Alçak Gerilim  Tip Testli Pano Tasarım Doğrulama
(Sıcaklık Artışının Doğrulanması)  
Bölüm-2 

Metin Akay 


 

A) Sıcaklık artışının doğrulanması

Bütün panolar işletmede ısı üretirler. Pano içerisinde bulunan ekipmanların (şalt malzemeler, baralar, kablolar vb.) oluşturduğu ısının pano dışına atılması gerekmektedir. Bu sebepten kullanılan pano, içerisinde oluşan ısıyı dışarıya yayabilecek özellikte olmalıdır.

Panonun sıcaklık artışının doğrulanabilmesi için; panonun dışarıya yayabileceği ısı miktarının, pano tam yükte çalışırken ortaya çıkan toplam ısı miktarının üzerinde olması gerekmektedir.

Sıcaklık artışının doğrulanmasında aşağıdaki maddeler amaçlanmıştır.

* Panonun önemli derecede bozulmasını ve yaşlanmasını engellemek.
* Pano içerisindeki donanımların işletme şartlarını bozacak düzeyde harici iletkenlere aşırı ısı aktarımını engellemek.
* Normal çalışma şartlarında pano yakınındaki canlıların zarar görmesini engellemek.


Sıcaklık artışı doğrulama yöntemleri

Sıcaklık artışı 3 farklı yöntem ile doğrulanır.

1) Deney yöntemi ile (akım yükleyerek)
2) Türetme yöntemi ile (deneye tabi tutulmuş benzer tasarımlardan türetme ile)
3) Hesaplama yöntemi ile (630 A’i aşmayan tek hücreli kabin ve 1600 A’i aşmayan kabinler için)


Sıcaklık artışı doğrulaması için uygun yöntemin seçimi imalatçının sorumluluğundadır. (bkz. IEC 61439-1 Şekil O.1)

IEC 61439-1 Şekil O.1 -Sıcaklık artışı doğrulama yöntemleri

Standartta verilen bütün sıcaklık artışı sınırları, panonun günlük ortalama ortam sıcaklığının 35°C ve günlük tepe ortam sıcaklığının 40°C aşmayan bir ortamda bulunacağını kabul eder.

Ayrıca bu standart, pano içerisindeki bütün çıkış devrelerinin aynı anda beyan akımlarında yüklenmeyeceklerini kabul eder.Uygulamada bu durum, “beyan kullanma faktörü” ile tanımlanır. Doğrulanacak devrelerin akım taşıma kapasitesi, beyan akımıyla ve beyan kullanma faktörü ile belirlenir.

1) Deney yöntemi ile doğrulama

Türetme yöntemi ile birçok pano kombinasyonlarına ait doğrulamanın yapılabilmesine imkan sağlamak için deney yöntemi ile doğrulama pano sisteminin en ağır şartlardaki kombinasyonuna uygulanır.

Deney en ağır şartlardaki pano sistemine uygulanarak daha basit düzenlenmiş pano sistemlerinin deneye tabi tutulması zorunluluğunu ortadan kaldırmıştır. (Örn. Şalt cihazları panonun en çok ısınan noktası olan üst bölümde test edilir, pano hava sirkülasyonunun en az olduğu form 4B bölümlendirmesinde ve yüksek IP koruma sınıfında test edilir vb.)

Bu standartta deneyle doğrulama için üç seçenek verilmiştir.

1) Münferit fonksiyonel birimler (Örn. şalterler) dikkate alınarak ana bara, dağıtım baraları ve pano hep birlikte deneye tabi tutulur.
2) Münferit fonksiyonel birimler (Örn. şalterler) ayrı dikkate alınarak ana bara, dağıtım baraları ve pano hep birlikte deneye tabİ tutulur.
3) Komple pano ile birlikte münferit fonksiyonel birimler (Örn. şalterler) ile ana bara ve dağıtım baraları ayrı dikkate alınarak  deneye tabi tutulur.

Bitişik birimlerin ısıl etkisi önemli derecede farklılık gösterebileceği için doğrulanmış bir pano içindeki fonksiyonel birimlerin düzenlenmesindeki değişiklik veya bir panonun bölümü, ilave deneyleri gerektirebilir.

Deneye tabi tutulan pano çeşidi/çeşitleri pano sisteminin dışında kalan en ağır şarttaki çeşidi olduğunda deney sonuçları, ilave bir deney işlemi olmaksızın benzer çeşitlerin beyan değerlerini oluşturmak için kullanılabilir. Bu şekildeki türetmeler için kurallar, türetme yöntemi ile doğrulama bölümünde verilmiştir.



2) Türetme yöntemi ile doğrulama

Bu standart, deneyle doğrulanmış benzer çeşitlerden beyan değerlerinin türetilmesine izin verir.
50 Hz’de devreler üzerinde yapılan sıcaklık artış deneyleri, 800 A’e kadar (800 A dâhil) olan beyan akımları için 60 Hz’deki devreler için direk uygulanır. 800 A üzerindeki akımlar için 60 Hz’deki deneylerin olmaması durumunda 60 Hz’deki beyan akımı, 50 Hz’deki beyan akımının %95’i olarak alınır.

