayken akım bu iletkenden geçtiğinde biraz ısınır.
Bu şerit, çok fazla sapmaya neden olmadan belirli bir miktarda akıma (yani 20A) izin vermek için özel olarak tasarlanmıştır. Ve bu MCB'nin derecesi. Akım bu değeri aştığında, bi-metal şerit bükülür ve iletim yolunun bağlantısını hemen kesmek için elektro-mekanik bir mandalı serbest bırakır. Bu, saniyenin yalnızca bir kısmını alır, bu nedenle MCB aracılığıyla bağlanan cihazları korur.
MCB içindeki anahtar, yaylı bir gerilim altında mekanik olarak kilitlenir. Bu nedenle, bi-metal şerit, şalter kapandıktan sonra soğusa bile, otomatik olarak tekrar açılmayacaktır. Tekrar manuel olarak açmamız gerekiyor. Bu, MCB'yi tekrar açmadan önce sorunu gidermemizi ve düzeltmemizi sağlar.
Minyatür Devre Kesici Tipleri
MCB'ler, özel uygulamanız için seçebileceğiniz çok sayıda boyut, derecelendirme ve türde mevcuttur. Temel işlevsellik tüm türler ve modeller için aynı olsa da, uygulamanın mükemmel şekilde çalıştığından emin olmak için mümkün olan en iyi türü seçmeniz gerekir.
Var altı tür minyatür devre kesiciler. onlar tip A, B, C, DK ve Z. Tip B, C ve D başlıca türleridir. K ve Z daha az yaygındır ve belirli özel uygulamalar için oldukça uzmanlaşmıştır. Bu derecelendirmeler, 'trip-curve' adı verilen parametreye dayanmaktadır. Açma eğrisi, MCB'nin akım akışına verdiği yanıttır.
A Tipi MCB'ler
A kategorisine ait MCB'ler akım akışına son derece duyarlıdır. O kadar hassastırlar ki çok nadiren kullanılırlar. A Tipi MCB'ler, cihazın nominal akımının yaklaşık 2x ila 3x'inde açılabilir. Bunlar, yarı iletkenler gibi son derece hassas cihazları korumak için kullanılır.
B Tipi MCB'ler
B Tipi MCB'ler, nominal akımın yaklaşık 3 katı ila 5 katı arasında açılır. Bunlar, modele bağlı olarak 40 milisaniye kadar hızlı veya 13 saniye kadar yavaş hareket edebilir. Bunlar genellikle evsel ve endüstriyel aydınlatma devrelerini kontrol etmek için kullanılır.
C Tipi MCB'ler
Bunlar, nominal akımın yaklaşık 5x ila 10x katı akımlarda açılır. Açma süresi 40 milisaniye ile 5 saniye arasında olabilir. Tip C MCB'ler, fanlar, elektrik motorları, transformatörler ve mikrodalga fırınlar gibi motorları kullanan devreler için iyi bir seçimdir.
D Tipi MCB'ler
Tip D MCB'ler, en az hassas MCB türüdür. Bunlar, UPS, büyük motorlar, kaynak makineleri ve x-ray makineleri gibi ağır makineleri korumak için nominal akımın 10 katına kadar 20 katına kadar dayanabilir. Bunlar büyük ani akımlar çeker, bu nedenle D tipi MCB'ler akıma güvenle dayanabilir ve ayrıca bir şey kısa devre olduğunda güvenlik sağlar.
K Tipi MCB'ler
Bunlar D tipi MCB'lere benzer, ancak onlardan daha duyarlıdır. Bunlar daha hızlı açma süreleri sunar, bu nedenle bazen D tipi MCB'lerden daha uygun olabilir.
Z Tipi MCB'ler
Bunlar, A tipi MCB'lerin daha duyarlı bir versiyonudur. K Tipi MCB'ler, 2 saniye (3 milisaniye) içinde nominal değerin 0.1 ila 100 katı bir akım akışında çalışır.
Minyatür Devre Kesici Şeması
Bir MCB'nin dahili şemasına bir göz atalım. MCB'nin kısaltması Minyatür Devre Kesici, aşırı akım durumunda bir devreye elektrik beslemesini otomatik olarak kesebilen bir anahtar. Bir MCB'nin muhafazası içinde birçok elektromekanik bileşen vardır.
Dışarıdan görünen birincil parçalar terminallerin kendisidir. Biri giriş, diğeri çıkış için olmak üzere iki terminal vardır. Kablolama yapılırken bunların değiştirilmemesine özen gösterilmelidir.
Cihazı manuel olarak açıp kapatmak için bir MCB'de (kutup sayısına bağlı olarak) birbirine bağlanmış tek veya çoklu kollar olabilir. Bunlar, giriş ve çıkış terminal(ler)i arasındaki elektrik bağlantısını oluşturan metalik kontaklara (biri bi-metal şerit ve diğeri sabit bir metal kontaktır) bağlanır.
