Devre kesici

Alçak (1000 V'tan daha küçük) gerilimli güç dağıtım şalter panosu

Devre kesici, farklı elektrik gerilim seviyelerinde kullanım alanı bulabilen, elektrik devrelerini aşırı akım ya da başka risklere karşı koruma amaçlı kullanılan güvenlik ekipmanıdır. Üç temel işlevi sayılabilir. Elektriksel koruma, ayırma (izole etme), uzaktan veya yakından anahtarlama (on/off). İlk icadından itibaren birincil amacı akımı kesmek ve olası yangını önlemek olmuştur. Modern devre kesiciler, sigortadan (fuse link) farklı olarak yeniden kullanılma yeteneğine haizdir.

Devre kesiciler (circuit breaker) alçak gerilimde, elektrik panolarının bir bileşenidir. Otomatik koruma işlemi yanında manuel olarak devreyi enerjisiz bırakma işini de görürler (ayırma ve anahtarlama). IEC 60947, dünyada yerleşik alçak gerilim devre kesicileri standardıdır.

19. yüzyıl sonunda kullanılmaya başlanan devre kesiciler, akımın ısıl etkisi ile kendi kendine iş görerek devreyi kesebilen cihazlardır. Sigorta da kendi kendine çalışabilir ve icadı daha önce olmuştur. Hem termik hem manyetik karakterli modern devre kesiciler 20. yüzyılın ilk çeyreği sonunda kullanıma girmiştir. Her evde kullanılan ve minyatür devre kesici denilen (MCB) tiplerden başka şehirler arası enerji dağıtımında kullanılan yüksek gerilim altında çalışan devre kesiciler de temelde aynı amaçla kullanılır. Türkçede kesici tabiri ile çoğunlukla bu yüksek gerilimli devre kesiciler akla gelmektedir. Bu tip kesiciler kendi kendine iş gören nitelikte değillerdir. Yüksek gerilimde akım kesme işi oluşan arkın söndürülmesi güçlüğü nedeniyle daha özellikli bir işlemdir ve bu tür kesiciler kesme emrini bir tamamlayıcı ekipmandan alırlar (örneğin aşırı akım koruma rölesi veya Bucholz rölesi).

Kesici, yüksek gerilimli ve büyük akımlı şalterlerde, yük akımını ve kısa devre akımlarını kesmeye yarayan şalt cihazlarıdır. Üç faz ya da tek faz kumandalı olabilir. Bu cihazlar devreyi, boşta, yükte ve özellikle kısa devre halinde açıp kapayabildikleri gibi otomatik kumanda yardımı ile açılıp kapanmasına da olanak sağlarlar. Böylece insanları tehlikeden korumakta, alçak ve yüksek gerilim cihazlarında meydana gelebilecek hasarı önleyip en aza indirgemektedirler.

İki kutuplu küçük bir otomatik sigorta

Tüm kesiciler çalışması bakımından ortak özelliklere sahiptir. Bunların çeşitliliği, anma gerilimleri, anma akımları, kesici türlerine göre değişir.

Kesici, bir arıza durumu algılayabilmelidir. Alçak gerilim kesicilerinde (otomatik sigortalarda) bunun için, kontaklar açılır ve akım kesilir.

Büyük akımlı veya yüksek gerilimli kesicilerde, bir arıza akımı algılamak ve trip kesme mekanizmasını çalıştırmak için genellikle bir röle bulunur. Mandalı (Kilidi) serbest bırakan trip bobini genellikle ayrı bir güç kaynağından (örneğin bir aküden) beslenirken, yüksek gerilim kesicilerinde akım trafosu, koruma röleleri ve iç kontrol güç kaynağı bulunur.

Bir arıza algılandıktan sonra kesici kontakları devre akımını keser; mekaniksel depolanan enerji (bunun için bazen yay veya sıkıştırılmış hava kullanılır), kontakları birbirinden ayırır. Otomatik sigortalar elle çalıştırılabilirken, büyük kesicilerde mekanizmayı harekete geçirmek için bobinler ve yayları enerjilendirmek için elektrik motoru bulunur.

Akım kesildiğinde, ark oluşur. Bu ark, kontrollü bir yöntemle soğutulmalı, söndürülmelidir. Böylece kontaklar arasındaki boşluk, devre gerilimine dayanıklı olur. Kesicilerde arkı söndürmek için ayrıca vakum, hava, yalıtkan gaz, transformatör yağı da kullanılır.

Sonuçta arıza durumu algılandığında, kesilen devrenin gücüne tekrar sağlamak için kontaklar tekrar kapanabilmelidir.

Kesici türleri

Kesiciler çalışma ortamları, gerilimleri, büyüklerine göre çok çeşitli sınıflara ayrılır

Alçak gerilim kesicileri

Alçak gerilim kesicileri (otomatik sigortalar), hem evsel hem de endüstriyel uygulamalarda kullanılır.

Otomatik sigortalar, IEC 947 uluslararası standartına uygun olarak karakterize edilirler. Bunlar şalt panosununun kızağını tamamen sökmeye gerek kalmadan yalnızca kesicinin kendisi çıkarılacak biçimde üretilirler.

Manyetik şalterler

Manyetik şalterlerde, çekme kuvvetini akımla sağlayan bir solenoid (elektromıknatıs) vardır. Bu solenoidde ek olarak elektromanyetik kuvvetten faydalanılır. Şalter kontakları bir kilit ile kapalı tutulur. Şalterin solenoidindeki akım arttığında solenoidin dili, kilidi (mandalı) serbest bırakır ve yay hareket ederek kontaklar açılır. Akım anma değerini aşmadığı müddetçe yay gövdeye yapışık kalır.

SF6 gazlı kesiciler

Ana madde: SF6 gazlı kesici

SF6 kesicinin kontakları etrafında kükürt hekzaflorür gazı bulunur. Bu gaz açma/kapama esnasında oluşan arkı söndürür. Bu kesiciler daha çok şalt sahalarındaki yüksek gerilim devrelerinde kullanılır.