Türetme yöntemi ile doğrulanacak panolar aşağıdaki maddelere uygun olmalıdır.

* Fonksiyonel birimler (Örn. şalt cihazları), deneyde kullanılan numunelerle aynı gruba ait olmalıdır.
* Panolar deneyde kullanılan ile aynı yapılış tipinde olmalıdır.
* Panolar deneyde kullanılan ile aynı veya artırılmış dış boyutlarda olmalıdır.
* Panolarda deneyde kullanılan ile aynı veya artırılmış soğutma şartları olmalıdır.
* Panolarda dâhili ayırma varsa deneyde kullanılan ile aynı veya azaltılmış dâhili ayırma olmalıdır.
* Panolarda deneyde kullanılan ile aynı bölümde, aynı veya azaltılmış güç kayıpları olmalıdır.

Fonksiyonel birimler; (Örn. şalt malzeme)

Mukayese edilebilir fonksiyonel birimlerin her bir grubunun kritik çeşidi sıcaklık artış sınırlarının doğrulanması için bir deneye tabi tutulduktan sonra grup içindeki bütün diğer fonksiyonel birimlerin gerçek beyan akımları, bu deneylerin sonuçları kullanılarak hesaplanmalıdır.

Deneye tabi tutulan her bir fonksiyonel birim için beyan değeri azaltma faktörü hesaplanmalıdır.

Bu aralık içinde deneye tabi tutulmamış her bir fonksiyonel birimin beyan akımı, bu aralık içinde deneye tabi tutulmuş çeşit için elde edilen en düşük beyan değeri azaltma faktörü ile çarpılan fonksiyonel birimin muhtemel en büyük akımı olmalıdır.

Fonksiyonel birimler yer değiştirme;

Bir düzen, kendi ürün standardına uygun olarak deneye tabi tutulduğunda güç kaybı ve bağlantı ucu sıcaklık artışının aynı veya daha düşük olması şartıyla orijinal doğrulamada kullanılan başka seriden benzer bir düzen ile değiştirilebilir. Buna ilave olarak, fonksiyonel birim içindeki fiziksel düzenleme ve fonksiyonel birimin beyan değerleri muhafaza edilmelidir.

Baralar;
Panoda deneye tabi tutulmamış baraların beyan değerleri, deneye tabi tutulmuş daha büyük kesit alanlı baranın akım yoğunluğu ile çarpılmasıyla belirlenmelidir.

Örneğin; belirli şartlarda deneye tabi tutulmuş ve akım beyan değeri 2 adet bara ile edl e edilmiş bir devrede aynı şartlar altında akım beyan değerinin %50’sini elde edebilmek için aynı ölçülerde 1 adet bara kullanılmasını mümkün kılmıştır.

Alüminyum baralar için oluşturulan beyan değerleri, aynı kesit alanı boyutlarında ve konfigürasyon da olan bakır baralar için degeçerlidir. Ancak, bakır baralar için oluşturulan beyan değerleri, alüminyum baraların beyan değerlerinin oluşturulması için kullanılmamalıdır.




3) Hesaplama yöntemi ile doğrulama

Hesaplama yöntemi ile doğrulama yapılırken IEC 60890 standardına göre pano içi sıcaklık artışının hesaplamasının yapılması için pano içinde bulunan ekipmanların toplam güç kaybının hesaplanması gerekmektedir.

Pano içi sıcaklık artışı ve ekipmanların toplam güç kaybı hesaplandıktan sonra hesaplanan değerler orijinal imalatçı güç dağıtım tablolarındaki değerlerle karşılaştırılarak panonun doğrulanıp doğrulanmadığının kontrolü yapılır.

Pano içi ekipmanların güç kaybının hesaplanması ile ilgili beyan akımı 630 A ve 1600 A'i geçmeyen panolar için 2 örnek hesaplama gösterilmiştir.

a) Beyan Akımı 630 A’i aşmayan tek hücreli panolar için hesaplama ile doğrulama yöntemi
b) Beyan Akımı 1600 A’i aşmayan panolar için hesaplama ile doğrulama yöntemi

IEC 60890 standardına göre pano içi sıcaklık artışı hesaplamaları ve örnekler

Panoların ısıl yönden doğrulanmasına ilişkin yöntemlere ve örneklere geçmeden önce pano içinde bulunan ekipmanların toplam güç kaybının nasıl hesaplandığından ve beyan kullanma (Diversite/Eş Zamanlık) faktörünün ne anlama geldiğinden bahsedilecektir.

Bundan sonraki yazımızda "Pano içinde bulunan ekipmanların toplam güç kaybının hesaplanması, Beyan kullanma (Diversite – Eş Zamanlık) faktörü- RDF, İletken sıcaklığı farklı kablolar için güç kaybı hesabı, İletken sıcaklığı farklı baralar  için güç kaybı hesabı " anlatılacaktır.