I. GİRİŞ

İstenmeyen enerji kesintileri ve bozulmaları her zaman yüksek maliyetlere neden olur.

Basit bir oda aydınlatmasının arızası ya da bilgisayar sistemlerinde bozulmalar meydana gelmesi fark etmez. Bunun nedenleri, elektriksel arızalar, parazit akımlar, harmonikler, PE ve N- iletkenlerinin kesintilerinin yanı sıra EMC etkilerinin neden olduğu nötr iletken üzerindeki aşırı yüklerdir. Diğer yandan, istenmeyen enerji kesintileri, yangından kaynaklanan hasarlar, koruma sistemleri üzerindeki etkiler, nedeni anlaşılamayan arızalar ve haberleşme, yangın alarm ve bilgisayar sistemlerinin hasarları, borular ve yıldırımdan koruma sistemleri üzerindeki korozyon gibi etkiler de söz konusudur. Hasarın nerede olduğuna bağlı olarak, binlerce veya yüz binlerce dolara ulaşabilecek masraflar ortaya çıkabilir.

Bu teknik yazıda içerisinde hasar için spesifik riskler ve nedenleri açıklanmış ve Kaçak Akım Monitörleri (RCM) bulunan modern elektrik sistemlerinde hasarları önleyecek önlemler belirtilmiştir.

İzolasyon Hataları

İzolasyon hataları, elektrik tesisatlarında mekanik, termal veya kimyasal hasarın bir sonucu olarak meydana gelir. Aynı zamanda kirlilik, nem veya çevreden kaynaklanan hasarlar da (hayvanlar ve bitkiler), arıza lokasyonundan istenmeyen bir sızıntı akımın geçmesine neden olacak şekilde izolasyon hasarına neden olabilir.

Akımın büyüklüğü, sistem gerilimi, toprak direnci ve izolasyon arızası RF tarafından tanımlanır.

Bu kaçak akım IF, izolasyon arızası RF ve/veya toprak iletken hattı üzerinden aktif iletkenler arasında hareket edebilir. Eğer akım yeterince yüksekse (kısa devre veya toprak arızası) koruma cihazı trip verir ve sistemin arızalı bölümü yada arızalı ekipman sistemden çıkarılır. Eğer kaçak akım IF koruma sisteminin tribe geçmesi için yeterli değilse (tam olmayan kısa devre veya toprak arızası), arıza noktasında kaçak enerji değeri yaklaşık 60W’ı geçer ve bir yangın riski oluşur. (yaklaşık 260 mA/ 230 V). Güvenli ve güvenilir koruma amacıyla tehlikeli durumlarda bir enerjinin kesilmesini sağlayan kaçak akım koruyucu bir cihaz kullanılabilir (RCD). Örneğin. 300 mA'nın altında nominal kaçak akım değerinde.

Özellikle bilgisayar sistemlerinde bu tip kesintiler oldukça ciddi sonuçlara neden olabilir. Bu nedenle, RCD’ler genelde bu alanda kullanılmaz. Dahası sıklıkla UPS Sistemleri kullanılır ve sınırlı bir kısa devre akımına dayanabilirler; bu nedenle sigortaları veya devre kesicileri durduramazlar çünkü bağlantı kesme şartları karşılanamaz. Sonuç olarak, İnsanların korunması ve yangın riski ile alakalı kritik değerlere sahip yüksek kaçak akımlar görülebilir.

Genel koruyucu cihazlara ek olarak, IEC 62020 uyarınca RCM’lerin (Kaçak Akım Monitörleri) kullanılması önerilmektedir. Bu cihazlar, bir elektriksel ekipmanın veya sistem parçalarının görüntülenmesini ve opsiyonel olarak koruyucu cihazın tepki değerine ulaşılmadan önce ön-alarm bilgilerini sunabilir. Bir devre kesici ile birlikte, enerji kesme işlemi belirli koşullar altında gerçekleştirilebilir.

TN-S Kaçak Sistem ve Akım

Parazit Akımlar

TN-S sistemi şu ana kadar desteklense de (EMC nedenlerinden dolayı (IEC 60364-5-548) Binaların Elektrik Tesisatları – Bölüm 5: Elektrik ekipmanlarının seçimi ve montajı – Kısım 548: Bilgi teknolojisi tesisatları için topraklama düzenlemeleri ve eşpotansiyelli bağlama”; IEC 60364-4-444 “Binaların Elektrik Tesisatları – Bölüm 4: Güvenlik Koruması – Bölüm 44: Bina tesisatlarında elektromanyetik interferanslara (EMI) karşı koruma), uygulama genelde farklıdır. Sistemler temel olarak insanların korunması ve maliyetlerin optimize edilmesi için tasarlanmıştır, bu yüzden özel bir kesitten (10 mm2 bakır) N-iletkeninin PE ile birlikte bir PEN-iletkenine bağlanmasına izin verilmektedir. Bu nedenle, geri dönüş yolundaki akım (N-iletken) tüm toprak bağlantıları ve potansiyel dengeleme iletkenleri aracılığıyla bölünebilir çünkü her kat dağılımındaki N-iletkeni PE sistemine bağlıdır. Bu üç hususun bir sonucu olarak tüm bina boyunca iletken (metal) kısımlar (örneğin su boruları, ısıtma boruları, kanallar) yoluyla yüksek elektromanyetik alanlara yol açabilen, elektronik devrelerde bulunması zor olan belirsiz arızalara neden olan yüksek dengeleyici akımlar meydana gelecektir. Ayrıca, yangın söndürme sistemlerinin su boruları üzerinde korozyon meydana gelebilir. Bu etki, N/PEN iletkeninde harmonikler tarafından daha kötü bir hale gelebilir.

TN-S Kaçak Sistem ve Akım

TN-S sistemi, elektronik veri işleme sistemleri kullanıldığında her zaman tercih edilmelidir. Birçok bireysel elektrikli cihazlardan gelen geri dönüş akımı dikkatli bir şekilde güç kaynağına yönlendirilebilir ve parazit akımları, toprak bağlantıları üzerinden trafoya geri gidemez. N-iletkeninin topraklama sistemi ile sadece bir bağlantısına izin verilmektedir (tercihen düşük gerilim ana dağıtımında). Bu bağlantı, bağlantıyı daimi olarak görüntüleyen ve önceden belirlenen bir eşik geçildiğinde bir alarm veren bir akım trafosu ve bir RCM ile donatılmalıdır. Bunlara ek olarak, PE sistemi, sistemin yük durumunu kontrol etmek için bir RCM tarafından görüntülenmelidir.

TN-S sisteminin gereklilikleri, IEC 60364-5-548 Bölüm 548: Bilgi teknolojisi tesisatlarında topraklama düzenlemeleri ve eşpotansiyelli bağlantılar” ve IEC 60364-4-444 – Bölüm 44: Bina tesisatlarında elektro-manyetik interferanslara (EMI) karşı koruma içerisinde bulunabilir, bilgi teknolojisi kullanımının beklendiği bir yapı için doğru kurulmuş bir TN-S Sistemi gerekmektedir.

TN-S Kaçak Sistem ve Akım

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.

Referanslar

[1] W. Hofheinz: Protective measures with insulation monitoring, 2nd Edition
[2] Bender Technical information No:3

Harun Öndül- Satış Müdürü - Aktif Mühendislik

Paylaş: