Sigorta Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Sigorta Nedir?

Sigorta, aşırı akım durumunda erimek ve ayrılmak üzere tasarlanmış, iletken bir şeridin etrafına inşa edilmiş bir elektrik güvenlik cihazıdır. Sigortalar her zaman aşırı akımdan korunacak bileşenlere seri olarak bağlanır. Böylece sigorta attığında (açıldığında) tüm devreyi açar ve bileşenlerden geçen akımı durdurur. Paralel devrenin bir koluna bağlanan bir sigorta, elbette, diğer dallardan herhangi birinden geçen akımı etkilemez.

Normal olarak, ince bir sigorta teli parçası, şiddetli aşırı akımlarda olabileceği gibi, tel şiddetli bir kuvvetle yanarsa, ark patlaması tehlikelerini en aza indirmek için bir güvenlik kılıfı içinde bulunur. Küçük otomotiv sigortalarında, eriyebilir elemanın görsel olarak incelenebilmesi için kılıf şeffaftır.

Kartuş tipi sigortalar, otomotiv uygulamalarında ve cam dışındaki kılıf malzemeleri ile inşa edildiğinde endüstriyel uygulamalarda popülerdir. Sigortalar, akım değerleri aşıldığında “arıza” açılacak şekilde tasarlandığından, tipik olarak bir devrede kolayca değiştirilmek üzere tasarlanmıştır. Aslında anlıyoruz ki bu devre elemanları, devre iletkenlerine doğrudan lehimlenmek veya cıvatalanmak yerine genellikle bir tür tutucuya yerleştirilmektedir. Aşağıdaki görsel aslında buna güzel bir örnek olacaktır.

Sigortalar, yaylı metal klipslerle tutulur, klipsler devre iletkenlerine kalıcı olarak bağlanır. Sigorta tutucusunun (veya bazen dedikleri gibi sigorta bloğunun) temel malzemesi iyi bir yalıtkan olarak seçilir.

Kartuş tipi sigortalar için başka bir sigorta tutucu türü, tüm elektriksel temas noktalarının insan temasından gizlenmesinin istendiği ekipman kontrol panellerine kurulum için yaygın olarak kullanılmaktadır. Tüm metal klipslerin açıkta olduğu, az önce gösterilen sigorta bloğunun aksine, bu tip sigorta tutucusu, sigortayı tamamen yalıtkan bir muhafaza içine yerleştirir. Bununla ilgili bir görseli aşığadan inceleyebilirsiniz.

Günümüzde yüksek akım devrelerinde aşırı akım koruması için kullanılan en yaygın cihaz devre kesicidir.

Devre Kesici Nedir?

Devre kesiciler, aşırı akım durumunda akımı durdurmak için otomatik olarak açılan özel olarak tasarlanmış anahtarlardır. Konut, ticari ve hafif sanayi hizmetlerinde kullanılanlar gibi küçük devre kesiciler termal olarak çalıştırılmaktadır. Isıtıldığında bükülen devre akımı taşıyan bimetalik bir şerit (arka arkaya bağlanmış iki metalden oluşan ince bir şerit) içerirler. Bimetalik şerit tarafından yeterli kuvvet oluşturulduğunda (şeritin aşırı akım ısınması nedeniyle), açma mekanizması harekete geçer ve kesici açılır. Daha büyük devre kesiciler, kesici içindeki akım taşıyan iletkenler tarafından üretilen manyetik alanın gücü ile otomatik olarak çalıştırılır veya devre akımını izleyen harici cihazlar (bu cihazlara koruyucu röleler denir) tarafından açmaya tetiklenebilir.

Devre kesiciler, aşırı akım koşullarına maruz kaldıklarında arızalanmadıklarından – aksine, sadece açılırlar ve bir kol hareket ettirilerek tekrar kapatılabilirler. Bir devreye sigortalardan daha kalıcı bir şekilde bağlı bulunmaları daha olasıdır. Bu devre kesicilerin bir örneği aşağıdaki gibidir:

Dışarıdan bakıldığında, bir anahtardan başka bir şey gibi görünmüyor. Aslında bu şekilde de kullanılabilir. Ancak gerçek işlevi, aşırı akım koruma cihazı olarak çalışmaktır.

Bazı otomobillerin, uygun şekilde derecelendirilmiş bir sigorta ve tutucunun maliyeti nedeniyle, pil şarj devresinde aşırı akım koruması için eriyebilir bağlantılar olarak bilinen ucuz cihazlar kullandığına dikkat edilmelidir. Eriyebilir bir bağlantı, herhangi bir sert kılıf olmadan aşırı akım durumunda erimek üzere tasarlanmış kısa bir kauçuk yalıtımlı tel parçasından başka bir şey olmayan ilkel bir sigortadır. Bu tür ham ve potansiyel olarak tehlikeli cihazlar, esas olarak karşılaşılan daha yüksek voltaj ve akım seviyeleri nedeniyle, endüstride ve hatta konutlarda elektrik kullanımında asla kullanılmaz.

