Güç Sistemlerinde 6 Arıza Faktörü

Elektrik enerjisi günlük hayatta devamlılığına ihtiyaç duyduğumuz en kritik enerji çeşididir. Enerjinin üretiminde ve iletiminde yaşanabilecek herhangi bir arıza direk olarak tüketicileri etkileyecek bir duruma neden olabilir. Bu içeriğimizde güç sistemlerinde oluşabilecek 6 farklı arıza nedenini ayrıntılarıyla inceledik.

A- A+

02.06.2017 tarihli yazı 10921 kez okunmuştur.

Güç Arıza Kablo Yıldırım Trafo Arızları Elektrik Arıza

Güç sistemlerinin güvenilirliğini kapsamlı bir şekilde anlayabilmek için sistem arızalarını ve sistem arızalarının temel nedenlerini tam anlamıyla anlamak gerekmektedir. Güç sistemlerinde oluşabilecek başlıca arıza durumları aşağıda verilmiştir.

► Yeraltı kabloları
► Trafo arızaları
► Yıldırımlar
► Ağaç temasları
► Kuşlar, sürüngenler, haşereler vb. hayvanlar
► İnsan faktörü

İçeriğimizin devamında yukarıdaki arıza sebeplerini ayrıntılı bir şekilde inceleyeceğiz.

Yeraltı Kabloları

Yeraltı kabloları ile ilgili en önemli güvenlik konusu elektrokimyasal ağaçlandırmadır. Ağaçlandırma bir elektrik alanda neme sebep olduğundan, bu nem zamanla kablo izolasyon gücünü azaltmaktadır. Yalıtım gücü gün geçtikçe azalan kablolar yıldırımlar ve anahtarlamalardan kaynaklı geçici dielektrik bozulmalara neden olabilir.

Elektrokimyasal ağaçlandırma genellikle çapraz bağlı polietilen (XLPE) ve etilen-propilen kauçuğu (EPR) gibi ekstrüde dielektrik kablolara etki etmektedir. Ağaçlandırmadan kaynaklı arızaların azaltılması için havai hatlardan yeraltına geçiş bölgelerinde yardımcı bir sistemle aşırı gerilim koruması uygulanabilir. Hala sorun mevcutsa kablo test edilebilir veya değiştirilebilir.

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Tesislerinde Arızalar

Kablo test etmek için en yaygın yöntemlerden biri kablonun bir ucuna küçük bir sinyal vererek belirli bölgelerdeki kısmi deşarj noktalarında oluşacak yansılamalar kontrol edilmesidir. Diğer metotlar ise belirli bir frekans aralığındaki güç faktörünü ölçmek, uygun bir laboratuvarda polimerik arızalar için izolasyon numunelerini analiz etmek ve izolasyon malzemesinin sertliğini test etmek için kablo izaçarı kullanmak.

Gerçekleşen yeraltı kablo sistemi arızalarının tamamı izolasyon hatalarından kaynaklanmaz. Arıza faktörleri olarak ekler, uçlar ve eklemler de önemli bir yüzdeyi oluşturur. Bu noktalarda kaynaklanan arızaların başlıca nedenleri kalitesiz işçilik ve su girişi problemleridir. Su geçirmezlik fonksiyonu ve sistem güvenirliğini artırmak için bu kritik eklemler ve kavşaklarda ısı çeken kaplamalar kullanılabilir.

Yeraltı kablo sistemleri için en büyük güvenlik problemlerinden biri de kazı çalışmalarıdır. Bu sorunun önüne geçilebilmesi için çalışmalar yapılmadan önce sağlıklı bir şekilde kablolu güzergahların tespit edilmesi gerekmektedir. Ayrıca olası bir sıkıntı oluşmasına karşı yüksek güvenilirlik isteyen bölgelerde kablolar beton kaplı kanal banklara yerleştirilmelidir.

Trafo Arızaları

Transformatörler güç sistemlerinde oldukça kritik elemanlardır ve bir arıza durumunda değiştirilmeleri uzun zaman almaktadır. Trafolarda meydana gelen arızalar trafo bobinlerinin fiziksel hasarlar oluşmasına neden olur. Transformatör arızalarının ana nedeni de bobinlerde oluşan bu problemlerdir.

Trafolarda meydana gelen arızaların yaygın sonucu trafo bobinlerinin ısınmasıdır. Bir trafo arıza durumundayken aşırı ısınır ve bu ısınma sargılardaki yalıtımın bozulmasına neden olur. Trafolardaki termal arıza oranı her 10 santigrat derecede bir iki katına çıkar. Bu üstel ilişkiden dolayı trafoya aşırı yüklenilmesi aşırı yıpranmalara neden olabilir.

►İlginizi Çekebilir: Rulman Arızaları Önceden Nasıl Tespit Edilir?

Sıvı dolgulu trafolarda aşırı sıcak noktalar da arızalara neden olabilir. Bunun nedeni aşırı ısının sıvının dielektrik mukavemetini azaltan kabarcıklara neden olabilmesidir. Kabarcıklar oluşmasa dahi yüksek sıcaklıklar iç tank basıncını artırarak taşma veya tankın parçalanmasına neden olabilir.

