Alçak Gerilim  Tip Testli Pano Tasarım Doğrulama
(Kısa devre dayanımının  doğrulanması)   
Bölüm-7

Metin Akay
 

B) Kısa devre dayanımının doğrulanması (IEC 61439-1 madde: 10.11)

Kuvvet panolarının kısa devre dayanım tasarım doğrulaması değerlendirme yöntemi ile yapılabilmektedir. Burada değerlendirme yöntemi ile kastedilen standartta tarif edilen tasarım kuralları ve hesaplama yöntemlerini kullanarak tasarımın doğru olduğunun kanıtlanmasıdır.

Söz konusu tasarım kuralları ve hesaplamalar daha önceden tip test edilmiş aksamların kullanımını gerektirmektedir. Boş elektrik mahfazaları IEC 62208’e göre, PanelMaster kuvvet panoları ise 61439-1/2’e göre test edilmeli ve sertifikalandırılmalıdır.

Benzer şekilde  izolatörlerde di-elektrik ve kısa devre dayanım tip testlerine tabi tutulmalı  ve sertifikalandırılmalıdır.

Panocular kuvvet panolarının kısa devre dayanım tasarım doğrulama işlemini tip testli panoları, mahfazaları
ve aksesuarları kullanmak suretiyle gerçekleştirebilirler.

IEC 61439-1 standardı madde 10.11.2 ye göre beyan edilen kısa devre akım değerleri aşağıda belirtilen istisnai durumlar haricinde doğrulanması zorunludur.


* 10 kA etkin değeri geçmeyen beyan kısa süreli dayanım akımına veya beyan şartlı dayanım akımına sahip panolar.

* Kabin giriş devresindeki bağlantı uçlarında maksimum oluşabilecek kısa devre akımı 17 kA geçmeyen panolar.

* Beyan sekonder gerilimi 110V’tan daha az olmayan devrelerde 10 kVA’yı aşmayan veya beyan sekonder gerilimi 110 V’tandaha az olan devrelerde 1,6 kVA’yı aşmayan ve kısa devre empedansı %4’ten daha az olmayan transformatörlerebağlanması amaçlanan kabinler.

Diğer tüm devreler aşağıdaki yöntemlerden biri kullanılarak doğrulanmalıdır.

1) Referans tasarım ile mukayeseyle doğrulama - Kontrol listesinin kullanımı (IEC 61439‐1 madde 10.11.3)

Doğrulama, Çizelge 15’te verilen kontrol listesi kullanılarak önceden deneye tabi tutulmuş tasarım ile doğrulanacak Panonun mukayese edilmesiyle yapılır.

Kontrol listesinde tanımlanan elemanlar kontrol listesindeki özelliklere uygun değilse ve “HAYIR” ile İşaretlenmişse doğrulama hesaplamanın kullanımı veya deney yöntemi kullanılarak yapılır. (bkz. IEC61439-1 Madde 10.11.4 ve Madde 10.11.5).


Çizelge 15 - Referans tasarım ile kısa devrenin doğrulanması: Kontrol listesi ( IEC 61439-1 Madde 10.5.3.3, Madde 10.11.3 ve Madde 10.11.4)



2) Referans tasarım ile mukayeseyle doğrulama - Hesaplamanın kullanılması (IEC 61439‐1 Madde 10.11.4)

Panonun ve devrelerinin beyan kısa devre dayanım akımının hesaplamayla değerlendirilmesi, önceden deney ile doğrulanmış bir pano ile değerlendirilecek olan panonun mukayesesi yapılarak yerine getirilmelidir. Bir panonun ana devrelerinin doğrulama değerlendirmesi, aşağıda anlatılan IEC 61439-1 Ek P’ye göre olmalıdır. İlave olarak değerlendirilecek panonun devrelerinin her birisi, Çizelge -15’teki Madde No 6, Madde No 8, Madde No 9 ve Madde No 10’daki özellikleri karşılamalıdır.

Kullanılan veriler, yapılan hesaplamalar ve yapılan mukayese kaydedilmelidir.

