ETİK
KÜLTÜR & SANAT
Sigortalar İçin El Kitabı Bölüm-3
.png)
Sigortalar İçin El Kitabı
Bölüm-3
Alçak ve Yüksek Gerilim Sigortaları İçin Kullanıcının El Kitabı
Dr. Müh. Herbert Bessei
4 Yüksek kesme kapasiteli sigortaları – Yapıtaşları nelerdir?
4.1 NH-sigorta buşonları
Bir NH-sigorta buşonunun tipik yapısı Resim 4.1’de gösterilmiştir. Bu sigorta, karakteristik bıçaklı kontaklar arasına kaynatılmış ve oval veya dikdörtgen kesitli bir izolasyon borusu tarafından sarılmış bir sigorta telinden oluşur. Bıçaklı kontaklar, ön kısımlarında sigorta sökme pensesi için kolaylık sağlayan çıkıntılı kulakçıkların bulunduğu kapakların üzerinde- dir. Sigorta gövdesinin uç kısmına bir üst indikatör veya ön kısmına bir merkezi indikatör şeklinde yerleştirilmiş olan indikatör, indikatör telinin erimesiyle serbest kalır.
.png)
Konstrüksiyonu çok basit görünse de, doğru ve emniyetli çalışması için her bir bileşenin üzerine düşeni yapması gerekir.
4.1 NH-sigorta buşonları
Bir NH-sigorta buşonunun tipik yapısı Resim 4.1’de gösterilmiştir. Bu sigorta, karakteristik bıçaklı kontaklar arasına kaynatılmış ve oval veya dikdörtgen kesitli bir izolasyon borusu tarafından sarılmış bir sigorta telinden oluşur. Bıçaklı kontaklar, ön kısımlarında sigorta sökme pensesi için kolaylık sağlayan çıkıntılı kulakçıkların bulunduğu kapakların üzerinde- dir. Sigorta gövdesinin uç kısmına bir üst indikatör veya ön kısmına bir merkezi indikatör şeklinde yerleştirilmiş olan indikatör, indikatör telinin erimesiyle serbest kalır.
Resim 4.1 NH-sigorta buşonu
Konstrüksiyonu çok basit görünse de, doğru ve emniyetli çalışması için her bir bileşenin üzerine düşeni yapması gerekir.
-
-
- Sigorta teli, açma eğrisini belirler, geçen akıma bağlı olarak ısınan parçadır. Sigortanın “kalbi” olan bu parça bakır veya gümüş bantlardan büyük bir hassasiyetle imal edilmiştir. Telin kalınlığının her yerde eşit olması, iletkenliğinin iyi olması ve hattın doğruluğu, açma eğrisinin doğru ve güç kaybının düşük olmasını sağlar. Telin üzerinde görülebilen birbiri ardına dizilmiş olan daralma noktalarının adedi, periyodik gerilimin (şebeke geriliminin) değerine bağlıdır. Yaklaşık olarak her 100 V başına bir adet daralma noktası gereklidir.
- İzole gövde sıcak gazların ve sıvı metallerin dışarı sızmasını önler. Bu gövde steatit (sabuntaşı) veya Al2O3 kalitesindeki birinci sınıf teknik seramikten oluşur ve kesme işlemi esnasında ortaya çıkan çok yüksek sıcaklığa ve iç basınca dayanmalıdır.
- Kapakların üzerinde sigorta buşonunun standardında geçen NH-sigorta sökme pen- sesi ile sökülmesine yarayan kulakçıklar bulunmaktadır. Bunlar seramik gövdeyle birlikte kesme anındaki arkın basıncına karşı dayanıklı bir mahfaza oluştururlar.
- Kum, akımın sınırlandırılması için önemlidir. Genelde kimyasal ve mineral açıdan yüksek bir saflığa sahip kristal kuvars kum kullanılır (SiO2 oranı > %99,5).Ateşte kurutma vasıtasıyla kum, kristal sudan arın- dırılır. Kumun tanımlanmış bir tane boyu dağılımına ve optimum bir yoğunluğa sahip olması, anahtarlama fonksiyonu açısından önemlidir.
- İndikatör (ikaz göstergesi), hangi sigortanın atmış olduğunun hemen bulunabilmesini sağlar. İndikatör yayının fırlatma gücü artırılarak, mikroşalterlerin veya açma tertibatla- rının çektirilmesi için bir çarpma pimi olarak da kullanılabilir.
- Lehim, açma eğrisini daha düşük akım değerlerine indirir. Bu parça, sigorta teli malze- mesine bağlı olarak belirlenir ve doğru yerde ve miktarda bulunmalıdır.