Ayrıca trafolarda voltaj regülasyonu için kullanılan yük kademe değiştiriciler de transformatörün güvenliğini önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu soruna çözüm olarak üreticiler vakum teknolojisinin kullanıldığı yük kademe değiştiricileri kullanmaya başlamıştır.

Yıldırımlar

Yıldırım bulutların çarpışması sonucu ortaya çıkan gerilimin bulut ile yer arasındaki havanın mukavemetini aşması sonucu ortaya çıkan durumdur. Bu durum 30 bin amperi aşan büyük akımlara yol açabilecek güçlü bir enerji akışı ile sonuçlanır. Daha da riskli olan durum ise ortaya çıkan bu enerji çok kısa sürede deşarj olur. Yıldırımlar çoğu zaman güvenlik açısından büyük riskler oluştururlar. Yıldırımlar doğrudan veya dolaylı çarpma yollarıyla güç sistemlerini etkileyebilmektedirler.

Aşağıda bu riskin dağılımı olarak bir yılda yıldırım düşme sayısına göre renklendirilmiş dünya haritası görülmektedir.

Yıldırımın etkilerinden şu yollarla korunulabilir:

► Temel izolasyon seviyesi(BIL) yüksek bir sisteme sahip olmak
► Koruyucu tel kullanmak
► Ekipmanlar arası gerilimleri azaltmak için parafudr kullanmak
► Düşük empedanslı bir zemine sahip olmak

Ağaç Temasları

Ağaçlar sürekli olarak büyümelerinden dolayı gün geçtikçe iletkenlerle temas haline geçebilir ve iletkenler üzerine dallar düşebilir. Bu nedenle ağaç boyu ilerledikçe ağaç kesme işlemi için birçok araç kullanılmakta ve bu nedenle maliyetler artmaktadır.

Bir ağaç dalında iki iletken köprüsü varken ilk başta direk olarak arıza meydana gelmez. Bunun nedeni nemli bir ağaç dalının önemli ölçüde dirence sahip olmasıdır. Ağaç üzerinde azda olsa bir akım akar ve bu akım odun liflerini kurutmaya başlar. Birkaç dakika içerisinde ağaçtaki selüloz karbonlaşarak direnç büyük ölçüde azalır ve kısa devre meydana gelir.

Tek faz üzerindeki iletkenle teması olan dallar sistem arızalarına neden olmazlar. Sorun oluşabilecek hatların bulunduğu yerlerdeki minimum ağaç dikme mesafesi ve maksimum ağaç boyu aşağıdaki şekilde verilmiştir.

Ağaç ile tel arasındaki temas sonucu oluşan arızalardan korunulabilir. Bunun için kabloya benzer yalıtımlı kaplaması bulunan havai hat kabloları kullanılabilir.

Kuşlar, Sürüngenler, Haşereler vb. Hayvanlar

Kuşlar iletim sistemlerinde havai hatlarda ve trafo merkezlerinde hayvanların neden olduğu arızalarda en çok yapı alan canlılardır. Farklı kuş türleri farklı sorunlara neden olurlar. Bunlar temel olarak yuvalayan ve tüneleyen kuşlar, yırtıcı kuşlar ve ağaçkakanlar olarak sınıflandırılır. Yuvalayan kuşlar ayrıca rakun, yılan, kedi gibi avcıları cezbederek bulundukları ortama farklı hayvanların gelmesine de neden olurlar.

Kuşlar dinlenmek için genellikle trafo merkezlerine yaptıkları yuvaları tercih ederler. Buraları işlek bir şekilde kullanan kuşlar kanatları ile faz arası iletkenlere dokunarak çarpılabilirler. Bu kendileri açısından da tehdit oluştursa da elektrik iletim hatları açısından da oldukça risk teşkil eden bir durumdur. Ayrıca bulundukları ortama dışkılarını bırakarak izolatörler gibi kritik koruma elemanlarını kirletebilirler.

Sincaplar ormanlık alanlarda bulunan dağıtım sistemlerinde önemli bir risk unsurudurlar. Sincaplar genelde iletim direklerine tırmanamazlar fakat çevredeki ağaçlardan atlayarak iletim hatlarına erişebilirler. Bu durum iletim hatlarındaki ağaçlar kesilerek veya izolatörlerde hayvan kaçırma ekipmanları kullanılarak engellenebilir.

Yılanlar hem trafo merkezlerinde hem de yer altı sistemlerinde oldukça büyük derecede risk teşkil edebilen canlılardır. Çok ince bir yapıya sahip olmaları nedeniyle oldukça küçük yerlere erişebilir ve uzunluklarından dolayı da faz iletkenleri arasında kolayca bağlantı sağlayabilirler.

Haşerelerse küçük boyutları sayesinde iletkenlerin bulunduğu ortamlara girerek iletken yalıtımlarına kalıcı hasarlar verebilirler.
Ayrıca ayı, inek, domuz gibi birçok iri cüsseli hayvan da iletim hatları ve taşıma direklerine kalıcı ağır hasarlar verebilmektedirler.

İnsan Faktörü

Güç sistemlerindeki arızaların önemli bir kısmını da insan kaynaklı arızalar oluşturuyor. Bugüne dek pek çok güç tesislerinde iletken tellerin, bakırların çalınması gibi olaylara rastlanmıştır. Bu tür olayların engellenebilmesi için ne yazık ki belirli bir çözüm bulunmamaktadır.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal