E-KAB N B SER S BAKIR BARA DÜZENEKLER UYGULAMA KILAVUZU

Transkript

1 E-KAB N B SER S BAKIR BARA DÜZENEKLER UYGULAMA KILAVUZU

2 SER S BAKIR BARA DÜZENEKLER EAE Elektroteknik A.fi.u katalog içinde yer alan ilgilerde haer vermeksizin de ifliklik yapma hakk n sakl tutar.

3 EB MA 05 / EB MB 05 EB MA 10 / EB MB 10 Sayfa 25 Sayfa 29 EB PP 10 / EB PP 25 EB PT 10 Sayfa 33 Sayfa 31 EAE Elektroteknik A.fi. do rudan kendi ürünleri ile ilgili olanlar d fl nda u dökümanda verilmekte olan ilgilerin kullan lmas ile ilgili olarak hiçir sorumluluk tafl mamaktad r. Okuyucu söz konusu ilgileri de erlendirmekte ve kullanmakta tamamen kendi iradesi ile karar verecektir. EAE Elektroteknik A.fi. verilmekte olan u ilgilerin yorumlanmas ile ilgili olarak her türlü de erlendirmeye aç kt r. Bu amaçla kiflisel de erlendirmeler için telefon numaras ile do rudan veya telefon numaras ile faks ya da info@ekain.com e-posta adresi üzerinden iliflki kurulailinir. E.A.E. Elektroteknik A.fi. u katalog içinde yer alan ilgilerde haer vermeksizin de ifliklik yapma hakk n sakl tutar. 2

4 çindekiler S.3 Bak r aralar n ak m tafl ma kapasitelerinin hesaplanmas S.4 Ak ma uygun ara kesitinin elirlenmesi S.4 Bak r aralar n oyutland r lmas s ras nda dikkat edilecek hususlar S.8 Besleme noktas n n fiziki konumunun ana aran n anma ak m na etkisi S.8 Bara a lant lar S.8 Ana aran n genleflmesi S.9 Bak r ara düzeneklerinin k sa devre mekanik dayan m hesa S.10 Paralel iletkenlerden akan ak mlar n meydana getirdi i kuvvetler S.10 fialt dolaplar nda k sa devre s ras nda oluflan kuvvetler S.10 Bak r aralar n k sa devre mekanik dayan m S.15 Mesnet noktalar üzerine gelen kuvvet S.16 zolatörlerin k sa devre mekanik dayan m S.16 Hesap örne i S.17 Bak r ara düzeneklerinin k sa devre termik dayan m hesa S.19 Tip testli veya k smi tip testli flalt dolaplar nda tip testli izolatörlerin kullan lmas S.20 E-Kain B Serisi tip testli izolatörler S.21 EB PA 10 S.22 EB MA 05 / EB MB 05 S.24 EB MA 10 / EB MB 10 S.28 EB PP 10 / EB PP 25 S.32 EB EP 10 S.38 EP PT 10 S.40 Uygulama detaylar S.44 Aksesuarlar S.46 E-BarSoft S.50 Tip test elgesi S.51 3

5 Bak r aralar n ak m tafl ma kapasitelerinin hesaplanmas Ak ma uygun ara kesitinin elirlenmesi I ara =I çizelge x k 1 x k 2 x k 3 x k 4 x k 5 Dikdörtgen kesitli ak r aralar n ak m tafl ma kapasiteleri DIN (1975) e göre afla da aç kland flekilde hesaplan r. Ülkemizde yayg n olarak kullan lan çizelgeler, DIN standard n n 1964 y l nda yay nlanm fl olan halini esas almaktad r. I ara : Söz konusu aran n ak m de eri [A] I çizelge : Çizelge 1 de elirtilen ak m de eri [A] k 1,k 2,k 3,k 4,k 5 : Çarpanlar [1] Çizelge 1- DIN e göre E-Cu F30 malzemeden ak r aralar n 65 C ye kadar s nmalar halinde tafl yailecekleri azami ak m Genifllik x Kal nl k Kesit A rl k Boyal Alternatif ak m 60Hz e kadar Ç plak Bara Say s Bara Say s [mm] [mm 2 ] [kg/m] 12x2 23,5 0, x2 29,5 0, x3 44,5 0, x2 39,5 0, x3 59,9 0, x5 99,1 0, x , x3 74,5 0, x , x3 89,5 0, x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , x , Notlar: 1) Yukar daki ak m de erleri ortam s cakl 35 C için deney yoluyla ulunmufl de erlerdir. 2) Bara say s 2,3 ve 4 için aralar aras mesafe ara kal nl kadard r; 4 için 2 li gruplar aras mesafe 50mm dir. 4

