Kaçak akım, elektrik tesisatlarında istenmeyen ve tehlikeli sonuçlara yol açabilen bir durumdur. Elektrik devrelerinde, akımın normal şartlarda fazdan başlayarak nötr hat üzerinden geri dönmesi gerekir. Ancak, bir izolasyon hatası, kablolardaki aşınma, elektrikli cihazlardaki arızalar veya hatalı bağlantılar nedeniyle akım farklı bir yol izleyebilir. Eğer elektrik akımı, insan vücudu, cihaz gövdeleri veya toprak üzerinden yön değiştirirse, buna kaçak akım adı verilir. Bu durum hem insanlar hem de elektrik sistemleri için ciddi tehlikeler oluşturabilir.
Kaçak akım, insan vücudu için tehlikelidir çünkü elektrik akımı vücuttan geçtiğinde sinir sistemi, kaslar ve organlar üzerinde ciddi etkiler oluşturabilir. Elektrik akımı, vücuda temas ettiğinde dokular boyunca bir yol izler ve bu süreçte ısı ve kimyasal değişimler meydana getirir. Elektriğin insan vücudundaki etkisi, akımın büyüklüğüne, süresine ve vücuda giriş-çıkış noktalarına bağlı olarak değişiklik gösterir.Düşük seviyedeki kaçak akımlar bile sinir sistemini etkileyerek kas kasılmalarına, refleks kayıplarına ve ani şok etkisine neden olabilir. Örneğin, 1 mA ile 10 mA arasındaki akımlar, hafif bir karıncalanma hissi ve kas seğirmeleri oluşturabilir. Ancak 10 mA ile 30 mA arasındaki akımlar, kasların istem dışı kasılmasına yol açarak kişinin elektrik kaynağını bırakamamasına sebep olabilir. Bu durumda, kişi çarpılma süresi boyunca akıma maruz kalmaya devam eder, bu da ciddi yaralanmalara yol açabilir.30 mA ve üzerindeki akımlar, kalp ritmini bozarak fibrilasyon adı verilen düzensiz kasılmalara neden olabilir. Bu durum, kalbin kan pompalama yetisini kaybetmesine ve dolayısıyla ani kalp durmasına yol açabilir. 75 mA ve üzeri akımlar, solunum kaslarını felç edebilir, bu da kişinin nefes alamamasına ve boğulmasına neden olabilir. Eğer vücut üzerinden geçen akım beyne ulaşırsa, bilinç kaybı, sinir hasarı ve hatta ölüm meydana gelebilir.
Kaçak akımın oluşmasına çeşitli faktörler sebep olabilir. Bunların başında elektrik tesisatındaki yalıtım problemleri gelir. Zamanla eskiyen veya hasar gören kabloların yalıtımı zayıflayabilir ve bu durum akımın istenmeyen yollar üzerinden geçmesine neden olabilir. Özellikle nemli veya su ile temas eden ortamlarda kabloların izolasyonu zarar görebilir ve elektrik akımı, yalıtımın zayıfladığı noktalardan kaçak yapabilir.Elektrikli cihazlardaki arızalar da kaçak akımın başlıca nedenlerindendir. Özellikle motorlu cihazlarda, güç kaynaklarında veya ısıtıcı sistemlerde meydana gelen içsel kısa devreler ve bileşen arızaları, cihaz gövdesine kaçak akım geçmesine yol açabilir. Eğer bu cihazlar düzgün bir topraklama sistemine sahip değilse, insan vücudu üzerinden toprağa doğru bir akım akışı oluşabilir ve bu da elektrik çarpması riskini artırır.Hatalı tesisat bağlantıları da kaçak akımın ortaya çıkmasına neden olabilir. Elektrik tesisatının kurulumunda yanlış yapılan bağlantılar veya gevşek terminaller, akımın normal yolundan sapmasına ve farklı iletkenler üzerinden geçmesine sebep olabilir. Özellikle nötr ve toprak hatlarının yanlış bağlanması, kaçak akımın sürekli olarak oluşmasına yol açabilir. Ayrıca, aşırı yüklenmiş prizler veya yanlış sigorta kullanımı da tesisatta anormal akımların dolaşmasına neden olabilir.Çevresel faktörler de kaçak akımı tetikleyebilir. Nem, su teması, kimyasal buharlar ve aşırı sıcaklık gibi etkenler, elektrik sistemlerinin yalıtımını bozarak kaçak akım oluşmasına zemin hazırlar. Özellikle banyolar, mutfaklar ve açık hava tesisatları gibi ortamlarda suyun varlığı, elektrik akımının yanlış yollar üzerinden akmasına neden olabilir. Bunun önüne geçmek için uygun yalıtım malzemeleri, su geçirmez prizler ve kaçak akım röleleri kullanılması gereklidir.
