Elektrik dağıtım sistemlerinin en önemli parçalarından olan şalt panoları enerjinin etkin ve güvenli biçimde dağıtılmasında önemli bir yere sahiptir. Elektrifikasyonun bu kritik bileşeni temel olarak iki ana gruba ayrılır. Bunlar hava izoleli (Air Insulated Switchgear – AIS) sistemler ve gaz izoleli (Gas Insulated Switchgear) sistemlerdir.

İki sistemin de birbirine göre avantaj ve dezavantajları mevcut olmakla birlikte, seçim; kullanım alanına göre, maliyet, alan, bakım ve güvenlik gibi pek çok kritere bakılarak yapılmaktadır. Bu sistemleri kısaca incelersek;
 

Hava izoleli şalt panoları adından da anlaşılabileceği üzere, özel bir gaza ihtiyaç duymayan atmosfer koşullarında elektriksel görevlerini yerine getirebilen açık ya da muhafazalı tiplerdeki bileşenlerdir. [1] Bu tipteki ürünler genellikle modüler yapıda olup müşteri talep ve ihtiyaçlarına esnek şekilde cevap verebilmektedir [2]

Hava izoleli şalt panolarının avantajlarını şu şekilde sıralayabiliriz.

► Yatırım Maliyeti; Gaz izoleli panolara göre çok daha ekonomik çözümler olup ilk yatırım maliyetleri düşüktür.
► Bakım Kolaylığı: Modüler yapıda olması nedeniyle, bileşenlerine erişim kolaylıkla sağlanabilmekte, bu da bakım ve onarım süresini hızlandırmakta, aynı zamanda da bakım maliyetlerini de düşük tutmaktadır.
► Sürdürülebilirlik ve Çevre Dostu olması da bir diğer önemli avantajları arasında sayılabilir. Özellikle izolasyon için özel bir gaz kullanılmaması nedeniyle gaz kaçağı, gaz basınç düşümü gibi çevresel etkileri de olabilecek sorunlarla karşılaşılmaması, önemli noktalar arasında gösterilebilir [3]

Elbette sistemin avantajlarının yanı sıra dezavantajları da bulunmaktadır. Bunlar arasında sayabileceklerimiz;

► Yüksek Hacim Gereksinimi; hava izoleli panolar, gaz izoleli panolara göre çok daha fazla alan ve hacim kaplamaktadırlar. Özellikle eski tesislerde ve alan kısıtlamasının olduğu projelerde sistemin entegrasyonunda görev alan proje mühendisleri için zorlayıcı olabilmektedir.
► Ortam şartlarından etkilenme; özellikle havada bulunan nem, toz ile sıcaklık değişimlerinden çok fazla etkilenmektedir. Örnek vermek gerekirse, tozlu ortamlar özellikle yüksek akım değerine ihtiyaç duyan ve havalandırmalı sistemler için oldukça zorlayıcı olabilmektedir. Bu tip kirlilik kaynakları akım düşümü başta olmak üzere, sistemin devamlılığını da olumsuz etkileyebilir.
► Bakım gereksiniminin fazla olması da olumsuz özellikleri arasında sayılabilir. Ancak avantajlarında da bahsettiğimiz bakım kolaylığı sayesinde, projeyi hazırlayan mühendisin seçimi ile avantaj haline de gelebilmektedir.

Hava izoleli panolar genel olarak özetlemek gerekirse, ilk yatırım maliyeti düşük, bakımı kolay ve ucuz, sürdürülebilir yapıda olduğu söylenebilir. Ancak geniş yapısı ve ortam şartlarına açık olması nedeniyle uygulama alanına göre seçimi önem arz etmektedir. Ayrıca bölmelendirme yapısı müdahale durumlarında esneklik sağlamaktadır. Her bölmeye ayrı ayrı erişim kolaylığı aynı zamanda yukarıda bahsedilen bakım kolaylığını da beraberinde getirmektedir. (Bkz. Şekil 1)
 

 

Şekil 1: Hava İzoleli Panoda Basitleştirilmiş Gösterimle Bölmeler

 

