Elektriksel Ark Nedir, Nasıl Oluşur? Ark Oluşması Önlenebilir Mi?

Elektriksel bir enerji boşalması olarak bahsedebileceğimiz ark oluşumu hakkındaki bu içeriğimizde arkın nasıl oluştuğundan, oluşma sebeplerinden, sonrasında ortaya çıkardığı durumlardan ve alınabilecek önlemlerden bahsettik. Detaylar içeriğimizde.

A- A+

18.03.2017 tarihli yazı 83025 kez okunmuştur.

Ark Nedir?

Ark, elektriksel bir sistemde toprak veya bir başka faz ile düşük empedanslı bağlantıdan kaynaklanan bir elektrik patlamasıdır. Ark patlamalarında yüksek sıcaklıklar o noktayı çevreleyen havanın hızlı bir şekilde ısınmasına ve yüksek hava basıncının oluşmasına neden olur.

Ark patlamaları ateşin, ışığın ve basınç dalgalarının kontrolsüz bir şekilde serbest kalmasıyla ortaya çıkar. Bir ark patlaması herhangi bir ikaz zamanına olanak tanımaksızın aniden gerçekleşir. Bu anlık olay meydana geldiği elemanın üzerinde tahribatlar oluşmasına ve hatta olay sırasında ark yayılım sınırları içerisinde bulunan insanların ciddi bir şekilde yaralanmasına ve hatta ölümüne bile sebep olabilmektedir. Bir elektrik arkı tarafından salınan enerji sistem voltajının, o bölgedeki mevcut arıza akımının ve ark süresinin bir fonksiyonudur.

Düşük Voltajlarda Oluşan Arklar Ne Derece Tehlikelidir?

Ark oluşumu hakkında daha büyük voltajlarda daha büyük oluşumlarla gerçekleştiği teorisi büyük bir yanılgıdır. 480 Volt civarlarına kadar olan alçak gerilim değerlerinde oluşan arıza akımları çok daha yüksek olduğundan bu gerilimlerdeki arkların oluşturacağı tehlike seviyeleri çok daha yüksektir. Bugüne kadar ark oluşumundan kaynaklı bilinen en yaygın kazalar düşük voltajlı ekipmanlar üzerinde çalışan teknisyenler tarafından yaşanmıştır. Düşük voltajla çalışan sistemlerde koruyucu cihazların uzun açma sürelerinden ve yüksek arıza akımlarından bu sistemlerde oluşan ark kazalarının tehlike derecesi yaygın olarak 3. ya da 4. kategori tehlike skalasında yer almaktadır.

Video: Ark Oluşumunun Laboratuvar Ortamında Gözlemlenmesi

Arklar Neden Oluşur?

Birbirine yakın birkaç iletken arasındaki potansiyel farklılıklar ve çeşitli nedenlerden dolayı iletkenler arasında havayı iyonize eden düşük dirençli bir yol oluşur ve bu yol üzerinde önemli arıza akımları meydana gelir. Oluşan bu arıza akımları, ark flaşlarının oluşmasına neden olmaktadır. Ark oluşmasına neden olan en yaygın ihmaller sistemlerde uygun olmayan aletlerin, uygun olmayan elektrik ekipmanlarının kullanılması, elektrik cihazındaki riskli bölgelerde oluşan korozyonlara dikkat edilmemesi, uygun olmayan çalışma teknikleri, elektrik güvenlik eğitiminin eksikliği ve bakım aksaklığı olarak sıralanabilir.

► İlginizi Çekebilir: Ark Söndürme Bobini | Petersen Bobinleri

Ark Oluşumu Ne Tür Hasarlara Neden Olur?

Amerika Birleşik Devletleri'nde elektrik ekipmanlarında her gün ortalama 5 ile 10 arasında risk teşkil edebilecek ark oluşumları görülmektedir. Meydana gelen bu ark oluşumlarında ortaya çıkan patlama ve yanıklarda yılda ortalama 2.000 kişi ciddi şekilde hasar görüyor. Kazalarda oluşan yaraların derecesi ark flaşının gücüne, arkın oluştuğu bölge ile kişi arasındaki uzaklığa ve kişi tarafından giyilen koruyucu ekipmanın kalitesine bağlıdır. Ark oluşumunda kısa sürede çok şiddetli enerjilerin ortaya çıkması sebebiyle ark oluşumu genellikle bir patlama şeklinde gerçekleşmektedir. Bu durum yoğun ısı, sıcaklık, basınç gibi faktörleri beraberinde getirmektedir. Bu faktörlerde kişilerde akciğerlerde tahribat, işitme kaybı, yanık, kırık gibi olumsuz durumlara neden olmaktadır.