Kaçak akım rölesi, elektrik tesisatlarında oluşabilecek kaçak akımları algılayarak devreyi otomatik olarak kesen bir güvenlik cihazıdır. Bu röle, elektrik devresindeki faz ve nötr akımları sürekli olarak ölçer. Normal şartlarda, faz hattından geçen akımın tamamı nötr hattına geri dönmelidir. Ancak, eğer bir kaçak akım oluşursa, yani devredeki akımın bir kısmı toprak ya da başka bir yol üzerinden dışarı sızarsa, kaçak akım rölesi bu farkı algılar ve anında elektrik akımını keserek hem insanları hem de tesisatı korur.
Kaçak akım röleleri, farklı kullanım alanlarına ve akım algılama özelliklerine göre çeşitli türlere ayrılır. Bunlar algılama tipi, çalışma prensibi ve koruma seviyesi gibi faktörlere bağlı olarak sınıflandırılabilir.
Algılama Tipine Göre Kaçak Akım Röleleri:
- DLY tipi kaçak akım rölesi, “Delayed” (gecikmeli) olarak adlandırılır ve normalde kaçak akım rölesinin (RCD veya RCCB) yaptığı gibi elektriksel kaçak akımları tespit eder. Ancak bu röle, tespit edilen kaçak akımın belirli bir süre geçmeden kesilmesine izin vermez. Başka bir deyişle, kaçak akım meydana geldiğinde, sistemin kesilmesi geciktirilir, böylece ani veya kısa süreli geçici kaçaklar, gereksiz şekilde kesilmez.
- F tipi kaçak akım rölesi, AC (alternatif akım) ve DC (doğru akım) kaçaklarını tespit edebilen bir röledir. Hem sinüzoidal hem de düzensiz (dalgalı) akımlara karşı duyarlıdır ve özellikle modern elektronik cihazlarda oluşan düzensiz kaçakları algılayarak güvenlik sağlar. Bu tip röle, ev ve endüstriyel uygulamalarda tercih edilir çünkü elektrikli cihazlardan kaynaklanan karmaşık kaçakları da tespit edebilir.
- A tipi kaçak akım rölesi, AC (alternatif akım) ve pürüzsüz DC (doğru akım) kaçak akımlarını tespit edebilen bir röledir. Bu tip röleler, özellikle doğru akım (DC) kaçaklarının oluştuğu ortamlarda kullanılır. A tipi röle, AC’nin yanı sıra, yarım dalga doğru akım gibi özel durumları da algılar. Elektronik cihazların bulunduğu yerlerde, örneğin inverterler veya şarj cihazları gibi cihazlar kullanıldığında A tipi kaçak akım rölesi tercih edilir.
- AC tipi kaçak akım rölesi, yalnızca alternatif akım (AC) kaçaklarını tespit edebilen bir röledir. Bu tip röle, sinüzoidal alternatif akımın oluşturduğu kaçakları algılar. AC tipi röleler, genellikle evsel elektrik sistemlerinde kullanılır ve doğru akım (DC) kaçaklarına duyarsızdır. Bu nedenle, sadece AC akımlarının olduğu ortamlarda güvenlik sağlar.
- B tipi kaçak akım rölesi, hem AC (alternatif akım) hem de DC (doğru akım) kaçaklarını tespit edebilen gelişmiş bir röledir. Ayrıca, düzensiz (dalgalı) DC kaçak akımlarını da algılayabilir. Bu nedenle, yenilikçi elektronik cihazlar ve inverterler, şarj cihazları veya güneş enerji sistemleri gibi karmaşık sistemlerde güvenlik sağlamak için B tipi kaçak akım rölesi tercih edilir.
