Sigorta Nedir – Sembolleri, Özellikleri, Türleri, Uygulamaları ve Avantajları

Sigorta, elektrikle çalışan her türlü ekipman için en yaygın güvenlik bileşenlerinden biridir. Hemen hemen tüm elektrikli/elektronik cihaz ve ekipmanlar bir şekilde sigorta kullanır. Bu yazıda sigortanın ne olduğu, neden kullanıldığı, standartlara göre sembolleri, özellikleri, çeşitli tipleri, uygulamaları, avantajları ve dezavantajları ele alınacaktır.

Sigorta nedir?

Sigorta, elektrik mühendisliğinin ilk günlerinden beri kullanılan bir elektrik güvenlik cihazıdır (veya bileşenidir). Devreyi aşırı yüklenmeden korur. Devrede 'kurbanlık cihaz' olarak da adlandırılır. Çalışma prensibi, akımın ısıtma etkisine dayanır.

Şekil 1 – Farklı Uygulamalar Farklı Tipte Sigortalar Gerektirir

Sigortalar her zaman devreyle seri olarak bağlanır. Bu, akımın sigortadan geçmesine olanak tanır. Devrede aşırı yüklenme olduğunda, bu aşırı akım sigortadaki elemanı eritir ve güç kaynağını keserek devreyi açar, böylece devre hasardan korunmuş olur.

Sigorta seçiminde her zaman tasarım prensiplerine uymalıyız. Tedarikçiler tarafından %75'lik bir faktör önerilmektedir; bu, devre akımının sigorta akım değerinin yalnızca %75'i olması gerektiği anlamına gelir. Bu, ortam sıcaklığının etkisini telafi eder çünkü yüksek sıcaklıklarda sigortaların kırılma noktası düşer.

Şekil 2 – Devreye Seri Bağlı Sigorta

Sigortanın Sembolik Gösterimi

IEC, IEEE/ANSI standardına göre, aşağıdaki sembolik biçimde gösterilir:

Şekil 3 – Bir Sigortanın Sembolik Gösterimi

Sigortanın Özellikleri

Uygun sigorta seçimi yapılırken dikkate alınması gereken önemli parametreler şunlardır:

• Mevcut Değerlendirme
• I2T değeri
• Gerilim Değeri
• Çalışma Sıcaklığı

Mevcut Değerlendirme

Bu, normal koşullar ve sıcaklıkta ölçülen bir sigortanın akım taşıma kapasitesidir. Bu tekniği uygulamadan önce, sigortanın devreye girmesinden önce devre bileşenlerinin aşırı akım yüküne dayanabileceğinden emin olunmalıdır.

Bu durumda, akımda ani bir artış olduğunda yalnızca sigortalar atacaktır. Devrenin akımının, sigortanızın akım değerinin %75'i (genellikle) kadar olduğundan emin olun.

Devre Akımı = Sigortanın Akım Değerinin %75'i

Sigortanın I2T Değeri

Bu aynı zamanda Erime Akımı olarak da adlandırılır. Devredeki akım arttığında, elemanın erime süresi azalır. Bunun nedeni, güç kaybının ve sıcaklığın hızla artmasıdır. Kısacası, devredeki akımın karesinin çarpımı, cihazın I²T değerinden küçük olmalıdır.

I2T Devresi = I2T Cihazı

Gerilim Değeri

Sigortaların gerilim değerleri, hem devre hem de çevre güvenliği açısından büyük önem taşır. Çünkü açık devre gerilimi, sigorta attığında cihazın geriliminden yüksek olursa patlama meydana gelebilir ve yangına neden olabilir.

Bu nedenle, sigortaların beslenebileceği maksimum voltaj da belirtilir. Sigortalar ayrıca Alçak Gerilim Sigortaları (LV) ve Yüksek Gerilim Sigortaları (HV) olarak sınıflandırılır.

