Sigortalar İçin El Kitabı Bölüm-14
Sigortalar İçin El Kitabı
Bölüm-14
Alçak ve Yüksek Gerilim Sigortaları İçin Kullanıcının El Kitabı
Dr. Müh. Herbert Bessei
14 Şalter-sigorta birimleri – İyi bir kombinasyon
Elektrik devresindeki kollar genelde anahtarlama ve koruma tertibatlarına ihtiyaç duyar. Zamanında yerden tasarruf etmek ve maliyetleri azaltmak adına anahtarlama ve koruma fonksiyonlarının aynı yapı içerisinde birleştirildiği kombinasyon cihazları geliştirilmiştir. Bu yapılar alçak gerilim standardı IEC 60947-3 ’te “ Şalter sigorta birimleri” ve yüksek gerilim standardı IEC 62271-105 ’te“yüksek gerilim yük şalteri-sigorta kombinasyonları” olarak adlandırılır (bkz. Bölüm 15).
Aynı elektriksel fonksiyona sahip alçak gerilim şalter-sigorta birimleri, elle tahrik tipine göre ayırt edilirler:
• Bağımlı şekilde elle tahrik: Anahtarlama hızı ve kuvveti sadece kullanıcıya bağlıdır.
• Bağımsız şekilde elle tahrik: Kullanıcı bir enerji depolama birimine (yay) enerji sağlar, bunun sonrasında anahtarlama işlemi kullanıcıdan bağımsız gerçekleşir.
Ayrıca aşağıdaki farklılıklar da gözetilir:
Elektrik devresindeki kollar genelde anahtarlama ve koruma tertibatlarına ihtiyaç duyar. Zamanında yerden tasarruf etmek ve maliyetleri azaltmak adına anahtarlama ve koruma fonksiyonlarının aynı yapı içerisinde birleştirildiği kombinasyon cihazları geliştirilmiştir. Bu yapılar alçak gerilim standardı IEC 60947-3 ’te “ Şalter sigorta birimleri” ve yüksek gerilim standardı IEC 62271-105 ’te“yüksek gerilim yük şalteri-sigorta kombinasyonları” olarak adlandırılır (bkz. Bölüm 15).
Aynı elektriksel fonksiyona sahip alçak gerilim şalter-sigorta birimleri, elle tahrik tipine göre ayırt edilirler:
• Bağımlı şekilde elle tahrik: Anahtarlama hızı ve kuvveti sadece kullanıcıya bağlıdır.
• Bağımsız şekilde elle tahrik: Kullanıcı bir enerji depolama birimine (yay) enerji sağlar, bunun sonrasında anahtarlama işlemi kullanıcıdan bağımsız gerçekleşir.
Ayrıca aşağıdaki farklılıklar da gözetilir:
• Sigortalı yük ayırıcı: Sigortayla şalter arasında bir seri bağlantı vardır.
• Ayırıcı (sigorta şeklindeki ayırıcı): Sigorta buşonu bir anahtarlama elemanı şeklinde hareket ettirilir.
Alçak gerilim şalter–sigorta birimleri, uygulama tiplerine göre farklı kullanım kategorilerine ayrılır (Tablo 14.1).
Tablo 14.1 Şalter-sigorta birimleri kullanım kategorileri
“B” harfine sahip kullanım kategorisi, örn. bakım çalışmalarına yönelik devreden ayırma için olduğu gibi sadece ara sıra anahtarlanan şalter–sigorta birimleri ve cihazlar için geçerlidir.
“A” harfine sahip kullanım kategorisi, işletme esnasında yapılan anahtarlamaları gerçekleştiren cihazlar için geçerlidir. Bunlar kullanım ömrü testlerinde daha yüksek miktardaki anahtarlama sayılarıyla test edilirler.
AC 23 kullanım kategorisi motorların ara sıra anahtarlanmasını kapsar, ancak motorların işletme esnasındaki anahtarlanmaları (tahrik etme, hızlandırma, durdurma) buna dahil de- ğildir.
