Ülkemizde orta gerilim dağıtım panosu standartları, IEC tarafından hazırlanmış IEC60298 ve yenilenen tip IEC 62271-200 test standartlarıdır. IEC; merkezi Londra’da bulunan, şuan 67 ülkenin ulusal komitelerinin üyesi olduğu, 1906 yılında kurulmuş, elektrik, elektronik ve ilgili teknolojiler konusunda uluslararası standartları hazırlayıp sunan bir kuruluştur.
Neden IEC standardı?
Genel olarak teknik sartnamelerin IEC standardina göre hazırlanmasının sebebi;
- Üretici ve müsşteri arasında ortak dil olması
- Hızlı ve güvenilir teklif alınması
- Ürün dizaynının ve performansının tip testlerle kanıtlanmış olması
- Uluslararası akredite laboratuvarlardan alınan sertifikaya sahip olması
IEC 60298 Standartları;
IEC 60298 standardı 1960'lardan günümüze kadar metal mahfazalı şalt panolarının tip testi için kullanılmıştır. Bu standarda uygun olarak, şalt panoları zorunlu ve isteğe bağlı testlerden geçirilerek dağıtım sistemlerinde kullanılmaktadır.
Zorunlu Testler;
Dielektrik testi: Orta gerilim dağıtım panolarında, maximum yalıtım sınırının ayarlanan seviyede olup olmadığını kontrol etmek amacıyla yapılmaktadır. Testler panonun anma gerilimine bağlı olarak anma yıldırım darbe dayanım ve anma kısa süreli güç frekans geriliminde yapılmaktadır.
Sıcaklık artış testi: Normal işletme koşullarında, anma akımında yüklenmiş olan panonun akım taşıma kapasitesinin doğrulanması için yapılmaktadır.
Tepe ve kısa süreli dayanma akımı testi: Toprak ve ana devrenin dinamik ve termal akım taşıma kapasitelerinin doğrulanması için yapılmaktadır. Panonun kısa süre kapama/açma anma akımı ya da tepe dayanma akımı için yapılmaktadır.
Mekanik fonksiyon testi: Panonun mekanik sistemlerinin mekaniksel fonksiyonlarının ve kilitleme sistemlerinin kontrol edilmesi için yapılmaktadır.
Koruma sınıfı testi: Elektrik çarpmasına ve yabancı cisimlerin girişine karşı korumanın kontrol edilmesi için yapılmaktadır.
Basınç ve dayanım testi: Gaz ile dolu şalt panoları için gaz sızdırmazlığının ve dayanımının doğrulanması için yapılmaktadır.
Anahtarlama kapasitesi testi: Tesis edilen şalt panonun kesme ve kapama kapasitesini doğrulanması için yapılmaktadır.
İsteğe bağlı testler ise;
Kapılar ve kapaklar açılmamalıdır, panonun parçaları fırlamamalıdır, gövdenin dış kısmında delikler oluşmamalıdır, yatay göstergeler yanmamalıdır, dikey göstergeler yanmamalıdır, toprak bağlantıları bağlı kalmalıdır
IEC 62271-200 Standartları;
Teknolojik ve tasarımsal gelişimler, güvenliğin ön plana çıkarılmasının yanı sıra sistemlerin enerji kesintisi ve kullanıcının bakım ihtiyaçlarına gerekli şekilde cevap vermemesinden ötürü IEC 60298 standardının revize edilmesi gerekliliği doğmuştur. Bu gereksinimin getirisi olarak IEC 60298’in yerine Aralik 2003’te yayınlanan IEC 62271-200 standartı, metal mahfazalı hücreler için bazi ilave özellikler tanımlamaktadır.
IEC 62271-200 standardındaki belli başlı yenilikler
- Bölmelendirme
- Bölmelendirme malzemesinin cinsi
- Servis sürekliliği
- İç ark arazısana göre sınıflandırma
IEC 62271-200 standardı pazardaki OG hücre (hava izoleli hücreler, gaz izoleli hücreler, RMU..) çözümlerini en iyi şekilde kapsayacak şekilde yenilenmiştir ve daha çok son kullanıcı değerlerine odaklıdır.
Bölmelendirme
Bölmelerin içeriğini ve adedini üretici belirler. Her bölme dizayn (sabit veya çekmeceli) ve erişim özelliklerinden biri olarak tanımlanır.Bölmelendirme ile pano içerisinde bir veya daha fazla yere müdahale edilmesi gerektiğinde diğer komşu bölmeler ile fonksiyonel ünitelerin enerjili kalması istenmektedir.