Bu yöntemle yapılan değerlendirme başarısız olursa veya yukarıda verilen maddelerden herhangi birisi karşılanmazsa, pano ve devreleri Madde 10.11.5’e göre deneyle doğrulanmalıdır.

Bara yapılışlarının kısa devre dayanımının deneye tabi tutulan referans tasarımın hesaplamayla mukayese edilerek doğrulanması

Bu bölümde bir panonun, önceden deneyle (bkz. IEC 61439-1 Madde 10.11.5) doğrulanmış bir pano ile mukayese edilerek bara yapılışının kısa devre dayanımı doğrulaması anlatılmaktadır.



Doğrulama yöntemi

Örneğin, bir NTS gibi türetilen bir yapılışın kısa devre dayanımı, IEC 60865-1’e göre olan hesaplamalar her iki yapılışa uygulanarak deneye tabi tutulmuş yapılıştan (TS) elde edilir. Hesaplamalar NTS’nin deneye tabi tutulmuş TS'ye göre daha yüksek mekanik ısıl zorlamalara dayanmak zorunda olmadığını gösterirse NTS’nin kısa devre dayanımının doğrulanmış olduğu kabul edilir.

Uygulama için şartlar

IEC 60865-1’e uygun hesaplamayla gerekli olduğu gösterilen bara yalıtma aralıkları, bara malzemesi, bara kesit alanı ve bara konfigürasyonu gibi parametrelerin değişmelerine yalnızca aşağıdaki şartlara bağlı kalarak izin verilebilir.

1. Kısa devre akımı, yalnızca daha küçük değerlere kadar değişebilir.

2. Bir NTS’nin ısıl kısa devre dayanımı, IEC 60865-1’e göre olan hesaplamalar ile doğrulanmalıdır. NTS’nin hesaplanmış sıcaklıkartışı, TS’nin hesaplanmış sıcaklık artışından daha yüksek olmamalıdır.

3. Deneyle doğrulanan bir panodan alınan desteklerin biçiminde veya malzemesinde değişime izin verilmez. Ancak, başka destekler, gerekli mekanik kuvvet için önceden deneye tabi tutulmuş olmaları şartıyla kullanılabilir.

4. Bara ve donanım bağlantılarının tipi, önceden deneyle doğrulanmış olmalıdır.

5. IEC 60865-1, yalnızca doğrusal bara konfigürasyonlarına uygulanır. Açısal bara konfigürasyonları, köşelerde destekler sağlandığında doğrusal konfigürasyonların bir serisi olarak kabul edilebilir. (bkz. Şekil P.3)



İzolatör aralıklarının belirlenmesi

Kısa devre dayanım tasarım doğrulaması yapılırken ilgili izolatörlerin seçimi orjinal imalatçı  tarafından hazırlanmış olan orjinal imalatçı  bakır bara düzenekleri uygulama kılavuzundan yapılmalıdır. Panonun beyan kısa devre akımına göre izolatörler arası mesafe fazlar arası mesafe 125'mm için aşağıdaki tablodan belirlenebilir. Farklı faz aralıkları için izolatörler arası mesafe belirlenirken üretici firma  bakır bara düzenekleri orjinal imalatçı uygulama kılavuzundan yararlanılabilir.







3) Deney ile Doğrulama


a) Deney Düzenlemeleri

Deneyi gerçekleştirmek için gerekli olan pano veya bölümleri, normal kullanımda olduğu gibi monte edilmelidir. Geriye kalanfonksiyonel birimler aynı yapılışta ise tek bir fonksiyonel birimin deneye tabi tutulması yeterlidir. Benzer şekilde geriye kalan bara konfigürasyonları aynı yapılışta ise tek bir bara konfigürasyonunun deneye tabi tutulması yeterlidir. İlave deneyler için gerekli olmayan maddelerle ilgili açıklama Çizelge 15’te verilmiştir.

b) Deney Performansı

Deney yapılacak pano içerisinde orijinal imalatçı tarafından belirlenen kabul edilebilir en büyük devre kesici bulundurulmalıdır. Panoyu deneye tabi tutmak için kullanılacak olan besleme iletkenleri ve kısa devre bağlantıları, yeterli kısa devre dayanımınasahip olmalı ve pano üzerinde ilave bir zorlamaya sebep olmayacak şekilde düzenlenmelidir.

