Cemil AKTAŞ
Ar-Ge Yöneticisi
Aktif Mühendislik

Günümüzde elektrikli cihazlar, değişik çeşit ve modeller ile hayatımızın bir parçası haline gelmiş durumdadır. Elektrikli cihazların hayatımızdaki yeri arttıkça bir takım uyumluluk ve güvenlik düzenlemelerinin de önemi gittikçe artmaktadır.

1. GİRİŞ

Kullanımı gittikçe artan elektrikli cihazlar, insan ve çevre sağlığı için güvenlik problemlerini de beraberinde getirir. Bu problemlerin engellenmesi, insan ve çevre sağlığının güvence altına alınması amacıyla ürünler için bir takım standart zorunlulukları ve bu standartlara ait testler esas alınmakta ve uygulanmaktadır. Diğer yandan bir arada çalışan elektrikli cihazların elektrik hatları üzerinden ya da elektromanyetik olarak birbirlerini etkilemesini kısıtlamak, kontrol altına almak, cihazların dışarıya karşı olan bağışıklıklarını kontrol etmek, dolayısıyla elektrikli cihazların bir arada uyum içinde çalışmasını sağlamak amacıyla bir takım standartlar ve bu standartlara ait testler uygulanmaktadır. Ticari ürünlerin Avrupa Birliği pazarında satışa sunulabilmesi için tüm bu standartlara uygun şekilde tasarlanmış ve standartların asgari şartlarını sağlıyor olması gereklidir.

2. LVD(Low Voltage Directive)

İlk olarak 1973 yılında çıkarılan “Alçak Gerilim Yönetmeliği”, insan ve çevre sağlığının sağlanması için gerekli asgari koşulların belirtildiği bir takım standartları içerir. 1990 yılında yürürlüğe koyulmuş olup, alternatif akımda 50V-1000V, doğru akımda ise 75V-1500V arasında gerilim kullanan ya da üreten cihazları kapsar. Yönetmelikte, cihaz türüne bağlı olarak standartlar ve bu standartlara ait testler belirtilmiştir. Standartta belirtilen insan ve çevre güvenliğine dair asgari şartları ve bazı diğer(EMC) standartların asgari şartlarını sağlayan cihazlar CE belgesi alabilirler. CE ise, üretilen ürünün Avrupa Birliği pazarına uygunluğunun belgelendirilmesi olup 1990 yılı ve sonrasında Avrupa Birliği pazarı içinde serbest dolaşım için şart koşulmuştur. Son ve güncel versiyonu evcil hayvanları da kapsam içine almak ve bir takım farklı güncellemeleri de barındırmakta olup, 26 Şubat 2014 tarihinde çıkartılmıştır ve 20 Nisan 2016 sonrasında pazara çıkan ürünler için geçerlidir.

Yönetmelik “elektrik sayaçları”, “bilgi teknolojisi cihazları”, “ses, görüntü ve benzeri elektronik cihazlar”, “ev ve benzeri yerde kullanılan elektrikli cihazlar”, “makinelerin elektrik donanımı”, “ölçme, kontrol ve laboratuarda kullanılan elektrikli cihazlar”, “kesintisiz güç sistemleri” ve daha birçok standardı içerir. Proje geliştirme aşamasında, kapsamında yer aldığı standarda göre belirlenmiş asgari şartlar belirlenmeli ve kutu, malzeme seçimi, tasarım, koruma komponentleri/yöntemleri bu şartlar göz önünde bulundurularak yapılmalıdır.

Yönetmeliğe göre standartlar dâhilinde yapılış usulleri belirlenmiş birçok test vardır ve bu standartlara ait başlıca testler aşağıdaki gibidir:

• Toprak Sürekliliği Testleri,
• İzolasyon Yalıtım Direnci Testleri,
• Dielektrik İzolasyon Güç Testi (Breakdown),
• Yüksek Gerilim Testleri,
• Güç Ölçümü,
• Etiket Dayanımı Testleri,
• Kaçak Akım Testleri,
• Sıcaklık Artış Testleri,
• Deşarj Testleri,
• Yüzeysel Kaçağa Karşı Koruma Testleri,
• IP (Sıvı ve Katı Cisimlerin Girişine Karşı Koruma) Testleri,
• Kızaran Tel Testleri,
• Bilye Basınç Testleri,
• İklimlendirme Testleri,
• Neme Dayanıklılık Testleri,
• Yapısal Testler,
• Mekanik ve Fiziksel Dayanım Testleri,
• Olağan Dışı Çalışma Testleri,
• Hata Koşulları.