Ancak bu noktalarda bazı karışıklıklar ortaya çıkmıştır. Metal-Clad panolarda bölmelendirme metal parçalar ile yapılırken, shutter'ların (hareketli perdeler) yalıtkan malzemelerden olabilmesi, bölmelendirilmiş panolar ile karıştırılmasına yol açmıştır. Panolar, bu nedenle metal-clad ve dolap tipi pano olarak ayrılmıştır. Günümüzde bu sınıflandırmaya giren birçok pano tasarımı, güvenliği farklı şekilde sağlamaktadır.
Ayıca eski standartta bölmelendirmede yaşanan tanım karışıklığı, bölmelendirme malzemesine göre sınıflandırma ile ortadan kaldırılmıştır.
Bölmelendirme malzemesi
Eski standartta bölmelendirmede yaşanan tanım karışıklığı, bölmelendirme malzemesine göre sınıflandırma ile ortadan kaldırılmıştır.
Bölmelendirme sınıfı, ulaşılabılır bölmeler ile gerilimli bölmeler arasındaki bölmenin malzemesini tanımlar.
- Bölmelendirme malzemesi metal ise, bölmelendirme sinifi PM yani “metalik bölme”dir.
- İzolasyon malzemesi ile bölmelendirme yapılmışsa PI yani “metalik olmayan bölme”dir.
- Ulasılabilir bölmenin açik olması halinde enerjili bölme ile arasındaki metal malzemede devamsızlık olusturan izole bölüm 12,5mm’den büyük ise (IP2X koruma derecesi) , bölmelendirme sınıfı ise PM değil, PI sınıfı olmaktadır. (IEC 62271-200 standardi 5.103.3.2 maddesi)
Enerjili kısımlar ile ulaşılabilir bölmenin açık olması halinde aradaki bölme malzemesinin cinsine göre hücre sınıflandırması:
PM (Metalik Bölme) Enerjili kisimlar ile açik ulasilabilir bölmeler arasi metal kepenkler ve bölmelendirmeler
PI (Metalik Olmayan Bölme) Enerjili kisimlar ile açik ulasilabilir bölmeler arasi metal bölmelendirme veya kepenklerde devamsizlik olusturan 12,5mm’den büyük izole bölüm
Servis Sürekliligi
İşletmeler çalışma şartlarına ve üretimlerine göre enerji kesintilerine karşı duyarlı hale gelmektedirler. Bakım, onarım ve arıza durumlarındaki müdahalelerde sistemin uzun süreli enerjisiz kalması açısından pano sistemleri, servis süreklilik kaybı kategorisine göre sınıflandırılmıştır. Servis süreklilik kaybı kategorisi " Loss of Service Continuity category" kelimelerinin kısaltmasıdır.
LSC servis sürekliliği kaybı sınıflandırması; ulaşılabilir bölmenin açık olmasi halinde, diger bölmelerin enerjili kalabileceğini tanımlayan, hücre yapısına ilişkin sınıflandırmadır. İşletmelerde servis sürekliliği, bakım sırasında önem kazanmaktadır. 2 ana sınıfdan oluşur:
1) LSC1: Metal mahfazalı hücre en basit haliyle, insanlarin dış mahfaza içindeki enerjili kısımlara karşı korunması ve techizatında yabanci katı cisimlere karşı korunması görevini yerine getirmektedir. Bakım sırasında hücre içerisinde çalışma yapılabilmesi için hücre kablo bağlantısının ve baranın enerjisinin kesilmesi ve topraklanması gerekiyor ise, bu özellikteki hücre LSC1 sınıfındadır. Bu sınıftaki hücrelerin bulunduğu pano sisteminde bakım yapılacak hücrede baranın enerjisi kesildiği için diğer hücreler de enerjisiz kalmaktadır. LSC1 sınıfında bir hücrede bölmelendirme olmadiği için bakım sırasında servis sürekliliğini sağlayacak özellikte değildir.
2) LSC2: Bu sınıftaki hücrede bölmelendirme vardır ve hücre içindeki ulaşılabilir bölmelere güvenli erişim sağlanırken aynı zamanda, daha iyi servis sürekliliği sağlamak amacıyla tanımlanmış sınıflandırmadır. LSC2 kendi içinde 2 seviyeden oluşur:
LSC2A: Bu sınıftaki hücrenin ulaşılabilir bölmesine erişim sırasında, hücrenin diğer bölmesi ve komponentleri enerjili kalabilir. Örneğin sadece 2 orta gerilim bölmesi olan hücreler bu sınıfa girmektedir. Ortak olan kablo giriş ve kesici bölmesinde bakım yapılırken, bir ayırıcı ile ayrılmış olan bara bölmesi gerilim altında bulunabilir. Bu hücrenin içinde bulunduğu pano sistemindeki diğer hücreler gerilim almaya devam edebilirler.
