Elektrik Tesisatçıları Hepsi Bir Arada Devre Korumasını İhmal Etmeyi Göze Alabilirler Mi?

Bu makale, hepsi bir arada bir koruma sayesinde, en son Avrupa mevzuatına uyumlu olarak kısa devreleri, aşırı yükleri, kaçak akımları ve gizli ark hatalarını da içeren tüm elektrik arızalarına karşı tasarımcıların ve tesisatçıların nasıl bir koruma önerebileceğini açıklamaktadır.

Ark hataları elektrik kaynaklı yangınların temel nedenlerinden biridir. Aşırı yüklerin, kısa devrelerin veya kaçak akımların aksine, MCB, RCCB veya RCBO gibi geleneksel devre kesicilerle algılanamadığı için ark hataları ortaya çıkmaktadır.

IEC 60364 uluslararası standardı (kısım 4-42) özellikle uyuma yerleri barındıran tesislerde ark hatası algılama cihazlarının kurulmasını önermekte ve evlerdeki, apartmanlardaki, çocuk yuvalarındaki ve gündüz bakım evlerindeki tesisatları kapsamaktadır. Bazı ülkeler bu gereksinimleri zorunlu kılıp, ulusal ve bölgesel yönetmeliklerinde bunları uygulayabilmektedir.

AFDD’ler elektrik kaynaklı yangınların riskini gözle görülür biçimde azaltabilmektedir ve EATON, tesisatçıları hayat kurtaran bu teknolojiyi kullanma konusunda teşvik eden bir kampanya başlatmıştır.

Koruyucu Cihazların Evrimi

Neredeyse elektriğin icadıyla beraber, elektrikle kaynaklı tehlikeler de açığa çıkmıştır. Uzmanlar, yüksek hata akımlarını algılama ve hatanın kaynakla olan bağlantısını kesme ihtiyacını anlamışlardır, bu da devre kesicilerin üretilmesi ihtiyacını beraberinde getirmiştir. Bazı elektrik güvenliği önderleri ventriküler fibrilasyonun riskini azaltmak için yüksek aşırı akımların yanı sıra tehlikeli dokunma gerilimlerinin de bağlantısının kesilmesi gerektiğinin farkına vardığı için, bu cihazların kapsamlılığı hızlı bir şekilde artmıştır.

Bu konuda dikkate değer büyük buluş artık akım algılamasının 1950’lerde bulunmasıyla ortaya çıkmıştır. Avusturyalı bir öncü olan Gottfried Biegelmeier bugün zaman gecikmeli ani açma olarak isimlendirilen kavramı bulmuştur.

Çok küçük kaçak akımları bile algılayabilen kalıcı manyetik röleyle birlikte RCCB’yi popüler ve elektrik şokuna karşı en önemli koruma cihazı haline getiren anahtar bu kavramdır.

MCB cihazlarındaki kayda değer gelişmeler ise 1960’larda başlamış bu gelişmeleri 1980’li yıllarda RCBO’ların piyasaya sürülmesi takip etmiştir. Bununla birlikte, 21. yüzyılın başlarında ek dijital işlevlere sahip RCCB’lerin yani sözde dijital RCCB’lerin piyasaya sürülmesine kadar, dijital teknoloji koruma cihazlarına uygulanmamıştır.

Şu anda, RCCB, MCB ve AFDD’yi tek bir cihazda bir araya getiren üçü bir arada korumanın gelişi, tesisatçılara tek bir cihazın kullanım kolaylığını ve elektrik kaynaklı yangınların riskini azaltacak kapsamlı korumanın tesisata uygulanmış olmasının verdiği güvenceyi sağlayarak, ileriye yönelik büyük bir adımı temsil etmektedir.

İyi itibarın müşteri kazanıp bu müşterileri elde tutmaktan bile daha önemli olduğu bir çağda, tesisatçılar en yüksek koruma seviyelerinde ısrar ederek kendileri için büyük oranda fayda sağlayabilirler.

Ark Hatalarının Algılanması

Kısa devrelerin ve toprak hatalarının aksine, ark hatalarının algılanması zordur çünkü ark hataları akımda herhangi bir artışa sebep olmamaktadır.

Tam aksine, ark hatalarının % 90’ı seri bir yolu takip etmektedir. Geriye kalan % 10 ise faz veya nötr iletkenler arasında veya faz veya koruyucu toprak arasında gerçekleşmektedir.

Nihai devrede paralel ve seri ark hataları

MCB’ler sadece çekilen akımdaki artışa tepki gösterebilmekte, bu yüzden de seri ve paralel ark hatalarını algılayamamaktadır. RCCB’ler artık akım toprağa yöneldiğinde ortaya çıkan faz ve nötr arasındaki dengesizliği algılayarak çalışmaktadır ve bu yüzden faz ve toprak arasında kaçak akımlarla ani olarak kapatılabilmektedir.

Ancak ark hatalarının %10’undan daha azı faz ve toprak arasında ortaya çıkmaktadır. Neyse ki, arkın olasılıksal davranışının sebep olduğu güç iletkeni üzerine ilave edilmiş yüksek frekans sinyalinin ortaya çıkması muhtemel bir ark hatasının önüne geçmektedir.

AFDD, zararı en aza indirgemek veya tamamen önlemek için hatalı devrenin bağlantısını keserek tepki veren dijital algılama mekanizması sayesinde bu özellikleri tespit etmektedir.