- G tipi kaçak akım rölesi, AC (alternatif akım) kaçaklarını ve dc (doğru akım) kaçaklarının düzensiz (dalgalı) olanlarını tespit edebilen bir röledir. Bu tür röleler, özellikle güneş enerjisi sistemleri gibi karmaşık sistemlerde kullanılır. G tipi röleler, hem sinüzoidal AC hem de dalgalı DC kaçak akımlarını algılar, böylece daha geniş bir güvenlik sağlar.
- S tipi kaçak akım rölesi, alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) kaçaklarını tespit edebilen bir röle türüdür. Ancak S tipi röle, özellikle düzensiz (dalgalı) DC kaçakları için daha hassas bir algılama sağlar. Bu tip röleler, özellikle güneş enerjisi sistemleri, inverterler ve şarj cihazları gibi karmaşık sistemlerde kullanılır.
Çalışma Prensibine Göre Kaçak Akım Röleleri:
- Elektromekanik Kaçak Akım Rölesi: Genellikle daha dayanıklıdır ve harici enerji kaynağına ihtiyaç duymaz. Bu tür röleler, ağ elektriği kesildiğinde bile çalışabilir. Bu, özellikle kesintisiz çalışmanın kritik olduğu alanlarda büyük bir avantajdır.
- Elektronik Kaçak Akım Rölesi: Daha hassas ölçümler yapabilen bu röleler, şebeke elektriği kesildiğinde çalışamazlar, çünkü harici enerji kaynağına ihtiyaç duyarlar. Ancak daha doğru kaçak akım tespiti sağlarlar ve genellikle daha küçük, kompakt yapıda olurlar.
Montaj Tipine Göre Kaçak Akım Röleleri:
- Anahtarlamalı Kaçak Akım Rölesi (RCCB): Temel güvenlik sağlamak için sadece kaçak akımı algılar ve devreyi Ancak aşırı akım ve kısa devre gibi durumlar için ek önlemler alınması gerekir.
- Kaçak Akım ve Aşırı Akım Rölesi (RCBO): Bu tür röleler, kaçak akımın yanı sıra aşırı akım ve kısa devre koruması da sağlar. Yani, sigorta ve kaçak akım rölesinin birleşimi gibi çalışır. Bu, daha kapsamlı bir koruma sağlar ve daha az cihaz kullanarak daha fazla güvenlik sunar.
- Ayarlanabilir Kaçak Akım Rölesi: Endüstriyel alanlarda kullanılır. Bu röleler, kaçak akım eşiğini manuel olarak ayarlamaya olanak tanır, bu da daha özelleştirilmiş koruma sağlar.
Farklı değerlerdeki kaçak akım röleleri, kullanım alanlarına göre değişiklik gösterir.
- 10 mA değerindeki kaçak akım rölesi, en yüksek hassasiyetle çalışarak, insanların elektrik çarpmasına karşı korunmasını sağlar ve genellikle sağlık kuruluşları, suya yakın alanlar ve özel yaşam alanlarında kullanılır.
- 30 mA değerindeki röle ise evlerde, ofislerde ve küçük işletmelerde yaygın olarak tercih edilir. Bu değer, insan sağlığını koruma amacı güder ve günlük yaşamda karşılaşılabilecek tehlikeleri önler. Daha büyük değerlere sahip röleler, özellikle 100 mA ve üzerindeki röleler, genellikle sanayi tesislerinde, büyük elektrik sistemlerinde ve endüstriyel alanlarda kullanılır. Bu tür röleler, daha yüksek kaçak akımlarını tespit edebilir ve büyük elektrik sistemlerinin güvenliğini sağlar.