6 k 1 - Çarpan / Malzemenin etkisi k 1 -Çarpan [1] Yorumlar k 1 Söz konusu aran n iletkenli i ilinmiyor ise k 1 =1 kullan l r. [m / mm 2 ] C de iletkenlik a:e-cu F20 ; :E-Cu F25 ; c:e-cu F30 ; d:e-cu F37 c d a k 2 - Çarpan / S cakl n etkisi Yorumlar k 2 Çarpan [1] Ortam s cakl [ C] k 2 Baralar n ulaflacaklar s cakl k seviyesini elirlerken, aralar ile temas halinde olan ekipmanlar n (örne in izolatörlerin veya ak m trafolar n n) s l dayan mlar göz önünde ulundurulmal d r. Elektrik flalt dolaplar nda ara s cakl n n 100 C'nin alt nda olmas tercih edilmelidir. t izolatör = 100 C t ara = 100 C Bara s cakl [ C] Yorumlar k 2 Baralar n a land klar flalt cihazlar n n ara s cakl n n etkisiyle s nacaklar var say lmal d r. Bak r n s l iletkenli i yüksektir. fialt cihazlar n n anma ak mlar ulunduklar s cakl a göre de ifliklik gösterir. t ara t ara t cihaz t cihaz Bir kompakt flaltere ait anma ak m de erinin ortam s cakl na a l de iflimini gösteren yüzde de erler. 40 C % C % C % C % C %

7 k 3 - Çarpan / Zemine göre dizilifl fleklinin etkisi Baralar n zemine göre paralel, yani yatay olarak dizilmeleri veya 2m den daha uzun olmalar halinde k 3 -çarpan Çizelge 2 den elirlenmektedir; aksi taktirde k 3 =1 olmaktad r. Yorumlar k 3 Elektrik flalt dolaplar nda aralar mecur kal nmad kça zemine dik olacak flekilde dizilmelidir. Çizelge 2- k 3 - Çarpan Bara Say s Bara Geniflli i k 3 - Çarpan [mm] oyal ç plak ,85 0, ,85 0, ,8 0, ,75 0, ,7 0,65 k 4 - Çarpan / Bara düzene inin geometrisinin etkisi Özellikle fazlar aras mesafenin küçük oldu u durumlarda önem kazanmaktad r. k 4 -çarpan ara üzerinde 2m içinde ir ç k fl olmamas durumunda kullan l r. Yorumlar k 4 Elektrik flalt dolaplar için genelde k 4 =1 kullan l r. a a s n=3 h 1 k 4 - Çarpan h s n=2 a h=100 h=50 n=2 ve n=3 n=4 k 4 - Çarpan h=200 h=30 h=200 h=40 h=200 h=40 n=2 n=3 n= h a 2 s=5mm için k 4 çarpan h a 2 s=10mm için k 4 çarpan

8 k 5 - Çarpan / Rak m n Etkisi Çizelge 3- k 5 - Çarpan Rak m k 5 - Çarpan [mm] dahili harici , ,99 0, ,96 0, ,9 0,83 Örnek hesaplama; Yorum; Ortam s cakl 35 C olarak kaul edilir. 80 lave ir so utma düzene i olmayan, ortalama ir flalt dola nda s cakl k zeminden itiaren yukar ya do ru15-20k merteesinde artarak da l r. D fl ortam s cakl 20 C kaul edilip ve arlar n da flalt dola n n üst k sm nda oldu u de erlendirilerek aralar için ortam s cakl 35 C olarak kaul edileilir. 20 C 15K 35 C fialt dola n n ortam s cakl fialt dola ndaki s cakl k art fl Baralar n ortam s cakl I çizelge de erinin tespiti; I çizelge 2x80x10mm oyal A %114 ç plak A % A k 1 -çarpan n n tespiti; fialt olaplar nda kullanlan aralar genel olarak E-Cu F25 veya E-Cu F30 malzemeden imal edilir. Söz konusu aran n iletkenli i hakk nda net ir ilgi ulunam yor ise k 1 =1 al nailir. k 1 =1,00 k 2 -çarpan n n tespiti; zin verilen ak r s cakl t ak r n elirlenmesi t ak r 55 C 65 C 75 C 85 C k 2 0,8 1,0 1,17 1,32 oyal A A A A ç plak A A A A k 2 =1,00 k 3 -çarpan n n tespiti; Baralar yatay dizilmifl olsalard, k 3oyal = 0,85 k 3ç plak = 0,80 k 3 =1,00 k 4 -çarpan n n tespiti; Örnek flalt dola nda herhangi ir ç k fl olmadan 2m den uzun ara ulunmamaktad r. k 4 =1,00 k 5 -çarpan n n tespiti; Örnek flalt tesisinde rak m 1000m nin alt ndad r. k 5 =1,00 7

