Sigortalar İçin El Kitabı
Bölüm-15
Alçak ve Yüksek Gerilim Sigortaları İçin Kullanıcının El Kitabı 

Dr. Müh.  Herbert  Bessei

 

15 Yüksek gerilim ayırıcı-sigorta kombinasyonları

Yüksek gerilim ayırıcısı-sigorta kombinasyonlarına ait Alman Standardı IEC 62271-105  Bölüm 105, çarpma pimi sistemi üzerinden birbiriyle bağlantılı olan ayırıcı ve akım sınırlayıcı sigortadan oluşan tüm fonksiyonel birimler için geçerlidir.

İlgili Alman Ulusal Komitesi uluslararası standardın uyumlaştırılmasına karşı 1994 yılına dek direnmiştir, zira bu standart Almanya’daki uygulamalarla uyumlu olmadığı gibi kısmen de bunlarla çelişmektedir. Arada geçen zamanda bu standardın IEC baskısının tamamı VDE Kuralları ve Düzenlemeleri’ne alınmak zorunda kalınmıştır. Bu standardın şart koştuğu temel gereklilikler Almanya’daki uygulamalarda kullanılan söz konusu kombinasyonlara dair önemli bir role sahip olmasa da bahsi geçen dokümanın geçerli bir Alman Standardı olduğu ve yeri geldiğinde kullanıcıyı çelişkide bırakabileceğine dikkat edilmelidir.

Yüksek gerilim ayırıcılarının HH-sigortalarla kombinasyonu, şebeke trafolarının kısa devre koruması ve devreden ayrılması konusunda kendisini uzun yıllardan beri kanıtlamış bir sistem olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır (Resim 15.1).


Resim 15.1 Ayırıcı-sigorta kombinasyonu

Bu kombinasyon VDE 0671  IEC 62271-105’te, hem aşırı yük akımlarını hem de sigortaların anma kesme kapasitesine kadar olan kısa devre akımlarını kesebilmesi gereken bir  " tam aralıklı şalt cihazı“ olarak tanımlanmıştır (Resim 15.2).


Resim 15.2 Kombinasyonun anahtarlama alanları

Bu gerekliliğin kesin bir biçimde yerine getirilebilmesi için IEC 62271-105’te, ancak her üç fazda da aynı üreticiye ait ve aynı tip sigortaların kullanılmasıyla uyulabilecek oldukça küçük eğri toleransları şart koşulmuştur.

Sigorta değişimi yapıldığında da sadece şalt cihazı üreticisince listelenmiş olan sigorta türleri kullanılabilir.

Ayrıca bunlara ilaveten sigortalara dair kısmen kapsamlı ve masraflı bazı testler ve gereklilikler de şart koşulmuştur, ancak bunlar Almanya’daki şebeke istasyonlarında genellikle olduğu gibi yalnızca kısa devre koruması yapıldığı durumlar için zorunlu nitelikte değildir.

a) Devralma akımı (take-over current)

Aşırı akım açma tertibatlarına sahip ayırıcılarda sigortalar, ayırıcı için yedek koruma görevini üstlenir. I_to devralma akımında sigorta, anahtarlama görevini ayırıcıdan devralır. Devralma akımı, iki karakteristik eğrisinin kesiştiği noktadan okunabilir (Resim 15.3).


Resim 15.3 Devralma akımı

b) Transfer akımı

Kombinasyondaki devralma akımı, ayırıcının kesme kapasitesinden daha küçük olmalıdır.
(transfer current)
Serbest açmalı ayırıcılarda anahtarlama görevi, transfer akımı I_transfer ’de sigortayla ayırıcı arasında gidip
gelir.

Kombinasyondaki devralma akımı, ayırıcının kesme kapasite- sinden daha küçük olmalıdır.

Anahtarlama görevinin geçişi, karakteristik eğrisi toleranslarının bir sonucudur. Üç fazlı sistemdeki üç sigortadan en hızlı olanının çarpma pimi üzerinden ayırıcıyı açtırmasından hemen sonra, diğer iki fazı açma görevi ayırıcıya veya o fazdaki sigortaya geçer (sigortanın erime veya ayırıcının açma sürelerinden hangisi kısaysa bu görev ona düşer). Transfer akımı, Resim 15.4’de gösterilen basit bir yöntemle belirlenir.


Resim 15.4 Transfer akımının belirlenmesi

• Üç fazlı kısa devre akımı I_SC, en hızlı sigortayı (alttaki karakteristik eğrisi) t₁ anında açtırır ve çarpma pimi tetiklenir.

• Akım, 0,87 I_SC büyüklüğündeki iki fazlı kısa devre akımına dönüşür.

