Elektrik Sigortası Nedir? Nasıl Çalışır? Neden Atar?

Bir elektrik devresinden geçen aşırı akım, cihazlara zarar verebilir ve hatta yangınlara neden olarak insan hayatını tehdit edebilir. Bu nedenle, elektriğin kullanıldığı noktalarda ters giden herhangi bir duruma karşı korunmak için sigortaların kullanılması gerekir. 

Elektrik sigortalarının çalışma prensibi ve çeşitleri hakkında merak ettiğiniz her şeyi yazımızda bulabilirsiniz. 

Elektrik Sigortası Nedir?

Elektrik sigortaları; elektrik sistemlerinde aşırı sıcaklıklar, kısa devre ve güç dalgalanmaları gibi potansiyel tehlikeleri ortadan kaldıran, besleme hatlarını ve aynı zamanda sigortayı kullanan kişileri olası kazalara karşı koruyan parçadır. 

Sigortalar, genellikle Amper cinsinden derecelendirilir. Aletlerin işlevselliği, kendi geliştirdikleri elektrik direnci sayesinde ısıyı kendi kendilerine üretmelerine bağlı olarak değişebilir.

Bu, genellikle sigorta teli uzunluğu mümkün olduğunca kısa tutularak elde edilebilir. Bununla birlikte tel uzunluğu mevcut derecelendirme değerlerine bağlı değildir; minimum tel uzunluğu minimum direnç değerini empoze eder.

Devreye seri bağlanan sigortalar, kasıtlı olarak devrede zayıf olan bir noktaya yerleştirilir. Böylece aşırı yük ya da kısa devre nedeniyle devreden yüksek akım geçtiğinde, standartlara göre belirlenen şekilde devrenin açılmasını sağlar. Bu şekilde devre aşırı akımın olası tehlikelerinden korunmuş olur.

Elektrik sigorta kutusu ise gelen voltajın çeşitli devrelere ayrıldığı, elektrik sisteminin merkezinde görev alan metal bir kutudur. Ana pano, şalter panosu ya da devre kartı olarak da adlandırılır. Evlerdeki ve iş yerlerindeki tüm elektrik sistemlerine güç sağlar.

• Elektrik Sigortası Ne İçin Kullanılır?

Elektrik kullanımının yaygınlaşmasının ardından elektrik sigortası 1890 yılında Thomas Alva Edison tarafından icat edilmiştir. Bu tarihten itibaren günümüze kadar birçok sigorta türü geliştirilse de bu sigortaların hepsinin işlevi aynıdır.

Sigortalar; tellerin tutuşmasını ve kırılmasını önleme, akım akışını sınırlandırma, aşırı yükleme ya da kısa devre olduğunda akımı sonlandırma ve elektrik kesintilerine karşı cihazları koruma gibi görevlere sahiptir.

Sigortalar, elektrik tesisatlarında arızaların önüne geçilmesi ve ev aletlerinin yüksek akımdan zarar görmesini engellemesi için kullanılır. Sigorta attığında ya da hasar gördüğünde ev aletlerine doğrudan zarar verebilecek ani bir kıvılcım çıkar. Cihazların yangın riskine ve benzeri aşırı yük hasarlarına karşı korunması için birçok farklı sigorta türü vardır.

• Elektrik Sigortası Nasıl Çalışır?

Sigortalar, yanmaya karşı dayanıklı bir materyalin içine yerleştirilen metalik ve düşük dirençli bir telden oluşur. Kısa devre ve aşırı akımdan korunması gereken bir devre ya da cihaza seri bağlanarak kullanılır. 

Aksi halde sigorta ve devre kesicinin olmaması durumunda elektrikli cihazlar elektrik akımına dayanamayacakları için hasar görebilir. 

Bir sigortanın çalışma prensibi, elektrik akımının ısı etkisine dayanır. Kısa devre, aşırı akım ya da uyumsuz bağlantı meydana geldiğinde sigortanın içindeki ince tel, içinden geçen ağır akımın ürettiği ısı nedeniyle erir ve beslemeyi engeller.