9 Bak r aralar n oyutland r lmas s ras nda dikkat edilecek ilave hususlar Besleme noktas n n fiziki konumunun ana aran n anma ak m na etkisi Birden fazla flalt dola ndan meydana gelen gruplarda esleme yerlerinin uygun elirlenmesi, örne in ortadan esleme yap lmas suretiyle ana aran n anma ak m n yar s na kadar düflürmek mümkündür. IN IN ANA BARA AKIMI 1 IN IN 2 IN ANA BARA AKIMI IN IN 2 IN IN 3 IN IN 3 IN IN 1 3 IN ANA BARA AKIMI 1 2 IN 2 3 IN Bara a lant lar DIN e göre ara a lant lar nda kullan lan delik flalonlar afla da gösterilmektedir. Bara geniflli i 12-50mm aras 25-60mm aras 60mm mm aras mm aras 80 e 2 e e 3 e 3 e 3 /2 e 3 /2 e 2 e 1 80 e 3 e 2 e d e 2 e 1 /2 e 1 d / /2 Çeflitli Ek Örnekleri e 1 e 2 e 1 Boy Ek e 2 e 1 e 2 e 1 e 1 e 1 e 1 e 2 d e1 e2 e3 12 5, ,6 7, , Köfle Ek e 1 e1 e 1 e 2 e 1 e 1 e 2 e T-Ek C vata M6 M8 M10 M12 S kma Momenti 7,2Nm 17Nm 28Nm 45Nm e 1 e 2 e 1 e 1 e 2 e 1 > = e 1 e 1 e 1 e 1 e 1 e 2 e 1 e 2 e 1 e 2 e 1 > = e1 e 2 e 1 8 Mutlaka uygun ölçüde pul ile irlikte kullan lmal d r.

10 Ana aran n genleflmesi Baralar n oylar s cakl k art fl yla irlikte genleflerek uzamaktad r. Bu durum, aralar n mesnetlenmesi s ras nda göz önünde ulundurulmal d r. l o Δl Δl = l o x α x Δt Δl ; genleflme, uzama [m] l o ; afllang ç uzunlu u [m] Δt ; s cakl k fark [m] α ; s l genleflme katsay s [1/K] α Cu =0, [1/K] Örnek genleflme hesa Gündüz iflletmede olan, ancak gece çal flmayan ir tesisin ( t gün = 65 C; t gece = 15 C ) ana aras olarak kullan lan 80x10mm kesitli 3m uzunlu undaki ak r aralar n genleflme miktar hesaplanacakt r. Δl = 3000[mm]x0,000017[1/K]x(65-15)[K]=2,55[mm] Ayn aran n her iki ucu s k ir flekilde mesnetlendi inde u mesnet noktalar nda genleflme dolay s yla oluflan kuvvet afla da gösterildi i flekilde hesaplan r. F F = E x α x Δt x A F ; kuvvet [m] A ; kesit [mm 2 ] Δt ; s cakl k fark [K] α ; s l genleflme katsay s [1/K] α Cu = 0, [1/K] E ; elastizite modülü [N/mm 2 ] E Cu = [N/mm 2 ] F = [N/mm 2 ]x0,000017[1/k]x(65-15)[k]x800[mm 2 ]=74.800[N] 7.480[kg] Çok say da elektrik flalt dola ndan meydana gelen gruplar, imal yerinden monte edilecekleri tesise nakledilirken küçük ölümlere ayr l rlar. Bu ölümler 2-2,5m yi geçmemelidir. Bu durumda gruplar n irlefltirilmesi s ras nda yap lan eklerde aran n genleflece i düflünülerek kontak as nc n n düflmesine karfl önlem almak gerekir. 1. GRUP 2. GRUP Ø2 IT 12 h d 1 d 2 s Taak pullar için kz. S.47 9

11 Bak r ara düzeneklerinin k sa devre mekanik dayan m hesa Dikdörtgen kesitli ak r aralar n k sa devre mekanik dayan mlar EN (1993) e göre afla da aç kland flekilde hesaplan r. Paralel iletkenlerden akan ak mlar n meydana getirdi i kuvvetler i F F a F i i F a F c x i 2 l x a F ; kuvvet [N] c ; sait [N/A 2 ] i ; ak m [A] l ; iletken uzunlu u [m] a ; iletkenler aras mesafe [m] fialt dolaplar nda k sa devre s ras nda oluflan kuvvetler F m ; ana aralar (faz aralar ) aras kuvvetler L1 L2 L3 F m F m F m ; ana aralar (faz aralar ) aras kuvvetler komflu fazlardan geçen ak m n yönlerine göre hem çekme hem de itme yönünde olailir. Ana Bara F s ; tali aralar (faz-içi aralar ) aras kuvvetler F s L3 F s F s ; tali aralar (faz-içi aralar) aras kuvvetler komflu tali aradan geçen ak m n her zaman ayn yönde olmas seeiyle hep çekme yönündedir. Tali Bara Ana aralar n (faz aralar n n) ir tek aradan oluflmas halinde tali aralara iliflkin hesaplar n yap lmas na gerek kalmamaktad r; u durumda ana ara ayn zamanda tali arad r. R.B Önemli! Meydana gelen kuvvetlere 1) aralar n kendilerinin, 2) mesnet izolatörlerinin, dayanmas gerekmektedir. Yandaki fotograf E-Kain B Serisinin tip testlerinin uyguland ara düzeneklerine aittir ve aralar n kendilerinin de mekanik zorlanmalara maruz kald n göstermektedir.görüldü ü gii tali aralar irirlerine do ru e ilmifllerdir.

