Kısa Devre Nedir? Neden Oluşur?

Kısa devre, tüm elektrik sistemine ciddi şekilde zarar verebilecek hasarlar yaratarak tehlikeli kazalara, cihazların bozulmasına veya çalışmamasına, elektrik çarpmasına ya da yangına yol açabilen elektriksel bir olaydır.

Bununla birlikte bazı yöntemlerle kısa devreleri önlemek ve ciddi zararlardan kaçınmak mümkündür. 

Gündelik hayatta sıkça karşılaşabileceğiniz kısa devre akımının olup olmadığını kontrol etmek ve kısa devreyi önlemek için uygulayabileceğiniz pratik adımları bu yazımızdan öğrenebilirsiniz.

Kısa Devre Nedir?

Kısa devre, bir elektrik devresinde farklı gerilimlere sahip iki veya daha fazla noktanın kasıtlı olarak ya da kaza ile birbirine değmesi ile oluşur. Devrede anahtar kapalı olsa da elektrik akımı, gerilimi düşük ya da sıfır bir noktadan geçerek alıcıya ulaşmaya çalışır.

Elektrik tesisatlarında faz iletkenlerinin birbirleriyle ya da toprakla arasına giren yalıtkanın delinmesi veya bir iletkenle kesilmesi ile meydana gelir. Kısa devre arızaları iç veya dış etkenlerden kaynaklı olarak oluşabilir.

İç etkiler arasında iletim hatlarının ya da ekipmanlarının arızalanması, yalıtımın eskimesi, jeneratör, trafo ve diğer elektrikli ekipmanlarda yalıtımın bozulması, yanlış montaj ve yetersiz tasarım bulunur. Özellikle izolasyonun hatalı ve çok eski olması, akım geçen tellerin nötr tellere temas etmesine neden olabilir. Cihaz kablolarında meydana gelen herhangi bir hasar da kısa devrenin nedenidir. 

Dış etkiler ise ekipmanların aşırı yüklenmesini, dalgalanmalardan kaynaklanan yalıtım arızalarını ve insanlar tarafından verilen mekanik hasarları içerir.

Kısa devre, elektrik sisteminde empedans değeri (elektrik devresinde akıma karşı gösterilen direnç) daha küçük olan bir devre yaratır. Bu durumda devredeki tüm besleme noktaları, kısa devrenin olduğu noktaya doğru büyük akım gönderir. Bu da devre parçalarının zorlanmasına neden olur. Sistemin çalışmaya devam etmesi için kısa devreli parçanın sistemden ayrılması gerekir.

Kısa devre akımı, devrede dinamik ve termik olmak üzere iki farklı hasara neden olabilmektedir. Dinamik etki, trafolarda sargıların bozulmasına ve devrede bulunan elektrik nakil hatlarını izole etmek için kullanılan mesnet izolatörlerinin hasar almasına neden olabilirken termik etki ise elektrikli aletlerin aşırı ısınmasına ve yanmalara neden olabilir. 

Kısa Devre Kontrolü Nasıl Yapılır?

Kısa devre olduğunda hasarın minimumda tutulması için kısa devrenin hemen tespit edilmesi gerekir. Böylece kablonun ve yalıtımın bozulma olasılığını azaltmak ve olası yangınların önüne geçmek mümkün olur.

Kısa devre kontrolü yaparken dikkat edilmesi gereken adımlar şunlardır:

1. Kısa devreyi bulmanın ilk adımı, fiziksel işaretlere dikkat etmektir. Bu, kablolarda görünür yanıkları ya da erimiş metali, yanık kokularını veya titreyen ışıkları içerebilir.
2. Potansiyel bir kısa devre belirlendikten sonra voltajın ölçülmesi için multimetre kullanılabilir. Beklenenden daha düşük bir direnç ölçülmesi, kontrol edilen akımın alandan uzağa yönlendirildiğini ve bir kısa devre olduğunu gösterir.
3. Kısa devrenin kaynağı doğrulandıktan sonra devre kesici kapatılarak elektrik devresine giden güç kesilir. 
4. Daha sonra multimetre direnç ayarından AC voltaj seçilir ve metal problar sorunlu yuvaya ya da anahtara takılır. Bu noktada multimetre 0 volt göstermelidir. Bu, elektrik devresinden güç geçmediğini gösterir. Herhangi bir nedenle voltaj varsa doğru devre kesicinin bulunması ve elektrik devresinde akım olmadığının doğrulanması için prosedürün tekrarlanması gerekir.
5. Elektrik devresinde güç yoksa, multimetre ohm'a çevrilir ve kablolar kontrol edilir. Multimetre devamlılık gösteriyorsa kısa devre olduğu anlamına gelir. Bu durum arızalı bir kesici, kopmuş bir kablo veya arızalı bir priz ya da anahtardan kaynaklanabilir. Kısa devreyi gidermek için arızalı parçanın değiştirilmesi gerekir. 
6. Multimetrede hâlâ bir süreklilik varsa, herhangi bir yere temas etmediğinden ve kısa devreye neden olabilecek çıplak bakır uç bulunmadığından emin olmak için tüm kabloların incelenmesi gerekir. Herhangi bir problem olmadığından emin olunduğunda, kablolar tekrar orijinal terminallerine vidalanır ve ardından duvar plakasıyla birlikte kutuya yeniden takılır.

