Alçak Gerilim Şalt Cihazlarında Uyulması Gereken Kurallar

Elektrik sistemlerinde güç dağıtımının sağlıklı bir biçimde yapılması elektrik mühendisliği alanında her zaman ön plandadır. Bu yazımızda alçak gerilim şalt cihazlarında güç dağıtımının sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için uyulması gereken kuralları inceledik.

A- A+

01.10.2017 tarihli yazı 8241 kez okunmuştur.

Güç Dağıtımı

Alçak gerilim şalt cihazındaki güç dağıtımı, fiziksel olarak ayrı ve tek tek korunan birkaç devrenin tek bir devreden beslenmesi olarak tanımlanabilir. Beslenmesi gereken devrelere bağlı olarak dağıtım, prefabrike dağıtım blokları (güç dağıtım blokları, modüler dağıtım blokları, dağıtım terminal blokları) yoluyla veya basit besleme baraları yardımıyla (düz veya C-kesitli bakır veya alüminyum çubuklar) yapılacaktır.

Şekil 1: Ana çubukta kutup başına iki bakır çubuk yer almaktadır

Şekil 2: C – kesitli alüminyum çubuklar

Standartlara göre kısa devre ve aşırı yüklere karşı koruma sağlayan bir cihaz, kurulum metodu veya bileşimde kesit değişikliği veya akım taşıma kapasitesinde bir azalmanın bulunduğu bir noktaya yerleştirilmelidir (IEC 60364-4- 43).

Şekil 3: Alçak gerilim cihazında güç dağıtımı

Eğer bu standart uygulanırsa, bu kural hata koşullarında kesitlerin aşırı büyüklüğüne neden olur. Bu nedenle standart, iki koşula bağlı olarak şube hattının menşeinde koruma cihazı bulunmamasına izin verir.

Upstream cihazı P₁, kol hattı S₂’yi etkin bir şekilde korur. S₂ kol hattı üç metreden daha az mesafelerde herhangi bir yanıcı materyalin yakınına monte edilmez ve kısa devre riskini sınırlamak için her önlem alınır. S₂ koruma hattının akış yönündeki S₂ kolunda başka bir kapatma veya elektrik soketi yoktur.

Şekil 4: Upstream cihazı P₁, S₂ kol hattını etkin bir şekilde korur

Teorik Düzen

P₁ S₁'i, P₂ S₂'i korur. P₂'den önce kesitte herhangi bir azalma olmaz.

Şekil 5: Teorik Düzen

Çok Seviyeli Dağıtım Düzeni

Bu düzen, birkaç dağıtım bloğu (2. seviye) tek bir bara (1. seviye) tarafından beslendiğinde kullanılabilir. Birinci seviyeden (I₁, I₂, vb.) çıkarılan akımların toplamı It'den büyükse, P₂ koruma cihazı S₂ önünde bir koruma sağlamalıdır.

Şekil 6: Çok seviyeli dağıtım düzeni

Modüler Güç Dağıtım Bloğu

Modüler güç dağıtım blokları DIN rayı üzerine monte edilirler.

Şekil 7: DIN rayına monte edilen modüler güç dağıtım bloğu

Besleme Baralarıyla Güç Dağıtımı

Pin tipi tarak baraları, kısa devre riskini ortadan kaldırarak ve cihazın üstü veya altından güvenilir bir bağlantı sağlayarak bağlantı kalitesini garanti eder. Kablolardaki kısa devre enerjisini sınırlandırarak, kurulumdaki bileşenlerin servis ömrünü önemli derecede uzatır.

Şekil 8: Legrand TX3 Pin tipi tarak baraları

Dağıtılmış Devrelerin Korunmasının Koşulları

1) Termal stres kontrolü için genel prensip

İzoleli kablolar ve iletkenler için, herhangi bir noktada meydana gelen kısa devreden kaynaklanan herhangi bir akımın kopma süresi, iletkenlerin sıcaklığının izin verilen sınırına ulaşması için geçen süreyi aşmamalıdır.

2) Kol hattının koruma koşullarını termal stresler yönünden kontrol etme

Daha küçük kesitlere (S₂ < S₁) sahip kol hatları için, kol hattı tarafından izin verilen gerilimin aslında ana cihaz P₁ tarafından sınırlanan enerjiden daha büyük olup olmadığı kontrol edilmelidir.

İzin verilen termal stres değerleri K²S², aşağıdaki tabloda verilen k değerlerini kullanarak kolayca hesaplanabilir:

Şekil 9: Maksimum enerji değerleri.

3) Üçgen kuralı ile koruma koşullarını kontrol etme

Kısa devre koruma cihazı P₁ S₂ kol hattını etkili bir şekilde koruyabileceği hat merkezine yerleştirilir. Kol hattı barası boyunca S₂ üçgen kuralı ile hesaplanabilecek belirli bir uzunluğu aşmaz.

İletkenin maksimum uzunluğu olan L₁ ve enine kesiti olan S₁ devrenin AB bölümünü karşılar. ( A noktasına yerleştirilen P₁ ile kısa devreye karşı korunan)

İletkenin maksimum uzunluğu olan L₂ ve enine kesiti olan S₂ devrenin AM bölümünü karşılar. ( A noktasına yerleştirilen P₁ ile kısa devreye karşı korunan)

Şekil-10 : Üçgen Kuralı

Bu maksimum uzunluklar, P₁ koruma cihazının çalışabileceği minimum kısa devreye karşılık gelir. S₁, ana iletkenin kesitine ve S₂’nin kol iletkeni kesitine karşılık gelir. Bu yöntem kısa devre koruma cihazlarına ve aşırı yük koruma cihazlarına uygulanabilir.

4) Aşırı yük koruma cihazlarına uygulanan 3 metre kuralı

S₁ hattının başına yerleştirilen koruma cihazı P₁ aşırı yük koruma fonksiyonuna sahip olmadığında veya karakteristikleri S₂ kol hattının aşırı yük koruması ile uyumlu değilse bara sisteminin bu bölümünde elektrik soketi olmadığı zaman, P₂ cihazını O noktasından 3 m uzaklığa hareket ettirin. Bu şekilde kısa devre, yangın ve yaralanma riski minimum hale getirilmiş olur.

Şekil 11: Aşırı yük koruma cihazlarına uygulanan 3 metre kuralı

5) Aşırı yüklere karşı korunma muafiyeti

Şekil 12: Aşırı yüklere karşı korunma muafiyeti

Yukarıdaki diyagram, herhangi bir aşırı yük koruması sağlanmayacağı veya basit bir şekilde tespit edilemeyeceği bir sistemi göstermektedir.

S₂ bara sistemi, P₁ tarafından aşırı yüklere karşı etkin bir şekilde korunmuştur ve bara sistemi, P₂'nin üst akışında herhangi bir elektrik prizi içermez. Bara sisteminde S₃'ün üzerinde aşırı yük akımları olması muhtemel değildir ve bara sistemi P₃'ün yukarı akışında herhangi bir elektrik prizi içermez. Bara sistemi S₄, iletişim, kontrol, sinyal verme ve benzeri işlevler için tasarlanmıştır ve bara sistemi, P₄'ün akış yukarısında herhangi bir elektrik prizi içermez.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal.com