12 Ana aralar aras nda oluflan kuvvetin hesa F m = 3 x μ o x i 2 x l m 2 2π p3 a m F m ; ana aralar aras nda meydana gelen kuvvet μ o ; manyetik alan saiti [H/m] μ o = 4 π 10-7 H Nm [] m 1H=1 A 2 [ ] [N] i p3 ; üç fazl simetrik k sa devre ak m tepe de eri [A] l m ; ana aralar n iki mesnet noktas aras ndaki uzunlu u [m] a m ; ana aralar aras efektif uzakl k [m] Yorum; ip3 ün yaklafl k olarak hesa Yorum; i k3 k sa devre efektif de erinin yaklafl k olarak hesa i p3 K sa devre ak m n n tepe de eri ip3, efektif de eri i k3 ile orant l d r. i p3 n x i k3 EN e göre ortalama ir tesis için n-çarpan i k3 5kA 1,5 n i p3 i k3 de eri tesisi esleyen trafonun özellikleri ile s n rl d r. i k3 de eri, sadece tesisi esleyen trafonun gücü kullan larak yaklafl k olarak hesaplanailir. En kötü flartlarda, yani tam trafo ç k fl nda ir k sa devre oldu u varsay larak yap lan hesaplama afla da gösterilmektedir. 5kA < i k3 10kA 1,7 S nt = 3 x I nt x U n 10kA < i k3 20kA 2 20kA < i k3 50kA 2,1 S I nt = nt 3 x Un 50kA < i k3 2,2 U n = 380[ V ] I nt 1,5 x S nt [kva] S nt ; trafo anma gücü [VA] U n ; tesisin anma gerilimi [V] a m -de erinin hesaplanmas Ana aralar aras efektif uzakl n elirlenmesi amac yla Resim-1 de a 1s =a, = m ve d=d m kullan larak k 12 ulunur. (Formül için kz. S.14) I nt ; trafo anma ak m [A] U kt ; trafo k sa devre ger. [V] U kt x i k3 = U n x I nt i k3 = U n U kt x I nt Resim - 1 i k3 = 1 x I %u nt k /d 0.1 = kuvvet yönü x x a x x d=d m y kuvvet yönü m y a o y y o y y y o o y d d m = m i k3 = Pratik ir flekilde; 1 x 1,5 x S nt [kva] %u k u k = 4 için i k3 36 x S nt [kva] u k = 6 için i k3 25 x S nt [kva] k 1s Genel olarak 400kVA dan güçlü trafolar için u k = 6 d r. Örnek; 1000kVA gücünde ir trafo ile eslenen tesiste azami k sa devre ak m efektif ve tepe de erleri; a 1s d i k3 = 25 [ka] i p3 = 52,5 [ka] 11

13 Yorum; Kalolar n k sa devre ak m n azalt c etkisi i k3 [ka] NYY3x35/16 NYY3x70/35 NYY3x120/70 NYY3x185/ kalo uzunlu u l[m] i k3 [ka] NYY3x25/16 NYY3x150/70 NYY3x50/25 NYY3x240/120 NYY3x95/ kalo uzunlu u l[m] 12

14 Yorum; Kalolar n k sa devre ak m n azalt c etkisi i k3 [ka] NYY3x35/16 NYY3x70/35 NYY3x120/70 NYY3x185/ kalo uzunlu u l[m] i k3 [ka] NYY3x25/16 NYY3x150/70 NYY3x50/25 NYY3x240/120 NYY3x95/ kalo uzunlu u l[m] 13

15 Tali aralar aras nda oluflan kuvvetin hesa μ 0 i p3 F s = x x 2π n 2 l s a s F s ; tali aralar aras nda meydana gelen kuvvet μ o ; manyetik alan saiti μ o =4 π 10-7 H Nm [] m 1H=1 A 2 i p3 ; üç fazl simetrik k sa devre ak m tepe de eri [N] [H/m] n ; ana aray oluflturan tali ara adedi [1] l s [ ] ; ana aralar aras nda kullan lan iki komflu ara destek eleman aras ndaki en üyük mesafe a s ; ana aralar aras efektif uzakl k [A] [m] [m] l s - de erinin hesaplanmas Resim-2 I I s k=1 I s 0.5 I I s k=2 0.33I < I s < 0.5 I I s k=3 I s =0.25 I a s - de erinin hesaplanmas Çizelge-4 tali aralar n dizilifli d d d d I s k=4 ara kal nl d[mm] ara geniflli i [mm] I s =0.2 I tali aralar n dizilifli d d d d 5cm Ç k fl almak vs. amac yla kullan lan ak r a lant lar da ara destek eleman olarak de erlendirilirler. ara kal nl d[mm] ara geniflli i [mm] , a s ve a m de erlerinin hesa afla daki formül yard m yla da ayr ca hesaplanailir. E-BarSoft da u formül kullan lmaktad r. - (a / d) + 1 / d 3 x In 2 2 [(a / d) + 1] + ( / d) [(a / d) + 1] x a / d / d 3 x In 2 2 (a / d) + ( / d) a / d) 2 - (a / d) - 1 / d 3 [(a / d) - 1] 2 + ( / d) 2 x In [(a / d) - 1] 2 k 1s = + 6 x 3 (a / d) + 1 / d 2 2 / d x arctan (a / d) x a / d / d a / d [(a / d) + 1] + ( / d) 1 [(a / d) + 1] + ( / d) + 3 x x In 2 / d (a / d) + ( / d) 2 + In a / d 2 2 / d [(a / d) - 1] + ( / d) / d In (a / d) + ( / d) 2 2 [(a / d) - 1] + ( / d) 2 x arctan / d 2 (a / d) x arctan a / d / d / d (a / d) - 1 x a / d - / d x x arctan (a / d) + 1 / d - 2 x arctan a / d / d x arctan (a / d) - 1 / d 14

