Zarar Verici Gerilim Atlamalarında Bireylerin Ve Tesisatın Koruması

Zarar Verici Gerilim Atlamalarında Bireylerin ve Tesisatın Koruması

Test edilmiş Alçak Gerilim Anahtarlama Tesisatları için güvenlikönlemleri bakımından incelenip test edildiklerinden dolayı yüksek birilgi ve talepe vardırMamafi kullanıma her an hazır olmanın şiddetleistenmesi dolayısıyla, Tesisattaki değişiklikler ve bakım çalışmalarıçoğunlukla gerilim altında gerçekleştirilirYani, İnsanlar veTesisatlar için potansiyel tehlike hızla artarTehlike kaynaklarındanbiri “zararlı gerilim atlamalarıdır”Zararlı gerilim atlamalarına karşınasıl önlem alınabileceğini ve efektif standartlara uygun İnsan veTesisat korumanın nasıl düzenlenebileceğini aşağıdaki yazıbelirtmektedir

Alçak Gerilim anahtarlama tesisatlarında Zararlı gerilim atlamalarıkaide olarak elle çalışma hataları dolayısıyla meydana gelirlerBunlarMontaj, Bakım ve Devreye alma esnasında ortaya çıkarlarDaima birAnahtarlama Tesisinin kapısı açıkken oluşurlarTesisattakiçalışmaların, gerilim altında veya gerilim altındaki cihazlardayapılması gerektiğinde, durum daha da güçleşirBuda enerji ilebeslemenin daima hazır olmasına yönelik, yüksek talepten ilerigelmektedir

Bir diğer hata kaynağı , azaltılmış izolasyonda yahut hatalı kontakyapılarında aranmalıdırMontaj çalışmalarında yahut cihazlarındeğiştirilmesi esnasında hatalar oluşabilirZararlı bir gerilimatlamasının meydana gelmesindeki üçüncü olasılık, kablo kanallarındanşalt tesisatının içlerine sızabilen fare gibi kemirici hayvanlardır

Zararlı Gerilim Atlamasının Akış Şekli ve Etkileri

Zararlı gerilim atlaması, hızlı bir sıcaklık nedeni ile ( 10 ms’deyaklaşık 130000 K’e çıkar ) şalt tesisatının içinde, yaklaşık 15ms’de, 2105 Pa ile 3105 Pa arasında bir basınç yükselmesiyaratırTesisat kısımları örneğin Kapılar gibi, bu yüksek Basınç nedeniile tutucu mekanizmalarından ayrılabilirler ve yamularak deformeolabilirlerBunlara ek olarak, yüksek sıcaklık nedeniyle erime veBuharlaşmalar tesisatın içlerinde ortaya çıkarSonuçta tokside (zehirli) gazlar oluşur ve basınç nedeni ile dışarı atılırlar
Bundan dolayı, yakınlarda çalışan insanlar, hayati tehlikeli şekildeyaralanabilirlerİnsanların zehirli gaz teneffüs ederek ölmesi seyrekcereyan eden bir olay değildirAynı şekilde, deri yanıkları ve gözlerinkör olması dikkate değer bir miktarda gerçekleşirBireylerinyaralanması, ölmesinin yanısıra, şalt tesisatının kısmen veya kompletahrip olması ve binada sekonder zararların oluşması gibi tesisatzararları da ortaya çıkarİşyeri tahribatın yüksekliğine bağlı olarak,uzun bir süre üretimin durmasını ve yüksek tamirat masraflarını dahesaba katmak zorunda kalır

Elbette, bu ölçüde bir Gerilim atlama kazası hayli seyrek olabilirBunarağmen bu olasılık ihmal edilmemelidir”Federal Almanya İnce Mekanik veElektroteknik Meslek Örgütünün” ( BGFE ) kaza istatistikleri, “Zararlıgerilim atlaması” kazalarının, toplam Elektrik Kazalarına oranının%25’in altında olduğunu göstermektedirBu 80’li yıllardan beri açık birazalmaya işaret ederBu gerilmenin bir sebebi de, DIN EN 61140 :2001-08 ( Elektriksel darbelere karşı koruma ) gibi revize edilmişStandartlar olmuşturBu standartların uygulanması, Zararlı Gerilimatlamalarının oluşumunun ister istemez azalmasına neden olmuştur

Elektrik akım kazasında kişi başına gerekli tedavi masrafı, işletmedekinormal bir kazanın masrafı ile karşılaştırılırsa, 2000 yılı itibariyle,normal bir işletme kazasındaki 4500 EU’luk masrafa karşı, elektrikkazasında 29600 EU’luk masraf ortaya çıkmaktadırKazaya uğrayan kişiuzun süre işe gelmediğinden dolayı işletme için oluşan iş gücü kaybınınhesaba katılması bu yüksek masrafın ortaya çıkmasına neden olmaktadır