Ark Oluşumundan Kaynaklı Kazaların Maliyetleri Nedir?

Ark oluşumundan kaynaklı kazaların maliyetleri doğrudan arkın oluştuğu bölgedeki elemanlara bağlıdır. Fakat genel olarak ark kazalarının toplam maliyetlerinin 12 ile 15 milyon dolar arasında olduğu tahmin ediliyor.

Uygun Kişisel Koruma Ekipmanları Yaralanmaları Ne Derece Önler?

Koruyucu ekipmanlar ark meydana geldiğinde oluşabilecek ikinci derece yanıklara kadar faaliyet gösterebilecek şekilde tasarlanmıştır. Koruyucu ekipmanlar giyen ve ark patlamasına maruz kalan biri yine de meydana gelen patlamadan dolayı fırlayacak bir materyal ile yaralanabilir. Bu gibi materyal sıçramasından oluşabilecek kazalarda koruma ekipmanı çok az bir koruma sağlamaktadır.

Uygun Kişisel Koruma Ekipmanı Nasıl Belirlenir?

Uygun kişisel koruma ekipmanını seçmek için çalışanların elektrikle enerjilenmiş ekipmanlarla çalıştıkları her noktadaki ortaya çıkabilecek enerjini bilinmesi gerekmektedir. Bu hesaplamaların alanında uzman bir elektrik mühendisi tarafından yapılması gerekir çünkü oluşabilecek bir hesap hatası insan hayatını etkileyebilecek çok büyük olumsuzluklara neden olabilir. Koruyucu ekipman ile vücudun ark flaşına maruz kalabilecek her noktası uygun bir şekilde örtülmelidir. Mevcut kişisel koruma ekipmanı karşı kalınacak ark flaşının enerjisine bağlı olarak yüksek dirençli ve dayanıklı olmalıdır. Ayrıca kişisel koruma ekipmanlarının içerisinde yüz siperi, güvenlik gözlüğü, eldiven, ayakkabı gibi koruma elemanları da bulunmalıdır.

► İlginizi Çekebilir: Elektrik Tellerindeki İkaz Küreleri

Ark Oluşması Önlenebilir Mi?

Elektrikle çalışan sistemlerde ark flaşı oluşmasını tamamen önlemek imkansızdır. Ark oluşmasının engellemek yerine en iyi metot ark oluşturacak belirgin riskleri ortadan kaldırmaktır. Aşağıda maddeler halinde bu tür risklerin azaltılıp sistematik olarak en aza indirilmesini sağlayan yollar verilmiştir. Bu yollar Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü'nün Risk Kontrol Hiyerarşisi'ne dayanan metotlardır.

Risk yönetiminden en öncelikli yol oluşabilecek riski proaktif yollarla kontrol etmeye çalışmaktır. Yani bir olay meydana geldiğinde olaya müdahalede reaktif yöntemler ikinci plandadır.

1) Tehlikeyi Giderme/Yok Etme

► Enerjilendirilmiş elektrikli ekipmanlarda kesinlikle gerekli olduğu zamanlarda çalışın. Enerjisi kesilmiş ekipmanlarda her ne kadar bazı tehlikeler olsa da ark flaşı oluşma tehlikesi ortadan kaldırılmış demektir. Ekipmanın enerjisinin kesildiğine ve çalışmanız bittikten sonra da tekrar enerjilendirildiğine emin olun.

► Çalışanın ark flaşı sınırının dışında tutulması yaralanma risklerini ortadan kaldırır. Çalışan personelin uzak raf sistemi (Remove Racking System) gibi ekipmanlarla ark flaşı sınırından uzak durması sağlanır.