- 300 mA ve üzerindeki röleler ise, özellikle yangın riski ve büyük arıza durumlarını engellemek için büyük sanayi tesislerinde, jeneratörlerde ve elektrik dağıtım panolarında kullanılır. Yani, kaçak akım rölesi seçimi, kullanım alanına ve koruma gereksinimine göre belirlenir; düşük değerli röleler daha hassas ve insan sağlığını koruyucu özellik gösterirken, yüksek değerli röleler daha büyük sistemlerin güvenliğini sağlamaya yönelik olarak kullanılır.
Kaçak akım rölesi tesis ve insan sağlığı için her ne kadar kritik bir öneme sahip olsa da Kaçak Akım Rölesinin kullanılmasının sakıncalı olduğu alanlar da vardır ;
- Yangın Panelleri: Yangın algılama ve alarm sistemlerinde kaçak akım rölesi kullanmak genellikle önerilmez. Bunun nedeni, yangın sistemlerinin sürekli ve kesintisiz çalışması gerektiğidir. Kaçak akım rölesi, sistemde küçük bir kaçak akım algıladığında devreyi kesebilir, bu da yangın alarm sisteminin çalışmasını engelleyebilir ve güvenlik risklerine yol açabilir.
- Elektriksel Gürültü Olan Ortamlar: Elektriksel gürültü, kaçak akım rölesinin yanlış tetiklenmesine neden Bu durum, özellikle karmaşık elektriksel altyapılara sahip alanlarda (örneğin veri merkezleri veya laboratuvarlar) sorun yaratabilir.
- Hastaneler ve Sağlık Kuruluşları: Hastaneler gibi kritik tesislerde, özellikle hasta bakım alanlarında kaçak akım rölesi kullanımı dikkatlice değerlendirilmelidir. Elektriksel kesintiler veya sistemin yanlış çalışması, hasta yaşamını tehlikeye atabilir. Bunun yerine, daha güvenli ve özel olarak tasarlanmış topraklama ve izolasyon sistemleri kullanılabilir.
Kaçak akım rölelerini kullanılmasının yanı sıra bu ekipmanların İş Sağlığı ve Güvenliği kapsamında en az bir kere test edilmesi gerekmektedir. Yapılan testler sonucunda testi yapılan kaçak akım rölesinin standartların belirlediği zamandan az bir sürede çalışması gerekmektedir.Test işlemleri genellikle iki farklı test seviyesinde yapılır
- 1x Testi: Bu, kaçak akım rölesinin nominal (normal) çalışma değerinde test Rölenin belirtilen kaçak akım değerinde (örneğin 30 mA) doğru şekilde devreyi kesip kesmediği kontrol edilir. Bu test, rölenin tasarımına ve çalışma prensiplerine uygun çalışıp çalışmadığını doğrulamak için yapılır. Yani, röle belirtilen kaçak akım seviyesinde doğru tepki verip vermediği test edilir.
- 5x Testi: Bu, rölenin çok daha yüksek bir kaçak akım seviyesinde (genellikle nominal değerinin 5 katı) test edilmesidir. Örneğin, 30 mA’lık bir röle, 150 mA’lık bir kaçak akımda da doğru şekilde tepki verip vermediği test edilir. 5x testi, rölenin aşırı kaçak akımlar karşısında da güvenli bir şekilde devreyi kesme yeteneğini ölçmek için yapılır. Bu test, rölenin güvenli bir şekilde aşırı durumlarda da çalışıp çalışmayacağını, sistemin aşırı yüklenme veya kısa devre gibi durumlarında tehlike oluşturmasını engellemek amacıyla yapılır.
TS-HD 60364 standardına göre, kaçak akım rölesinin 300 ms içinde açma yapması, elektriksel güvenlik açısından kritik bir gerekliliktir. İnsan vücudu elektrik akımına maruz kaldığında, uzun süreli temas ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir. 300 ms, insan vücudunun elektrik akımına dayanabileceği maksimum süredir ve bu süre zarfında röle devreyi keserek, elektrik şokunu engeller. Ayrıca, kaçak akımların yüksek olduğu durumlarda, röle hızlı bir şekilde müdahale ederek yangın riskini önler ve sistemin güvenliğini sağlar. Bu açma süresi, uluslararası güvenlik standartlarıyla da uyumludur ve elektrik tesisatlarının güvenli bir şekilde çalışabilmesi için belirlenmiş bir süre sınırıdır.