- Kontak bıçakları, sigorta buşonunu altlıkla elektriksel ve mekanik olarak birleştirir. Bun- lar bakır veya bakır alaşımından üretilir ve gümüş kaplanır. Korozif özelliği yüksek or- tamlarda kalay veya nikel kaplı bıçaklar da kullanılır.
-
- 4.2 HH-sigortalar
- Yedekleme sigortaları (İng.: “back-up sigortalar”) Almanya’daki en önemli HH-sigorta ti- pidir. Bu sigortalar, prensipte NH-sigortalar ile aynı fonksiyonel yapıya sahiptir (Resim 4.2). Şebekedeki işlevlerine istinaden HH-sigortaları daha düşük akımlar ve yüksek gerilimler için tasarlanmıştır. Oldukça ince bir yapıda olduklarından içlerindeki sigorta telleri daha uzun ve bu sebeple daha hassastır.
.png)
Resim 4.2 HH-yedekleme sigortası buşonu
.png)
Yukarıda belirtildiği gibi bir sırada gereken daralma noktası adedi, işletme geriliminin veya toparlanma geriliminin değerine bağlıdır. Gerilim arttıkça sigorta telinin uzun- luğu da artar. 20 kV’luk bir sigorta için sigorta telinin uzunluğu yaklaşık 1,20 m olmalıdır. Bu boydaki bir sigorta teli bu durumda sigorta borusu boyunca uzunlamasına konulamayacağından yerden tasarruf edilecek şekilde bir izolatör çekirdek (sarma gövdesi) etrafına sarılarak yerleştirilir.Bu nedenle NH-sigortalar ile karşılaştırıldığında HH-sigortaların aşağıda açıklanan iç yapıları daha karmaşık ve montajları daha zordur:
-
- Sigorta teli, 0,03 mm ile 0,2 mm arası bir kalınlıktaki ince saf gümüş bantlardan oluşur. Bakır ters yönde arka oldukça meyilli olduğundan yalnızca düşük akımlarda kullanılır (geçmişteki devlet ekonomilerinde alüminyum gibi asal olmayan metallerden sigorta teli üretme denemeleri başarısız olmuştur). Gerek duyulan uzunluklarından dolayı sigorta telleri bir sarma gövdesine dolanırlar (Resim 4.2). Bu montaj tekniği sigorta telinin gücünü azalttığından yaklaşık 10A’den büyük anma akımları için birden fazla özdeş sigorta teli paralel olarak bağlanır.
- Sarma gövdesinin içi boştur ve yıldız şeklinde bir kesite sahiptir (Resim 4.2 alt kısım). Sigorta tellerinin ortamdaki kuma yeterince gömülebilmeleri için sarma gövdesi, az sayıdaki destek noktası üzerinden sigorta tellerini taşır. Sarma gövdesinin iç kısmı boyunca çarpma piminin besleme kablosu da geçmektedir.
- Kontak kapakları, standartlaşmış 45mm çaplı silindirik kontaklara sahiptir. Bunlar si- gorta buşonu ile elektriksel ve mekanik bağlantıyı oluşturmakla birlikte sigorta gövdesini basınç ve su geçirmez bir biçimde kapatırlar. HH-kontakları bakır veya bakır alaşımından imal edilir ve gümüş veya nikel kaplanır.
- İzolasyon borusu, sırlı elektro porselenden imal edilir ve kontak kapaklarıyla birlikte yaklaşık 100 bar basınca karşı dayanıklı bir mahfaza oluşturur. Eskiden iç mekan uygu- lamalarında beyaz ve dış mekan uygulamalarında kahverengi porselen kullanılması du- rumu bugün için geçerli değildir. Eski beyaz HH-sigortalar su geçirir olduklarından dış mekanlarda kullanılmamalıdır.
- Kum, NH-sigortalarda gördüğü işlevi görür ve aynı özelliklere sahiptir. Anahtarlamanın gerçekleştiği bölümün tamamen kumla dolu olması ve yüksek bir kum yoğunluğu, si- gortanın işlevi açısından çok önemlidir.
- Çarpma pimi sistemi indikatör görevi görür ve açma tertibatlarının tetiklenmesine yarar. Günümüzde artık HH-sigortaların ne- redeyse tamamı çarpma pimlidir ve bu pimler ayırıcıları açtırmak için yeterli enerjiyi açığa çıkarır. Çarpma pimleri, sigortalı yük ayırıcılarda çok önemli bir işleve sahiptir. (bkz. Bölüm 15). Sigorta standardında, açığa çıkardıkları enerjiye göre üç çeşit çarpma pimi mevcuttur. (Tablo 4.1 ile Resim 4.4).