Sıcaklık

Sıcaklık, sigortaların kapasitesini etkiler. Çalışma sıcaklığı yüksek olduğunda, akım kapasitesi azalır ve sigorta daha erken erir. Bu nedenle, sigortadaki akım kapasitesi çalışma sıcaklığıyla doğru orantılıdır.

Sigorta Çeşitleri

Çeşitli uygulamalar için çok çeşitli sigortalar mevcuttur. Sigortaların ana türleri, kullanıldıkları devre türlerine göre iki geniş kategoriye ayrılır. Bunlar şunlardır:

1. DC Sigortalar
2. AC Sigortaları

Şekil 4 – Sigorta Çeşitleri

1. DC Sigorta

AC ve DC sigortalar boyutlarına göre ayırt edilebilir. DC'nin sıfır volttan (0V) büyük sabit bir değere sahip olması nedeniyle, erimiş teller arasında elektrik arkı oluşma olasılığı vardır. Bunu önlemek zor olduğundan, elektrotlar AC sigortalara kıyasla daha büyük bir mesafeye yerleştirilir.

2. AC Sigortası

AC sigortaları, uygulanan voltajın genliğine bağlı olarak iki ana kategoriye ayrılır. Bunlar şunlardır:

• Düşük Voltaj Sigortaları
• Yüksek Gerilim Sigortaları

2.1 Düşük Voltaj Sigortası

Adından da anlaşılacağı gibi, bunlar düşük voltajlarda kullanılan sigortalardır. Düşük voltajlı sigortaların bazıları aşağıda listelenmiştir.

2.1.1 Yeniden Kablolanabilir Sigorta

Yeniden kablolanabilir sigortalar (Kit-Kat sigortaları olarak da bilinir) düşük voltajlı sigorta türüdür. Genellikle küçük ölçekli sanayilerde ve ev elektrik tesisatında kullanılırlar. İki parçadan oluşurlar:

• Sigorta Tabanı: Giriş ve çıkış terminallerini içerir. Porselenden yapılmıştır.
• Fuselink Taşıyıcı: Ana elemanı tutar ve alüminyum, bakır veya kurşundan yapılmıştır.

Şekil 5 – Yeniden Kablolanabilir (Kit-Kat) Sigorta

Sigorta bağlantı yuvası, elektrik çarpması riski olmadan tabandan kolayca çıkarılabilir. Atma durumunda, sigorta bağlantı yuvasını kolayca çıkarıp kabloyu değiştirebiliriz.

2.1.2 Kartuş Sigortası

Kartuş tipi sigortalar, tamamen kapalı tip sigortalar olarak da bilinir. Sigorta telleri cam bir kap içinde bulunur. Bu tasarım sayesinde, sigorta attığında elektrik arkının kabın içinde kalması sağlanır.

Şekil 6 – Kartuş Tipi Sigortalar

Bu sigortalar birçok elektrikli ve elektronik cihazda kullanılır. Sadece cihazı korumakla kalmaz, aynı zamanda devrelerin aşırı ısınmasından kaynaklanan yangınları da önler. Bu tip sigortalar hem düşük voltajlı hem de yüksek voltajlı sistemlerde kullanılır.

Kartuş tipi sigortalar ayrıca aşağıdaki iki tipe ayrılır:

• 'D' Tipi Sigortalar
• Bağlantı Tipi Sigortalar

2.1.2.1 'D' Tipi Sigorta

Diazed tipi sigortalar, metal uç kapaklı şişe şeklinde seramik gövdeden yapılmıştır. Bu sigortalar son derece güvenilirdir. Kartuş, taban, adaptör halkası ve kapaktan oluşur. Kartuş, kapakla donatılmıştır ve adaptör halkası kullanılarak tabana yerleştirilir.

Şekil 7 – 'D' Tipi Sigortalar

2.1.2.2 Bağlantı Tipi Sigorta

Bağlantı tipi sigortalar, Yüksek Kırılma Kartuşlu (HRC) sigortalar olarak da bilinir. Normal şartlar altında akım elemandan geçer. Gövdesi porselenden yapılmıştır ve ana elemanın haznesi silika kumu ile doldurulmuştur.

