Alçak Gerilim Devre Kesicilerde Seçicilik

Yazı Dizisi – 2

“Zaman-akım bazlı seçicilik”

Hakan Polatkan

Alçak gerilim devre kesicilerde seçicilik analizi yapmadan önce “aşırı yük bölgesi” ve “kısa devre bölgesi” tanımlarının bilinmesi gerekmektedir.

Aşırı yük – kısa devre bölgeleri

Şekil 1 – Aşırı yük                                                  Şekil 2 – Kısa devre

“Aşırı yük bölgesi” akım değerleri bölgesi olup, hata akımının nominal akımın 8-10 katına kadar durumlardaki akım değerlerini kapsar (Şekil 1). Genellikle yük tarafında aşırı yüklenmeden ötürü oluşan hatalar olup, sık meydana gelirler. Termomanyetik koruma ünitesine sahip devre kesiciler için termik ayar sahası, elektronik tip koruma ünitesine sahip devre kesiciler için L ayarı yapılarak sağlanır.

“Kısa devre bölgesi” akım değerleri bölgesi olup, hata akımının nominal akımın 8-10 katından daha büyük olduğu durumlardaki akım değerlerini kapsar (Şekil 2). Genellikle şebeke tarafındaki hatalar olup, nadir meydana gelirler. Termomanyetik koruma ünitesine sahip devre kesiciler için manyetik ayar sahası, elektronik tip koruma ünitesine sahip devre kesiciler için S, D, I ayarları yapılarak sağlanır.

Seçicilik teknikleri

Aşırı yük bölgesinde seçicilik için genelde akım – zaman tipi seçicilik tercih edilirken, kısa devre bölgesi için birden fazla teknik kullanılabilir. Seçicilik teknikleri 5 tip olarak özetlenebilir:

1. Zaman – akım bazlı seçicilik


2. Akım bazlı seçicilik


3. Zaman bazlı seçicilik


4. Enerji bazlı seçicilik


5. Alan bazlı seçicilik

Seçicilik teknikleri tesisatın özelliklerine, koruma cihazlarının kapasitesine ve istenen ihtiyaca göre belirlenebilir. Unutulmaması gereken önemli konu devre kesiciler arası seçicilik zorunlu değildir; ancak servis sürekliliği ve maliyet optimizasyonu önemli ise, seçicilik tesisatta olmazsa olmaz bir ihtiyaç haline gelebilir.

Zaman – akım bazlı seçicilik

Genel olarak, aşırı yük bölgesindeki hata akımına karşı koruma fonksiyonunda önceden belirlenen bir zaman-akım karakteristiği vardır. Devre kesicilerde, termomanyetik koruma ünitesinin termik ayar sahası veya elektronik koruma ünitesinin L fonksiyonu üzerinden ayarlamalar yapılır.

Seçicilik, önceden belirlenen bir zaman-akım karakteristiği ile tanımlanır. Devre kesicinin üzerinden geçen hata akımı arttıkça, açma süresinin azaldığı bir açma karakteristiğidir. Olası tüm aşırı akım değerleri için yük tarafındaki devre kesicinin koruma fonksiyonları seçiciliğe uygundur, bu sayede bir hata durumunda, yük tarafındaki devre kesicisi, şebeke tarafındaki devre kesicisinden daha önce açar. 2 taraftaki devre kesicinin açma süreleri incelendiğinde aşağıdaki durumlar mutlaka göz önüne alınmalıdır:

• Açma sürelerinin ve ayar sahalarının tolerans değerleri


• Devre kesiciden geçen gerçek akım değer

Seçicilik analizinin doğru yapılması için, tesisat koşullarının en kötü durumu varsayılmalıdır. Bu noktada:

• şebeke tarafı devre kesicisinin alttaki eğri değerine göre açma yaptığı,


• yük tarafındaki devre kesicisinin üstteki eğri değerine göre açma yaptığı düşünülmelidir.

Devre kesiciden geçen gerçek akım değeri göz önüne alınırsa;

• Eğer, 2 devre kesiciden aynı akım değeri geçiyorsa, şebeke ve yük tarafındaki devre kesicilerin açma eğrilerinin üst üste çakışmıyor olması yeterlidir.


• Ancak, 2 devre kesiciden farklı akım değerleri geçiyorsa, zaman-akım eğrileri üzerinde belirli noktalar seçilmeli ve seçilen bu noktalarda şebeke tarafındaki devre kesicisinin açma eğrisinin yük tarafındaki devre kesicisinin açma eğrisinden her zaman daha üstte olduğu garanti edilmelidir.

Özellikle, elektronik tip koruma üniteleriyle donatılan devre kesicilerde, I²t=sabit fonksiyonuna göre açma gerçekleştiğinden, ekli iki değerin kontrol edilmesi yeterlidir:

1.Koşul: Şebeke tarafı devre kesicisi için 05 x I1 (bu değerin altında şebeke tarafı koruması hiçbir zaman yük tarafı koruma eğrisi ile çakışmaz. IEC 60947-2 standardı uyarınca uygulanması gereken minimum katsayı değeri 1.05’tir, bazı devre kesiciler için bu değer farklılaşabilir.

2.Koşul: Yük tarafı devre kesicisi için20 x I3 (veya I2) (bu değerin üzerinde, yük tarafı koruması kesinlikle açma yapar, kısa devre koruması gerçekleşir. IEC 60947-2 standardı uyarınca kısa devre koruması fonksiyonu için uygulanması gereken minimum katsayı değeri 1.20’dir, bazı devre kesiciler için bu değer daha düşük olabilir.)

Örnek: Aşağıdaki A ve B devre kesicileri için zaman-akım bazlı seçicilik tekniği aşırı yük bölgesi için incelenmiştir.

1. Koşul: Devre kesici A için

IA=1.05xI1 için, açma zamanı zaman-akım eğrisine bakarak hesaplanır.

A : şebeke tarafı devre kesicisi

B : yük tarafı devre kesicisi





















2.Koşul: Devre kesici B için

IB= 1.20xI3 için, açma zamanı zaman-akım eğrisine bakarak hesaplanır.

























Her 2 koşul için de tA>tB olduğu zaman aşırı akım bölgesinde tam seçicilik sağlanır. Üstteki 2 grafikten açıkça görüleceği üzere her 2 koşul için de tA>tB koşulu sağlanmaktadır. Belirlenen 2 farklı koşul noktası için devre kesici A’nın açma eğrisi, devre kesici B’nin açma eğrisinden her zaman daha üstte olduğu ve herhangi bir çakışma olmadığı için aşırı akım bölgesinde seçicilik garanti edilir.



Bundan sonraki yazımızda “akım bazlı seçicilik” anlatılacaktır.