Kondansatörlerin ve ampullerin anahtarlanması, Şalt Cihazları Standardı IEC 60947-3’te tanımlanmamıştır ve üretici ile kullanıcı arasında kararlaştırılmalıdır.
Tüm şalter-sigorta birimleri bir kısa devre üzerine kapama kapasitesine sahiptir. Bu kapasitenin sınırları, yanlışlıkla kısa devre üzerine kapama durumunda operatörün ve tesisin zarar görmesini engeller.
Şalter-sigorta birimlerinin kısa devre üzerine kapama ve kısa devreyi kesme kapasiteleri “koşullu anma kısa devre akımı” olarak verilmiştir. Bu değer, sigortalar ile koruma yapılması durumundaki kısa devre dayanımı ve kısa devre üzerine kapama kapasitesini içerir. Bu yüzden söz konusu değerler daima kullanılan sigortanın kesme karakteristiğiyle bağlantılı olarak ele alınmalıdır.
Not: Koşullu anma kısa devre akımı, alternatif akımda muhtemel kısa devre akımının efektif değerine karşılık gelir. Diğer anahtarlama cihazlarında ise„anma kısa devre üze- rine kapama akımı“,muhtemel kısa devre akımının en büyük tepe değerine karşılık gelir. Buna göre örneğin bir şalter-sigorta biriminin 50 kA’lik anma değeri, 50kA’lik bir kesicinin kısa devre üzerine kapama kapasitesinin iki katından fazlasına karşılık gelmektedir.
Bağımlı şekilde elle tahrik edilen cihazların kendilerinden beklenen görevleri yerine getirebilmeleri için hızlı bir şekilde açılıp kapatılmaları gerekir. NH-ayırıcılar ve NH-sigorta blokları temasa karşı korumalıdır ve herhangi bir özel vücut koruma teçhizatı olmaksızın işletilebilirler.
14.1 NH-ayırıcılar
Bıçaklı kontaklara sahip sigorta buşonları, hareketli anahtarlama kontakları olarak kullanılmaya çok uygundur ve anahtarlama ve koruma fonksiyonlarını birlikte barındıran çok uygun fiyatlı cihazların tasarımına olanak sağlar. Bu nedenle Almanya’da şalter-sigorta birimleri olarak genellikle NH-ayırıcıların üretilmesi ve kullanılması pek de şaşılacak bir durum değildir. Üç kutuplu uygulamalarda, yan yana yerleştirilmiş sigortaları olan“ayırıcılar”(Resim 14.1) ve anabaraya doğrudan monte edilebilmesi için üst üste yerleştirilmiş sigortalarla sahip “bloklar” bulunmaktadır (Resim 14.2).
Günümüzde kullanılan penseler standartlaştırılmadan önce, menteşelerle tutturulmuş sigorta taşıyıcıları veya “ayırıcı kapaklar” sadece “üç kutuplu sigorta tutacakları” olarak düşünülmüştür. Bu cihazlar yaygın olarak bulunmakta ve NH-sigorta buşonlarının uygun olmayan bir şekilde kombine maşalar yardımıyla çıkarılması durumunda gerçekleşebilecek kazaları önleme görevi görmekteydi.
Bu cihazlar özellikle devrelerin serbestçe anahtarlanması için uygundur, bu yüzden yan yana dizilmiş üç sigortadan oluşan bu sisteme “ayırıcı” denmesi benimsenmiştir. Geliştirme işlemlerinin devamında ark söndürme saclarının da ilave edilmesiyle birlikte yük anahtarlama özellikleri elde edilmiş ve operatör güvenliği daha da arttırılmıştır. “NH-ayırıcı” tabiri günlük konuşma dilinde bu cihazlardan bahsederken kullanılmaya devam etmektedir. NH-ayırıcılar bir ila dört kutuplu tasarım biçimlerinde ve düz yüzeylere montaj için saca monte ayırıcı şeklinde, 40 mm veya 60mm ölçülerindeki anabaraya doğrudan bağlanmak üzere baraya monte ayırıcı şeklinde kullanılırlar. Günümüzde NH-ayırıcılar temasa ve ark etkilerine karşı yüksek ölçüde bir koruma sağlamaktadır.
