Harun Öndül  
Satış Müdürü  
Aktif Mühendislik

Düşük voltajlı DC sistemler giderek artan uygulamalarda önemli rol oynamaktadır. Yenilenebilir Enerjinin artan önemi bunun nedenlerinden biridir. Fotovoltaik tesisler, merkezi olmayan batarya kurulumlarında depolanabilen DC üretirler. Buna ek olarak, elektrikli araçlar ve demiryolu vagonları veya aydınlatma tesisatları gibi DC ile verimli bir şekilde çalıştırılabilen çok sayıda yük vardır. DIN VDE 0100 serisi standartlarda, DC tesisatlar elektriksel güvenlik kapsamı tanımlanmıştır, ancak DC sistemler için özel şartlara ayrıca uyulmalıdır.

I. GİRİŞ

DC sistemlerin güvenli bir şekilde kullanılması için genellikle izolasyon izleme cihazı içeren IT Sistem tasarlanır.

Elektrik Çarpmasına Karşı Koruma

Düşük voltajlı DC sistemler (AG DC sistemler) giderek artan uygulamalarda önemli rol oynamaktadır. Yenilenebilir enerjilerin artan önemi bunun nedenlerinden biridir. Fotovoltaik tesisler, merkezi olmayan batarya kurulumunda depolanabilen DC üretirler. Buna ek olarak, elektrikli araçlar ve demiryolu vagonları veya aydınlatma tesisatları gibi DC ile verimli bir şekilde çalıştırılabilen çok sayıda yük vardır. DIN VDE 0100 serisi standartlarda, DC tesisatın elektriksel güvenlik kapsamı tanımlanmıştır, ancak DC sistemler için özel şartlara uyulmalıdı.

Temel Standartlar

Standartlar açısından, AC bölgesinde bilinen sistem türleri, yani TN, TT ve IT sistemler, başlangıçta DIN VDE 0100-100 (VDE 0100-100):2009-06 doğrultusunda alçak gerilim DC sistemlerine de uygulanabilir ve bu yüzden DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 standardında koruyucu önlemler tanımlanmıştır. Ancak DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 doğrultusunda izin verilebilir dokunma gerilimi Ub DC ≤ 120 V (AC ≤ 50 V)’tur ve gerekli devre dışı kalma süreleri de farklı değerlere sahiptir (bkz. Tablo 1). Buradaki istisna, bölüm 411.6.1’ e göre ilk hatada devre dışı kalmayan IT sistemidir. Yalnızca, farklı bir aktif iletkende ikinci hatada dikkat edilmesi gereken devre dışı kalma süreleridir.

Topraklanmış DC Sistemlerde koruyucu önlem- kaçak akım röleleri (RCD)

AC sistemlerde, kaçak akım röleleri (RCD) milyonların kullandığı kanıtlanmış koruyucu bir cihazdır. Bununla birlikte, halihazırda DIN VDE 0660 serisi standartlarla uyumlu olarak tanımlanan kaçak akım röleleri (RCD tip A, B vs.) DC sistemler için kullanılabilir değildir, çünkü şalt elemanı DC yük akımları için uygun değildir. Ayrıca, DC kaçak akımların tespiti için tip B’deki ölçüm teknolojisi gerilime bağlıdır ve gerekli yardımcı gerilim, AC hattından çekilir.

MRCD’ler (Modüler Kaçak Akım Rölesi) bu işlem için kullanılabilir. Bu cihazlar, bir devre kesiciye göre ayrı bir tespit cihazı (RCM) içerir ve endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Burada, DC uygulamalarına uygun kaçak akım röleleri (RCM) ve devre kesiciler kullanılabilir.

