ABB – Kontaktör Seçimi Nasıl Yapılır?

Sistemlerimizde kullanacağımız kontaktörlerin verimli ve uzun süreli çalışabilmesi için bazı teknik parametrelere özellikle dikkat edilmelidir. Şebekenin ve yükün gereksinimlerine göre doğru ürün seçimi yapmak daha sonradan yaşanabilecek mekanik ve elektriksel arızaların önüne geçer. Üretici kataloglarında da yer alan bu parametreleri maddeler halinde şu şekilde detaylandırabiliriz:

1. Kutup sayısı

Blok kontaktörler genellikle 3 kutuplu veya 4 kutuplu olarak üretilirler. (Özel tipteki tesisat veya bara tipi kontaktörler haricinde) Yükün faz sayısına göre kontaktör seçilir. Eğer nötr kesmeli bir kontaktör isteniyorsa tercih 4 kutuplu kontaktör olmalıdır. Tek fazlı bir yükü kontaktör ile besleyeceksek uygun akımda ürünü belirledikten sonra kontaktörün daha uzun ömürlü olması için ana kontakların 3 veya 4 fazını da enerji dolaştıracak şekilde besleme yapılmalıdır.

2. Ana kontaklardan geçirilecek güç (kW) ve akım (Ie)

Kullanılacak yükün akımına veya gücüne göre uygun kontaktör belirlenmelidir. Eğer yükün akımı kontaktörün taşıyabileceği akımından büyükse kontaktör zamanla aşınacak ve kontakları yapışacaktır. Bu durum da yük için tehlikeli sonuçlar doğuracaktır.

3. Bobin gerilimi

Bobine uygulanan kumanda gerilimidir. Ana kontakların besleme gerilimiyle karıştırılmamalıdır. Ana kontakların beslemesi ile bobin beslemesi birbirinden farklı olabilir. (Örneğin: Ana kontaklar 400 VAC, bobin beslemesi 24 VDC) Bobin enerjilendiğinde oluşan manyetik alan ana kontakların konumunu değiştirir. Bobine gereğinden fazla bir gerilim uygulanırsa bobin yanar; eğer olması gerekenden az bir gerilim uygulanırsa da yeterli enerji sağlanamadığı için ya kontaklar çok kısa sürede sürekli titreşimli bir çek-bırak yapar ya da hiç çekmez.

4. Uygulama (Kullanım kategorileri)

Yükün karakteristiği kontaktör seçiminde oldukça önemlidir. Kontaktörlerin kullanım kategorileri IEC 60947-4-1 standardında verilmiştir. Öncelikle kontaktörün hangi uygulamada kullanılacağı bilinmeli ve bu yükün özelliklerine göre uygun kontaktör belirlenmelidir. Örneğin motor devreleri kalkış anında demeraj akımı çektiğinden kontaktör, kapama sırasında nominal akımın katları şeklinde oluşan akımları taşımak zorundadır. Bu nedenle asenkron motor anahtarlamasında kullanılacak bir kontaktör AC-3 akım sınıfına göre seçilmelidir. Eğer ürün resistif özellikli bir ısıtıcı devresinde kullanılacaksa AC-1 akım sınıfına göre seçilmelidir. Aydınlatma devrelerinde kullanılacaksa AC-5 kullanım sınıfı göz önünde bulundurulmalıdır gibi…

5. Dahili yardımcı kontak sayısı

Kontaktörlerin üzerinde kontaktör ana kontaklarıyla beraber senkronize çalışan dahili yardımcı kontaklar bulunur. Bu kontaklar kontaktörün ana kontaklarının açık ya da kapalı bilgisinin alınmasını sağlar. Bu yardımcı kontaklar 1NA, 1NK, 1NA+1NK…vs.. şeklinde kontaktörler üzerinde dahili olarak bulunabilir. Projenin ihtiyacına göre uygun yardımcı kontaklı kontaktör belirlenmelidir. Ayrıca yardımcı kontaklar harici olarak da kontaktör üzerine takılabilir. Burada da dikkat edilecek husus bir kontaktör üzerine veya yanına maksimum kaç adet yardımcı kontak eklenebileceğidir.

6. Aksesuar seçeneği

Aksesuarlar sadece yardımcı kontak ile sınırlı değildir. İhtiyaca göre mekanik kilit, zaman rölesi, varistör, terminal koruyucu, terminal genişletici, bağlantı baraları..vs.. gibi aksesuarlar da mevcuttur. Ürüne ne kadar fazla aksesuar eklenebilirse kullanıcı bir o kadar fazla opsiyon sahibi olur ve ürünün kabiliyeti o derece arttırılabilir. Kullanılacak aksesuarların seçilen kontaktörle uyumlu olması gerekmektedir.

