Termik Röle Nedir?

Bir motor düşünün: taşıyabileceğinden biraz fazlasını çekiyor. Kayış fazla gerilmiş, pervanenin önü tıkanmış ya da pompa kendi debisinin dışına çıkmış olabilir. Sigorta atmıyor, çünkü ortada sigortanın anladığı anlamda bir arıza yok. Pano normal görünüyor, makine çalışıyor, kimse bir şey fark etmiyor.

Motor bu sırada ısınıyor. Sarımların yalıtımı ısıyla yaşlanır ve bu yaşlanma geri dönmez. Haftalar sonra bir sabah motor yol vermez; içeride biriken şey, hiçbir gün alarm üretmemiş küçük bir fazlalığın toplamıdır.

Termik röle tam bu boşluğun elemanıdır. Hızlı koruma cihazlarının göremeyecek kadar yavaş, motorun kendisinin dayanamayacağı kadar uzun süren aşırı yükü görmek için vardır.

Bir ad, iki ayrı cihaz. Buzdolabı, derin dondurucu ve benzeri beyaz eşyada “termik röle” denen parça bambaşka bir şeydir: kompresörün üstüne oturan, ona yol veren ve aşırı zorlanmada durduran küçük bir düzenek. Bu yazının konusu o değil. Burada anlatılan, panoda kontaktörün altına takılan motor koruma termik rölesidir. İki cihaz aynı adı taşır, aynı işi yapmaz; beyaz eşyadaki parçayı arayan okurun aradığı sayfa bu değildir.

Termik röle nedir

Termik röle, bir motorun çektiği akımı sürekli okuyan ve bu akım motorun taşıyabileceği değerin üstünde yeterince uzun kaldığında devrenin kesilmesi için emir veren koruma elemanıdır.

Tanımın üç parçası da yükünü taşıyor.

Sürekli okur. Motorun akımı rölenin içinden geçer; röle bir ölçüm anına değil, akımın zaman içindeki gidişine bakar.

Yeterince uzun. Bir motor yol verirken kısa bir süre anma akımının katlarını çeker ve bu normaldir. Anlık bir yükselmeyi arıza sayan bir koruma, korumaya çalıştığı makineyi hiç çalıştırmaz. Bu yüzden termik rölenin yavaşlığı bir kusur değil, tasarımın kendisidir.

Emir verir. Röle motorun akımını kendi kesmez. Bunu ayrı bir cihaz yapar; rölenin yaptığı, o cihaza “dur” diyen küçük bir kontağı açmaktır.

Adın iki yarısı da bilgi taşıyor. Termik, kararın ısıya dayandığını söyler — röle akımı bir eşikle karşılaştırmakla kalmaz, o akımın ürettiği ısınmayı biriktirir. Röle, kararı kendisinin uygulamadığını söyler.

Neden var: hızlı korumanın görmediği arıza

Bir motor devresinde fazla akım iki ayrı biçimde ortaya çıkar ve bu ikisi birbirine hiç benzemez.

Kısa devre ani ve büyüktür. Akım, devrenin normal değerinin çok üstüne saniyenin küçük bir parçasında fırlar. Bu olayın karşılığı hızlı koruma cihazlarıdır; iş, olabildiğince çabuk kesmektir.

Aşırı yük yavaş ve küçüktür. Akım anma değerinin biraz üstündedir ve orada kalır. Hiçbir hızlı koruma bunu arıza saymaz — saysaydı her yol verme kesintiyle biterdi. Ama motor için tehlikeli olan tam da budur: sarım sıcaklığı yavaşça yükselir, yalıtım o sıcaklıkta ömrünü tüketir ve sonuç bir gün değil bir süreç boyunca oluşur.

İki olay farklı olduğu için korumaları da farklıdır. Termik röle ikinci olayın elemanıdır ve birincisini karşılamaz; bir motor devresinde kısa devre koruması ayrıca bulunur. Bu bir eksiklik değil iş bölümüdür: aynı cihazın hem yol verme akımına aldırmayacak kadar yavaş hem kısa devreyi kesecek kadar hızlı olması istenemez.

Devrenin neresine oturur

Bir motorun çalışması iki ayrı devrenin işidir. Güç devresi motorun akımını taşır. Kumanda devresi o akımın geçip geçmeyeceğine karar veren düşük güçlü devredir.

Termik röle her ikisinde birden görünür ve bu, elemanı anlamanın anahtarıdır.

Güç tarafında röle, kontaktör ile motor arasında, akımın yolunun üstünde durur; motora giden iletkenler rölenin içinden geçer. Gördüğü şey budur — motorun gerçekten çektiği akım.

Kumanda tarafında ise rölenin küçük bir kontağı vardır ve bu kontak normalde kapalıdır. Röle attığında o kontak açılır, kontaktörün bobinini besleyen yol kesilir, kontaktör bırakır ve motorun akımı kontaktörün ana kontakları tarafından kesilir.

Bu ayrımın pratikteki karşılığı şudur: termik röle bir kesici değildir. Motoru durduran kontaktördür; röle yalnızca kararı verir ve kararı bildirebildiği tek yol o küçük kontaktır. Kumanda devresi o kontağı içermiyorsa röle ısınmayı görür, mekanizması çalışır ve hiçbir şey durmaz. Bir bağlantı yanlışının neden sessiz kaldığı buradan gelir: koruma “takılı” görünür ama devrede bir karşılığı yoktur.

Rölelerin çoğunda ikinci bir kontak daha bulunur ve o normalde açıktır; işi durdurmak değil, atma olayını bir lambaya, sesli uyarıya ya da denetim sistemine bildirmektir.