Bu nedenle devreden güç kaynağının bağlantısını keser. Devre çalışırken sigorta teli sadece çok düşük dirençli bir bileşendir ve güç kaynağına bağlı sistemin normal çalışmasını etkilemez.

Arıza durumunda ise cihazlarda kısa devre akımı meydana gelir. Bu akım, normal seyrinde çalışan bir devredeki akımdan daha büyüktür. Bu, sigorta kutusunda aşırı ısınmanın olduğu anlamına gelir. Sigorta ise kısa devre ve aşırı akım gibi faktörlere karşı koruma sağlar.

Elektrik Sigortası Kullanılmazsa Ne Olur?

Sigorta, kısa devrelere ve devrelerin aşırı yüklenmesine karşı elektrik devrelerini koruma aracıdır. Elektrik devresine koruyucu cihaz olarak yerleştirilen, düşük erime noktasına sahip metal bir tel ya da ince metal şeritten oluşur.

Bu elemanın kullanılmaması durumunda elektrikle çalışan cihazlar normal değerlerin üzerinde akım çekebilir. Yüksek derecede ısınan cihazlar bozulabilir ya da yanabilir. Aynı zamanda aşırı akımla yüklenen cihazlarla temas eden kişilerin çarpılma riski bulunur.

Elektrik Sigortası Neden Atar?

Bir sigortanın atmasına neden olabilen ve yaygın görülen durumlardan biri, devreden çok fazla aydınlatma ürünü ya da fişli cihaz için güç çekilmesidir. Bu cihazlar sigortanın kapasitesinin normalden fazla zorlanmasına ve kutu içinde bulunan tellerin erimesine ya da hasar görmesine neden olabilir. Sonuç olarak devreden güç alan tüm ışıklar, prizler ve cihazlar çalışmayı durdurur. Bu durumda sigortayı aynı güç kapasitesine sahip bir sigortayla değiştirmek gerekir.

Diğer bir neden ise sistemin herhangi bir yerindeki sıcak bir telin topraklama yoluna ya da nötr bir tele değmesidir. Kısa devre olarak da bilinen bu durum; gevşek kablo bağlantıları, devre boyunca herhangi bir yerde kabloların hasar görmesi ya da devreye takılı bazı cihazlarda dahili kablolama sorunu meydana gelmesi nedeniyle oluşur. 

Bu duruma bir lamba ile örnek verilebilir. Telleri hatalı bağlanan bir lamba prize takıldığında sigortanın atmasına ya da kısa devreye neden olur. Kemirgenler tarafından hasar verilen ve kopan teller, sıcak bir telin topraklama yoluna ya da nötr bir tele temas etmesine neden olabilir. 

Bu durumlarda ilk belirti aşırı yük ile aynıdır. Sigortanın içindeki metal şerit yanar ve devre boyunca tüm ışıklar ve armatürler söner. Bununla birlikte kısa devrenin giderilmemesi halinde sigortanın değiştirilmesi çözüm olmayabilir. Devreye bağlanan yeni sigortada da aynı sorun yaşanabilir.

Kısa devrenin yerini teşhis etmek zor olabilir. Fişli lambalarda veya cihazlarda birçok kısa devre bulunduğu için her lambanın ve cihazın fişten çekilmesi ve ardından yanan sigortanın değiştirilmesi gerekir.

Yeni sigorta atmazsa, kablolama sorunu muhtemelen fişi çekilen lambalardan ya da cihazlardan kaynaklanmış demektir. Aksi takdirde sorun devre kablolamasının kendindedir. 

• Elektrik Sigortası Atması Nasıl Önlenir?

Sigorta atmasını önlemek için öncelikle aşırı yükün önlenmesi gerekir. Bunun için evlerde ve iş yerlerinde kullanılan bazı fişe takılan cihazların başka devrelere taşınması faydalı olur.

Evlerde kullanılan ekmek kızartma makinesi, elektrik süpürgesi ya da ütü gibi aletler, özellikle ilk çalıştırıldıklarında güç çekişleri oldukça fazla olduğundan aşırı yüklenmelere neden olma eğilimindedir. Bundan kurtulmak için ürünleri aynı anda fişe takmamalı veya farklı prizler kullanılmalıdır.