Kontrol kalemi ile devreden akımın geçip geçmediği kontrol edilirken kalemin ucunun yalnızca bir noktaya temas etmesine dikkat edilmesi gerekir. Eşzamanlı olarak birden fazla bağlantı noktasına temas eden kontrol kalemleri nedeniyle kısa devre oluşabilir.

Kısa Devre Neden Tehlikelidir? Hangi Sorunlara Yol Açar?

Elektrik akımı, direnç seviyesi oldukça düşük olan insan vücudundan geçebilir. Kısa devre, elektrik çarpması ve yanık gibi nedenlerle kişilerin yaralanmasına ya da hayatını kaybetmesine neden olabilir. Kısa devre sırasında sistemden büyük miktarda akım geçer. Bu da plastikleri eritebilecek, ahşap ya da kumaş gibi yanıcı malzemelerin ateş almasına neden olacak aşırı yüksek sıcaklıklara neden olur.

Kısa devre nedeniyle ortaya çıkan ve elektrik devresine kalıcı hasar veren ısıl ve mekanik etkilerden söz etmek mümkündür. Bununla birlikte yanma gibi fizyolojik riskler de bulunur. 

Kısa Devreyi Önlemek İçin Neler Yapılabilir?

Cihazların kısa devre akımından korunması ya da minimum düzeyde etkilenmesi amacıyla ek cihazlardan ve parçalardan yararlanılabilir. Sigorta, bunlardan biridir. Akım devrenin tasarlandığı miktarın üzerine çıktığında akımı keser ve böylece kısa devreyi önler. Bu nedenle elektrik sigortası, kısa devreleri ve bunun getirebileceği tüm zararları önlemenin iyi yollarından biridir.

Anahtarlar, güç dalgalanmalarını önlemeleri bakımından sigortalara benzer bir şekilde çalışır. Akım yükünü sürekli izler ve akım belirlenen sınırın üzerine çıktığında elektrik beslemesini keserek kısa devreleri önler.

Devrenin açılıp kapanmasını sağlayan güç anahtarı ve kesiciler, herhangi bir arıza durumunda koruma röleleri ile kumanda edilir. Böylece büyük kısa devre akımlarının kesilmesi sağlanır. 

Otomatik anahtarlar ise cihazları korumak için termik ve manyetik koruma elemanları ile donatılır. Bu elemanlar kısa devrenin yanı sıra aşırı akım olması durumunda da devreyi otomatik olarak kesmekle görevlidir.

Orta gerilimli trafolarda ise empedansın artırılması ve kısa devrenin sınırlandırılması için gerilim çıkışları baralara (elektrik enerjisinin toplanıp dağıtıldığı ünite) ayrı ayrı bağlanabilir. Bununla birlikte bu yöntemde bobin sürekli hareket halinde olacağından aktif ya da reaktif güçte düşüş görülebilir.

Başka bir yöntem olarak orta gerilimli trafolarda bulunan yıldız nokta, bobin ve gerilim üzerinden topraklanabilir. Bu yöntem, trafonun güç değerlerini belli sınırlar içinde tutarak empedansın çok küçük değerlere düşmesinin de önüne geçebilir.

Kısa devre olmaması için devrede faz kablolarının birbirine temas etmemesine de özen göstermek gerekir. Ayrıca aşırı ısınmayı önlemek için doğru kabloların ve iyi kalite ekipmanların kullanılması da önemli noktalardır.

Evde Kısa Devreyi Önlemek İçin 5 Etkili Yöntem

Evinizde kısa devreleri önlemek amacıyla aşağıdaki 5 yöntemden kolaylıkla yararlanabilirsiniz:

• Çıkışları Kontrol Edin

Kısa devrenin başlıca nedenlerinden bazıları hatalı kablolama, gevşek bağlantılar ve eskimiş prizlerdir. Bu sorunları teşhis etmek zor olsa da öncelikle her çıkışın bağlı olduğu telin kontrol edilmesi faydalı olur. Duvarların arkasında bulunan bağlantı parçalarının kontrol edilmesi için bir profesyonelden yardım alınabilir. 

Her kullanımdan önce prizlerin incelenmesi de kısa devrelerin önlenmesine yardımcı olabilir. Priz kontrolünü kontrol kalemi ile yapabilirsiniz. Bir prizde kısa devre riski varsa, priz çıkışında yanık izleri ve yanık kokusu olabilir.