Resim 14.1 NH-ayırıcı Resim 14.2 Sigorta bloğu
Bu ayırıcılar ayrıca NH-ayırıcıların en hesaplı tipleridir. Söz konusu ayırıcı tipi, tekli uygulamalarda veya anabara sistemlerini besleyen ana şalter olarak en çok kullanılan tiptir (Resim 14.3).
Resim 14.3 NH-dağıtım sistemi
14.2 NH-sigorta blokları
NH-sigorta blokları 20. yy. ortalarında üç kutuplu birimler şeklinde, doğrudan ana baraya monte etme amacıyla geliştirilmiştir. Bu zamandan beri de dağıtım panosu yapılarını radikal biçimde etkilemişlerdir (Resim14.3 ve 14.4).NH 00 ila NH 3 arası tiplerdeki dağıtım blokları, 185 mm’lik anabara ölçüsü için standartlaştırılmıştır. NH 00 tipi, 100 mm’lik anabara ölçüsüne de uygundur. 70’li yıllardaki geliştirme çalışmalarıyla sigorta blokları, yük anahtarlama cihazı özelliğini de kazanmıştır. Kamuya ait enerji dağıtım şe- bekesinde ağırlıklı olarak tek kutuplu cihazlar kullanılmaktadır (Resim 14.2). Endüstriyel uygulamalarda ise genellikle üç kutuplu cihazlar tercih edilmektedir.
NH-sigorta bloklarının anabara bölmesini çok verimli kullanmaları sebebiyle bu cihazlar, çok sayıda tüketici çıkışının olduğu büyük dağıtım tesislerinde kullanılır. NH 00 için 50 mm’lik ve NH 1 – NH 3 arasındaki tipler için 100 mm’lik bir genişlik tanımlanmıştır. NH-sigorta blokları sayesinde oldukça kompakt, düzenli ve hesaplı alçak gerilim dağıtım tesisleri oluşturulabilmektedir (Resim 14.4).
Resim 14.4 NH-sigorta bloklarına sahip alçak gerilim dağıtım tesisi
NH-sigortaların esnekliği, özellikle şalt tesislerinin ve dağıtım panolarının yapılarında kendini gösterir. Sigorta anma akımlarının ve işletme sınıflarının geniş ölçüde değiştirilebilir olması, şalt tesisinin temel yapısı dahilinde yapılabilecek geniş bir yelpaze üzerindeki farklı uygulamalara olanak sağlamaktadır. Birbirinden farklı tüketicilerin gerekliliklerine cevap vermek için, halihazırda var olan tesislerde bile, yalnızca uygun sigortaların kullanılması yeterlidir. Her bir tipe karşılık gelen çok sayıda farklı sigorta buşonu mevcuttur (ekteki Tablo 14.2).
Not: gG sigortalar haricindeki sigortalar kullanıldığında diğer cihazların güç alım kapasitelerinin aşılmamasına dikkat edilmelidir. NH-ayırıcının üzerinde yazandan daha yüksek bir anma güç kaybına (PV) sahip NH-sigorta buşonlarının (örn. 690 V gG-sigortalar, yarı iletken koruma sigortaları vs.) kullanılması halinde termik anma akımı Ith, katalog değerlerine istinaden azaltılmalıdır.
Tablo 14.2’de belirtilen buşonların dışında; topraklama ve kısa devre etme, acil durum ge- neratörlerinin devreye bağlanması, gerilim altında çalışma (bkz. Bölüm 16) veya ölçme ve izleme (bkz. Bölüm 22) için kullanılan özel buşonlar da mevcuttur. Kullanıcılar için paha biçilmez olan bu avantajlar, NH-sigorta buşonlarının günümüzde artık optimum olmaktan uzak olan tasarımının ve bazı ülkelerde oldukça kuşkuyla yaklaşılan bağımlı şekilde elle tahrik yönteminin önemlerini yitirmelerine sebep olacaktır.
