AC Devre Kesicinin DC Voltajda Kullanımı

Bazı uygulamalarda bir AC devre kesicinin DC voltajda kullanımı gerekebilir. Böyle durumlarda kullanıcının dikkat etmesi gereken çeşitli koşullar bulunmaktadır. Özellikle belirli şartlar altında AC devre kesicinin DC voltajda kullanımı mümkün olabilmektedir.

1.Tepe Değeri (V_RMS)

AC akım, DC akıma kıyasla daha fazla izolasyon gerektirmektedir. AC akımın RMS değerleri yukarıdaki grafikten de görülebileceği üzere farklı parametrelerde değişkenlik göstermektedir. Grafiğe bakıldığında AC dalga değerlerinin tepe noktasında farklı parametreler okunmaktadır. DC akıma bakıldığında ise RMS değerlerinin sabit bir şekilde ilerlediğini görülmektedir. Bundan dolayı farklı parametrelerde okunan değer her zaman aynı olmaktadır. Bu sebeple, devre kesicideki yalıtımlama, farklı voltaj değerlerinde nominal değerlere kıyasla farklı şekilde etkilenebilmektedir.

Örneğin; 220 VDC’de voltajın maksimum değeri (tepe değer) 220V olacaktır. Ancak 220 VAC’de voltajın maksimum değeri AC’nin dalga genlikleri sebebiyle oldukça farklı olacaktır.

220 VAC için tepe değer (RMS);

AC gerilimin tepe değeri= √2 x V_RMS = 1.414 x V_RMS

220 VAC x √2 = 311 VAC elde edilecektir.

Aynı parametredeki tepe değerleri AC ve DC için “220 VDC = 311 VAC” olacaktır. Bu eşitlikten görülebileceği üzere, aynı voltaj ve güç parametrelerinde AC voltajın daha fazla yalıtılması gerekmektedir.

AC grafiğe bakıldığında, akım ve voltaj değerlerinin sinüs dalgalarının 60 saniyede bir sıfır değerine ulaştığı görülmektedir ( 60Hz ). Diğer bir deyişle AC voltaj ve akım frekansa bağlı olarak her bir yarım dalga sonrası sıfır değerinden geçerek yön ve değer değiştirmektedir.

2. Sabit/Değişken Dalga Boyları

DC grafiğe göre DC voltaj ve akım değerlerinin frekansa bağlı olarak sıfır geçiş noktasından geçmediği dolayısıyla DC grafiğin sabit bir değerde ilerlediği görülmektedir. DC voltaj ve akım değerleri hiçbir şekilde yön değiştirmemektedir (tek bir yönde ilerleyerek kutup değiştirmemektedir). AC dalga 50-60 saniyede bir şiddetini ve yönünü değiştirmektedir. Ancak DC dalgada böyle bir şey söz konusu değildir. Bu sebeple, DC dalga, AC dalgaya kıyasla kesicinin kontaklarını daha hızlı bir şekilde eriterek zarar verme potansiyeline sahiptir.

3. Ark Sönümleme Durumu

DC devre, DC devre kesici ile kesildiğinde, uygulanan gerilimle beraber elektron akışları sabit ve devamlı bir şekilde kontaklara doğru akmaya başlayacaktır. DC devredeki elektron akışlarının belirli bir momentumu olduğundan dolayı oluşan ark, AC sistemdekine kıyasla daha kuvvetlidir.

Göz Atın: DC Kontaktörlerde Kısmi/Tam Kontak Yapışması Durumu

AC devrede ise, uygulanan voltaj ve akım dalga genlikleri sabit değildir. Bu sistemdeki elektron akışları sabit olmayıp değişken bir değerde ilerlemektedir. Diğer bir deyişle ilk yarım dalga tepe değerine (+Ve) ulaştıktan sonra sıfır geçiş noktasından geçerek tekrardan tepe değerine ulaşıp (-Ve) yeniden sıfır geçiş noktasından geçmektedir. Bu dalga genliklerindeki değişim, elektron akışının momentumunu zayıflatmaktadır. Bu sebeple AC sistemdeki ark oluşumu daha zayıftır. Ancak AC sistemdeki değişken akımların özellikle sıfır geçiş noktalarından oldukça hızlı geçmesinden dolayı geçişlerin bazı durumlarda fark edilemeyeceği göz önünde bulundurulmalıdır. Bu durumda AC akım (Rms ve tepe değerleri, kapasitans, frekans) gibi parametrelerden dolayı DC akımdan daha hale gelmektedir.

Bütün bunlar göz önüne alındığında AC Devre Kesiciler DC Voltajda Kullanımı Mümkün Müdür?

AC devre kesicileri DC voltajda kullanmak sistemden sisteme farklılık gösterebilmektedir. Örneğin, devre kesicinin nominal parametreleri, ölçüleri, devrenin nominal parametreleri, sistemin kullanılacağı ortam koşulları gibi çeşitli etkenlere dikkat edilmelidir.

Bazı Koşullarda hem AC hem de DC yerine kullanılabilen devre kesiciler bulunmaktadır. Örneğin bir 240VAC, 30A devre kesici 48-60VDC sistemde kullanılabilmektedir. Benzer şekilde 110VAC devre kesici ise 30VDC sistemde kullanılabilmektedir. Özetle, AC devre kesici düşük voltajlı DC sistemlerde kullanılabilmektedir.

AC devre kesiciyi DC devrede kullanmak için, devre kesicinin boyutlarına dikkat edilmelidir. Bunun temel sebebi, devre kesicinin sistemde aşırı akım, kaçak akım gibi durumlarda kesicinin sisteme zamanında müdahele edebilmesidir. Akım algılayıcı sistem, aşırı akımı tespit edip tanımlayarak devre kesicinin devreyi güç kaynağından kesmesini sağlamaktadır. Kontakları açma esnasında devre kesici, ortaya çıkan arkı da güvenli bir şekilde sönümleyebilmektedir. Ancak bu işlemler, doğru ölçütlerdeki devre kesicilerde, uygun IEC standartlarında ve doğru sistem kurulumu ile mümkün olabilmektedir.

AC ve DC Devre Kesicilerde kA Kapasitesi

Devre kesicileri AC veya DC devrede kullanılırken kA kapasitesi oldukça önemlidir. Bu değer, devre kesicinin tepe değerindeki akım parametrelerinde (kesme kapasitesi akımın RMS değerine göre belirlenir) belirlenip, kısa zamanda meydana gelen aşırı ve geçici gerilimlerdeki açma yeteneklerini göstermektedir.

Bu sebeple, voltaj ve akım değerleri AC akım ve voltajda yarı yarıya düşürülmektedir. Örneğin, 10kA AC, DC devrede 5kA değerine düşürülecektir. Bu şekilde DC hattında 5kA’lık kaçak gerçekleşirse, devre kesici erimiş kontaklarla açma yapamayacak ve devrenin kısa devre gibi kritik arızalara sebep olabilecek durumlarla karşı karşıya kalmasına sebep olacaktır.

Ürünlerimizi incelemek için buraya tıklayabilirsiniz.