2.1. Toprak Sürekliliği Testi

Toprak süreklilik testi PE(koruma) iletkeni ile erişilebilir metal kısımlar arasında gerçekleştirilmektedir. Buradaki amaç, herhangi olası bir elektrik kaçağı anında ürünü kullanan kişi ya da operatörün güvenliğinin sağlanmasıdır. Bu durum için bir elektrik panosunda ya da elektrik ile çalışan bir makinede, toprak iletkeni ile bu iletkene en uzak mesafede bir iletim olması istenmektedir. Ayrıca bu iletimin sürekli olarak devam etmesi istenmektedir. İster panonun kapağında, isterse makinenin gövdesinde muhtemel bir elektriksel kaçak durumunda kullanıcı ya da operatör güvenliği için bu kaçağın toprak iletkeninden akıp gitmesi istenmektedir. Bunun için de yapılması gereken toprak iletkeni ile en uzak mesafe arasında sabit bir akım verilerek, buradaki gerilim düşümü ölçülür. Ölçülen veriler ışığında ohm kanununa göre direnç hesaplanır. Burada direnç belirli bir değerden düşük olmak zorundadır.

2.2. İzolasyon Yalıtım Direnci Testleri

Bir çalışma ortamındaki gerilim bulunan bölümler ile gerilim bulunmayan bölümler arasında mutlaka yalıtım sağlanmalıdır. Yalıtımın sağlanmadığı durumlarda, elektrik enerjisinin bulunmaması gereken birçok noktada elektrik enerjisi bulunacağı için can güvenliği bakımından bu durum büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Özellikle cihazların çalıştığı esnada bu durum önem arz etmektedir. Bu gibi tehlikeli durumların önüne geçebilmek adına cihazlar ile içindeki bölümlerinin aralarında mutlaka yalıtkanlık sağlanmalıdır.

İzolasyon Direnci (Yalıtım Direnci) hesaplanırken, ölçülecek sisteme sabit bir gerilim uygulanarak sitemdeki akım değeri ölçülür. Burada ölçülen gerilim ve akım değerlerinin oranı bizlere “İzolasyon Direncini” verir. Bu değer belirli bir sınırın altında olmamalıdır. Yapılan bu test ve ölçümler, elektrik donanımının diğer münferit bölümlerine de uygulanabilmektedir.

2.3. Dielektrik İzolasyon Güç Testi (Breakdown)

Ürünün kullanma voltajının üstünde bir gerilim değeri belirli bir süre boyunca cihaza uygulanır. Test edilen cihazın bu süre zarfında maruz kaldığı gerilime dayanması gerekir. Bu yöntemle direnç değeri ölçülemez.

2.4. Yüksek Gerilim Testleri

Yüksek gerilim testi; makine üzerinde normalde gerilim altında bulunan erişilebilir metal kısımların operatör ile temasını engelleyen izolasyon malzemesinin dayanımını test etmeyi amaçlar.

2.5. Etiket Dayanımı Testleri

Ürün üzerinden var olan etiketin kimyasal çevre etkilerine karşı dayanıklılığı test edilir.

2.6. Kızaran Tel Testi

Ürünün operatör ya da son kullanıcı tarafından erişilebilir olan tüm parçalarının tutuşmaya/yanmaya karşı dayanımı test edilir. Burada gerilim altında bulunan ve bulunmayan parçalar için uygulama sıcaklıkları değişmektedir.

2.7. Sıcaklık Artış Testleri

Ürünün/Sistemin belirli sabit bir yük altında sabitlendiği sıcaklık değerinin belirtilen sınırları aşıp aşmadığının kontrolü yapılır.

2.8. IP Testleri

Cihazın standardın gerektirdiği asgari şartlara uygun ölçüde sıvı ve katı cisimlere karşı dayanımını test eder. Bu testin standarda göre asgari gereklilikleri 50mm’den büyük katı cisimden 8 saatlik ince toz testine, dikey durumda yağmurlamadan uzun süreli basınçlı su testine kadar değişebilmektedir.

3. EMC(Electromagnetic Compatibility)

EMC Standartları, bir cihazın elektromanyetik uyumluluğunun, diğer cihazlardan etkilenebilmesi veya diğer cihazları bozabilmesi kapsamında, elektrikli ve elektronik tüm cihazlara uygulanacak gereklilikleri belirlemektedir. Ocak 1996`dan itibaren EMC standartları, Avrupa Birliği ülkelerinde sağlanması zorunlu koşullar arasında yer almaktadır ve CE belgelendirmesi için de gerekliliktir. Buna göre, hiç bir elektrik/elektronik cihaz elektromanyetik girişim yolu ile diğer cihazların çalışmasını etkileyecek elektromanyetik yayılıma neden olmamalı ve kendisi de elektromanyetik girişimden etkilenmemelidir. Son ve güncel versiyonu 26 Şubat 2014 tarihinde çıkartılmıştır ve 20 Nisan 2016 sonrasında pazara çıkan ürünler için geçerlidir.