Bu pano tiplerinde, hava yerine özel gaz bileşeni ile dolu hücre yapıları bulunmaktadır. Genel işlev olarak hava izoleli panolarla, benzer olup kullanım alanlarına göre farklılaşmaktadırlar. Gaz izoleli panolarda, iletken malzemeler ve yalıtım gazı kapalı bir tank içerisinde bulunur. Bu da elektriksel olarak daha güvenilir bir yapı ortaya çıkarmaktadır. Gaz izoleli sistemin kesit görüntüsünde de görülebileceği üzere; tüm sistem kapalı bir gaz tankının içerisinde olup iç atmosfer özel gaz ile doldurulmuştur. (Bkz. Şekil 2)
 

 

Şekil 2: Gaz İzoleli Sistemin Kesit Görüntüsü [4]
 

Gaz izoleli şalt panolarının olumlu özellikleri olarak şunları sayabiliriz;

► Kompakt ve küçük yapı
► Düşük Bakım Gereksinimi
►Ark oluşturma riskinin hava izoleliye göre az olmasıdır.

Bunun yanısıra olumsuz özelliklerine değinmemiz gerekirse;


► Yüksek maliyet
► Özellikle çevre uyumluluğu olmayan gaz kullanılan panolarda kaçak riski ve çevresel etkileri,
► Bakım ve onarım ihtiyacının oluşması durumunda, zor ve uzun bakım işlemlerinin olması ayrıca özel ekipmanlara ihtiyaç duyması sayılabilir.

Gaz izoleli panolar kısaca, ilk yatırım maliyetinin yüksek olmasına rağmen az bakım gerektirmesi ve küçük yapıları ile özellikle günümüzde pek çok firmanın tercih ettiği başta konteyner uygulamaları olmak üzere tercih edilmektedir. Hava izoleli 3150A bir fider panosu üretici ve ürün tipine göre değişmekle birlikte ortalama 1000mm genişliğe sahipken bu gaz izoleli panolarda 600mm’ye kadar düşebilmektedir.[5] Sistemin hata olasılığı da hava izoleli tipe göre daha düşüktür. Ancak olası bir hata durumunda da bakım ve onarım işlemleri özel aletler gerektirdiği için yüksek maliyet kalemi olarak karşımıza çıkabilmektedir. (Bkz. Tablo1)
 

Tablo 1: Hava ve Gaz İzoleli Şalt Panolarının Farkları

Değerlendirme

Hava ve Gaz izoleli panolar farklı kullanım alanlarına göre çeşitli avantajlar ile gelmektedirler. Ürünün kullanılacağı nihai ortam ve beklenen özelliklere göre seçim kriterleri değişeceği için en optimum çözüm projenin tüm hatlarıyla ele alınmasının ardından verilmelidir. Bina tasarım süreçlerinden çevresel koşullara, teknik gereksinimlerden personelin ürün bilgisine kadar farklı proje girdileri değerlendirilerek ihtiyaç duyulan yapının seçimi önem arz etmektedir. Uygun seçim ile daha uzun ömürlü, sorunsuz ve nispeten düşük maliyetli projeler üretmek mümkündür.

Emre Kırımtay
Siemens Sanayi ve Ticaret A.Ş.
Akıllı Altyapılar Bölümü, Elektrik ve Otomasyon Birimi
Orta Gerilim Mekanik Tasarım Bölüm Yöneticisi


Kaynakça

[1] IEC 62271-200:2021, "High-voltage switchgear and controlgear – Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV"
[2] M. S. Naidu & V. Kamaraju (2013). High Voltage Engineering. McGraw-Hill
[3] Kuffel, E., Zaengl, W. S., & Kuffel, J. (2000). High Voltage Engineering: Fundamentals. Elsevier.
[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Gasisolierte_Schaltanlage#/media/Datei:SF6_Schaltanlage_Schnittmodel_Kabeleinlass.jpg
[5] https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:4ce4e83b-b7f9-4e23-be88-cfb220e7a0d6/Catalog-8DAB24-blueGIS-8DA10-8DB10-HA-35-11-EN.pdf