7. Boyut

Şalt malzemelerin boyutları günden güne kompakt hale getirilmektedir. Bir ürünün boyutu kablo girişinde sıkıntı yaşanmadığı takdirde ne kadar küçük olursa kullanıcı için o kadar iyidir. Ürünün boyutu küçüldükçe kullanılan panonun boyutları küçülecek ve kablo, kablo kanalı gibi sarf malzemenin uzunlukları da azalacaktır. Dolayısıyla maliyet azalacaktır. Ayrıca yukarıda saydığım aksesuarlar ürün üzerine veya yanına eklendiğinde malzemenin boyutlarında mümkün olduğunca artışa sebep olmamalıdır.

8. Montaj

Kontaktörlerin genellikle düşük güçlü olanları Din Rayına montaja müsait olur. Taban sacı montajlı modellerde ise montaj ve kablo bağlantısı sırasında vidalar ürün üzerinde belirtilen tork değerlerine göre sıkılmalıdır. Aksi halde ürünler garanti kapsamından çıkabilir. Ayrıca kontaktörlerin kataloglarında hangi montaj açılarıyla panoya yerleştirileceği bilgileri bulunmaktadır. Eğer 90°C, baş aşağı ya da baş yukarı montaj yapılması gerekiyorsa tasarım sırasında ürünün bu montaj şekillerine uygunluğu kontrol edilmelidir.  

9. Bağlantı tipi

Kontaktörler bağlantı tiplerine göre vidalı ve yaylı olarak üretilebilirler. Kablo girişi sırasında vidalı modelleri tornavida ile sıkmak, yaylı modelleri ise yaylı klemenslerde olduğu gibi sıkmadan montaj yapabilmek mümkün olur. Eğer seri üretim yapılması gerekiyor ve montaj süresi kritik önem taşıyorsa yaylı modeller tercih edilebilir.

10. DC’de kullanım

Normalde ana kontakları AC besleme yapılabilen bir kontaktör belli bir gerilime kadar DC’de de beslenebilir. (kontaktör tipine ve markaya göre değişkenlik gösterebilir) Ana kontaklar DC ile beslenecekse kontaktörün hangi montaj şeklinde, istenen gerilimde, kaç amper DC’yi taşıyabileceği kataloglarından kontrol edilmelidir. Örneğin AF09 kontaktörün bir kontağından DC-1 kullanım kategorisinde 72VDC’de 10A geçirilebilir.

11. Standartlar ve sertifikalar

Kontaktörlerin hangi standartları sağladığı ve hangi sertifikalara sahip olduğu oldukça önemlidir. Özellikle UL standardına uyumlu bir kontaktör farklı teknik özelliklere sahip olabilir. Bir ürün hem IEC hem de UL standartlarına da sahip olabilir. UL’de teknik özellikler ve nominal değerler IEC’ye göre oldukça farklılık gösterebilir. Global ve lokal sertifikalara sahip bir kontaktör serisi de ithalat-ihracat operasyonlarınızda işlerinizi kolaylaştırır.

12. Nominal çalışma gerilimi (Ue), Delinme Gerilimi (Ui), Darbe Gerilimi (Uimp)

Nominal çalışma gerilimi kontaktörün nominalde maksimum kaç voltta beslenebileceğini gösterir. 3 faz uygulamada faz-faz arası gerilimdir. Delinme gerilimi dielektrik tesler ve kaçak mesafesi için referans bir gerilimdir. Darbe gerilimi ise kısa süreli darbelere bozulmadan dayanabilecek maksimum gerilim değerini gösterir. Kontaktör tipine göre bu değerler faklılık gösterebilmektedir. Üretici kataloglarında bu değerler belirtilmiştir.

13. Kısa devre dayanım kapasitesi (Icw)

Belli bir ortam sıcaklığında, kontaklar kapalı ve soğuk durumdayken herhangi bir kısa devre oluşması durumunda kontaktörün kontaklarının kısa devrenin süresine göre maksimum kaç amperi taşıyabileceğini gösteren değerdir.Örneğin 40°C ortam sıcaklığında ABB AF12 kontaktör 1sn. boyunca 300A’e, 10sn. boyunca da 150A’e dayanabilir.

14. Kutuplardaki ısı yayılımı

Nominal çalışmada ana kontakların tek birinden yayılan ısının watt cinsinden değeridir. Soğutma ve havalandırma hesapları yapılırken bu değerlere göz atılması gerekebilir.  

15. Elektriksel açma kapama döngüsü

Kontaktör döngüsü kontakların bir kapama ve bir açma işlemi demektir. Kontaktörler üzerinden akım geçtikçe ısınacağından saatte yapacağı açma kapama sayısının belli bir sınırı vardır. Bu değerin üzerindeki açma kapamalar kontaktörün ömrünü kısaltır ve arızalanmasına sebep olur. Örneğin ABB AF16 kontaktör AC-3 uygulamada saatte 1200 çek-bırak yapabilir.

16. Maksimum çalışma ve depolama sıcaklığı

Kontaktörün enerji altında maksimum sıcaklığı ve depolama anındaki maksimum sıcaklığı birbirinden farklıdır. Bu değerlerin göz önünde bulundurulması ve aşılmaması gerekmektedir.

17. Maksimum çalışma yüksekliği

Maksimum çalışma yüksekliğine kadar kontaktörler herhangi bir güç düşümüne uğramadan katalog değerlerini sağlarlar. Bu yüksekliğin üzerindeki uygulamalarda güç düşümü hesapları mutlaka yapılıp uygun kontaktör belirlenmelidir.

18. Elektriksel ve mekanik ömür

Elektriksel ömür yüklü durumda kontaktörün yapabileceği kapama-açma döngüsü sayısıdır. Çalışma akımı, çalışma gerilimi ve kullanım kategorisine göre değişiklik gösterir. Örneğin 25A bir kontaktör üzerinden tam 25 değil de 20A geçirilmesi kontaktör elektriksel ömrünü uzatacaktır. Enerjisiz halde yapabileceği kapama-açma döngüsü sayısına da mekanik ömür denir.

19. Şok dayanımı ve titreşim dayanımı

Şok dayanımı araçlar, vinçler, gemi içi uygulamalar, plug-in ekipmanlar için belirlenmiş bir değerdir. Belirtilen “g” değerlerini kontaklar konum değiştirmeden taşıyor olmalıdır. Titreşim dayanımında ise raçlar, botlar ve diğer ulaşım araçları için belirtilen titreşim genliğinde ve frekansta cihazlar çalışır durumda kalmaya devam etmelidir. Özellikle demiryolu gibi uygulamalarda bu değerlerin yüksek olması istenir.

20. Bobin çalışma limitleri

Nominal kontrol besleme geriliminin üst ve alt sınırlarıdır. Bir bobinin tanımlanan sıcaklıkta katalog değerinde verilen gerilim değerinin belli üst ve alt tolerans değerleri vardır. Bu değerler arasında bobin enerjilendirilirse kontaktör mutlaka çekmelidir. Örneğin normalde 100..250 VAC/DC çalışan bir AF kontaktör 60°C’de 0.85 x Uc min…1.1 x Uc max toleransa sahiptir. Bu da demek oluyor ki 85V…275V arası bir herhangi bir kumanda gerilimi uygulandığında kontaklar çekecektir.

21. Bobin tüketim değerleri

Bobinler çekme anında ve tutma anında enerji tüketirler. Bu tüketilen enerji ne kadar az olursa enerji tasarrufu yapmak mümkün olabilir. Hatta çekme ve tutma anındaki tüketimleri yeterince düşük olursa PLC outputundan kontaktörü herhangi bir PLC röle kullanmadan direkt çektirmek bile mümkün olabilir. AFZ serisi kontaktörler bu tiptedir.

22. Çekme süreleri

Bobin enerjilendikten sonra kontaklar tam kapanana kadar geçen süredir. Bu sürenin mümkün olduğunca kısa olması tercih edilir.

Kontaktörler kendi başlarına koruma yapan elemanlar olmadığı için aşırı akım korumasında kullanılan devre kesici, sigorta gibi elemanların doğru ayarlanmaması da ana kontakların ve bobininin zarar görmesine sebebiyet verecektir. Bir devrede kullanılan tüm ekipmanlar birbiri ile koordineli çalışmalıdır. Bu koordinasyonun doğru yapılabilmesi için kullanıcılar azami dikkat göstermeli ve henüz proje aşamasındayken üretici kataloglarındaki teknik veriler ışığında ürün seçimi yapmalıdır.