Bir sigortanın şematik çizim sembolü aşağıdaki gibidir:

Sigorta Değerleri

Sigortalar, tahmin edilebileceği gibi öncelikle akım biriminde derecelendirilir(Amper): Çalışmaları, sigortanın kendi elektrik direnci aracılığıyla aşırı akım koşulları altında kendiliğinden ısı üretmesine bağlı olsa da, korudukları devrelere ihmal edilebilir miktarda ekstra direnç katacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, büyük ölçüde, sigorta kablosunu pratik olarak mümkün olduğu kadar kısa yaparak gerçekleştirilir. Tıpkı normal bir telin amperinin uzunluğuyla ilgili olmadığı gibi (10 gauge katı bakır tel, bir parçanın ne kadar uzun veya kısa olduğuna bakılmaksızın, serbest havada 40 amper akımı idare eder), belirli bir malzeme ve ölçüye sahip bir sigorta teli ne kadar uzun olursa olsun belli bir akım akacaktır. Uzunluk, akım derecelendirmesinde bir faktör olmadığı için, ne kadar kısa yapılabilirse, uçtan uca o kadar az dirence sahip olacaktır.

Bununla birlikte, sigorta tasarımcısı, bir sigorta attıktan sonra ne olacağını da düşünmelidir: Bir zamanlar sürekli olan telin erimiş uçları, uçlar arasında tam besleme gerilimi ile bir hava boşluğu ile ayrılacaktır. Yüksek voltajlı bir devrede sigorta yeterince uzun yapılmadıysa, eriyen tel uçlarından birinden diğerine bir kıvılcım atlayarak devreyi tekrar tamamlayabilir:

Sonrasında ise aşağıdaki görseldeki gibi istemediğimiz bir sonuç ortaya çıkacaktır.

Sonuç olarak, sigortalar, voltaj kapasitelerinin yanı sıra atacakları akım seviyesi açısından derecelendirilir.

Bazı büyük endüstriyel sigortalar, masrafları azaltmak için değiştirilebilir tel elemanlara sahiptir. Sigortanın gövdesi, opak, yeniden kullanılabilir bir kartuş olup, sigorta telini zarar görmeye karşı korur ve çevredeki nesneleri de sigorta telinden korur.

Bir sigortanın mevcut derecelendirmesinde tek bir sayıdan daha fazlası vardır. 30 amperlik bir sigortadan 35 amperlik bir akım gönderilirse, tasarımının diğer özelliklerine bağlı olarak aniden atabilir veya atmadan önce gecikebilir. Bazı sigortalar çok hızlı atmaya yöneliktir, diğerleri ise daha uzun “açılma” süreleri için veya uygulamaya bağlı olarak gecikmeli bir eylem için tasarlanmıştır. İkinci sigortalara, kasıtlı zaman gecikmesi özelliklerinden dolayı bazen yavaş atan sigortalar denir.

Yavaş atan sigorta uygulamasının klasik bir örneği şöyle olacaktır:

Motor bir sabit durumdan her başlatıldığında normal çalışma akımının on katına kadar ani akımların yaygın olarak yaşandığı elektrik motoru korumasıdır. Böyle bir uygulamada hızlı atan sigortalar kullanılacak olsaydı, normal ani akım seviyeleri sigortaları hemen atacağından motor asla çalıştırılamazdı! Yavaş atan bir sigortanın tasarımı, sigorta elemanının eşdeğer bir hızlı atan sigortaya göre daha fazla kütleye sahip olduğu (ancak daha fazla ampasiteye sahip olmadığı) şekildedir. Bu durum, herhangi bir miktar için daha yavaş (ancak aynı nihai sıcaklığa) ısınacağı anlamına gelir.

Sigorta etki spektrumunun diğer ucunda, aşırı akım durumunda çok hızlı açılacak şekilde tasarlanmış yarı iletken sigortalar bulunmaktadır. Transistörler gibi yarı iletken cihazlar, özellikle aşırı akım koşullarına karşı toleranssız olma eğilimindedir. Bu nedenle, yüksek güçlü uygulamalarda aşırı akımlara karşı hızlı etkili koruma durumunda bunlar tercih edilmektedir.

Sigortalar Nerelerde Kullanılır?

• Evlerde
• Elektrik santrallerinde
• Endüstri tesislerinde
• Kumanda panolarında

Aslında günümüzde elektrikle çalışan bütün aletlerde kullanılabilmektedir. Hem kendi hayatımızın hem de tasarladığımız ürünlerin ömürleri, günlük yaşantımızda önemli bir yere sahiptir. Bu noktada karşımıza her yerde de çıkmaları, kolayca anlaşacağı üzere çok olasıdır.