.png)
Tablo 4.1 Çarpma pimleri için mekanik veriler
- “Hafif” tip belirli bir tutucu güce sahip değildir ve sadece indikatör görevi görür. Sigortanın çarpma piminin bulunduğu taraf işaretlenmiştir.
.png)
Resim 4.4 Çarpma pimi diyagramı
- Not: Yalıtım folyosu arızalıysa suyun çapma pimi sistemine sızmasını ve tutucu teldeki olası korozyonu önlemek adına dış mekan uygulamalarında çarpma pimi daima aşağıyı göstermelidir. İç mekan uygulamalarında çarpma piminin pozisyonu mevcut bir serbest açma (trip-free) yönü tarafından belirlenir.
- Yapı uzunlukları ve kontaklar arasındaki esas alınan ölçüler (Resim 4.3), karışıklığa sebebiyet vermemek için anma gerilimine göre kademeli olarak artan standart büyüklüklerde tanımlanmıştır (Tablo 4.2).
Tablo 4.2 HH boru uzunlukları
Not: Oluşan ısının daha küçük bir yüzey alanından dışarı verilmesi söz konusu olduğundan, boyları kısaltılmış olan sigortalar daha çok ısınır. Boyları uzatılmış olan sigortalar ise yanlışlıkla işletme gerilimi çok yüksek olan tesislerde kullanıldığında, devreyi kesmesi gereken durumlarda bile kesemeyebilir.
Tam aralıklı sigortalar (İng: “full-range fuses”), anma kesme akımlarına varana kadar, ken- dilerini eriten tüm akımları güvenle kesebilirler. Yedekleme sigortaları ile karşılaştırıldığında tam aralıklı sigortalar daha karmaşık bir tekniği ve daha büyük bir hacmi gerektirir. Anma akımı aralığı bu nedenle daha sınırlıdır. Resim 4.5’te ilginç bir konstrüksiyon gösterilmiştir. Düşük değerdeki aşırı akımlarda yardımcı bir sigorta teli üzerinden bir basınç çubuğu tetiklenir ve bu çubuğun ana sigorta telini tanımlı birçok bölgeden ayırması ile kontrollü kesme işlemi başlatılır.
.png)
Resim 4.5 Tam aralıklı sigorta üstte: yeni / altta: açmış halde
Genel kullanım amaçlı sigortalar (İng: “general purpose fuses”), anma kesme akımlarına varana kadar, kendilerini bir saat içerisinde eriten tüm akımları kesebilirler.
Yedekleme sigortaları ile karşılaştırıldığında bu sigortalar çok düşük akımlara kadar uzanan bir kesme aralığına sahiptir. Bu özellik ancak oldukça karmaşık ve masraflı bir sigorta teli yapısı ile sağlanabilir. Seri hale bağlanmış ve tam kesme kapasiteli tek bir sigorta teli yerine (bkz. Resim 4.6), düşük bir erime noktasına sahip ve daha düşük ısı yayan bir sigorta teli dilimi, sigorta telinin orta kısmına yerleştirilebilir. Yüksek akımların kesilmesi, yedekleme sigortalarındaki gibi gerçekleşir.
.png)
Resim 4.6 Genel kullanım amaçlı sigorta
Not:Tam alan sigortaları” veya “tam koruma” gibi tabirler, standartta geçen ifadeler olmayıp üreticilerin kullandıkları terimlerdir.
Nispeten yüksek maliyetleri yüzünden tam aralıklı ve genel kullanım amaçlı sigortalar yal- nızca özel koruma uygulamalarında kullanılır (örn. düşük kısa devre güçlerine sahip olan birimlerin korumasında veya serbest açma özelliğine sahip olmayan ayırıcıların bulunduğu devrelerde (bu devrelere eski tesislerde sıkça rastlanmaktadır). Sigortaların maliyeti yüksek olmasına rağmen, şalt tesisinin komple değiştirilmesi ile karşılaştırıldığında daha hesaplı bir çözüm olabilir.
Yağ sızdırmaz HH-sigortalar, trafo mahfazasına entegre edilmiş kısa devre koruma tertibatı olarak yerden ve maliyetten ciddi oranda tasarruf sağlamaktadır. ABD’de küçük şebeke trafolarında oldukça yaygın olarak kullanılan bu teknik Avrupa’da, rüzgar santrallerinin besleme trafolarında ve Padmount trafolarında giderek artan bir biçimde kullanılmaktadır.