16 Bak r aralar n k sa devre mekanik dayan m K sa devre s ras nda oluflan kuvvetler aralar ükmeye zorlarlar. Bu durumda oluflan mekanik gerilmeler ve aralar n dayan mlar na iliflkin hesaplama afla da gösterilmektedir. σ m ana aralar üzerinde oluflan ükme gerilmesi; F σ m = V σ x V r x β x m x l m 8 x Z m σ s tali aralar üzerinde oluflan ükme gerilmesi; F σ s = V σs x V rs x s x l s 16 x Z s Yorumlar V σ,v r,v σs,v rs, [] N m 2 N [] m 2 Dinamik zorlanmalara iliflkin çarpanlar, söz konusu tesiste tekrar kapama uygulamas yap lm yor ise 1 e eflittir. Alçak gerilim tesislerinde k sa devre durumlar nda tekrar kapama yap lmaz. Bu seeple alçak gerilim uygulamalar nda u çarpanlar göz ard edileilirler. V σ,v r,v σs,v rs ;, dinamik zorlanmalara iliflkin çarpanlar [1] β ; mesnetleme flekli ile ilgili çarpan [1] Z m ; ana iletkenlerin kesit atelet momenti [m 3 ] Z s ; tali iletkenlerin kesit atelet momenti [m 3 ] l m ; ana aralar n iki mesnet noktas aras ndaki uzakl k l s ; tali aralar aras nda kullan lan iki komflu ara destek eleman aras ndaki en üyük mesafe F m ; ana aralar aras nda meydana gelen kuvvet F s ; tali aralar aras nda meydana gelen kuvvet Resim 3- β-çarpan mesnetleme flekli [m] [m] [N] [N] β-çarpan Z m ve Z s de erinin hesaplanmas 1,0 Z s - de eri kuvvet yönüne (ara düzene inin kesit ekseni) a l olarak Resim-4 de gösterildi i flekilde hesaplan r. Resim-4 A F m Z s = 2 xd 6 B F m xd Z s = 2 6 ir tek flalt dola A A B B 0,73 0,5 Z m - de eri kuvvet yönünün Resim-4 de gösterilen A durumunda olmas halinde Z s - de erinin tali ara say s ile çarp lmas suretiyle hesaplan r. Kuvvet yönünün Resim-4 de gösterilen B durumunda olmas halinde ve e er tali aralar aras nda ir tek veya hiçir destek eleman ulunmuyor ise de ayn hesap flekli uygulan r. Bu durumda e er iki veya daha fazla destek eleman ulunuyor ise Resim-5 deki de erler kullan l r. Resim-5 mesnetleme aral klar ayn olan irden fazla flalt dola A B A B A 0,73 0,73 Z m = 0,867 d 2 Z m = 3,48 d 2 A B B A d d Yorumlar F m Z m = 1,98 d 2 d F m d d F m d Z m = 1,73 d 2 d F m d1 β Alçak gerilim elektrik flalt dolaplar n n ara düzeneklerinde kullan lan izolatörlerde aralar genel olarak iki tipte mesnetlenirler. 1- Baralar izolatörler üzerinde kayacak flekilde konumland r l p iki izolatör aras na s k flt r l r. Bu durumda ikiden fazla mesnetleme yap l yor ise genel olarak β=0,73 kullan lailir. 2- Baralar, üzerlerinde aç lan deliklerden c vatalar ile izolatörlere saitlenir. Bu durumda ikiden fazla mesnetleme yap l yor ise genel olarak β=0,5 kullan lailir. 15