Kısa devre meydana gelirse, bir süre boyunca yüksek akım akar. Arıza giderilirse, ateşleme gerçekleşmez. Ancak yüksek akım daha uzun süre akmaya devam ederse, ısıtma elemanı eriyerek ateşleme gerçekleşir.

HRC tipi sigortaların 2 çeşidi vardır, bunlar şunlardır:

• Bıçak Tipi Sigortalar
• Cıvatalı Tip Sigortalar

Şekil 8 – Bağlantı Tipi, 'D' Tipi ve Cıvatalı Tip Sigortalar

2.1.3 Anahtarlı Tip Sigorta

Bu, metal bir anahtar ve sigortayı içerir. Bu tip sigortalar düşük ve orta gerilim seviyelerinde kullanılır.

2.2 Yüksek Gerilim Sigortası

Adından da anlaşılacağı gibi, bunlar yüksek voltajlarda kullanılan sigortalardır. Yüksek voltaj sigortalarından bazıları aşağıda listelenmiştir.

2.2.1 Sıvı Tip HRC Sigorta

Sıvı tipi HRC sigortalar en yaygın olarak yüksek gerilim devrelerinde kullanılır. Bu tip sigortalar esas olarak transformatör koruması ve 400A'den fazla akım taşıyan devrelerde kullanılır.

Şekil 10 – Sıvı Tip HRC Sigortalar

Sıvı tip HRC sigortaları karbon tetraklorür ile doldurulmuştur. Kısa devre olduğunda, akım elemandan geçer ve bu eleman eriyerek kırılır. Sigortalarda kullanılan sıvı, kısa devre sonucu oluşan arkı söndürür.

2.2.2 Kartuş tipi HRC Sigorta

Bu tip sigortalar, düşük voltajlı sigortalara benzer. Korona etkisini ortadan kaldırmak için halka şeklinde tasarlanmıştır. İçinde birbirine paralel yerleştirilmiş iki sigorta elemanı bulunur. Elemanlar, yüksek direnç özelliği nedeniyle tungsten metalinden yapılmıştır.

Şekil 11 – Kartuş Tipi HRC Sigortaları

2.2.3 Tahliye Tipi HRC Sigorta

Patlama tipi sigortalar, transformatörleri ve besleme hatlarını korumak için kullanılır. 11 kV için tasarlanmıştır ve limiti 250 MVA'ya kadardır. Sigorta elemanı silindirin içine yerleştirilir ve üst kısımları ekipmana bağlanır. Bu sigortaların silindiri sentetik reçine bağlayıcı kağıttan yapılmıştır.

Şekil 12 – İtme Tipi HRC Sigortaları

Sigortanın Kullanım Alanları

Sigortaların kullanım alanları arasında neredeyse tüm elektrikli/elektronik cihazlar yer almaktadır, örneğin:

• Evdeki elektrik tesisatı.
• Klima, buzdolabı, televizyon, çamaşır makinesi gibi ev aletleri.
• Dizüstü bilgisayarlar.
• Taşınabilir şarj cihazları.
• Otomobiller (Arabalar, Kamyonlar, Otobüsler vb.).

Sigortaların Avantajları

Sigortaların avantajları şunlardır:

• Sigortalar, mevcut en ucuz koruma yöntemidir.
• Bakım gerektirmez.
• Devre kesicilere kıyasla, sigortalar devre kesildiğinde daha kısa sürede tepki verir.

Sigortaların Dezavantajları

Sigortaların dezavantajları şunlardır:

• Çalışma sonrasında sigortaların yeniden bağlanması nedeniyle önemli miktarda zaman kaybı yaşanmaktadır.
• Sigortaların akım zaman karakteristikleri, korunan cihazın akım zaman karakteristikleriyle ilişkilendirilemez.