Korumayı tetiklemek için, yaylı kontakları anında ayırmak için serbest bırakan bir elektromanyetik solenoid vardır. Daha yeni MCB modelleri, bağlantı kesilirken elektrik arkı oluşumunu önlemeye yardımcı olan 'ark odası' adı verilen ek bir ünite içerir. Bu, yüke güç verilirken kontaklarını açarken MCB'yi korumak için büyük motorlar gibi yüksek akım endüktif yük uygulamalarında çok kullanışlıdır.
Aşağıdaki şekil, bimetal filament ile birlikte açma çubuğunu (kol), mandalı ve metal kontakları gösteren bir MCB'nin basitleştirilmiş devre şemasını göstermektedir.
Şimdi, minyatür devre kesiciler kullanan tipik ev kablolarına bir göz atalım:
MCB Bağlantı Şeması
Aşağıdaki şema, bir ev uygulaması için bir dağıtım panosunun tek fazlı elektrik kablolarını göstermektedir.
Ulusal şebekeden gelen elektrik, tesise kilovat saat ölçer ve gerektiğinde ve gerektiğinde binayı tamamen izole etmek için iki kutuplu bir MCB aracılığıyla girer. Bu aynı zamanda ikincil bir koruma görevi görür, çünkü bu bir MCB'den başka bir şey değildir.
Ardından besleme, bir RCCB (Kaçak Akım Devre Kesici) cihazından geçirilir. Bu, canlı ve nötr kablolarda bir akım dengesizliği varsa, akım sızıntılarına ve açmalara karşı son derece hassastır. Kullanıcıları elektrik çarpmasından koruyan şey budur.
RCCB'den sonra nötr tel bir baraya bağlanır ve alt devrelere dağıtılır. Canlı, alt devreler oluşturmak için bir veya daha fazla MCB'nin girişine bağlanır. Her MCB'nin çıkışları farklı bir alt devreye bağlanır. Tipik bir ev uygulamasında bu alt devreler oturma odaları, yatak odaları, verandalar ve mutfaklar olabilir. Bu mantıksal alt devreler, tesislerin elektrik güvenliği üzerinde daha fazla kontrole izin verir.
Minyatür Devre Kesici Fiyatı
Minyatür devre kesiciler birçok farklı tip ve konfigürasyonda mevcuttur. Kategori başına sabit bir fiyat yoktur ve üreticiler arasında da değişiklik gösterebilir. Ayrıca, iki ana MCB türü olduğunu belirtmekte fayda var. AC ve DC kırıcılar. Doğru akım (DC) uygulamaları için AC devre kesiciler asla kullanılmamalıdır.
Evsel ve genel amaçlı, düşük akımlı uygulamalardan başlayarak, MCB'ler, özelliklerine ve tepki sürelerine göre size 3 - 4 $ 'dan yüzlerce dolara kadar mal olabilir.
Minyatür Devre Kesici Kullanımı
MCB'ler uygulamalarını birçok farklı senaryoda bulur.
- Evsel devreler
- MCB'ler, aşırı yüklenmeyi ve ilgili yangın tehlikelerini önlemek için ev uygulamalarında kullanılır.
- Isıtma ve Aydınlatma
- Hem genel amaçlı hem de endüstriyel uygulamalarda, ısıtma ve yüksek güçlü aydınlatma sistemleri, bir elektrik sistemine büyük bir yük bindirebilir. MCB'ler, talebi daha iyi karşılamak ve gerekli olmadığında herhangi bir bölümü kaldırmak için yükü alt devreler arasında dağıtmaya yardımcı olur.
- Endüstriyel Uygulamalar
- Motor kontrolünden ağır makinelere kadar 30kA'ya (30,000A) kadar güç kaynakları, MCB'ler ve dayanıklı muadilleri olan MCCB'ler (Kalıplı Muhafazalı Devre Kesiciler) kullanılarak kontrol edilir.
MCB Operasyonu
Yukarıda tartıştığımız gibi, bir MCB'nin içinde birkaç temel bileşen vardır:
- mandal
- solenoit
- anahtar
- dalgıç
- Gelen Terminali
- Ark Olukları Tutucu
- Ark Olukları
- Dinamik İletişim
- Sabit Kontak
- Din Ray Tutucu
- Giden Terminali
- Bi-metalik Şerit Taşıyıcı
- Bi-metalik Şerit
Normal çalışmasında, anahtar ON konumundayken dinamik kontak ve sabit kontak birbirine bağlanır. Bu noktada, piston da yerleşik yay kullanılarak gerilir ve gerektiğinde serbest bırakılmaya hazırdır.
Akım, sabit ve dinamik kontaklar ve bimetal şerit aracılığıyla giriş terminalinden giden terminale geçer.