Başkaca anlaşma olmadıkça deney devresi, panonun giriş bağlantı uçlarına bağlanmalıdır. Üç fazlı panolar, üç faz esasına göre bağlanmalıdır.

Pano dâhil işletmede topraklama iletkenine bağlanması amaçlanan donanımın bütün bölümleri, aşağıdaki gibi bağlanmalıdır.
*Dört telli üç fazlı sistemlerin kullanılmasında uygun olan panolarda nötr notasında oluşacak en az 1500 A hata akımına izin vermelidir.

*Üç telli üç fazlı sistemlerin kullanılmasında uygun olan panolarda toprağa göre arkın en az olacağı düşünülen faza bağlantı yapılır.

c) Ana Devrenin Deneyleri

Aşağıda maddeler halinde verilen devreler orijinal üreticinin beyan ettiği şartlarda kısa devre akımlarından kaynaklanabilen en yüksek ısıl ve dinamik zorlamalarla deneye tabi tutulmalıdır.

* Çıkış Devreleri

* Giriş devresi ve ana baralar

* Çıkış ünitelerinin besleme tarafında olan bağlantıları

* Nötr iletkeni

d) Kısa Devre Akımının Değeri ve Süresi

Bütün kısa devre dayanım beyan değerleri için dinamik ve ısıl zorlanmalar, varsa belirtilen koruma düzeninin besleme tarafında, beyan kısa süreli dayanım akımı, beyan tepe dayanım akımı veya beyan şartlı kısa devre akımı değerine eşit beklenen akım ile doğrulanmalıdır.

Bütün kısa devre dayanım beyan değerlerinin doğrulanması için beyan çalışma geriliminin 1,05 katına eşit bir deney geriliminde beklenen kısa devre akımının değeri, panonun giriş besleme kaynağına mümkün olduğunca yakın yerleştirilmiş ihmal edilebilir empedansın bağlanmasıyla kısa devre edilmiş panoya giden besleme iletkenleriyle alınan bir kalibrasyon osilogramından belirlenmelidir. Osilogram, pano içinde bulunan koruma düzeninin çalışmasına eş değer bir sürede veya belirtilen bir süre için ölçülebilir olacak şekilde sabit akım akışının olduğunu göstermelidir.

Kalibrasyon sırasındaki akımın değeri, bütün fazlardaki a.a. bileşenin etkin değerlerinin ortalamasıdır.
Bütün deneyler, ± % 25 toleransla panonun beyan frekansında ve Çizelge 7’ye göre olan kısa devre akımına uygun güç faktöründe yapılmalıdır.



Elektrodinamik zorlamalarının belirlenmesi için tepe akımının değeri, kısa devre akımının etkin değerin faktörü ile çarpılarak elde edilmelidir. n faktörü için değerler ve karşılık gelen güç faktörü, Çizelge 7’de verilmiştir.

En büyük çalışma geriliminde kısa süreli veya tepe dayanım deneylerinin yapılmasında deney merkezinin zorluklarının olması durumunda, giriş devresi ve ana baralar, çıkış birimlerinin besleme tarafına olan bağlantıları ve nötr iletkenine uygulanan deneyler, orijinal imalatçıyla anlaşma yapılması hâlinde, gerçek deney akımı beyan kısa süreli akıma veya tepe dayanım akımına eşit olacak şekilde, herhangi bir uygun gerilimde yapılabilir. Bu durum, deney raporunda belirtilmelidir. Ancak, deney sırasında varsa koruma düzeninde ani kontak ayrılması meydana gelirse deney, en büyük çalışma geriliminde tekrar edilmelidir.