LSC2B: Bu sınıftaki hücrenin ulaşılabilir bölmesine erişim sırasında, hücrenin kablo giriş bölmesi ve bara bölmesi gerilim altında olabilir. Örneğin 3 orta gerilim bölmesi olan hücreler bu sınıfa girmektedir. Ulaşılabilir kesici bölmesinde bir çalisma yapilir iken, hem kablo giriş bölmesi hem bara bölmesi gerilim altında olabilir.
İç Ark Arızasına Göre Sınıflandırma
İç ark hatası nedir?
İç ark arızasında, sistem içinde ısınan havanın patlaması dolayısıyla operatör ve komşu hücrelere zarar gelmesi söz konusudur. Yeni standartta iç ark arızasına karşı korumaya büyük önem verildiği görülmektedir. Kriterler, kullanıcı ve üretici arasında herhangi bir antlaşmaya gerek olmayacak şekilde, açık olarak belirlenmiştir. Bu sayede kriterler içersinde seçim yapılması durumu da ortadan kalkmıştır.
Iç ark hatasının kaynakları
- Bakımdan sonra unutulan aletler
- Tozlu ve nemli atmosfer şartları
- Zorlanmış kilitlemeler
- Yıldırım sebebi ile oluşan yüksek gerilimler
- Hatalı malzeme detayları
İç ark hatasının sonuçları
- Önemli sıcaklık artışları (arkın merkezindeki sıcaklık 20.000°C)
- Sıcak gazların oluşumu ile ani basınç artısı
- Parçalarda bozulma ve basınçla fırlama
İç Ark Dayanimli OG Hücresi
İç ark dayanım özelliği olan OG hücreleri tüm bu olumsuz sonuçlara karşı tasarlanmalı ve test edilmelidir. İç ark dayanimli OG hücresi:
- Mekanik ve termik streslere dayanmalı
- İç arkın muhtemel zararlarının yaratacağı risklere karşı operatörü korumalı
- Yüksek basınçlı sıcak gazları güvenilir şekilde kanalize edecek yapıya sahip olmalı
Hücrenin iç ark dayanımlı olması, hücre içerisinde iç ark oluşmasına engel değildir. Sadece meydana gelebilecek olumsuz koşullardan insanın zarar görmesini engellemektir.
İç Ark Dayanımında IEC 60298 ile IEC 62271-200 Standart Farklılıkları
IEC 60298’de iç ark hatası testi, hücre üreticisi ile kullanıcı arasında kararlaştırılmak üzere opsiyonel bir testti. Teste girecek ürünün seçimi, besleme yönü, iç ark noktaları, oda simülasyonu, kabul kriterleri vs.karşılıklı örüşmeye göre belirleniyordu. Hücre imalatçılarının çoğu, müşteri ile oluşabilecek tartışmalardan önce, öngörülen test prosedürü ile testleri gerçekleştiriyorlardı.
Yeni standart IEC 62271-200, tartışmaya açık olmayacak şekilde, tüm koşulları açıkça tanımlayan daha kesin test prosedürünü tanımlamaktadır. Test prosedürü yerine getirilmesi gereken zorunlu kosulları içerir. Eski standarttan farklı olarak, yeni standart sadece OG kablo bölmesinde değil, tüm OG bölmelerinde (OG kablo, kesici, ana bara bölmeleri) testlerin yapılması zorunluluğunu getirmektedir. “İç ark dayanımlı” hücre üreten tüm üreticiler için, yeni standartta tanımlı iç ark testlerini yapmak zorunludur. Bu standartta dikkat edilmesi gereken, hücre üreticisi, ürünün tanımının bir parçası olarak tesis şekillerini de belirlemek zorundadır. Hücre üreticisi tarafından verilen minimum yaklaşma mesafeleri, erişim vs gibi değerlere göre test koşulları oluşturulur. Duvar önüne kurulum şekli için yapılan test, diğer kurulum koşulları (duvara dayalı veya oda ortasına kurulum) için geçerli değildir. Yeni standartta tüm detayları tanımlı testin amacı, hücrenin etrafında bulunan operatörün, bir iç ark arızası meydana gelmesi halinde, iç ark arızasının olumsuz etkilerinden zarar görmemesidir.