Ölümcül Elektrik kazalarının %34’ü 2000’de “Şalt Tesislerinde” meydanagelmiştirBuda, Elektrik mesleğindeki elemanların, çalışanlar arasındaen fazla tehlikeye hedef olan kesimin oluşturduğu anl-----gelmektedirBGFE’nin istatistiklerine göre, Elektrik meslekelemanlarının, Elektrik kazalarındaki payı %60’ın hayli üzerindedirBuyüksek kaza yüzdesine neden olan sebeplerden biri, beş güvenlikkuralına dikkat edilmemesidir

Standardlar bu konuda neler yazıyor?

Alçak Gerilim Tekniğinde, “Zararlı gerilim atlaması testleri” için ikiteknik belge önemlidirEnternasyonel alanda IEC/TR3 61641:1996-01Standardı bulunmaktadırAvrupa bölgesinde EN 60439-1’Ek 2 ( VDE 0660Kısım 500’e Ek 2, Ekim 1997 tarihli) kullanılmaktadırEnternasyonel veAvrupa Bölgesi stanadardları, birbirinin aynıdır

Teknik standardlar, dahili bir hata nedeni ile oluşturulan bir “ Zararverici gerilim atlaması” nın yarattığı şartlar altında, kapalı bir yapıiçindeki, Alçak Gerilim Şalt Cihaz kombinasyonlarının test metotlarıyöntem yönetmeliğidirBu testin tek amacı, Şalt cihazlarıkombinasyonlarının eğiliminin incelenmesi, Gerilim Atlamasının nedenolduğu, insana zarar verici tehlikelerin sınırlanmasıdırBu deneyiyorumlanması gibi konuların üretici ile kullanıcı arasındakararlaştırıldığı özel bir test’tirDeğerlendirme beş kriter dikkatealınarak yapılırTestin yapılmasını isteyen, bu beş kriterin hangisiile test sonucunun değerlendirilip hükme bağlanacağına karar vermelidir

Alçak Gerilim Şalt Tesisatı yapılarında, “Gerilim atlamalarına karşıkonstrüktif koruma” ve “Gerilim atlamalarına karşı koruma sistemi”olarak farklı iki tip vardır”Gerilim atlamalarına karşı konstrüktifkoruma” Şalt cihaz kombinasyonlarının yapısının ve yerleştirilmesinindüzenlenmesi ile realize edilir ve böylece “Gerilim Atlamalarının”oluşması engellenmelidir”Gerilim atlamalarına karşı koruma sistemi”ise bir Komponent (Cihaz) ünitesi eklenmesi ile realize edilirYukarıdaanılan Ek 2 yazısı “ Gerilim Atlamalarına karşı konstrüktif koruma” ileilgilidirBurda, kapı ve kapakların emniyetli olarak kapalı olduğudurumlar dikkate alınarak irdelenirBurda, testlerin kapılar açıkkenyapılması da düşünülmeliydiKazaların büyük kısmı, kapı açıkken ortayaçıkmaktadır

Ek 2, VDE Alt Komite’si tarafından yeniden hazırlanmış ve Mart 2001’deDIN EN 60439-1 (VDE 0660 Kısım 500 ) Ek 2’sinin yeni baskı taslağıolarak yayınlanmıştırBu taslakta ki yenilik, “Zararlı gerilim atlamasışartları altında insanların korunması” ve “Zararlı gerilim atlamasışartları altında tesisatın korunması” tarifleridir

Mekanik ve termik etkiler bakımından insanların gerilim atlamasıtehlikesine uğramasını sınırlayan cihaz kombinasyonunun yeteneği“Gerilim atlaması şartları altında insanların korunması” başlığıaltında irdelenirBu insanları ve tesisatları koruma testinde, birtehlikeye neden olabilecek bütün etkiler incelenmemektedirBuincelenmeyen zararlı olabilecek etkiler arasında toksit Gazlar, optikışınlar, sıcaklık akımları, ses basıncı, aşırı basınçbulunmaktadırBunlar, gerilim atlamasının ortaya çıktığı sırada, kapıaçıkken gerilim altındaki tesis de çalışmakta olan insanlar içintehlike oluştururlar

Gerilim atlama altındaki tesisatın korunması tarifi ile şu belirtilir:Şalt cihazları kombinasyonun içinde tarif edilmiş bir alana, fonksiyonuazaltıcı etkileme bakımından gerilim atlamasının tesirlerininsınırlandırılabilmesidirTesisat koruma testinin sonucu hakkında kararvermek için 6 No’lu yeni kriter geçerlidir7 No’lu kriter, üreticininbeyanına göre ek olarak dikkate alınabilirTesisatın kısımlarınıngerilim atlaması durumunda tahrip olması ve öyle kalması gözealınabilirBu durumda, hayli uzun bir süre tesisatın atıl kalması vemasrafa neden olacak bir büyük tamir kabul edilerek göze alınır

Bu taslak, tesisat alanında bireylerin güvenliği ve tesisatın kendisi için yeni bir baz oluşturur

Zararlı gerilim atlamalarına karşı koruma sistemi

Koruma önlemleri kapı açıkken acaba ne kadar olabilir?”Gerilimatlamalarına karşı konstrüktif koruma” önlemleri tesisatta çalışmaktaolan bireye gerilim atlama esnasında yeterli koruma sağlayabilir mi?

Vds-Yönetmelikleri Vds 2349, Bölüm 32 de buna bir cevap bulunur :“Gerilim atlamaları diğer nedenler yanında 31 de ( İzolasyon hataları) açıklanan etkilere uygun olarak ortaya çıkarlar ve özellikle yüksekgüçteki şalt cihazları kombinasyonların da veya dağıtım tesisatlarındabüyük tahribata neden olurlar Uygun koruma önlemleri Bölüm 42 debelirtilmektedir

Bölüm 42 de belirtilenler :

“Eğer Gerilim Atlaması” çok kısa zamanda farkedilip, bastırılıp vearızalı Tesisat bölümü şebekeden ayrılırsa, gerilim atlamasının etkisialtında, zararın boyutu, keza elektrik tesisatının devre dışı kalmasüresi ancak küçük tutulabilirKoruma tesisleri, Gerilim Atlamasıdurumunda akımın yükselişini ve ışık etkisini algılayarak bunu 5 msiçinde söndürmelidir

Bireylerin korunması açısından bu şu anlama gelir :

Şalt tesisatında çalışan personelin küçük yaralanmalarla olayı atlatmaşansı gerçekten olabilirÇünkü 5 ms içerisinde Gerilim Atlaması maxdeğerine henüz daha erişmemiştir

Gerilim atlamalarına karşı konstrüktif bir koruma, gerçekten gerilimatlamalarının etkisini kapalı tesisatta, tesisatın içindetutulabilirAncak, eğer tesisat açık ise bu konstrüktif korumaetkisizdirBu durumda ek bir koruma sistemi gereklidir

Bu bir Dedeksiyon sistemidirBu Gerilim atlaması saptama sistemi, Işıkve Akım sensörleri ile elektronik Değerlendirme ünitesindenoluşurÇoklu Optik Lifler bazındaki ışık sensörleri ile ana baralar vedağıtım baraları keza bütün bara bağlantıları ve irtibatlandırmasistemleri bütün uzunlukları boyunca kontrol edilip izlenirlerLinyesensörleri yerine, tesisatın kontrolü için nokta sensörlerdekullanılabilirHer bir besleme güç şalterinden önce, ölçümdönüştürücüsü ile Gerilim Atlama Akımının saptanması gerçekleştirilir

Bir gerilim atlaması durumunda ışık hüzmeleri ve gerilim atlama akımısensörler tarafından algılanır ve değerlendirilirGerilim atlamasınamaruz kalan ana toplam bara sistemini besleyen bütün güç şalterleriaçılır ve gerilim atlaması kesilir

Gerilim atlaması saptama sisteminin toplam açma süresi, direk güçşalterlerinin anahtarlama süreleri tarafından belirlenir ve 30 ms ile70 ms arasında olurlar

Ek 2 taslağına göre sensör düzeneği personel korumasınıniyileştirilmesinin yanında tesisat korunmasını da mümkünkılarBindokuzyüzdoksanlı yılların ortasında, tesisata özgü gerilimatlamasına karşı korumanın ilk tarifini “Moeller” Firması ortayakoyarak kullandıBurda tesisatın korunması ile tesisatınfonksiyonlarının korunması farklılaştırılmaktadır

