Alçak Gerilim Anahtarlama ve Kontrol Düzenleri
TS EN 61439
Serisi Standartlar
Yazı Dizisi-3

Mehmet Özaltınok

Yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunlukları

Yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunlukları rastgele seçilmiş değerler değildir. Bir düzen içindeki en düşük uzunluklar kullanılan yalıtım malzemeleri ve amaçlanan işletme ortamı bilgisiyle oluşturulur. Düzen içinde yer alan cihazlar için yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunlukları ilgili cihazın kendi ürün standartlarında tanımlanır.
Yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunluklarının tanımlandığında gözönüne alınacak ölçüt kirlenme derecesi, beyan darbe dayanım gerilimi ve beyan yalıtım gerilimidir.

a. Kirlenme derecesi

Standart da tesis edilmesi amaçlanan düzeneğin içinde bulunduğu çevredeki kirlilik seviyesi 4 kategoride tanımlanmıştır:
Kirlenme derecesi 1:
Kirlenme yoktur veya yalnızca kuru, iletken olmayan kirlenme meydana gelir. Kirlenme hiçbir etkiye sahip değildir.
Kirlenme derecesi 2:
Yoğuşmanın sebep olduğu nadiren geçici iletkenliğin beklenilmesi durumu hariç yalnızca iletken olmayan kirlenme meydana gelir.
Kirlenme derecesi 3:
Yoğuşmadan dolayı iletken olması beklenilen iletken kirlenme veya kuru, iletken olmayan kirlenme meydana gelir.
Kirlenme derecesi 4:
İletken toz, yağmur veya diğer ıslak şartlardan dolayı sürekli iletkenlik meydana gelir.

Başkaca belirtilmedikçe endüstriyel uygulamalar için olan düzenler genellikle kirlenme derecesi 3 olan ortamlarda kullanılması içindir.

b. Beyan darbe dayanım gerilimi

Düzeneğin dayanması için tasarlanan beyan darbe geriliminin en büyük tepe değeri, düzeneğin beyan çalışma gerilimi ve uygulanabilir aşırı gerilim kategorisi vasıtasıyla belirlenir.
Tablo 2, 400 V/230V a.g. sistemi için detayları -verir.
Daha sonraki kriter düzeneğin dağıtım sistemi içinde tesis edilmesi amaçlanan yerine dayanılarak tanımlanır. (Örneğin cihaz seviyesi, Tesisin bağlantı noktası vb.)
Tablo 2. 400V/230V, yıldız noktası topraklanmış bir sistem için aşırı gerilim kategorileri ve darbe dayanım gerilimleri

Aşırı Gerilim Kategorisi	Tesisteki Yeri	Darbe dayanım gerilimi  (kV)	*En Düşük Yalıtma Aralığı (mm)
I	Özel Olarak Korunmuş Seviye	1.5	1.5
II	Yük (Cihaz, Donanım Seviyesi)	2.5	1.5
III	Dağıtım Devresi Seviyesi	4.0	3.0
IV	Tesisin Bağlantı Noktası (işletme Giriş Seviyesi)	6.0	5.5
*Homojen olmayan alan şartları ve kirlenme derecesi 3 esas alınmıştır.

c. Malzeme Grubu
Düzenlerde kullanılan yalıtkan malzemeler yüzeysel kaçağa olan dirençlerine bağlı olarak dört grupta sınıflandırılır - Yüzeysel kaçak mukayese indisi (CTI)
Tablo 3. dört malzeme grubu ve ilgili yüzeysel kaçak mukayese indislerini tanımlamaktadır.
Bir düzeneğin beyan yalıtım gerilimi veya bir düzen içindeki devre yüzeysel kaçak yolu uzunluğunu tanımlar. Her durumda beyan yalıtım gerilimi (ve çalışma gerilimi) düzeneğin beyan gerilimine eşit veya daha yüksek olmalıdır. Tablo 2 ve 3’de düzeneğin beyan gerilimi, yalıtım ve çalışma gerilimi birbirine eşittir.

Yalıtma aralıklarının doğrulanması

Bir kez beyan çalışma gerilimi ve aşırı gerilim kategorisi belirlendiğinde, en düşük aralıklar standarttan kolaylıkla tanımlanabilir. Bundan sonra, doğrulama basit bir ölçme işlemidir. En düşük değerler çoğu kez tahmin edilenlerden çok daha düşüktür. Tablo 2’ye göre 400V/230V, yıldız noktası topraklanmış bir sistem için en düşük yalıtma aralıkları verilmiştir. Bu durumda, örneğin dağıtım seviyesi düzenleri için yalıtma aralığı 3mm’dir. Fakat düzeneğin yapısından dolayı ölçme işleminin yapılamayacağı yerlerde (yıldırım) darbe gerilim deneyi uygulanır.

Yüzeysel kaçak yolu uzunluklarının doğrulanması

Yüzeysel kaçak yolu uzunlukları aşağıdakilerin bir fonksiyonudur.
a) Düzeneğin beyan yalıtım gerilimi
b) Düzeneğin tesis edilmesi amaçlanan ortama uygun kirlilik derecesi
c) Yalıtım malzemesinin dahil olduğu malzeme grubu
Tablo 3. 400V/230V için en küçük yüzeysel kaçak yolu uzunlukları

Malzeme grubu	Yüzeysel kaçak mukayese indisi	**En küçük yüzeysel kaçak yolu uzunlukları (mm)
		Kirlilik derecesi
		1	2	3	4
I	600 ≤ CTI	1,5	2,0	5,0	Tavsiye edilmez
II	400 ≤ CTI ≤ 600	-	2,8	5,6
IIIa	175 ≤ CTI ≤ 400	-	4,0	6,3
IIIb	100 ≤ CTI ≤ 175	-	4,0	6,3
** 830 V (800v dan seçilebilir) beyan yalıtım gerilimi için uygulanabilir değerler, diğer değerler için TS EN 61439, Tablo…bakınız.

Bu parametrelere sahip olunduğunda, en küçük yüzeysel kaçak yolu uzunlukları standarttan kolayca tanımlanabilir ve ölçme yoluyla doğrulanabilir. Standardın F ek’inde yüzeysel kaçak yolu uzunluklarının arttırılması için çıkıntıların kullanılmasını da kapsayan detaylar verilmektedir. Eğer farklı yalıtım malzemeleri kullanılırsa, düzeneğin farklı parçaları / bölümleri için farklı en küçük yüzeysel kaçak yolu uzunlukları uygulanabilir. Bununla birlikte, yüzeysel kaçak yolu uzunlukları asla yalıtma aralıklarından daha küçük olamaz.

6300 A, 4000A gibi yüksek devre akımlı modüler sistemlerin tasarımı yapan üreticiler, mümkün olduğunda, beyan yalıtım gerilimini standardın uygulanabilir en üst değeri olan 1000 V.a.g. değerine (olabilecek en büyük yalıtma aralığını sağlar), kirlilik derecesini 3’e (endüstriyel olarak uygulanabilir en kirli ortam), malzeme grubunu III.a sınıfına (gerçekte malzeme grubunu I veya II olarak “daha kaliteli malzeme” kullanmalarına karşın) göre (olabilecek en büyük yüzeysel kaçak yolu uzunluğunu sağlar) tasarlarlar.