IEC 62271-200 Ek A.6’ya göre OG hücresinin iç ark testinden geçmesi için 5 kriteri sağlaması gerekmektedir:
- Kriter 1: normalde kilitli kapılar ve kapaklar açılmaz
- Kriter 2: tehlike yaratabilecek parçalar fırlamaz yada dışarı çıkmaz (örn.:metal levha, izolasyon v.s.)
- Kriter 3: ark sonucu ulaşılabilir açıklıklar oluşmaz
- Kriter 4: göstergeler oluşacak sıcak gazlar sonucu yanmaz / tutuşmaz
- Kriter 5: topraklama sistemi görevini yapacak halde kalır
İç ark koruma sınıfı:
İç ark sırasında erişim derecesi 3'e ayrılmış ve C sınıfı da erişim tiplerine dahil edilmiştir.
A tipi erişim: Sadece yetkili personel tarafindan erşilebilinir. (OG hücrelerinin ayrı bir pano odasına tesis edildigi durum)
B tipi erişim: Erişim sınırlandırılmamıştır. Herhangi bir personel tarafından erişilebilinir. (Örnegin, üretim alanının ortasına tesis edilen kurulum)
C tipi erişim: Tek kutuba yerleştirilmiş sistemler ve cihazlar için erişimdir.
Bu erişim tiplerinin yanı sıra erişimin önden, arkadan ve yandan olarak üç şekilde belirtilmesi gerekmektedir. Bu sınıflandırmalara ek olarak test işlemi ile ilgili değişiklikler söz konusudur. Test noktası ve enerji akış yönü tanımlanarak arkın başlatıldığı noktadan daha uzak mesafede, daha uzun süre devam etmesi amaçlanmıştır. Bu sayede arkın kendi kendini söndürmesi ve ark süresinin etkin olması sağlanmıştır. Üretici test süresini 1/0,5/0,1 saniye olarak tanımlayabilir. Bunların yanı sıra testin yapılacağı oda boyutları pano büyüklüğüne göre belirlenmiş ve yanıcı indikatörlerin kapladığı alan da artırılmıştır.
Erişimin yönlerine göre sınıflandırma;
FL: 3 yönden (hücrenin önünden ve yanlarından)
FLR: 4 yönden (hücrenin önünden, yanlarından ve arka tarafından)
Yeni standart geregi, iç ark performansı ve hücreye farklı yönlerden erişim sınıfı (veya sınıfları), hücre etiketi üzerinde tanımlanmalıdır.
Yalıtkan Ortam
IEC60298'de yalıtkan ortam gaz olarak belirtilmişti. IEC 62271-200'de ise yalıtkan ortam olarak akışkandan bahsedilmiştir. Akışkan sistemler ufak bazı durumlar dışında, pratik olarak yağ veya SF6'dır. Yağ izoleli sistemler artık kullanımdan kalkmış olduğundan ve bunlara uygun IEC standardı olmadığından, muhtemel karışıklıkları engellemek için bu şekilde ayrılmıştır.
Panonun Kesme Kapasitesinin Test Edilmesi
Eski standart içerisinde panonun kısa devre kesme ve kapama kapasitesi, içerisindeki kesici cihaz olmadan yapılabiliyordu. Ancak bu durum işletme durumunda panonun kesme/açma kapasitesini engellediğinden bu durumu ortadan kaldırmak amacıyla test en kötü durum için kesici pano içine tesis edilmiş iken yapılmaktadır. Bu durumda panonun kesme ve kapama kapasiteleri işletme durumu için kontrol edilmiş olunmaktadır.
Sonuçlar
- Standartlar sadece teknik açıdan değil, temelde müşteri ile hücre üreticisi arasında yapılacak sözleşme öncesinde, mümkün oldugu kadar çok noktada önceden anlaşma sağlanması avantajını getirir.
- IEC 62271-200 standardı, elektrik üreten şirketler için çok daha detaylı tanımlamalar ve sınıflandırmalar getirmiştir.
- Standart eski sisteme uygun üretilen panolarda tasarımsal değişiklik istememektedir.
- Tip testleri ile ilgili uygunluğun sağlanması yeterli olacaktır.
- İç ark arızasına karşı koruma önlemlerin doğrulanmasıyla kullanıcının güvenliği ve panonun güvenilirliği en üst seviyeye çıkartılmıştır.
- Son kullanici, yeni standardın getirdiği avantajları öğrendikçe, işletmenin ihtiyacına uygun doğru ürünü seçebilir hale gelmekte ve işletmesine dogru yatırım yapabilmektedir.
KAYNAKLAR:
- ICE 60298 ve ICE 62271-200
- Schneider Electric
- Siemens