2) Daha Yüksek Risklerin Düşük Risklerle İkame Edilmesi

Bu çözüm iki yöntemle gerçekleştirilebilir:

► Kısa devre çalışması ve koruyucu cihaz koordinasyon çalışması ile ark flaşı çalışması bazı ekipmanlar için ark flaşı tehlike derecesinin nasıl azaltılacağını belirleyebilir.

► Riskleri azaltmak için çeşitli teknolojilerden faydalanılabilir. Bu teknolojiler ark sınırlandırma sigortaları ve uzak raf sistemi gibi teknolojileri içerir.

3) Riskleri Sınırlandırmak ve Önlemek İçin Mühendislik Kontrol Metotları

► Bu teknik mevcut ekipmanların ark flaşının enerjisini düşürecek ekipmanlarla değiştirilmesiyle gerçekleştirilir. Mevcut sistemdeki kesici ayarlarını yapmak ve elektrik dağıtım sistemlerini yeniden tasarlamak bu tekniğin uygulanabileceği yollardır.

4) Riskler ve Sonuçlar İle İlgili Bilgi Dağarcığının Artırılması/Farkındalık Oluşturulması

► Tesislerdeki tüm çalışanların ark flaş tehlikeleri konusunda eğitilmesi. Bu madde Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü'nün Risk Kontrol Hiyerarşisi'nde 4. madde olarak yer almasına rağmen yapılması gereken ilk şey olarak Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü tarafından zorunlu kılınmıştır.

► Tehlikeleri, sınırları, kişisel koruma ekipmanlarını doğru tanımak ve tanımlamak için bir ark flaşı çalışması yürütülmelidir.

5) İdari Kontroller/Tüzük Oluşturulması, İş Süreçleri vb. Uygulamalar

► Yazılı bir elektrik güvenlik programına sahip olduğunuzda ve bunun herkes tarafından doğru bir şekilde anlaşıldığından ve uygulandığından emin olunması gerekmektedir.

► Sahalarda sadece doğru kişisel koruma ekipmanı giyen ve elektrik ekipmanları üzerinde doğru aletleri kullanan şahısların çalışmasına izin verilmelidir.

► Elektrik sistemleri için NFPA 70B'ye dayalı koruyucu bir bakım planı uygulanmalıdır. Uygun bir koruyucu bakım programı büyük tehlikeler mahal vermeden tespit edilmesine ve düzeltilmesine olanak sağlayacaktır.

Koruyucu Bakım Ark Flaşının Potansiyelini Azaltıyor Mu?

Sistemlerin güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için koruyucu bakım düzenli bir şekilde yapılmalıdır. Koruyucu bakım programı ekipmanların düzgün bir şekilde çalışmasını sağlamanın yanı sıra bir kazaya neden olmadan önce olası tehlikelerin algılanmasına da yardımcı olur. Koruyucu bakım programının bir parçası olarak elektrikli cihazlar iyice temizlenmeli ve gevşek bağlantılar, aşırı ısınan terminaller, yakın izolasyonların renk değişiklikleri, çukur temasları nitelikli personeller tarafından düzenli olarak kontrol edilmelidir.

Sistem Tasarımım Ark Oluşumu Tehlikesini Nasıl Etkiler?

Sistem tasarımları ark flaş hesaplamalarında önemli bir rol oynamaktadır. Sistem konfigürasyonu, sistem hata seviyeleri ve açma süresi gibi parametreler bir ark flaşından kaynaklı enerjiye maruz kalma durumunu etkileyebilir. Mevcut arıza akımını ve açma süresini azaltmak için sistem yapılandırılmasına gidilerek sistem hata seviyesi azaltılabilir. Ayrıca tehlike anlarında maruz kalma süresinin azaltılmasına yardımcı olmak için daha küçük ve/veya daha hızlı bir sigortanın kullanılabilir olup olmadığını belirlemek için sigorta derecelendirmeleri ve özellikleri de değerlendirilmelidir.

Bu faktörlerin tümü tesisin güvenilirlik ihtiyaçları ve koruyucu bir cihaz koordinasyonu ile birlikte düşünüldüğünde ark flaşına maruz kalma risklerinin azaltılması ve oluşabilecek tehlikelerin minimuma indirilmesi açısından büyük bir adım atılması anlamına gelmektedir.

Kaynak:

► Electrical-Engineering-Portal