Prizden çıkan patlamalara ve kıvılcımlara ve prizlerin ömrünün 15-20 yıldan fazla olmamasına dikkat edebilirsiniz. 

• Elektrikli Cihazları Çalıştırırken Dikkat Edin

Bir kısa devre, elektrik sistemindeki bir hatadan kaynaklanabileceği gibi elektrikli aletlerin kendi devrelerinden ya da hatalı kablolama yapılmasından da kaynaklanabilir. 

Bu nedenle tıpkı prizler gibi cihazların da fişe takılmadan önce kontrol edilmesi gerekir. Özellikle açık devreli cihazlarda hasarlı kablo ya da tellerin ve cihazın devresinde meydana gelen hasarların belirlenmesi önemlidir.

• Fırtınalı Havalarda Elektrik Tüketimini Sınırlandırın

Yıldırım, aşırı miktarda elektrik yüküne sahip olduğu için kısa devreye ve tehlikeli durumlara neden olabilir. Şimşek ve yıldırımın görüldüğü fırtınalı havalarda elektrik kullanımını sınırlandırmak kısa devre riskini azaltabilir.

Ayrıca meydana gelebilecek güç dalgalanmalarının meydana getireceği hasarlar da minimuma indirilebilir.

• Devre Kesici Bakımlarını Gerçekleştirin

Elektrik sistemi, devre kesiciler ile kısa devrelere karşı korunur. Elektrik panosunun içinde bulunan bu bileşenler, elektrik akımı kararsız olduğunda kapanır ve her biri farklı bir devreye bağlanır. Devre kesicinin işlevini yerine getirmesi için bakımın zamanında ve doğru şekilde yapılması gerekir.

Her devre kesicide herhangi bir hasar olup olmadığı, kesicilerin hangi devreler için çalıştığı ve panel ve devre kesiciler üzerinde toz ve kir bulunup bulunmadığı kontrol edilmelidir.

• Senelik Elektrik Muayenesi Planlayın

Elektrik denetimleri sayesinde kablolarda, prizlerde, elektrik sisteminde ve diğer tüm parçalarda meydana gelen hasarlar soruna sebep olmadan önce tespit edilebilir. Profesyoneller, elektrik sistemini tam olarak inceleyerek kısa devreleri saptayabilir ya da kısa devrenin oluşmasını önleyebilir. Bu nedenle elektrik muayenelerinin yılda en az 1 kez yapılması gerekir.

Kısa Devre Çeşitleri Nelerdir?

Kısa devre, devre içindeki iletkenlerden kaynaklanabileceği gibi topraklama hatalarından da kaynaklanabilir. Buna göre simetrik ve asimetrik hatalar oluşabilir.

Kısa devreler iki faz kısa devre, üç faz kısa devre, iki faz toprak kısa devre, tek kutuplu kısa devre gibi farklı kategorilere ayrılabilir. Üç faz arızaları simetrik kısa devreler arasında bulunurken geri kalanlar asimetrik olarak adlandırılır.

• Normal Kısa Devreler

Normal kısa devre, akım taşıyan bir telin nötr bir tele temas etmesi sonucu oluşur. Bu olduğunda direnç anında düşüş gösterir ve akım normalin dışında bir yoldan büyük miktarda akmaya başlar.

• Topraklamadan Kaynaklanan Kısa Devreler

Topraklamadan kaynaklanan kısa devre; akım taşıyan telin, sistemin topraklanmış bir kısmıyla temas etmesi nedeniyle meydana gelir. Bu kısım; topraklanmış bir metal duvar kutusu, çıplak topraklama kablosu ya da herhangi bir cihazın topraklanmış bir parçası olabilir.

• Simetrik Kısa Devre

Dengeli ya da simetrik kısa devre, aynı anda üç fazda da kısa devre olması anlamına gelir. Bir elektrik devresinde görülebilecek en ağır hasar yaratan kısa devre türü budur. Böyle bir arızada sistem çalışmaya devam etse dahi parçalarda büyük hasarlar ortaya çıkabilir.

Nadiren ortaya çıkan simetrik kısa devrede arızanın görüldüğü noktadan başlanarak devrenin eşdeğer empedansının yani her bir bileşenin akıma karşı gösterdiği direncin hesaplanması gerekir.

• Asimetrik Kısa Devre

Akım dalgalanmasının sıfır eksenine göre asimetrik olan kısa devrelerdir. Güç sistemi şebekesinde en yaygın meydana gelen arızaları oluşturur. Bu tür bir arıza, farklı büyüklüklere sahip simetrik olmayan akımlara yol açar.

Bu kısa devreler, sistemde dengesiz akımlara neden olduğu için dengesiz arızalar olarak da adlandırılır.

Kısa Devre Örneği 
 

Evinizde elektrikli cihazların kontrollerini gerçekleştiriyor musunuz? Kısa devre riskine karşı önlem almak için neler yapıyorsunuz? Yorumlarınızı bekliyoruz.