Ark koruması veya ark hatasından korunma; orta gerilim hücrelerinden başlar, alçak gerilim ana ve tali dağıtım panolarına ve en nihayetinde de sigorta kutularına kadar, farklı tip koruma ve önlemlerle tamamlanır. İç ark dayanım testlerine tabi OG hücreler ve AG panoları kullanmak pasif koruma iken, arkı söndürmek ve sönümlemek için kullanılan çözümler aktif koruma olarak nitelendirilir.
Ark patlaması
NFPA 70E’ye göre ark patlaması her gün beş ila on kez meydana gelir. Bir ark arızasının oluşması, bir güç sistemindeki en ciddi arıza olayıdır. Yıkıcı etkiler, işletim personelinin ciddi şekilde yaralanmasına, şalt cihazının pahalı bir şekilde zarar görmesine ve uzun sistem kesintilerine neden olabilir. Ark patlaması, çalışanları yüksek sıcaklıktaki plazmaya, basınç şok dalgalarına, toksik gazlara ve patlama parçalarına maruz bırakır. Üretilen plazma, 35.000°F’ye kadar sıcaklıklara ulaşabilir.
Ark patlaması personele ölümcül olabilir, tamirlerde milyonlarca dolara mal olabilir ve endüstriyel tesislerin durmasına sebep olabilir.
Şalt ve elektrik dağıtım sistemleriyle çalışırken operatörün elektrik tehlikelerine maruz kalmasını en aza indirmenin yolları nelerdir? Riskleri kontrol etmek için dört ana yöntem olduğu belirlenmiştir:
- Hata akımını azaltın
- Ark süresini azaltın (sönümleme süresi)
- Çalışma mesafesini arttırın
- Personelin maruz kalmasını en aza indirin
Orta gerilimde koruma
- Arıza akımını azaltmak için Is-limiter veya Ultra Fast Earthing Switch (UFES)
Is-limiter: Yüksek kısa devre akımlarını azaltmak için kullanılır. Paralel güç kaynağı, hatayı beslemeden önce hızlı bir şekilde devreye girerek, kısa devreyi sınırlandırır.
Ultra Fast Earthing Switch (UFES): Ultra hızlı topraklama anahtarı, bir elektronik cihaz ile, bir arıza durumunda toprağa 3 fazlı kısa devre başlatan ilgili primer anahtarlama elemanlarından oluşan cihazların bir kombinasyonudur. Primer anahtarlama elemanının 1,5 ms’den daha kısa bir sürede arızanın hızlı ve güvenilir şekilde algılanmasıyla bağlantılı olarak son derece kısa anahtarlama süresi, bir ark arızasının ortaya çıkmasından hemen sonra sönmesini sağlar. Tespitten sonra toplam 4 ms’den daha az bir söndürme süresi olan UFES’e sahip aktif koruma konsepti, şalt tesislerinin kişi ve ekipman için mümkün olan en yüksek koruma seviyesine ulaşmasını sağlar.
- Ark süresini azaltarak, sönümlenmeyi hızlandırmak için ark hatası tespit sistemi REA veya standart Relion 615 veya Relion 620 rölelere ilave edilen ark ışığı algılama sensörleri ve son olarak hem AG hem de OG sistemlere uygun Arc Guard TVOC-2 kullanılabilir. Tüm bu sistemlerin çalışma metodu, foto reseptörlerle ark ışığını algılayarak bağlı bulundukları sistemdeki koruma elemanının (devre kesici) en kısa sürede açtırmasını sağlamaktır.
Alçak gerilimde koruma
Ark patlamasından korunmak için ana panolarda yine Arc Guard TVOC-2 kullanılırken, özellikle tali pano ve sigorta kutusu ile dağıtım yapılan uç devrelerde DS-ARC1 veya S-ARC1 tipi AFDD ürünleri tercih edilmelidir. AFDD’nin kullanımı özellikle kontak arkı olarak nitelendirilen, tesisat, kablo veya bağlantı noktalarında oluşan ark kıvılcımlarının yangına sebebiyet vermeden durdurulmasını sağlar.
“Kontak arkı” genellikle, düşük iletken yollarla doğrudan veya dolaylı temas halinde farklı gerilimdeki iki iletken parçayla ilgilidir. Örneğin hasar görmüş bir iletken, ilk birleştirilen kontaklar arasında elektrik arkı oluşmasına sebep olabilir. Bu örnek göz önüne alındığında, akım hasarlı bölümden akar ve bu nedenle akım yoğunluğu artma eğilimi gösterir. Bu, etkilenen bölgede Joule etkisi ile bir ısı artışı, dolayısıyla yalıtımın aşırı ısınmasıyla sonuçlanır.
AFDD kullanımı Almanya’da DIN VDE 0100-420 göre zorunlu olarak, IEC 60364 standardına göre öneri olarak belirtilmektedir.
Kaynaklar:
- Ark hatasından korunma broşürü: https://search-ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=1VAL0003-DB&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
- UFES broşürü: https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=DEABB%202459%20EN&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
- Is-limiter broşürü: https://search-ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=DEABB%202302%20EN&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
- Relion koruma rölesi broşürü: http://search-ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=1MRS758171&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
- Arc Guard TVOC-2 kataloğu: http://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=1SFC170001C0201&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
- S-ARC1 ve DS-ARC1 AFDD kataloğu: https://search-ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=9AKK107045A6237&LanguageCode=en&DocumentPartId=PDF&Action=Launch
Ali Alper Çelebi
ABB Elektrik Sanayi A.S. şirketinde Technical and Design Promotion Manager