Akım MCB'nin eşiğini geçtiğinde, bi-metal şerit bir tarafa doğru sapmaya başlar. Maksimum eşiği aştığında (ki bu, akımın çok yüksek olduğu anlamına gelir), solenoidi etkinleştirir ve anında pistonu serbest bırakır. Bu eylem, dinamik kontağı sabit temastan uzaklaştırarak dinamik ve sabit kontaklar arasındaki teması keser.
Aşağıdaki şekil, bir MCB'nin normal çalışma durumunu (solda) ve tetiklenmiş (açık) durumunu göstermektedir.
Bir kez tetiklendiğinde, MCB'ler otomatik olarak açılamaz. Bir kullanıcının devreye gücü geri yüklemek için MCB'yi manuel olarak açması gerekir. Bu, elektrikçiye devrede herhangi bir hata olup olmadığını kontrol etmesini ve devreyi tekrar açmadan önce bunları düzeltmesini hatırlatır.
Farklı Yükler İçin Uygun MCB Nasıl Seçilir?
Tüm MCB tipleri aynı çalışma prensibini takip ederken, tepki süresi ve akım değeri açısından aynı performansa sahip değildirler. Bu nedenle MCB'nin farklı bir tip ile değiştirilmesi uygun olmayabilir.
Belirli bir uygulama için bir minyatür devre kesici satın alırken/seçerken, genel uygulama, anahtarlanan devrenin akım gereksinimlerini hesaplamak ve aynı veya daha iyi akım derecesine sahip bir MCB seçmektir. Dikkat edilmesi gereken bir MCB ile ilişkilendirilen bir dizi bilgi olduğundan, bu genellikle kötü bir uygulamadır.
Bir MCB'nin gövdesinde bulunan işaretlerle başlayalım.
Bir MCB muhafazasında işaretlenmiş bir dizi parametre vardır. Bazen hepsi belirli bir üretici tarafından MCB'lerde bulunmayabilir, ancak en önemli işaretler her zaman ünitenin üzerine basılacaktır.
Bir MCB seçerken göz önünde bulundurmamız gereken özelliklere bakalım:
- MCB Akım eğrisi derecesi
- Axx, Bxx, Cxx, Dxx, Kxx veya Zxx olarak işaretlenmiştir (burada xx Amper cinsinden akımdır), bu, MCB'nin amaçlandığı uygulamayı gösterir. Örneğin, B tipi aydınlatma ve ısıtma gibi tamamen dirençli yükler için daha uygundur. C fanlar ve motorlar gibi endüktif yükler içindir. Tip C saf dirençli yükleri de kolayca işleyebildiği için yaygındır. Tip D güçlü motorlar (su pompaları, dalgıç pompalar, endüstriyel fanlar) vb. gibi yüksek endüktif yükler içindir. Yaygın olmasa da A, K ve Z tipleri de vardır. Tip A aşırı derecede hassastır ve K ve Z, B, C ve D'den daha az hassastır.
- Çalışma gerilimi
- Bu gerilim sistemin faz sayımı ile ilgili olarak belirtilir. MCB'nin tek fazlı bir sistemde kullanılması amaçlanıyorsa, voltaj 230V veya 240V olacaktır. Üç fazlı bir sistem için 400V veya 415V olarak işaretlenecektir.
- MCB Kesme Kapasitesi
- Bu, aşırı büyük bir ani/kısa devre akımı durumunda MCB'nin güvenle kesebileceği mutlak maksimum akımdır. Bu rakamlarla yazılmıştır. Örneğin, yukarıda gösterilen MCB, '6000' olarak işaretlenmiştir. Bu, MCB'nin 6000A'ya (6kA) kadar olan akımları güvenli bir şekilde kesebileceği anlamına gelir.
- Enerji Sınıfı
- Joule/saniye olarak gösterilen bu, MCB'nin sistemde sürekli olarak bulunmasına izin verilebilecek maksimum enerjidir. Bu parametreyi gösteren 1'den 3'e kadar üç sınıf vardır. Burada gösterilen MCB, 3 Joule/saniyeye izin veren Sınıf 1.5'tür.
Bilgilerin geri kalanı üreticiye özeldir ve üreticiden üreticiye değişebilir.
Minyatür Devre Kesici vs Devre Kesici
Bir elektrikçi bağlamında, minyatür devre kesici ve devre kesicinin aynı cihaz olduğu bilinmektedir. Mühendislik perspektifinden bakıldığında, devre kesici, yüksek gerilim devrelerinin güvenli anahtarlanmasını sağlayan MCB'nin daha sağlamlaştırılmış bir versiyonudur. MCB'ler daha kompakt ve düşük voltajlı uygulamalarda kullanılır.
Sonuç
Bu yazıda, Minyatür Devre Kesiciler, onların çalışma prensibi ve uygulamaları hakkında derinlemesine tartıştık. MCB'ler, cihazları ve kabloları aşırı akım olaylarından koruyan ve yangın ve elektrik çarpması tehlikelerini önleyebilen çok popüler ve etkili elektrik devresi koruma cihazlarıdır.