14.3 Sigortalı yük ayırıcılar
Sigorta sisteminin kendisinin anahtarlamaya uygun kontaklara sahip olmadığı (D-tipi sigortalar, silindirik sigortalar, vidalı delikli sigortalar) veya işletmenin genel kullanıcılar veya gerekli eğitimi tam olarak almamış kişiler tarafından yapılacağı durumlarda bu cihazlar kullanılır. Bu cihazlarda işletme akımını kesme görevini, bağımsız şekilde elle tahrik edilen bir şalter üstlenir. Sigortalar şaltere seri bağlanmıştır ve sigortalara erişim sadece yüksüz veya tamamen gerilimsiz durumda mümkündür. Almanya’da yük ayırıcıların tipik kullanım alanları bina tesisatları ve bina dağıtım panolarıdır.
Almanya’da en sık kullanılan tip, ev bağlantılarında sayaçtan önceki kısım için özel olarak geliştirilen ve VDE 0638 Standardı’na alınan D0-tipi sigortalı yük ayırıcıdır (Resim 14.5).
Resim 14.5 D0-sigortalı ayırıcı
Sigortalı yük ayırıcılar, bıçaklı kontaklara sahip olmayan sigorta sistemlerin (vidalı sigortalar veya silindirik sigortalar kullanıldığı ülkelerde daha yaygındır. Genel kullanıcılar tarafından işletilmeye yönelik olarak, NH-sigortalı bir tipi de mevcuttur (Resim 14.6).
Resim 14.6 NH-sigortalı ayırıcı
Sigortalı yük ayırıcılar ayrıca sıklıkla, motorlu tahrik mekanizmaları ile donatılarak iki farklı besleme arasındaki (şebeke ve acil durum generatörleri), bir otomatik yük transfer
anahtarı olarak da kullanılır.
Bu cihazlar, sekonder besleme sistemlerinin şebekeye bağlantısında da oldukça önemli bir göreve sahiptir.
Çok karmaşık dağıtım tesislerinde ve endüstriyel tesislerde NH- ayırıcılar blok halinde de kullanılır. (Resim 14.7 ve 14.8). Bu sigortalar çoğunlukla, üzerinde yatay dizili olarak durdukları çekmece yardımıyla düşey ana baralara bağlanır. Bu sayede alanın, dikey tipteki NH-sigorta bloklarına oranla daha iyi kullanılması sağlanır.
Resim 14.7 Endüstriyel şalt tesisi
Resim 14.8 NH-sigortalı sigorta bloğu
Bu cihazlar genel kullanıcılar tarafından da kullanılabildiği gibi, motorlu bir tahrik mekanizması üzerinden de anahtarlanabilir. İsteğe bağlı olarak, çeşitli ölçme ve izleme tertibatlarıyla donatılmaları da mümkündür.
Bu sistemin başlıca özellikleri, modüler yapısı ve anabaraya geçmeli biçimde bağlantısıdır. Bu sayede her bir blok, anabaranın enerjisinin kesilmesine gerek kalmaksızın değiştirilebilir. Bununla birlikte cihazların sıkışık dizilimi ve dikey yönde hava sirkülasyonunun kısıtlı olması nedeniyle kritik elemanların ısınma durumlarına oldukça dikkat etmek gerekir (bkz. Bölüm 19.4).
Bundan sonraki bölümde "Yüksek Gerilim Ayrıcı-Sigorta Kombinasyonları, İş Güvenliği Sigortaları" anlatılacaktır.
Paylaş:
SON YAZILAR
Işık Gününde Covid-19 ve Aydınlatma-ATMK 13 Mayıs 2020
Yeni Nesil Akıllı Aydınlatma Sistemleri ve Geleceği 07 Mayıs 2020
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!