Bunun için elektrikli cihazların toplam tükettiği güç hesaplanabilir. Hesaplama sırasında ürünlerin pik gücünün de dikkate alınması gerekir. Her bir devrenin aşırı yüklenmeden kaç Amper kaldırabileceğinin de hesaplanması faydalı olur.

Sigortanın atmasını engellemek için uzatma kablosu kullanımına da dikkat edilebilir. Uzatma kabloları devrenin geçici olarak rahatlamasını sağlasa da uzun vadede etkili bir çözüm olmayabilir. Bu nedenle kullanımının kısıtlanması etkili yöntemlerden biridir.

Kablolarda meydana gelen hasarlar nedeniyle sigortaların atması yaygın görülen bir durumdur. Kablo tesisatında sorun olup olmadığının belirlenmesi için yılda en az 1 kez gerçekleştirilmesi gereken elektrik muayenelerinin atlanmaması gerekir.

Elektrik Sigortasının Çeşitleri

Elektrik sigortaları, temelde AC ve DC sigortalar olmak üzere ikiye ayrılır. 

AC ya da DC olması fark etmeksizin, günümüzde genellikle güvenlik amaçlı otomatik sigortalar kullanılır.

Otomatik sigortalarda aşırı yük koruması; kısa devrelere karşı manyetik devre kesici ile, aşırı yüke karşıysa termik devre kesici ile gerçekleştirilir. 

Devre kesici, bir kesintinin ardından kolayca sıfırlanabilir. Bu nedenle sigortalar giderek daha fazla otomatik devre kesicilerle değiştirilmektedir.

A.AC Sigortalar

AC sigortalarda saniyede yaklaşık 50-60 kez salınım gerçekleşir. Bu, belirli bir sürede sigorta devresinden geçen akım anlamına gelir.

Eriyen teller arasında ark oluşmadığı için bu modellerin boyutu küçüktür. AC sigortalar yüksek gerilim ve alçak gerilim sigortaları olarak birbirinden ayrılır.

A.1. Yüksek Gerilim Sigortaları

Enerji iletim hatlarında kullanılan yüksek gerilim sigortaları; aşırı gerilim ve yük, iletken parçaların zarar görmesi, yıldırım düşmesi gibi nedenlerle meydana gelen kısa devrelere ve kaçak arızasına karşı devreyi korumakla görevlidir. 
Bu tür sigortalar çarpma pimli ve optik göstergeli olmak üzere ikiye ayrılır:

Çarpma pimli sigortalarda sigorta attığı zaman bir pim açığa çıkar. Bu pim hem sigortanın attığının anlaşılmasını sağlar hem de açığa çıkardığı enerji ile mekanik bir parçayı çalıştırır.

Optik göstergeli yüksek gerilim sigortaları ise üzerinde bulunan gösterge sayesinde sigortanın durumu hakkında bilgi verir. Sigorta attığında kırmızı bir yüksük göstergede görünür ve bu sayede hasarlı sigortanın bulunması kolaylaşır.

A.2. Alçak Gerilim Sigortaları

Alçak gerilim sigortaları, 1.500 V veya daha düşük gerilim değerine sahip sigortalardır. Farklı özelliklerde ve teknolojilere sahip olarak üretildiği için gruplara ayrılır:

A.2.1.Kartuş Tipi Sigortalar

Kartuş sigortaları sıkıca kapatılmış ve her iki ucunda da metal temas noktası bulunan kapların içine yerleştirilir. Yapısının tamamen kapalı olması sayesinde sigorta attığında arkın kapta kalmasını sağlar. Alçak gerilim sigortası olarak bilinse de yüksek gerilim sigortaları arasında da bulunur.

Bu sigortalar D tipi ve bağlantı tipi olmak üzere ikiye ayrılır:

A.2.1.1.D Tipi Sigortalar
Kartuş, sigorta tabanı, kapak ve adaptör halkasından oluşur. Kartuş sigorta başlığına takılırken adaptör halkası ise sigorta tabanına yerleştirilir. Bağlantının tamamlanması için kartuş ucunun iletken parçalara temas etmesi gerekir.

