Bilindiğimiz gibi hali hazırda uygulanan ve dünyayı daha yaşanabilir bir dünya haline dönüştürebilmek için 160 ülkeyi kapsayan ve sera gazı dediğimiz gaz salınımlarını %55 oranında azaltmayı amaçlayan bir protokol var; Kyoto Protokolü.  Kyoto protokolüne göre SF6 gazı da sera gazlarının arasında gözüküyor. Durum böyle olunca ‘’SF6 gazlı kesiciler tarih mi oluyor ?’’ sorusu aklımıza geliyor.
 

 

Kesicilerin üretim ve kullanım amacı, orta ve yüksek gerilim şebekelerinde devreyi boşta, yükte ve özellikle kısa devre anında açıp kapayabilmemize olanak sağlayarak, insanları tehlikeden korumak ve de alçak ve yüksek gerilim cihazlarında meydana gelebilecek hasarı minimize hale getirmektir. Kesicilerin bu konudaki en önemli özellikleri hem ark söndürme özelliğine hem de hızlı hareket etme kabiliyetine sahiptir. Literatürde kesicileri tanımlamak için disjonktör ve entrüptör de kullanılmaktadır.

Kesicinin devredeki görevine gelecek olursak; kapalı durumda devreden güç akışını sağlamak, açık durumda ise güç akışını engellemektir. İlk görevini yaparken kontakların birbiriyle temas etmesini sağlarken, ikinci görevinde ise kontak elemanlarını ayırarak güç akışını kontrol eder.

Kesicilerin yukarıda saydığımız görevler arasındaki en önemli görevi kısa devre anında devreyi açmaktır. Son yıllarda gerekli olan enerji gereksiniminin her geçen gün artmasıyla şebekeler büyümekte bu da kısa devre akımlarını büyütmektedir. Hal böyle olunca kesiciler  çok büyük önem arz etmektedir. Son 25-30 yıllık periyottaki değerler göz önüne alındığında kısa devre açma güçleri 1000 MVA’ dan 50000 MVA seviyelerine kadar çıktığı gözlemlenmiştir. Ayrıca bu süreçte de kesicinin tepki süresi önemli ölçüde kısalmıştır. Kesicilerin en büyük özelliklerinden biri de, devre yük altındayken oluşabilecek arkları söndürebilme yeteneğidir.

Kesicileri olmazsa olmaz yapan bir başka özellik ise arıza durumunda devreyi açmasıdır. Bu sayede kesiciler kendinden önceki cihazları ayırarak, arızaların o cihazlar üzerinde yaptığı zorlamayı yok eder. Yani kısaca kesiciler bir nevi sigorta özelliği gösterirler ancak tam performans için doğru seçim yapılmalı ve bakımları düzenli olarak yapılmalıdır.

Kesicileri birbirinden ayıran özelliklere gelecek olursak, kesicide açman anında meydana gelen arkın ne kadar zamanda söndürüldüğü, ne kadar sürede açma ve kapama yapabildiği ve kontakların kısa devre akımlarını taşıyabilmesi süresine göre farklılık gösterir.
 

 
Tarihsel bir araştırma yaptığımızda ilk kesicinin 1865 yılında kullanıldığını görüyoruz. Ancak o yıllarda kullanılan sistem ise bugünde biraz farklı 1865 yılında kullanılan kesicilerin hepsi havalı kesici. Ancak havalı kesicilerin randıman vermemesi üzere 1890’ lı yıllarda hava yerine yağ kullanılmaya başlanmış ve 1930’ lu yıllara kadar bu tip kesiciler kullanılmış. 1930’ lu yıllara geldiğimizde ise yağlı kesicilerden çok daha kullanışlı olan yüksek basınçlı kesiciler kullanılmaya başlamıştır.  

Takvim yaprakları 1960’ ı gösterdiğinde ise günümüzde en çok tercih edilen ve yazımın konusunu da oluşturan SF6 gazlı kesiciler kullanılmaya başlamıştır. Bu tip kesiciler o kadar tutmuştur ki, günümüzde hala kullanılmaktadır. 1970 yılında ise günümüzde maliyeti nedeniyle zorunlu kalmadıkça tercih edilemeyen vakumlu kesicilerin üretilmeye başlamıştır.

 
18. yüzyılın başlarında, Moissanve Lebeu deneylerinin birinde Flor gazı içinde kükürtü yakması sonucunda SF6 dediğimiz gazı yani Sülfür Hegzaflorid’i elde etmiştir. Sonraki yıllarda Alman bilim adamları elektrik arkını söndürmek için SF6 gazını kullanmak için çeşitli çalışmalar yapmıştır. Tüm bu çalışmaların net sonucu 1960 yılında Amerika’ da ilk SF6 gazlı güç şalterinin üretilmesiyle sonuçlanmıştır. 1970’ den itibaren ise SF6 gazlı kesiciler artık yüksek gerilim kesicilerinde yağ ve basınçlı havanın yerini almayı başarmıştır.
Aşağıda yıllardır kullanım konusunda değişilmez gözüken SF6 gazlı kesicilerin avantaj ve dezavantajlarına değinmeye çalıştım.
 