17 Baralar n deforme olmadan k sa devre kuvvetlerine dayanailmeleri için; σ tot = σ s + σ m q x R min. p0,2 Remarks: Yorumlar; lower Bak r n and upper akma limits dayan m n n of stress corresponding alt ve to üst yield s n r point of copper R p0,2 [ N ] p0,2 R min. m 2 [ N ] p0,2 R max m 2 E-Cu F σ tot ; aralar n toplam ükülme gerilmeleri [ N ] q ; plastizite çarpan [1] R min. ;ak r n akma dayan m n n alt s n r [ N ] p0,2 Yorumlar m 2 m 2 E-Cu F q Dikdörtgen kesitli aralar için q=1,5 tir. Mesnet noktalar üzerine gelen kuvvet F d - mesnet noktalar üzerine gelen kuvvet; [N] F d = V F x V r x α x F m Resim 5-α-Çarpan mesnetleme flekli A B α-çarpan A: 0,5 B: 0,5 V F ; mesnet noktas üzerinde oluflan dinamik kuvvetin statik kuvvete oran [1] V r ; aflar s z ir üç kutuplu tekrar kapama s ras nda oluflan dinamik zorlaman n aflar l olan irine oran [1] α ; çarpan [1] F m ; ana aralar aras nda meydana gelen kuvvet [N] ir tek flalt dola A: 0,625 B: 0,375 A B Yorumlar mesnetleme aral klar ayn olan irden fazla flalt dola A B A B A A B B A A: 0,5 B: 0,5 A: 0,375 B: 1,25 A: 0,4 B: 1,1 α Alçak gerilim elektrik flalt dolaplar n n ara düzeneklerinde kullan lan izolatörlerde aralar genel olarak iki tipte mesnetlenirler. 1- Baralar izolatörler üzerinde kayacak flekilde konumland r l p iki izolatör aras na s k flt r l r. Bu durumda ikiden fazla mesnetleme yap l yor ise genel olarak α=1,1 kullan lailir. 2- Baralar, üzerlerinde aç lan deliklerden c vatalar ile izolatörlere saitlenir. Bu durumda üçden fazla mesnetleme yap l yor ise genel olarak α=0,4 kullan lailir. V F x V r çarpan n n hesa σ tot 0,8 x R max p0,2 0,37 σ tot 0,37< 0,8 x R max <1,0 p0,2 σ tot 1,0 0,8 x R max p0,2 0,8 x Rp0,2 V F x V r 2,7 1,0 σ tot zolatörlerin k sa devre dayan m max zolatörlerin k sa devre dayan m deneme yöntemiyle kan tlanmam fl ise mesnet noktalar üzerine gelen kuvvetin izolatör imalatç s taraf ndan verilen dayan m kuvvetinden küçük oldu u hesap yoluyla kan tlanmal d r. F d < F izolatör 16

18 Hesap örne i Mevcut ilgiler; K sa devre mekanik dayan m hesaplanacak olan ara düzene i faz afl na 2 adet 100x10mm kesitli aradan oluflmaktad r. Faz eksenleri aras ndaki mesafe 150mm dir. K sa devre ak m ilinmemektedir, ancak tüm tesisi esleyen trafonun 1000kVA gücünde oldu u ilinmektedir. Bara düzene inin mesnetlenmesi her ir flalt dola n n iki yan düzleminde yap lm flt r. En genifl flalt dola 600mm geniflli indedir. Bu ilgiler fl nda söz konusu ara düzene inin k sa devre mekanik dayan m na iliflkin hesa az varsay mlar yap lmak suretiyle afla daki giidir. Varsay mlar; Efektif k sa devre ak m hemen trafo ç k fl terminallerinde k sa devre oldu u varsay larak flu flekilde hesaplanailir; i k3 [A] 25 x S nt [kva] = 25 x 1000 = [A] = 25[kA] Bara malzemesinin E-Cu F30 oldu u varsay lm flt r. Baralar n izolatörler üzerinde kayacak flekilde konumland r ld ve iki izolatör aras na s k flt r ld varsay lm flt r. Faz iletkenini oluflturan iki ara aras nda mesnetleme noktalar d fl nda ayr ca ir kuvvetlendirme parças kullan lmad veya aflka ir ara ç k fl yap lmak suretiyle destekleme sa lanmad kaul edilmifltir. Hesaplara az oluflturan de erler; ara kesiti 100[mm]x10[mm] faz içerisindeki ara say s n=2 i k3 = 25[kA] μ 0 = 4π.10 7 H m i p3 = n x i k3 = 2.1 x 25[kA] = 52,5[kA] = 52,5 x 10 3 [A] α = 1.1 Bara Malzemesi E-Cu F30 ß = 0.73 R min = 250 p0,2 R max = 360 p0,2 N mm 2 N mm 2 l m = 600mm l s = 600mm a = 150mm 17