Akımdan ısıyı okumak

Termik rölenin içinde, motorun akımının ısıttığı bimetal şeritler vardır. Bimetal, farklı oranda genleşen iki metalin birbirine kaynatılmasıyla yapılır; ısındığında iki taraf aynı miktarda uzayamadığı için şerit bükülür. Akım büyüdükçe ısınma artar, bükülme artar ve belli bir noktada şerit küçük bir mandalı serbest bırakır. Kumanda kontağını açan şey o mandaldır.

Buradaki asıl fikir, bükülmenin kendisi değil biriktirmedir: bimetal ısınmayı zamanla toplar ve akım normale döndüğünde soğuyarak geri verir. Röle böylece akımın anlık değerine değil, motorun o akım altında ne kadar süre kaldığına tepki verir.

Bu birikmenin ne kadar hızlı olduğu, aynı zorlanmada bir rölenin öbüründen neden daha erken açtığı ve “açma sınıfı” denen tanımın tam olarak neyi anlattığı bu yazının kapsamı dışındadır; mekanizma burada bir paragrafla geçiliyor ve ayrıntısı motor koruma kümesinin kendi mekanizma yazısına bırakılıyor.

Neden ayarlanabilir

Termik rölelerin üstünde bir ayar halkası bulunur. Sebebi elemanın tanımında saklı: röle, hangi motoru koruduğunu kendiliğinden bilemez. Aynı röle, birbirine yakın büyüklükteki bir motor bandına hizmet eder ve hangisinin bağlı olduğunu ona söyleyen tek şey o ayardır.

Ayar, korunan motorun anma akımına göre yapılır. Hangi değerin hangi koşulda seçileceği, ayarın yanlış tarafa kaydırılmasının neyi bozduğu ve rölenin hangi sebeplerle attığı ayrı bir konudur ve bu yazıda cevaplanmaz. Burada bilinmesi gereken tek şey şu: ayarı yapılmamış bir termik röle, takılı olmasına rağmen korumadığı bir motorun üstünde durabilir.

Termik rölenin görmedikleri

Bir koruma elemanını doğru anlamak, neyi kapsamadığını bilmekle olur. Termik röle motorun sıcaklığını ölçmez; akımdan bir sıcaklık tahmini üretir. Tahminin dayanmadığı her şey de rölenin kör noktasıdır.

Motorun bulunduğu ortam. Röle panonun içindedir, motor başka bir yerdedir. Motorun havalandırması tıkanmışsa, ortam sıcaksa ya da üstü örtülmüşse motor rölenin hesapladığından daha sıcak olabilir. Motorun içine yerleştirilen sıcaklık duyarlı elemanlarla çalışan ayrı bir koruma türü tam bu boşluk için vardır; ikisi arasındaki fark ayrı bir yazının konusudur.

Faz olayları. Bir fazın kaybolması ya da gerilimlerin dengesizleşmesi, kalan sarımlarda akımı yükseltir. Rölenin bunu ne ölçüde gördüğü cihaza göre değişir ve faz sırası, faz kaybı ile asimetriyi asıl işi sayan ayrı bir röle türü bulunur.

Yalıtım arızası ve kaçak akım. Bir sarımın gövdeye kaçak vermesi, motorun çektiği toplam akımda mutlaka görünmez. Bu olayın karşılığı başka bir koruma ailesidir.

Mekanik sorunlar. Yatak sesi, kaplin bozukluğu, titreşim: termik röle bunları yalnızca akıma yansıdıkları kadar ve yansıdıkları anda görür. Yansımayanı hiç görmez.

Attıktan sonra kendiliğinden dönmez

Termik röle attığında mandalı kilitlenir ve soğuduğunda kendi başına eski hâline dönmez. Bu bir yavaşlık değil bilinçli bir tasarımdır: kendiliğinden dönen bir koruma, sebebi ortadan kalkmamış bir motoru tekrar tekrar çalıştırır ve insanın makinenin başında olduğu bir anda beklenmedik bir yol verme üretir.

Bazı rölelerde otomatik dönüş seçeneği bulunur. Bunun bir varsayılan değil bir karar olduğunu bilmek yeterlidir; makinenin kendi başına yeniden çalışmasının kabul edilebilir olup olmadığı, o makinenin ne yaptığına bağlıdır.

Buradan çıkan pratik sonuç şudur: bir termik rölenin atması bir gürültü değil, bir bildirimdir. Röle bir sebeple açmıştır ve o sebep aranmadan yapılan her geri döndürme, aynı olayın ikinci kez yaşanmasını bekler.

Özet

Termik röle, bir motoru aşırı yüke karşı koruyan elemandır: akımı sürekli okur, o akımın ürettiği ısınmayı zaman içinde biriktirir ve birikim sınırı aştığında motorun durdurulması için emir verir.

Kısa devreyi karşılamaz; onun için devrede ayrı bir hızlı koruma bulunur. Motorun akımını da kendi kesmez — güç tarafında akımın yolunun üstünde durur, kumanda tarafında ise açtığı küçük bir kontakla kontaktörü bıraktırır. Motoru durduran kontaktördür.

Kararını motorun içinden değil dışından, akımdan üretir. Bu yüzden ortam sıcaklığı, faz kayıpları, yalıtım arızaları ve akıma yansımayan mekanik sorunlar onun görmediği alanlardır; bunların her biri başka bir elemanın işidir.

Ayarlanabilir olmasının sebebi de aynı tanımdan gelir: röle hangi motoru koruduğunu ancak kendisine söylendiği kadar bilir.

Sık sorulanlar

Güvenlik sınırı. Bu yazı bir tesisatın nasıl çalıştığını anlatır, ne yapmanız gerektiğini söylemez. Elektrik tesisatında ölçüm, sökme ve bağlantı işleri yetkili kişilerce ve enerji kesilerek yapılır. Tarif edilen mekanizma her tesisatta aynı değildir.