Kaçak akım rölesinin sürekli atmasının birkaç yaygın nedeni vardır. İlk olarak, elektrik tesisatında bir gerçek kaçak akım olması, rölenin devreyi sürekli kesmesine yol açabilir. Bu, izolasyon hataları veya topraklama problemleri nedeniyle gerçekleşebilir. Ayrıca, nemli ortamlar veya su teması da kaçak akımlara neden olabilir ve rölenin sürekli atmasına sebep olabilir. Arızalı elektrikli cihazlar veya ekipmanlar da kaçak akım üretir ve bu da rölenin sürekli çalışmasına yol açabilir. Yüksek topraklama direnci de aynı şekilde kaçak akımın artmasına neden olabilir. Diğer bir sebep, rölenin kendisindeki bir arıza ya da yanlış ayarlardır, bu da normal kaçak akımlarda bile rölenin atmasına sebep olabilir. Elektriksel parazitler, dalgalanmalar veya ağdaki harmonikler de röleyi yanıltarak sürekli açmasına neden olabilir. Son olarak, ağır elektriksel yükler veya kısa devreler, sistemde kaçak akımın artmasına yol açarak rölenin sürekli atmasına neden olabilir. Bu tür durumlar, elektriksel güvenliği tehlikeye atabilir ve tesisatın dikkatlice kontrol edilmesi gerekir.
Kaçak akım röleleri, elektrik sistemlerinde can ve mal güvenliğini sağlayan hayati öneme sahip cihazlardır. Buna rağmen bazı firmalar “Kaçak Akım Rölesi burada tutmuyor” gibi bahanelerle bu zorunlu önlemi almaktan kaçınmaktadır. Ancak bu tutum, hem yasal hem de teknik açıdan büyük riskler taşımaktadır. Kaçak akım rölesi, elektrik kaçakları sonucu oluşan yangın ve elektrik çarpmalarını önleyerek can güvenliğini sağlamanın yanı sıra elektrik tesisatının uzun ömürlü ve güvenli olmasını temin eder. Yasal bir zorunluluk olarak kaçak akım rölesi bulunmayan tesisatlar için idari yaptırımlar uygulanabilir. Kaçak akım rölesinin durup dururken devreyi kesmesi, sistemde bir sorun olduğunu gösterir. Bu durum, elektrik tesisatında kaçak veya uygun olmayan bir bağlantı bulunduğunu işaret eder. Kaliteli ve doğru seçilmiş bir kaçak akım rölesi sistemle uyumlu olduğunda kesinlikle zarara yol açmaz. Mevcut sistemlerde bazen uyum problemleri yaşanabilir, ancak profesyonel bir elektrik mühendisi tarafından analiz edilerek uygun bir çözüm bulunabilir. Kaçak akım rölesi kullanımı, özellikle konut, iş yeri ve sanayi tesislerinde zorunludur. Elektrik iç tesisat yönetmeliğine göre kaçak akım koruma rölelerinin tesis edilmesi gerekmektedir. Bunun ihmal edilmesi, ciddi cezaları beraberinde getirebilir ve sorumlu kişiler hukuki açıdan suçlu sayılabilir. Firmaların “tutmaz” bahanesi yerine tesisatta sorun olup olmadığını analiz etmesi gerekmektedir. Yetkin bir elektrik mühendisi veya teknik personelden destek alınarak rölenin uygun seçildiğinden emin olunmalıdır. Düşük maliyetli ve kalitesiz ürünlerden kaçınılmalı, TSE ve uluslararası standartlara uygun röleler tercih edilmelidir. Kaçak akım rölesi kullanmaktan kaçınmak, hayati riskler taşıyan ve yasal sorumluluk doğurabilecek büyük bir hatadır. Tesisatta sorun yaşanıyor olması, kaçak akım rölesinin gereksiz olduğu anlamına gelmez; aksine sistemde bir arıza olduğunu gösterir. Elektrik güvenliği ihmal edilecek bir konu değildir ve firmalar bu konuda bilinçli hareket etmelidir.