A.2.1.2.Bağlantı Tipi Sigortalar
Bağlantı tipi sigortalar, yüksek akımı kesmek amacıyla tasarlanır. Sigortanın atması durumunda oluşan arkın kontrol edilmesi için genellikle sigortanın gövdesi porselen veya seramikten yapılır.

Bu sigortalar kendi içinde bıçaklı ve buşonlu olmak üzere ikiye ayrılır:

Bıçaklı Sigortalar yüksek değerlere ulaşan akımın kesilmesi amacıyla kullanılır. Özellikle 100 Amper’den büyük değere sahip olan ve vidalanabilen buşonlu sigortaların yerine kullanılabilir. Otomotiv elektrik uygulamalarında, sigortaların büyük çoğunluğu küçük bir fişe uyan ve iki çatal ile yapılan bıçaklı tip sigortalardır.

Bu sigortalarda, amper değeri yani sigortanın taşıyabileceği maksimum akım değeri gövdenin üst kısmında gösterilir. Devreden geçen elektrik miktarı bu şekilde ölçülebilir.

Buşonlu Sigortalar porselen ya da cam bir gövde ve kapaktan meydana gelen buşonlu (vidalı ya da cıvatalı) sigortalar, silisyumlu kum ya da iletken tellerle donatılarak yüksek akıma karşı koruma sağlar.

İletken teller, normalden fazla akım olduğunda direnç gösterecek tellerle birlikte kullanılır. Gövdenin iki ucu ise elektrik arkını önlemek amacıyla uzun tutulur. Kullanım alanına göre özel olarak tasarlandığı için hem evlerde hem de işletmelerde kullanılabilir.

Sigortaya adını veren buşonlar ise sigorta attığında eriyen tellerin bulunduğu parçadır. Belirli akım değerlerine uygun olarak tasarlandığı için üzerinden yüksek akım geçtiğinde eriyerek devreyi açmakla görevlidir. Devrenin kesildikten sonra tekrar çalışması için buşonun değiştirilmesi gerekir.

A.2.2.Yeniden Sarılabilir Sigortalar

Yeniden sarılabilir giriş ve çıkış terminalini içeren taban ve sigorta taşıyıcıdan oluşur. Genellikle porselenden yapılan tabanlar, bakır ya da alüminyum parçalar içerir.

Sigorta taşıyıcısı ise tabana monte edilir. Aşırı akım nedeniyle sigortada hasar meydana geldiğinde, elektrik çarpma riski olmadan yerinden çıkarılabilir. Böylece tellerin değiştirilmesi kolay olur.

Bu sigortalar en yaygın olarak evlerde tercih edilse de küçük endüstriyel tesislerde ve diğer küçük akım uygulamalarında da kullanılır.

A.2.3.Anahtarlı Sigortalar

Anahtarlı sigortalar hem manyetik hem de termik etkiye karşı koruma sağlar. Tek bir parçadan oluşması ve anahtar olarak da kullanılabilmesi ile avantaj yaratır.

A.2.4.Bırakma (Drop-out) Sigortaları

Kısa devreye karşı koruma sağlayan ve anahtarlama işlemlerinde kullanılan bırakma sigortaları, 10 kVA güçle çalışan elektrik dağıtım trafolarında yaygın olarak kullanılır. İzolasyon anahtarı olarak kullanılan bu sigortalar, hat ve ekipman için güvenli bir çalışma ortamı oluşturur.

B.DC Sigortalar

DC sigortalar, 0 V'un biraz üzerinde sabit bir değere sahiptir. Böylece devreyi kapatmak zorlaşır ve erimiş teller arasında bir elektrik arkı meydana gelebilir. Bunun üstesinden gelmek için elektrotlar sigortada daha uzak bir mesafeye yerleştirilir. Bu nedenle DC sigortaları boyut olarak daha büyüktür.    

Çok yaygın bir durum olan elektrik sigortası atması ile ilgili sizin de benzer deneyimleriniz var mı? Bizimle yorumlarda paylaşabilirsiniz.