19 F m3 = 1801 [N] μ F m3 = x 0 x i 2 l p3 x m 4π10-7 H = x m x(52.5x10 3 [A]) 2 0.6[m] x 2 2π a m 2 2π 0.159[m] a 0.15m a m = = = 0.159m k d = m d m 100mm = mm a 150mm = 5 k mm kz. Resim1 d m 2 F s = 1736 [N] μ F s = 0 i x p3 l x s 4π10-7 H = m 52.5x [A] 0.6[m] x x 2π n a s 2π x10-3 [m] 1 k = 12 = mm = 1 a s 47.62mm a 12 d 100 = = a 12 d 20mm = = 2 10mm k 12 = 0.42 kz. Resim1 σ m = 29.61x10 6 N m 2 = N mm 2 F σ m = V σ = V r x βx m3 x l m 8Z = 1.0x0.73x 1801[N]x0.6[m] 8x3.33x10-6 [m 3 ] d 2 Z=nx 6 = 2x 0.1x [m3] = 3.33x10-6 [m3 6 ] σ s = 39.22x10 6 N m 2 N = mm 2 F σ s = V σs x V rs x s x l s = 1.0x 1736[N]x0.6[m3 ] 16Z 16x1.66x10-6 [m 3 s ] d 2 Z s = 6 = 0.1x [m3] = 1.66x10-6 [m3 6 ] σ toplam qxr min p0.2 N σ toplam = σ s + σ m = = mm 2 qxr min = 1.5x250 = 375 N p0.2 mm 2 1. Sonuç; Baralar k sa devre ak m na ükülmeden dayanailirler sağlanır F d = 5349[N] F d = V F x V r x a x F m = 3.7 x 1.1x1801[N] V F x V r 2.7 α = 1.1 σ toplam 0.8xR max p0.2 σ toplam 0.8xR max p = x360 = Sonuç; zolatörlerin k sa devre ak m na dayanailmeleri için 5349[N] (yaklafl k 535 kg) de erindeki tepe kuvvetine dayanailmeleri gerekmektedir. 18

20 Bak r ara düzeneklerinin k sa devre termik dayan m hesa K sa devre ak mlar ak r aralar yüksek s cakl klara kadar s tailir. K sa devre sonras nda ulafl lan s cakl k seviyesi k sa devre süresine ve aran n k sa devrenin afllad andaki s cakl ile orant l d r. Bak r aralar için izin verilen azami s cakl k 200 C dir. EN (1993) e göre olas ir k sa devre sonras nda ir ara düzene inden ak t lailecek azami ak m miktar k sa devre süresine a l olarak afla da elirtildi i flekilde hesaplanailir. Burada, söz konusu ara düzene inde kullan lan kesit ölçülerinden a ms z olmak amac yla ak m yo unlu u de erlerleriyle hesap yap lmaktad r. S th S thr T kr T k [] S th ; s l eflde er k sa süreli ak m yo unlu u (efektif de er) A m 2 S thr ; 1s için anma k sa süreli ak m yo unlu u (efektif de er) A [] m 2 T k ; k sa devre süresi [s] T kr ; anma k sa süre [s] 200 söz konusu ak m akt ktan sonra ak r n ulaflt s cakl k Q c =300 C 250 C S thr A mm C 120 C 180 C 160 C 140 C 200 C [ C] Q söz konusu ak m akmadan önce ak r n ulundu u s cakl k Örnek hesap; Her ir faz nda, iflletme flartlar nda 70 C ye kadar, k sa devre halinde ise 140 C ye kadar s nmas na izin verilen 2 adet 100mmx10mm ölçülerinde ak r ara ulunan ir ara düzene inden 3s süresince akailecek azami k sa devre ak m n n hesa afla da gösterilmektedir. i k3 A S thr x T kr T k i k3 2x100[mm]x10[mm] 100 A mm x 1[s] [ ] 2 3[s] A 1[s] i k3 2x100[mm]x10[mm]x100 [ mm] 2 x 3[s] i k3 115[kA] A ; [mm 2 ] Yorumlar Alçak gerilim elektrik flalt dola uygulamalar nda genelde ak r için elirlenmifl olan 200 C s n r zorlanamamaktad r. Bir çok uygulamada k sa devre ak mlar 1s den k sa ir süre içinde kesilecek flekilde önlemler al nmaktad r. Bak r aralar n s l dayan m n n yan s ra önemli olan unlar ile temas halinde olan izolasyon malzemelerinin dayan m d r. Söz konusu olan s nma k sa sürelidir. Bu a lamda izolasyon malzemelerinin k sa süreli s l dayan mlar yeterince yüksek olmal d r. 19