İlgili standartlar kapsamında uygulanan başlıca testler aşağıdaki gibidir:

• Elektrostatik Boşalmaya Karşı Bağışıklık Testleri
• Işınımlı Radyo Frekanslı Elektromanyetik Alan Bağışıklık Testleri
• Elektriksel Hızlı Geçici Rejim / Patlama Bağışıklık Testleri
• Ani Yükselmelere Karşı Bağışıklık Testleri
• RF Alanlar Tarafından İndüklenen İletilen Bozulmalara Karşı Bağışıklık Testleri
• Şebeke Frekanslı Manyetik Alana Karşı Bağışıklık Testleri
• Darbe Şeklindeki Manyetik Alana Karşı Bağışıklık Testleri
• Gerilim Çukurları, Kısa Kesintiler ve Gerilim Değişmeleri ile İlgili Bağışıklık Testleri
• Harmonik Bağışıklık Testleri
• 0Hz – 150 kHz Frekans Aralığında İletilen Ortak Mod Bozulmalar
• Harmonik Akım Emisyonları için Sınır Değerler
• Gerilim Dalgalanmaları ve Kırpışma Sınır Değerleri
• Süreksiz Girişim(tıkırtı), Bağlantı Ucu Bozulma Gerilimi, Bağlantı Ucu Bozulma Gücü

3.1. Elektrostatik Boşalmaya Karşı Bağışıklık Testleri

Bir cihaza yakınında bulunan cisimlerle olan teması aracılığıyla statik elektrik boşalması durumunda cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amaçlanmaktadır. Standardın gerektirdiği asgari şartlara göre uygulanan elektrostatik yük değişkenlik gösterir. Temaslı ve temassız olmak üzere iki şekilde uygulanır.

3.2. Işınımlı Radyo Frekanslı Elektromanyetik Alan Bağışıklık Testleri

Bir cihazın çalışması esnasında bulunduğu ortamda radyo dalgalarına maruz kalması durumunda cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amacıyla uygulanmaktadır.

3.3. Elektriksel Hızlı Geçici Rejim / Patlama Bağışıklık Testleri

Bir cihazın elektrik şebekesindeki arızalar veya anahtarlamalar sebebiyle oluşan, kısa süre içerisinde tekrarlanan değişimlere maruz kalması durumunda cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amacıyla uygulanmaktadır.

3.4. Ani Yükselmelere Karşı Bağışıklık Testleri

Anahtarlama ve yıldırım geçici rejimleri esnasında meydana gelen aşırı gerilimlerin sebep olduğu tek yönlü ani yükselmelere maruz kalan cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amacıyla uygulanmaktadır.

3.5. RF Alanlar Tarafından İndüklenen İletilen Bozulmalara Karşı Bağışıklık Testleri

Radyo frekans vericilerden gelen iletilen elektromanyetik bozulmalara maruz kalan cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amacıyla uygulanmaktadır.

3.6. Gerilim Çukurları, Kısa Kesintiler ve Gerilim Değişmeleri ile İlgili Bağışıklık Testleri

Bir cihazın çalışması sırasında şebeke gerilimindeki değerlerin düşmesi, kısa süreli kesilmesi veya dalgalanması durumunda cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amacıyla uygulanmaktadır.

3.7. Harmonik Bağışıklık Testleri

Bir cihazın elektrik şebekesindeki var olan ve tekrarlanan harmoniklere maruz kalması durumunda cihazda oluşabilecek performans bozulmalarını tespit etmek amacıyla uygulanmaktadır.

3.8. Harmonik Akım Emisyonları için Sınır Değerler

Bir cihazın beslenmiş olduğu güç hatlarına 50 Hz frekansında çevreye yaymış olduğu 40. harmoniğine kadar olan akımın ölçülmesi amaçlanmaktadır. Buradaki elde edilen ölçümlerin standardın belirlediği sınırların altında olması gerekmektedir. Kullanılan cihazların şebekede sebep olduğu bozucu etkilerin sınırlanması/kontrol altına alınması amaçlanmaktadır.

3.9. Gerilim Dalgalanmaları ve Kırpışma Sınır Değerleri

Bir cihazın beslenmiş olduğu güç hatlarında oluşturduğu gerilim dalgalanmaları ve kırpışmanın ölçülmesi amaçlanmaktadır. Kullanılan cihazların şebekede sebep olduğu bozucu etkilerin sınırlanması/kontrol altına alınması amaçlanmaktadır.

4. SONUÇ

Her geçen gün kullanımı artan elektrikli/elektronik cihazların beraberinde getirdiği can ve çevre sağlığı tehdidini bertaraf etmek, cihazların birbirleri ile uyum içinde çalışmasını sağlamak için var olan standartlar ve bu standartlara ait bir takım testler anlatılmıştır. Ürün geliştirme süreçlerinde, yukarıda belirtilen koşulların sağlaması ve ürünün Avrupa Birliği pazarında serbest dolaşımı için gerekli olan asgari şartlara uygun şekilde tasarım yapılmalıdır. Böylelikle zaman ve maliyet kayıpları minimize edilebilir.

Referanslar