Doğru Kaçak Akım Rölesi (KAR) Seçimi

Kaçak akım şalterleri can ve mal güvenliğinin korunmasını sağlarken, yanlış bir seçimin yapılması bu konuda ciddi kayıplara neden olabilmektedir.Kaçak akım rölesi seçimi yapılırken dikkat edilmesi gereken temel hususlar vardır. Bu temel hususlar; rölenin nominal akım değeri, koruma hassasiyeti, tipi ve kutup sayısıdır. Kaçak akım rölesi çeşitleri ve tipleri, Kaçak akımların gereksiz atmasından dolayı birçok tesiste kaçak akım sorunu yaşanmakta; yine birçok tesiste kaçak akım röleleri devre dışı bırakılmış durumdadır. Ancak bunun nedeni kaçak akım modelinin hatalı seçilmiş olmasıdır. Kaçak akım rölesi tipi doğru seçilirse bu sorun tamamen ortadan kalkacaktır. Elektrik kaçaklarına karşı doğrudan veya dolaylı temas halinde gerek insan hayatını koruma altına alırken, gerek yalıtım hataları nedeni ile oluşan yangın riskini önleyerek can ve mal güvenliğini koruma altına alır.

Kutup Sayısı
Korunacak yükün faz sayısına göre seçim yapılır. Kaçak akım röleleri 2 veya 4 kutup sayısına sahip olabilirler.

•    2 Kutuplu; monofaze şebekelerde 2 kutuplu yani faz + nötr 

•    4 Kutuplu; trifaze şebekelerde 4 kutuplu yani R, S, T + nötr 

kaçak akım röleleri kullanılır.

Tip
Arıza kaçak akımı, yük özelliklerine göre farklı dalga formlarına sahip olabilirler. IEC 60755’e göre farklı kaçak akım formlarına uygun olacak şekilde aşağıda kaçak akım rölelerinin tipleri tanımlanmıştır: 

AC Tipi

AC Tipi kaçak akım röleleri artık sinüzoidal alternatif akımları algılar. 50/60 Hz frekans değerlerinde çalışma gösterir. Elektronik bileşen içermezler, reaktif ve/veya aktif karakterli yüklerin bağlı bulunduğu elektrik şebekelerinde AC kaçak akımlara karşı koruma sağlarlar. AC tipe sahip olan kaçak akım röleleri genel kullanıma uygundur ve en basit röle tipidir. Bu yüzden piyasada da daha çok ev tipi ya da genel tip olarak da isimlendirilirler. 

Uygulama alanlarına; fırın, elektrikli duş, indüksiyon fırını, akkor lamba, daldırma ısıtıcı vb. cihazlar örnek olarak gösterilebilirler.  

A Tipi 

AC kaçak akım rölesinin algıma özelliklerine ek olarak, A Tipi kaçak akım röleleri titreşimli DC kaçak akımı algılar. Bu tür dalga formları genellikle, elektronik yüklerde diyot ya da tristör doğrultucu devresinden kaynaklanabilir.50/60 Hz frekans değerlerinde çalışma gösterir. A tipi kaçak akım röleleri, özellikle tek fazlı sınıf 1 elektronik yükler için kullanılmak amacıyla tasarlanmıştır. 

Uygulama alanlarına;
 invertör (evirici-tek fazlı), sınıf I IT cihazlar, sınıf II cihazlar için güç kaynakları, fan, pompa, LED sürücü ve dimmer dahil olmak üzere aydınlatma ekipmanları, indüksiyon ocağı, düz kaçak DC akımı 6 mA’dan az olan elektrikli araç şarj ekipmanı vb. cihazlar örnek olarak gösterilebilirler. 

Hpi Tipi

Hpi tipi kaçak akım röleleri, alternatif ve doğru akımın birlikte kullanıldığı ve zorlu çevre koşullarına sahip tesisatlarda kullanılır. A tipi kaçak akım koruma rölesi ile aynı teknik özelliklere sahiptir. DC akım analizini yapabilir ve zorlu çevre şartları için kullanımı tercih edildiğinden dolayı IP koruma değeri daha yüksektir.

F Tipi

F Tipi kaçak akım röleleri IEC 62423 ve IEC60755’te tanıtılmıştır. A tipi kaçak akım rölelerinin algılama özelliklerine ek olarak, F tipi kaçak akım röleleri tek fazlı değişken hızlı sürücülerde devre korunmasının sağlanabilmesi amacıyla özel olarak tasarlanmıştır. Bu devrelerde, motor frekansı, kaçak akımın dalga formu, hat frekansı ve konvertör anahtarlama frekansı olmak üzere çoklu frekansların bir bileşimi olabilir. 
F tipi kaçak akım röleleri, iç yapısındaki filtre sayesinde başta harmonik olmak üzere diğer frekansları ayırt edebilir ve çalışma frekans aralığı çok geniş olduğu için gereksiz açma yapmazlar. Ayrıca gelişmiş bozulmalara karşı dayanma gücüne sahiptirler. 