• t₂ anında ikinci en hızlı sigorta (ortadaki karakteristik eğrisi) kısa devreyi çok kutuplu olarak (tüm kutuplarda) keser.

• Çarpma piminin tetiklenmesiyle çok kutuplu kesme işlemi arasındaki zaman farkı olan t₂ – t₁, ayırıcının açma zamanı olan t₀ ‘dan daha kısa olmalıdır.

Bir takım kabuller dahilinde transfer akımı, en hızlı sigortayı 0,9 t₀ anında eriten akım olarak hesaplanır:

Itransfer = I _{(0,9 T0)} (alttaki akım-zaman karakteristik eğrisi)

Sigorta üreticileri genellikle alttaki ve üsttekinden ziyade ortadaki karakteristik eğrisini verdiklerinden yukarıdaki formül kullanıcıların işine yaramaz. Bu kitabın yazarı bu yüzden ortadaki akım-zaman eğrisini baz alan daha da basit bir formül kullanmaktadır:

I_transfer = I _(T0) (ortadaki akım-zaman karakteristik eğrisi)

c) Müsaade edilen ark süresi

Sigortaların ayırıcı-sigorta kombinasyonlarında kullanılmasına istinaden ve IEC 62271-105 standardı ile koordinasyon sağlamak adına, bu tanım ve ilgili test prosedürü IEC 60282-1 standardına  eklenmiştir.  Söz konusu tanım, yedekleme sigortalarının kesme aralığının altında erimesi ile ilgilidir. Sigorta, yaklaşık I₃ şiddetindeki bir arka 100 ms boyunca gözle görülebilir bir hasar görmeden dayanmalıdır.

Sigortanın arktan zarar görmediği müsaade edilen ark süresi, ayırıcının çarpma pimiyle tetiklenmesiyle açma süresinden daha uzun olmalıdır.

Ayırıcıların tam aralıklı veya genel kullanım amaçlı sigortalarla ve termik açıcılara sahip ye- dekleme sigortalarıyla kombinasyonlarında bu tür bir kanıta gerek yoktur.

16 İş güvenliği sigortaları – Tehlikeleri azaltan unsurlar

Gerilim altında çalışmaya sadece katı koşullar dahilinde (bkz. BGV A3, § 8) müsaade edil- mekle birlikte bu durum, özellikle alçak gerilim şebekelerindeki birçok operatör için günlük bir uygulamadır. Teknik, idari ve kişisel olarak alınan tedbirlerle elektrik çarpmasına veya ark oluşumuna karşı yeterince koruma sağlanabilmektedir. Bir ark oluşması halinde bunun insana verebileceği zarar, iş güvenliği sigortaları kullanılarak daha da azaltılabilmektedir. İş güvenliği sigortaları aR, gR veya gS işletme sınıflarındaki çok hızlı sigortalardır ve bunlar gerilim altında devam eden çalışmalar süresince gG işletme sınıfına ait hat koruma sigortalarının yerine kullanılır. Hat koruma sigortalarına oranla bu sigortalar, bir hata durumunda azami hata akımını yarısın dan daha azına (Resim 16.1) ve ark enerjisini de yaklaşık onda birine indirir (Resim 16.2).



Resim 16.1 Akım sınırlama


Resim 16.2 Kesme değerleri

İş güvenliği sigortaları, gG-sigortaların iki katı güç kaybına sahiptir ve bu nedenle yalnızca geçici olarak kullanıma uygundur. Açmadıkları veya başka bir hasar görmedikleri sürece tekrar tekrar kullanılabilirler. Sıklıkla montaj arabasında taşındıklarından dolayı, sarsıntıya karşı dayanıklı vidalarla sağlamlaştırılmalıdırlar.

Gerilim altında çalışma, enerji kesintisine sebep olmamalıdır. Dola- yısıyla iş güvenliği sigortaları hat koruma sigortalarıyla, enerji kesintisine yol açmadan değiştirilebilmelidir. Bunun için yaylı kontak pimlerine sahip köprüleme cihazları kullanılır (Resim 16.3).


Resim 16.3 Köprüleme cihazı

Bu pimler, devrede olan sigortanın bağlantı noktalarına veya altlık kontaklarına takılır. Köprüleme cihazının içerisindeki sigorta, işletme akımını yaklaşık 30 saniye ila 2 dakika arasında iletebilir. Bu süre zarfında sigortalar değiştirilebilir.


Bundan sonraki bölümde "Sigortaların Paralel Bağlanması, Sigortaların Seri Bağlanması, Ortam Koşulları, Ortam Sıcaklığı"  anlatılacaktır.