Bir ark parlaması, 20.000°C’ye varan yüksek ısı ve erimiş metal ve tahrip olan ekipmanlara ait parçaların yüksek hızda dağılması ile, metrekareye 1000 kg değerine varan yüksek basınca sahip bir patlamaya neden olan elektrik hatasıdır. Ark parlaması sırasında iletkenler arasındaki hava boşluğundan, yüksek akımlı bir elektrik dejarjı oluşmaktadır.
Yazan: Eaton Elektrik Türkiye Ürün Müdürü Zafer Budak
Elektrik sistemlerinde, devreye alma veya bakım sırasında oluşabilecek insan hataları; bakım eksikliği veya dış kaynaklı sebeplerle (örneğin kemirgen, böcekler gibi) ark parlaması meydana gelebilmektedir. Bu durum yangın başlatabilir ve ciddi yanıklara ve yaralanmalara neden olabilir. Her ne kadar nadir de olsa ark hataları, insan güvenliği ve işletmelerdeki iş sürekliliği açısından büyük risk oluşturmaktadır. Bu sebeple elektrik tesislerinde ark hatalarının önlenebilmesi için birçok teknik yöntem ve teknoloji geliştilmektedir.
IEC 61439 gereksinimlerini karşılayan panolar bile, ark hatalarına karşı savunmasız
Bildiğiniz gibi alçak gerilim panoları, elektrik enerjisinin dağıtımında ve kontrolünde önemli bir rol üstlenmektedir. Alçak gerilim panoları standardı IEC 61439 gereksinimlerini karşılayan panolar bile, ark hatalarına karşı savunmasızdır. Her ne kadar bu amaçla yazılan pasif ark korumasına yönelik IEC TR 61641 teknik raporu, bir ark parlaması durumunda, bakım personeli güvenliği ve pano emniyetini arttırılmasına yardımcı olabilse de; hem tüm pano kapılarları kapalı olduğunda işlevsel olması, hem de panolarda performans kayıpları meydana getirmesi gibi bazı dezavantajları bulunmaktadır. Ayrıca bir ark hatası sonrasında, oluşan hasarın giderilmesi için gerekli olan zorunlu duruşlar, üretimde kesintilere, dolayısıyla iş kayıpları neden olacaktır.
Bu amaçla Eaton’ın, işletmelerde ark hata riskini en aza indirebilecek geniş bir ürün yelpazesi bulunmaktadır. Eaton, alçak gerillim panolarında kestirimci bakım imkanı sağlamak üzere arızaların oluşmadan önlenmesi ve performansı takibi için geliştirdiği Diagnose(teşhis) sistemini; devreye alma veya bakım sonrası oluşabilecek ark hatalarının vereceği hasarların azaltılabilmesi için ARMS’yi; ve son olarak pano kapakları açık olsa bile ark hatalarına karşı tam bir koruma sağlayan piyasadaki en hızlı aktif ark koruma cihazı olan ARCON®’nu sunmaktadır. Eaton’ın alçak gerilim panoları için geliştirdiği ve piyasaya sunduğu bu güvenlik teknolojilerinden bahsetmeye çalışacağım.
Eaton Diagnose Sistemi
Eaton Diagnose Sistemi, alçak gerilim panolarınında oluşan ısıların detaylı bir şekilde 7/24 sürekli izlenmesi ve verilerin kaydedilmesi amacıyla, bara ve ortam sıcaklıkları tespit edebilecek pano içerisine yerleştirilen kablosuz sensörler ile hataları ve eğilimleri tespit edilebilen, bu sayede sisteminizi optimize etmenize olanak tanıyan, bakım gerektirmeyen bir sıcaklık izleme sistemidir.
Bu sistem ile normalde fark edilemeyecek yük piklerinin meydana getireceği yüksek mekanik stresler, kısa devre veya deprem sonrasında bara sisteminde oluşabilecek arızalar, vidalardaki gevşemeler gibi sebeplerle oluşan ilave ısı bu sistem ile kolaylıkla tespit edilerek büyük bir soruna dönüşmeden düzeltilebilir. Ayrıca havalandırma sisteminde yaşanan kirlenmeler sebebiyle panoda yaşanabilecek olası performans kayıplarının önlenebilir.