Uygulama alanlarına; 
değişken hızlı sürücülere sahip olan klima kontrolörleri, bulaşık makinesi, çamaşır makinesi, bazı Sınıf 1 elektrikli aletler, yapısında senkron motorlar içeren çamaşır kurutucuları, tek fazlı invertörlü ev aletleri ve motorlar vb. cihazlar örnek olarak gösterilebilir.

B Tipi
IEC/EN 61009 ve IEC/EN 61008 standartlarına (IEC/EN 61009 standardı dahili aşırı akım korumalı kaçak akım koruma anahtarlarını ve otomatik sigortalar ile birlikte kullanılan kaçak akım bloklarını, IEC/EN 61008 standardı ise sadece kaçak akım koruma anahtarlarını kapsar.) uyum gösteren A tipi ya da AC tipi kaçak akım röleleri, ev ve benzeri türü olan birçok uygulamada kullanılır. Ayrıca, güç elektroniği teknolojilerinin tüketici aletlerindeki kullanımındaki artış, toprak bağlantısına sahip olan tüketici cihazlarda hata ve hatanın olmadığı durumlarda yüksek DC bileşenli ve/veya yüksek frekanslı dalga şekillerine sahip olan kaçak akımlara neden olabilir. 

Bu akımlar, AC tipi ya da A tipi kaçak akım koruma röleleri için uygun değildir ve onların doğru bir şekilde çalışmalarına engel olur. A tipi kaçak akım koruma röleleri 6 mA doğru akım değerine kadar kaçak akıma dayanıklıdır. 6 mA değerinin üzerindeki kaçak akım durumunda ise doğru bir şekilde çalışması garanti edilemez. 

Farklı durumlar için AC tipi ya da A tipi kaçak akım koruma rölelerinin eksik olduğu yönleri aşağıda verilmiştir;
•    Yüksek DC bileşen ya da yüksek frekans değerine sahip akımlar üreten ekipmanların, toprak hatası meydana gelmesi durumunda, kaçak akım koruma rölesi duyarsızlaştığında düzgün açma gerçekleşmeyebilir (korumanın sağlanmaması, gecikmeli ya da aşırı kaçak akım değerleri)
•    Aynı kaçak akım rölesi ile çalışan başka bir devre üzerinde bir hata meydana gelmesi durumunda kaçak akım koruma rölesi duyarsızlaştığı zaman düzgün bir şekilde açma olmayabilir. (Bu hata akımının şekli sinüzoidal alternatif bir şekil olsa bile)
•    Hata olmadığından bile parazitlerden kaynaklı istenmeyen açma olabilir.

Bu sorunları çözmek amacıyla, 1990’lı yıllarda B tipi kaçak akım röleleri satışa sunuldu. IEC 62423 ürün standardının ilk basım tarihi 2007 yılına dayanmaktadır (son yıllarda ise A tipi ve B tipi kaçak akım röleleri arasındaki ara özelliklerine sahip olan F tipi kaçak akım röleleri satışa sunuldu). 

B tipi kaçak akım koruma rölesi ürün standardı onay aşamasında olduğu için, ilgili ürünleri kapsayan ve kaçak akım rölesinin genel özelliklerini de içeren IEC 60755 Teknik Raporu referans olarak kabul edilir.
B tipi kaçak akım röleleri her türlü arıza akımına karşı doğru bir biçimde açma garantisi sağlar. Bu sebeple B tipi kaçak akım röleleri evrensel kaçak akım koruma cihazı olarak isimlendirilir (Bu teknik terim yanlış yorumlanmamalı, B tipi kaçak akım koruma röleleri AC gerilime sahip olan şebekelerin kullanımı için üretilmiştir. (Sinüzoidal olmayan dalga şekli kaçak akım için geçerli bir durumdur. DC şebekeler için kaçak akım koruma rölesi ürünlerinin geliştirilmesi devam etmektedir.

B tipi kaçak akım rölesinin uygulama alanlarına;
 invertörler (evirici-3 faz), fotovoltaik sistemler, kesintisiz güç kaynakları (UPS), yürüyen merdiven, asansör, endüstriyel makinalar, kaynak ekipmanı,  6 mA’dan daha büyük değere sahip olan düz kaçak DC akımına sahip elektrikli araç şarj ekipmanları vb. cihazlar örnek olarak gösterilebilir.

S Tipi 
Seçici (S Tipi) kaçak akım röleleri, gecikmeli açma karakteristiğine sahiptir. Seçiciliği garantilemek ve devre dışı kalmanın yani enerji kesintisinin sistemin sadece meydana gelen arızadan etkilenen kısmı ile sınırlandırmak amacıyla diğer hızlı artık akım ile çalışan devre kesicilerin önüne monte edilirler. Açma süreleri ayarlanamaz ve çalışma önceden belirlenmiş bir zaman-akım karakteristiği referans alınarak yapılır.