Gerekliyse, deney sınırlamalarından dolayı farklı bir deney periyoduna izin verilir. Böyle bir durumda deney akımı, tepe değerinin orijinal imalatçının rızası olmaksızın beyan tepe dayanım akımını aşmaması ve kısa süreli akımın etkin değerinin, akımın başlangıcından sonra en az 0,1 s için en az bir fazda beyan değerinden daha az olmaması şartıyla I2t = sabit formülüne uygun olarak değiştirilmelidir.

Tepe akımı dayanım deneyi ve kısa süreli akım deneyi birbirlerinden ayrılabilir. Bu durumda tepe akımı dayanım deneyi için kısa devrenin uygulandığı süre, I2t değeri kısa süreli akım deneyi için olan eş değer değerden daha büyük, ancak üç çevrimden daha az olmayacak şekilde olmalıdır.

e) Elde Edilecek Sonuçlar

Deneyden sonra, yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunluklarının hâlâ uygun olması şartıyla iletkenlerin ve baraların şekil bozukluğu kabul edilebilir. Herhangi bir şüphe olması durumunda yalıtma aralıkları ve yüzeysel kaçak yolu uzunlukları ölçülmelidir.

Yalıtımın karakteristikleri, donanımın mekanik ve dielektrik özellikleri ilgili pano standardının kurallarını sağlayacak şekilde kalmalıdır.

Bara izolatörü veya desteği veya kablo tutucusu, iki veya daha fazla parçaya ayrılmamalıdır. Ayrıca, desteğin karşıt tarafları üzerinde ve desteğin tam genişliği veya uzunluğu boyunca uzanan yüzey çatlakları dâhil hiçbir çatlak görülmemelidir.

Panonun yalıtım özelliklerinin muhafaza edilmediği ile ilgili herhangi bir şüphe olması durumunda, en az 1000 V olacak şekilde Ue değerinin iki katında ilave bir şebeke frekanslı deney, IEC 61439-1/2 Madde 10.9.2’ye uygun yapılmalıdır.

İletkenin bağlantısı için kullanılan bölümlerde hiçbir gevşeme olmamalı ve iletkenler çıkış bağlantı uçlarından ayrılmamalıdır.

Pano yapısı veya baralarda, normal kullanılmayı bozan şekil bozukluğu bir arıza olarak kabul edilmelidir.

Çıkarılabilir bölümlerin çıkarılmasını bozan pano yapısı veya baraların şekil bozukluğu bir arıza olarak kabul edilmelidir.

Kısa devreden dolayı panonun veya dâhili ara bölmelerin, bariyerlerin ve engellerin şekil bozukluğuna, koruma derecesi bozulmayacak ve IEC 61439-1/2 Madde 8.3’te belirtilenlerden daha az bir değere yalıtma aralıkları veya yüzeysel kaçak yolu uzunlukları düşemeyecek dereceye kadar izin verilebilir.

İlave olarak, kısa devre koruma düzenleri ile birlikte yapılan IEC 61439-1/2 Madde 10.11.5.3’teki deneyden sonra deneye tabi tutulan donanım, uygun bir deney devresi için ilgili kısa devre koruma düzeni standardında belirtilen “deney sonrası” şartındaki bir gerilim değerinde aşağıdaki şekilde yapılan IEC 61439-1/2 Madde 10.9.2’deki dielektrik deneyine dayanma yeteneğinde olmalıdır:

a) Panonun açıktaki iletken bölümleri ile bütün gerilimli bölümler arasında

b) Panonun her bir kutbu ile açıktaki iletken bölümlere bağlı bütün diğer kutuplar arasında.

Yukarıdaki a ve b deneyleri yapılırsa bunlar, herhangi bir kapalı anahtarlama düzeni ve değiştirilmiş bir sigorta ile yapılmalıdır.

Varsa, eriyebilir eleman (bk. IEC 61439-1/2 Madde 10.11.5.2) hiçbir arıza akımı göstermemelidir.

Herhangi bir şüphe olması durumunda pano içinde bulunan cihazların ilgili standardında belirtilen durumda olduğu kontrol edilmelidir.

Bundan sonraki bölümde "Rutin Doğrulamanın yapılması (IEC 61439-1 Madde11) "  anlatılacaktır.