Kullanım: HH-sigortalar oldukça ağırdır ve dışarıdan bakıldığında oldukça sağlam bir gö- rünüme sahiptir. Buna rağmen sigorta tellerinin hassas yapısından dolayı darbelere karşı oldukça duyarlıdırlar. Bu yüzden monte edilmelerinden az öncesine kadar koruyucu ambalajlarından çıkartılmamalı ve rölelere veya ölçüm cihazlarına gösterilen titizlikle kullanılmalıdırlar. Kontak kapaklarında veya izolasyon borusunda dışarıdan görülebilen bir hasar varsa, bu sigortalar artık tesisatta kullanılmamalı ve geri kazanım kutusuna atılmalıdır.
Bundan sonraki yazımızda "Eriyen Telli Sigortalar" anlatılacaktır.
- Boru çapı maksimum 88 mm şeklinde belirlenmiştir, bu sayede her anma gerilimi seviyesi için mümkün olan azami anma akımını sınırlar.
Tam aralıklı sigortalar (İng: “full-range fuses”), anma kesme akımlarına varana kadar, ken- dilerini eriten tüm akımları güvenle kesebilirler. Yedekleme sigortaları ile karşılaştırıldığında tam aralıklı sigortalar daha karmaşık bir tekniği ve daha büyük bir hacmi gerektirir. Anma akımı aralığı bu nedenle daha sınırlıdır. Resim 4.5’te ilginç bir konstrüksiyon gösterilmiştir. Düşük değerdeki aşırı akımlarda yardımcı bir sigorta teli üzerinden bir basınç çubuğu tetiklenir ve bu çubuğun ana sigorta telini tanımlı birçok bölgeden ayırması ile kontrollü kesme işlemi başlatılır.
Resim 4.5 Tam aralıklı sigorta üstte: yeni / altta: açmış halde
Genel kullanım amaçlı sigortalar (İng: “general purpose fuses”), anma kesme akımlarına varana kadar, kendilerini bir saat içerisinde eriten tüm akımları kesebilirler.
Yedekleme sigortaları ile karşılaştırıldığında bu sigortalar çok düşük akımlara kadar uzanan bir kesme aralığına sahiptir. Bu özellik ancak oldukça karmaşık ve masraflı bir sigorta teli yapısı ile sağlanabilir. Seri hale bağlanmış ve tam kesme kapasiteli tek bir sigorta teli yerine (bkz. Resim 4.6), düşük bir erime noktasına sahip ve daha düşük ısı yayan bir sigorta teli dilimi, sigorta telinin orta kısmına yerleştirilebilir. Yüksek akımların kesilmesi, yedekleme sigortalarındaki gibi gerçekleşir.
Resim 4.6 Genel kullanım amaçlı sigorta
Not:Tam alan sigortaları” veya “tam koruma” gibi tabirler, standartta geçen ifadeler olmayıp üreticilerin kullandıkları terimlerdir.
Nispeten yüksek maliyetleri yüzünden tam aralıklı ve genel kullanım amaçlı sigortalar yal- nızca özel koruma uygulamalarında kullanılır (örn. düşük kısa devre güçlerine sahip olan birimlerin korumasında veya serbest açma özelliğine sahip olmayan ayırıcıların bulunduğu devrelerde (bu devrelere eski tesislerde sıkça rastlanmaktadır). Sigortaların maliyeti yüksek olmasına rağmen, şalt tesisinin komple değiştirilmesi ile karşılaştırıldığında daha hesaplı bir çözüm olabilir.
Yağ sızdırmaz HH-sigortalar, trafo mahfazasına entegre edilmiş kısa devre koruma tertibatı olarak yerden ve maliyetten ciddi oranda tasarruf sağlamaktadır. ABD’de küçük şebeke trafolarında oldukça yaygın olarak kullanılan bu teknik Avrupa’da, rüzgar santrallerinin besleme trafolarında ve Padmount trafolarında giderek artan bir biçimde kullanılmaktadır.
Kullanım: HH-sigortalar oldukça ağırdır ve dışarıdan bakıldığında oldukça sağlam bir gö- rünüme sahiptir. Buna rağmen sigorta tellerinin hassas yapısından dolayı darbelere karşı oldukça duyarlıdırlar. Bu yüzden monte edilmelerinden az öncesine kadar koruyucu ambalajlarından çıkartılmamalı ve rölelere veya ölçüm cihazlarına gösterilen titizlikle kullanılmalıdırlar. Kontak kapaklarında veya izolasyon borusunda dışarıdan görülebilen bir hasar varsa, bu sigortalar artık tesisatta kullanılmamalı ve geri kazanım kutusuna atılmalıdır.
Bundan sonraki yazımızda "Eriyen Telli Sigortalar" anlatılacaktır.
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!