Şekil 1'de görülen ETAP programından alınan ABB S200-C serisi, 3 Amper nominal akıma sahip, C tipi otomatik sigorta açma eğrisidir. Yatay eksen otomatik sigorta üzerinden geçen akım miktarını, dikey eksen sigortanın açma süresini gösterir. 

Termik Koruma

Eğrinin üst kısmında eğimli bölgedir. Akım, nominal değerin (3A) biraz üzerine çıktığında cihaz ısınır ve bimetal levha bükülerek devreyi keser. Akım arttıkça açma süresi ters zamanlı karakteristik gösterek kısalır. Örnek olarak 6A akım sigortadan geçtiğinde sigorta termik koruma bölgesinde iken en erken 7,43 sn'de en geç 343,5 sn'de açar. Ortam sıcaklığı, cihazın soğuk/sıcak olması ve üretim toleransları aynı açma akımında tolerans oluşturur. Geniş bir zaman aralığının (toleransın) olmasının temel nedeni termik açma bölgesidir. Otomatik sigortanın o anki ortam sıcaklığı ve cihazın o an "soğuk" mu yoksa üzerinden daha önce akım geçtiği için "sıcak" mı olduğu, açma süresinin bu iki değer arasında nerede gerçekleşeceğini belirler.


Şekil 1.  C-Tipi Otomatik Sigorta Açma Eğrisi (3 Amper)


IEC standardı 1,13 x In ve 1,45 x In yani 1,13 x 3 =3,39A ve 4,35A arasında termik açma başlatma aralığı belirtir. Üretici kataloglarında bu değerler farklı olabilir. Şekil 2'de aralık 3,25A-4,73A üretici aralığı belirtilmektedir.

Şekil 2. Termik açma başlama 

Manyetik Koruma 

Grafiğin alt kısmındaki dik bölgedir. Çok yüksek akımlarda cihaz ısınmayı beklemeden, elektromanyetik bir bobin sayesinde anlık  açma yapar.  C tipi otomatik sigorta genellikle nominal akımın 5 ile 10 katı arasında manyetik açma yapar. Bu durumda bölge 15A-30A arasında olacaktır.

15A akım değeri Şekil1'de görüldüğü gibi alt sınır eğrisinin (en erken açma süresi) aniden aşağı doğru dikleştiği yerdir. Akım 15 Amper'e ulaştığında, şalterin içindeki elektromanyetik bobin "ben devreye girebilirim" der. Tam 15A seviyesinde, sigortanın termik (ısınarak yavaş) mi yoksa manyetik (bobinle hızlı) mi açacağına dair bir tolerans belirsizliği vardır. 15A, 23,5 sn bölgesi en geç açma ihtimalinin bulunduğu üst sınırdır. Bu nokta hala eğimli olan termik açma bölgesindedir. Üretim toleransları nedeniyle otomatik sigortanın içindeki manyetik bobin 15A'i gördüğünde hemen devreye girmeyebilir,  standartlara göre 30A'e kadar bekleme hakkı vardır (5 - 10 x In). Eğer bobin devreye girmezse, otomatik sigorta ya dat termik manyetik şalter sadece ısınarak açmayı bekler. Bu durumda yani en kötü ve en yavaş senaryoda 15A akım geçerken şalterin devreyi kesmesi maksimum 23.5 saniye sürebilir. 

Otomatik sigorta zaten sıcak bir ortamdaysa veya üzerinden daha önce akım geçmişse, manyetik bobin hiç tetiklenmese bile termik mekanizma (bimetal) devreyi en erken 1,41sn'de kesebilir. Bu durum manyetik koruma devreye girmese bile şalterin mekanik olarak ulaşabileceği en hızlı ısınma tepkisidir.

Manyetik bobin tam 5 katı akımda (15A) görevini yaparsa, termik bekleme süresi tamamen ortadan kalkar ve şalter kısa bir sürede 0.0187 saniyedevreyi anında keser. 15A'de cihaz çok hızlı da açabilir, 1.41 saniye kadar da bekleyebilir.

30A'e gelindiğinde ise termik açma ihtimali ortadan kalkar. 30A'de en geç açma süresi 7,2sn olur. En erken ise saniyeden daha kısa sürede açabilir. C tipi 3 Amperlik bir şalterden 30A  akım geçtiğinde, içindeki manyetik bobinin anında tepki vermesi ve devreyi 0.01 ile 0.1 saniye gibi çok kısa bir sürede (alt sınıra yakın) kesmesi beklenir. Üretim toleransı, sigortanın çalıştığı ortam sıcaklığı gibi durumlar göz önüne alınarak üretici, akım 30A'e ulaştığı an maksimum 7,2sn'de sigorta açacağını belirtir.

Maksimum Kesme Kapasitesi

Şekil1'de maksimum kesme kapasitesi 10kA olarak seçilmiştir. Bu değer otomatik sigortanın kısa devre kesme kapasitesidir (Ultimate Breaking - Icu). Termik manyetik şalterin parçalanmadan, yanmadan ve güvenli bir şekilde kesebileceği maksimum sınır 10 kA'dir. Bu değerin üstünde şalter fiziksel olarak açılamaz ve yangın çıkabilir.


Şekil 3'de görsel temsilidir, ürün ABB B16 modelidir. C tipi ABB şalter ile fiziksel olarak benzerdir.

Şekil 3. Görsel Kaynağı: Eser sahibi VoltCrafter, Wikimedia Commons üzerinden [Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0] lisansı ile kullanılmıştır.