Mevzuat

Küresel gereksinimler, 2012 yılında Uluslararası Elektroteknik Komisyonu Ark Hatası Algılama Cihazları (AFDD) için IEC 62606 ürün standardını tanıttığında resmi olarak belirlenmiştir. IEC elektroteknoloji ve uygunluğun tüm alanları için uluslararası standartların ve uygunluğu değerlendiren bir kurul olduğundan, bu giriş konut uygulamalarında ve ticari ve endüstriyel uygulamalardaki alçak gerilim elektrik tesisatlarındaki önemli bir sorunu ele almaya imkan tanıyan en gelişmiş koruma cihazını tanımlamıştır.

Alçak gerilim elektrik tesisatları IEC 60364’teki termal etkilere karşı koruma kısmı olan 4-42 değiştirilerek, termal tehlikelere ve elektrik kaynaklı yangın risklerine karşı tesisatları koruyacak güçlü bir önerge ortaya konulmuştur.

Elektrik kaynaklı yangın tehlikelerinin çoğu seri veya paralel ark hatalarından çıktığından, 2014 yılında bu değişiklik tesisatları, ürünleri ve insan hayatını koruyan en gelişmiş teknolojiyi tanımlamak adına önemli bir adımdır. IEC, Almanya’nın yaptığı gibi ulusal mevzuatın AFDD kurulumunu zorunlu ilan etmesine açıkça izin vererek bu önergenin önemini vurgulamıştır.

Almanya’nın yanı sıra Hollanda, Çek Cumhuriyeti, İspanya, Danimarka, Letonya, Slovakya, Romanya, Macaristan ve İsviçre’yi de kapsayan pek çok ülke yeni AFDD gereksinimlerini ulusal standartlarında yürürlüğe koyarken, Finlandiya, İsveç, İzlanda ve İtalya’da ise AFDD’lerin önemini duyuracak çalışmalar yapılmaktadır.

Tesisatçılar, yerel mevzuata uygunluğu sağlamak ve tesisatın elektrik kaynaklı yangın tehlikesi riskini en aza indirgediğinden emin olmak için en gelişmiş korumayı uygulamalı ve IEC veya HD 60364’e dayanan ulusal standartlarını takip etmelidirler.

Ark hatasının insanlar veya özellikle çok kişinin barındığı binalar veya çocukların yaşlıların ve engellilerin tehlikede olabileceği yerler için ciddi sonuçları bulunmaktadır. AFDD bu yüzden insanları iki defa düşünmeye ve en gelişmiş koruma cihazlarına uygun olarak evlerini, değerlerini ve hatalarını koruma konusunda doğru kararlar almaya teşvik etmelidir.

Güç Koruma Stratejileri

İnsanların güvenliği, ekipmanın ve tesislerin korunması büyük önem arz ederken, günümüzdeki elektrik ve elektronik cihazlarına olan bağlılık da göz önüne alındığında, kaynak bulunabilirliği de mühimdir.

Buna uygun olarak, kaliteli AFDD+ diğer devrelerle olan çapraz iletişimli dayanım kapasitesi veya ortaya çıkması muhtemel ark hatalarından ziyade yük cihazları tarafından yaratılan yüksek frekanslar nedeniyle minimum gereksiz ani açma süresi içinde yüksek seviyede koruma sağlamaktadır.

Kapsamlı bir koruma stratejisi sunarken güncel mevzuata uymak için yüklenicilerin MCB’leri, RCCB’leri veya RCBO’ları ve AFDD’leri içeren koruyucu tedbirleri uygulamaları gerekmektedir, bunların hepsi birlikte aşırı yüklere, kısa devrelere, artık akımlara ve nihai devrelerdeki ark hatalarına karşı koruma sağlamaktadır.

Bununla birlikte, bu hususta daha iyi bir alternatif bulmak artık mümkündür: Eaton’ın ürettiği AFDD+ Bu ürün MCB, RCCB ve AFDD işlevselliğini uygun maliyetli, uyumlu, sağlam, güvenilir ve kurulumu kolay tek bir cihazda topladığı için, tasarım ve kurulumu da basitleştirmektedir. Aşağıdaki Şekil 2, AFDD+ ile yerine geçtiği bağımsız ünitenin kıyaslamasını göstermektedir.

Şekil 2: AFDD+ RCCB, MCB ve RCBO işlevselliği

Eaton’ın AFDD+ ürünü yüksek doğruluk payıyla hızlı algılama sunmaktadır ki bu da yüksek oranda hassas algılamayı sağlarken gereksiz ani açmayı en aza indirgemede esastır. Bu cihaz ev ortamlarında yaygın olarak ortaya çıkan diğer yüksek frekans sinyallerinden gelen asıl riski doğru bir şekilde ayırt etmek için tasarlanmıştır.

Ayrıca, çapraz iletişimli dayanım kapasitesi AFDD+’nın sadece kendi nihai devresinde uygun bir sinyal algılandığında ani olarak açılmasını garanti etmektedir. AFDD+ sürekli olarak kendi kendini test etmekte ve cihazın ön kısmındaki LED devrenin çalışır durumda olup olmadığını veya herhangi bir ani açma hatasının sebebini göstermektedir.

Bu LED aynı zamanda ani açma seri, paralel veya kısık seri ark nedeniyle gerçekleştiğinde sinyal verebilmektedir Bu da hatanın sebebinin teşhis edilmesini ve tanımlanmasını kolaylaştırmaktadır.

IEC 60364 ile tanıtılan bu değişiklikler hakkındaki çıkarımlar Eaton tarafından yayınlanan Dünya Standartları Rehberliği adlı kitapçıkta sunulmuştur.