DC şalterler ya da izolasyon izleme cihazları, özel gereklilikleri yerine getirmelidir, çünkü kontak açılırken ark oluşabilir. Bu ark, anahtarlama donanımının kullanım ömrünü azaltan kontak yanmasıyla sonuçlanır. Yük akımı ve/veya voltaj ne kadar yüksek olursa arktaki enerji o kadar fazla olur. AC sistemlerde ark, voltaj sıfırı geçtiğinde doğal bir şekilde kesilirken DC sistemlerde arkın diğer dizayn önlemleriyle örnek; yüksek kontak açılış hızıyla, yeterince büyük kontak aralığıyla, plazma soğutmayla ve arkın söndürme bölümüne ivmesiyle, örn. kalıcı manyetik alanla sönümlendirilmesi gerekmektedir.

Topraksız Güç Sistemleri’nde (IT Sistem) İzolasyon İzleme

DC sistemlerin güvenli bir şekilde kullanılması için genellikle izolasyon izleme cihazı içeren IT Sistem tasarlanır. IT Sistemlerde topraklanmış bir sistemin aksine (TN, TT sistem) aktif iletkenler ve koruyucu toprak iletkenleri (topraklama sistemi) arasında doğrudan bağlantı yoktur. Bu noktada şuna dikkat etmek gerekir; böl. 411.3.1.1 DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007 uyarınca topraklanmamış sistem (IT sistem) bile DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2012-06 gereksinimlerini karşılaması gereken bir topraklama sistemine sahiptir ve bu yüzden TN ya da TT sistemlerinin topraklama sistemine benzerdirler. Bir IT sisteminde iletken parçalar birlikte bağlanırsa ve aynı topraklama sistemiyle topraklanırsa, ikinci bir hata olması durumunda TN sistemine benzer koşullar uygulanır. İletken parçalar gruplar halinde ya da ayrı ayrı topraklanırsa, TT sistemine benzer gereksinimler uygulanır.

Prensip olarak IT sistem iki önemli avantaj sunar

• İlk hatada devre dışı kalmaz
• Olası dokunma gerilimi 50V’tan daha azdır

Paralel ark riskinin azaltılması, DC uygulamalarında IT sistemlerin ek bir avantajı olarak düşünülmelidir. IT sistemlerde izolasyon direnci DIN EN 61557-8’e uygun olarak izolasyon izleme cihazlarıyla çalışırken devamlı olarak izlenir ve eğer direnç, ayarlanan limitin altına düşerse alarm tetiklenmiştir (DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 böl. 411.6.3.2 uyarınca).

Modern İzolasyon İzleme Cihazları (IMD’ler), bağlı olan yükler de dahil olmak üzere, tüm IT sistemin izolasyon direncini izler ve bu işlem sırasında, tek bir izolasyon devresinin toplamını bir paralel devre biçiminde ölçer.

Bütün sistemi izlemenin haricinde DIN EN 61557-9:2009-11 uyarınca izolasyon hata tespit sistemleri kullanarak sistemin hatalı bölümü belirlenebilir ve yeri saptanabilir. İzolasyon izleme ve izolasyon hata tespiti, kaynağı kesmeden yapılır ve sistemin çalışmasını ya da bağlı olan yükleri etkilemez.

SONUÇ

Elektriksel güvenlik vazgeçilmezdir. Çeşitli sektörlerde elektriğin güvenli ve güvenilir şekilde kullanılması, yüksek düzeyde bir elektrik güvenliği gerektirir. Personelin korunmasına ilaveten birincil hedefimiz, maddi hasar ve yangınlara karşı korumayı artırmak ve operasyonun güvenilirliğini arttırmaktır.

Özellikle ilk hata oluştuğunda güç kaynağının yetersiz kaldığı bilgisayar merkezleri, demiryolu güç kaynağı sistemleri, vb., gibi uygulamalarda, IT sistem daha fazla kullanılabilirlik avantajı sunar. Ayrıca ilk hata olduğu takdirde çok düşük dokunma gerilimleriyle elektrik çarpmasına karşı yüksek koruma sağlanır.

REFERANSLAR