21 Tip testli veya k smi tip testli flalt dolaplar nda tip testli izolatörlerin kullan lmas fialt dolaplar n n teknik yeterlili inin kan tlanmas amac yla kullan lan EN (1999) standard flalt dolaplar üzerinde uygulanacak testleri detayl ir flekilde tarif etmektedir. Söz konusu testlerden k sa devre dayan m n n kan tlanmas ile ilgili olan test u standard n afll alt nda anlat lmaktad r alt afll nda da k sa devre dayan m n n kan tlanmas na gerek olmayan devreler tarif edilmektedir. K sa devre dayan m n n kan tlanmas na gerek olmayan devreler aras nda alt afll nda da elirtildi i gii fialt dola n n, enzer flartlar alt nda daha önceden tip test edilmifl tüm k s mlar (aralar, ara izolatörleri, ara a lant lar, girifl ve ç k fl üniteleri, anahtarlama cihazlar v..) ulunmaktad r. Önceden tip testli izolatörlerin kullan lmas halinde k sa devre dayan m n n tip test edilmesine gerek kalmamaktad r. Benzer flekilde k smi tip testli flalt dolaplar için de tip testli izolatörler kullan lailir. Bu durumda söz konusu flalt dola n n k sa devre dayan m n n hesap yoluyla kan tlanmas gerekmektedir. K smi tip testli flalt dolaplar n n k sa devre dayan m n n elirlenmesi amac yla kullan lacak olan yöntem IEC 1117 (1993) teknik raporunda anlat lmaktad r. Bu rapora göre k smi tip testli olmayan flalt dolaplar nda kullan lan ara düzeneklerinin tip testli olan ir ara düzene ine enzetilmesi için söz konusu ara düzene inin k sa devre dayan m EN (1993) e uygun ir flekilde hesaplanmak suretiyle kan tlanmak zorundad r. (kz. S.10) Ayr ca afla daki flartlar yerine getirilmelidir; 1) Benzetme yap lan ara düzene inin k sa devre ak m tip testi yap lm fl olandan yüksek olamaz. Sadece daha küçük de erler için enzetme yap lailir. 2) Benzetme yap lan ara düzene inde k sa devrenin s l etkisi dolay s yla ulafl lan s cakl k de eri tip testi s ras nda ulafl lm fl de erden yüksek olamaz. Daha yüksek ak m yo unluklar nda çal fl lamaz. 3) zolatörlerin geometrisi ve malzemesi tip test s ras nda kullan landan farkl olamaz. 4) Bara a lant lar tip testli olmal d r. Aç l ara düzenekleri e er üküm noktalar nda mesnetleme yap lm fl ise do rusal olarak kaul edileilirler. usar mesnetleme mesafesi flalt cihaz ara a lant s fialt C HAZI mesnet izolatörleri mesnetleme mesafesi 5) K sa devrenin dinamik etkisini hesaplamak amac yla kullan lan çarpanlar tip test yap lmam fl flalt dolaplar için afla da elirtilen de erlere sahip olacakt r; V σ = V σs = 1,0 ve V F de eri IEC 865 e göre yap lan hesaplamalardan ulunmakta, fakat V F < 1,0 ifadesi V F = 1,0 ile de ifltirilecektir. 20

22 E-Kain B Serisi tip testli izolatörler E-Kain B Serisi alçak gerilim izolatörleri EAE taraf ndan tasarlanm flt r. IPH Berlin laoratuarlar nda EN e uygun olarak 80 e yak n k sa devre tip testine tai tutulmufllard r. E-Kain B Serisinde farkl k sa devre ak m de erlerinde farkl amaç ve içimde kullan lmak üzere çeflitli tiplerde izolatörler mevcuttur. E-Kain B Serisi izolatörler alçak gerilim elektrik flalt dola ara uygulamalar için her türlü ihtiyac karfl lamak üzere modüler olarak tasarlanm flt r. Faz aras mesafeler de ifltirileilir. K sa devre tip testli E-Kain B Serisi izolatörlerin k smi tip testli flalt dolaplar nda hesaplama yoluyla enzetme yap lmak suretiyle kullan lailmesi için IEC1117 (1993) de elirtilen flartlara uyulmas gerekmektedir; 1) E-Kain B Serisi izolatörler çok yüksek k sa devre ak mlar nda test edilmifllerdir. Her ir izolatör tipinin test edildi i k sa devre ak m ilgili teknik özellikler sayfas nda elirtilmektedir. En yüksek 150kA e kadar dayan kl izolatörler mevcuttur. 2) E-Kain B Serisi izolatörlerin tip testler s ras ndaki s l dayan mlar na iliflkin iletken ak m yo unluklar ilgili teknik özellikler sayfas nda elirtilmektedir. stenildi inde enzetme yap lan ara düzene inin ak m yo unlu u hesaplanarak izolatörlerin s l dayan m kan tlanailir. Bu hesap yap l rken tip testler s ras nda çok yüksek ak m yo unluklar ile çal fl ld görülecektir. 3) E-Kain B Serisi izolatörlerinin malzeme ve imalat kalitesi EAE güvencesi alt ndad r. 4) Benzetme yap lacak olan ara düzene ine a lanacak olan flalt cihazlar n n tip testli olmalar ve unlar ile yap lan ara a lant lar n n imalatç n n teknik dökümanlar nda elirtti i flekilde yap lmas zorunluluktur. 5) Söz konusu ara düzene inin k sa devre dayan m EN (1993) e uygun ir flekilde hesaplanmak suretiyle kan tlanmak zorundad r. Bu amaçla EAE taraf ndan gelifltirilmifl olan E-BarSoft yaz l m kullan ma sunulmufltur. Bu yaz l m sayesinde ara düzene inin tasar m aflamas nda oldu u gii mevcut tesislerin k sa devre dayan m n n kontrol edilmesi istendi inde de hesaplama yap l p, rapor al nailir. Ayr ca ilgili izolatör teknik özellikler sayfalar nda farkl faz aras mesafeler için azami mesnetleme aral klar n gösteren grafikler ulunmaktad r. Ipk (ka) Ik (ka) EB MA 10 BARA ZOLATÖRÜ a= 125 mm x10 50x10 40x10 30x10 200x10 160x10 120x10 100x10 80x L max (mm) 21