Erken teşhis ve ayarlanabilen uyarı mesajları ile kestirimci bakım; uzatılmış periodik bakım aralıkları, kızıl ötesi taramaların azaltılması ile işletme güvenliğinin arttırılması; işletme ve bakım maliyetlerin düşürülmesi bu sistemin önemli avantajları arasında sayılabilir.
Ark Parlaması Azaltma Bakım Sistemi (ARMS)
Bakım kazaları, ark parlaması sonrası yaralanmaların önde gelen nedenidir. Eaton’ın Ark Parlaması Azaltma Bakım Sistemi (ARMS) ile donatılmış devre kesiciler, bir ark hatası durumunda, ark oluşumunu azaltarak şiddetli yaralanmaları ve panolarda oluşacak hasarı en aza indirmektedir. Bir ark hatası durumunda, sistem standart kısa devre açmasına kıyasla hızlandırılmış bir açma sağlar. ARMS, bir bakım paneli veya kontrol odası kapısından etkinleştirilebilir. Bu sayede servis personeline en yüksek düzeyde güvenlik sağlar.
ARMS, kesicinin kısa devre korumasından daha hızlı sinyal işleme ve açma süresi sağlayan ayrı bir elektronik açma devresi kullanır. Bakım sonrası enerji verilmeden önce bu açma ünitesi etkinleştirildiğinde, önceden belirlenmiş ark hata seviyesi aşıldığı durumda, kesici ayar değerlerinden bağımsız olarak, herhangi bir gecikme olmaksızın kesici açacaktır. Sorunsuz bir şekilde enerjilendirme gerçekleştiğinde bu fonksiyon devre dışı bırakılarak, kesici ayarlanan aşırı akım ve kısa devre açma değerlerinde çalışmaya devam edecektir.
ARCON
Ark hataslarının ciddi sonuçlarıyla çalışma emniyeti ve iş sürekliliği açısından büyük riskler taşıdığından bahsetmiştik. Bir ark hatası 10ms gibi kısa bir sürede tepe değerine ulaşan bir kısa devre akımı ile standart alçak gerilim şalt cihazlarıyla kesilmesi maalesef mümkün olamamaktadır. Yapılan araştırmalarda ark hataları, pano kapıları açık ve yakınında bir bakım personeli çalışıyorken meydana geldiğinden, ark parlamalarının önüne geçilmesi çok önemlidir. Bu amaçla aktif ark koruma sistemleri için 2020 yılında IEC TS 63107 standardı yayımlanmıştır. Alçak gerilim panolarında aktif ark koruma ekipmanları kullanımıyla, pano içerisinde oluşan ark kısa sürede sönümlenerek, bakım personeli ve alçak gerilim panosuna verilebilcek hasar minimize edilebilmektedir.
ARCON, piyasadaki en hızlı ark koruma sistemidir.
Eaton, alçak gerilim panolarında oluşabilece ark parlaması risklerini azlatmak için aktif ark koruma sistemi geliştiren ilk firma durumundadır. Eaton, bu alandaki bilgi birikimiyle geliştirdiği 3. nesil aktif ark koruma ürünü ARCON, piyasadaki en hızlı ark koruma sistemidir. Bu süre 2 ms altındadır.
ARCON pano içinde bulunan tüm baralar boyunca yerleştirilen fiberoptik sensörler ile, baralar ve bağlantıları noktaları izlemektedir. Sistem, ark parlaması sırasında yayılan radyasyon ve ışıma sensörler ile tespit eder. ARCON ayrıca, hata akımını algılamak ve doğrulamak için akım trafoları kullanmaktadır. Bir ark hatası durumunda, fiberoptik ve akım sensörleri tarafından algılanan bilgiler, ARCON koruma ünitesine aktarılır. Değerlendirilen bu bilgiler neticesinde oluşturulan hata sinyali, sönümleme cihazına gönderilir. Sönümleme cihazı, 3-faz simetrik kısa devre hatası oluşturur. Bu sayede ark parlamasına sebep olan gerilim farkı ortadan kalkar. Ark hatası daha başladıktan hemen sonra sönümlenerek, oluşabilecek yıkıcı etkilerin önüne geçilmiş olunur. Daha sonra sönümleme cihazı tarafından oluşturulan bu kısa devre, giriş kesicisi tarafından kesilir. Böylece ark hatasının büyümesinin önüne geçilmiş, bakım personeli ve alçak gerilim panosu korunması sağlanmış olacaktır.