 
►Kayıp faktörü yağa göre daha küçüktür.
►Isı iletim katsayısının yüksek olması, alçak iyonizasyon nedeni ile ısıyı çok çabuk dağıtır ve arkın çabuk soğumasını sağlar.
►SF6 gazı, metallerle tepkimeye girmez.
►SF6 gazı, renksiz, kokusuz ve zehirsizdir.
►Boyutu küçüktür.
►Akım koparmada sorun teşkil etmez.
►10000 açma-kapamaya izin verir.
►Anma akımında kesme sayısı genelde 10.000 civarındadır.
►Tekrar kapama yaptırılması mümkündür. Bu kesicilerde kaza riski çok düşüktür. Diğer bir avantajları ise işletmelerinin basit olmasıdır.
 
 

 
►Gaz kaçağı ihtimali vardır. İyi izlenmesi gerekir.
 
►Çevreye atık gaz yayılabilir. Kesicinin içinde yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen reaksiyonlar neticesinde zehirli gazlar ortaya çıkar. (Ozonda seyrelme ve küresel ısınmaya sebep olan sera etkisi). Bu gazların hiçbir şekilde dışarıya çıkmamaları gerekmektedir. Bu gazların atmosfere salınmaları da doğamız için tehlike içerir. SF6 gazının az da olsa ozona zarar verdiği anlaşılınca Kyoto zirvesinde SF6 gazının kullanımına kısıtlamalar getirildi.
 
►SF6 gazının sebep olduğu diğer bir problemse bu gazın düşük basınç ve sıcaklık seviyelerinde kolay sıvılaşmasıdır.
 
►Bu kesicilerin fiyatları yüksektir. Bu önemli bir dezavantaj teşkil eder.

 
Yukarıdaki bölümlerde SF6 gazının ne kadar kullanışlı olduğunu ve onu değişilmesi zor kılan özelliklerinden bahsettim. Şimdi ise Kyoto Protokolü’ nün SF6 gazını nasıl etkileyeceğine dair bilgiler vermeye çalışacağım.

Kyoto protokolü konusunda fazla detaya girmemize gerek yok. Sadece SF6 gazını ilgilendirecek kısmına gireceğiz. Öncelikle Kyoto Protokolüne göre sera gazları diye tanımlanan gazlar; sera etkisini destekleyen, atmosferde bulunan ve en çok ısı tutma özelliğine sahip olan bileşiklerdir.

Bu gazların atmosferde fazla oranda bulunması ise sera etkisi dediğimiz kavramı ortaya çıkarır. Dünya, üzerine düşen güneş ışınlarından çok, dünyadan yansıyan güneş ışınlarıyla ısınır. Bu yansıyan ışınlar başta karbondioksit, metan ve su buharı olmak üzere atmosferde bulunan gazlar tarafından tutulur, böylece dünya ısınır. Işınların bu gazlar tarafından tutulmasına sera etkisi denir. Atmosferde bu gazların miktarının artması yerküre' de ısınmayı artırır.

 
►Karbondioksit (CO2)
►Metan (CH4)
►Diazot Monoksit (N2O)
►Hidroflorokarbonlar (HFC)
►Perflorokarbonlar (PFC)
►Kükürt Heksaflorid (SF6)
 
Görüldüğü gibi SF6 gazı bu gazlar içindedir. Yani ozona zarar verdiği anlaşılmış ve kullanımı kısıtlanmış bir gazdır. Aynı zamanda kesicinin olası patlama ve sızmalarda çevreye biyolojik olarak çok büyük zararlar verdiği de su götürmez bir gerçektir. Bu kısıtlama kesici üreticilerini derinden etkilemiştir. Üretici firmalar bu kısıtlamadan daha az etkilenmek için;  bileşendeki kaçakları azaltma, gaz emisyonu seviyesini en alt seviyeye indirme çalışmalarını yoğun olarak yapmaktadırlar.


"SF6 gazının doğanın katili olarak ilan edilmesinin SF6 gazlı kesicileri ne ölçüde etkileyeceğini kestirmek aslına bakarsanız pek zor değil. Ancak şuan ki durumda baktığımızda SF6 gazlı kesicilerin bir alternatifi gözükmemektedir. Çoğu kesici firması yetkilisine göre SF6 gazlı kesicileri son demlerini yaşamakta. Gelecekte piyasaya egemen ürünün vakumlu kesiciler olacağı öngörülüyor şuan için. Hatta Avrupa ülkeleri artık tercihlerini vakumlu kesicilerden yöne kullanmaya başlamış bile.
 

Tablo 1: SF6 Gazlı Kesiciler Ve Vakumlu Kesicilerin Karşılaştırması

 

Peki vakumlu kesici, SF6’ nın yerini tutabilecek özelliklere sahip mi diye sorarsanız. Tablo 1’ e bakmanız size tatmin edici bir cevap verir büyük ihtimalle. Vakumlu kesici, SF6 gazlı kesiciye karşı ezici bir üstünlüğe sahip. ‘’Daha temiz bir dünya için’’ hem de kullanış açısından Vakumlu Kesiciler çok avantajlı duruyor. Tek dezavantajı ise fiyatı, ancak her geçen gün gelişen malzeme bilimi ve teknoloji , gelecek yıllarda vakumlu kesicilerin fiyatlarının düşeceği tahmin ediliyor ve ilerleyen yıllar SF6 gazlı kesicilerin sonu olacak gibi görünüyor…

 

tr.wikipedia.org
Megep
www.siemens.com.tr
Yüksek Gerilim Güç Kesicilerinde Son Gelişmeler – Doç. Dr. Özcan Kalenderli