Tesisat Fonksiyonu ve Personel Koruma

Eğer Gerilim Atlaması etkisinde bütün tesisat kısımlarının ve bütünişletme elemanlarının fonksiyonları tam olarak varolmaya devam ederse,tesisat fonksiyon koruması var demektirŞalt tesisatı, bir gerilimatlamasının söndürülmesi, nedenin ortadan kaldırılması ve izolasyontestinden sonra tekrar devreye alınırTesisat kısımlarının, tesisatkomponentlerinin ve şalt tesisatının güç verdiği alanlarda ki işletmeelemanlarının, gerilim atlaması etkisinden dolayı değiştirilmesi gereğiortadan kalkarEk 2’ye göre “Tesisat fonksiyonu korunması” talep edilirve gerçekleştirilirse, otomatik olarak Tesisat ve personel korunması dakoruma kaps----- alınmış olurBu gerilim atlaması koruma sisteminintesis edilmesiyle gerçekleştirilirBu sistem, halen her tarafı kapalıtesisatta, en yüksek personel korumasını ve kapı açıkken de kısıtlıpersonel korumasını mümkün kılar

Resim 1: Gerilim atlamasına karşı koruma sisteminin zincir halindeki peşpeşe parçalarının fonksiyonu

Resim 1, bir gerilim atlaması durumunda ışık hüzmeleri ve gerilimatlama akımının sensörler tarafından algılanıp saptandığı ve referans“Değerlendirme Ünitesi” tarafından değerlendirildiğinigösterirReferans Değerlendirme Ünitesi “Söndürme Cihazı”’na söndürmetalimatını verirSöndürme Cihazı, hata ( arıza ) bölgesine paralelolarak üç kutuplu bir kısa devre meydana getirirBaralardaki gerilimdüşümünden dolayı da, gerilim, atlama oluşturması için gerekli değerinaltına düşürülür, ateşlenmesinden itibaren 2 ms’den ( 65 kA’de ) dahaaz bir sürede gerilim atlaması sönerBu da gerilim atlamasının tahripedici maximum değerine erişmeden önce söndüğü anl-----gelmektedir”Söndürme Cihazı” tarafından oluşturulan üç fazlı kısadevre, besleyen güç şalteri tarafından devreden çıkarılırEk olarakayrıca çalışma akımı söndürücüsüne şalter açma sinyalini alır

Sorun çözüm ünitesi, maximum konfigürasyonunda iki ayrı bara bölümünükontrol edebilir ve bara bölümlerine yöneltilmiş söndürme cihazlarınıgereğine uygun olarak tek tek devreye sokabilir Birtesisatta bir çok değerlendirme ünitesi kullanılabilirBunlar, birkomünikasyon hattı üzerinden birbiriyle iletişim kurar

Sensor, Değerlendirme Ünitesi ve Söndürme Cihazından oluşan Gerilimatlama koruma sistemi ile maxbir personel ve tesisat fonksiyonkoruması sağlanırGerilim atlamasının etkileri, gerilim atlamasınınasgari başlangıç seviyesi ile sınırlı kalırŞalt tesisatı hatanedeninin ortadan kaldırılması ve “Söndürme Cihazı”nındeğiştirilmesinden sonra tekrar işletmeye hazır hale gelir

Gerilim atlaması, ortaya çıktığı başlangıç fazında söndürülürÇevredebulunan personel korunur ve tesisatın fonksiyonları aksamadan devamederMoeller Firması, TU Ilmenau ile birlikte kapı açık durumda ikentestler gerçekleştirmiştirBu test serisinin amacı aşırı basıncın,ışınların, şua’nın ısı akımının ve diğer tıbbi ağırlıktaki önemliparametrelerin, gerek gerilim atlamasına karşı koruma sistemli gereksekoruma sistemsiz olarak insana olası tehlikelerini saptamaktırTehlikeyaratan bu büyüklükler, açık şalt tesislerinde inspektion, revizyon vebakım çalışmaları sırasında ve gerilim altındaki çalışmalarda veyagerilim altında bulunan parçalar üzerindeki çalışmalarda ortayaçıkarlar”Gerilim Atlamasına karşı koruma sisteminin” kullanılmasıylapersonelin yaralanma riskinin önemli ölçüde azaldığını, incelemelergöstermektedir

Sonuç : Daha iyi Personel ve Tesis koruması mümkündür

Eğer, arıza kaynağının süratle yok edilmesi ve önlenmesi için korumakonsepti mevcutsa, ancak o zaman modern bir Enerji Dağıtımı, daha iyibir personel ve tesis koruması koşullarına ulaşmış olurŞart koşulantaleplerin daha da üzerine çıkan, standartlara uygun bir personelkoruması, iyi bir “Gerilim atlamasına karşı koruma sistemi” ilesağlanırİşletme fazında sürekli aynı yüksek düzeyde kalan bir kalitesunan, yeni önlem kuralları, “tesis fonksiyon koruması”nıgerçekleştirmek üzere şalt tesisi kurulmasında kullanılmaktadır