Meydana gelen hatanın sebebine bakılmaksızın bir izolasyon hatası

Transkript

1 ALÇAK GEİLİM İTEMLEİNDE İZOLAYON HATANA KAŞ TOPAKLAMA İTEMLEİ İzolsyon htlrın bğlı tehlikeler Meyn gelen htnın sebebine bkılmksızın bir izolsyon htsı İnsn hytı Mlzemenin korunmsı Elektrik gücünün kullnımının evmı çısınn tehlikeli olmktır. Alçk gerilim sistemlerine en z 5 sniye için mksimum kbul eilebilen tems gerilimi L ;EC 6479 belirlenmiştir.

2 1. Bölge :hissetme.bölge: htsızlıklr görülür 3. Bölge: Kslr titreşim 4. Bölge: Klpte fibrilsyon riski Şekil 1: EC e göre AC kım etkileri Şekil : EC 6364 e göre tems geriliminin mksimum süresi. İnsn Hytının Korunmsı ve Toprklm sistemleri Toprklm sistemleri stemleri hrf kullnılrk ife eilir. Birincisi trnsformtorun nötr bğlntısı şeklini ife eer 1. T Nötr noktsı toprg bğlı. Nötrü izole İkincisi cihzın göve toprklm şeklini ife eer. 1. T Doğrun toprğ bğlı. N Nötr üzerinen bğlı Bu iki hrfin kombinsyonu üç konfigürsyon verilir.

3 TT Trnsformtorun nötrü toprklı ve cihz gövesi toprklı TN Trnsformtorun nötrü toprklı ve cihzın gövesi nötre bğlı T Trnsformtorun nötrü toprksız v cihzın gövesi toprklı EC 6364 egöre e TN sistemler birkç lt sisteme yrılır. TN-C N ve nötr iletkenleri bir ve ynıır. TN- N ve nötr iletkenleri yrıır TN-C- TN-C en sorkı kısmı TN- ir. İletken kesitler 1 mm ye eşit vey üşük oln şebekelere TN- sistem kullnmk mecburiir. Şekil 5 Şebeke e nötr ve cihz göveleri bğlntı şekillleri. Her bir toprklm sistemi tüm tesis boyunc ynı olmlıır. Bir tesiste iki yrı uygulmy müse eilmez.

4 .1 TN istemler Şekil 8 TN sisteme ht gerilimi ve kımı Bir izolsyon htsı meyn geliğine ht kımı ht evresini it kblolrn oluşn evrenin göz empensı ile belirlenir. 1 Htlı yerin kontk geçiş irenci fz iletkeninin lterntif kım H irenci korum iletkeninin lterntif kım irenci Cnlının toplm toprk tems irenci B Enerji kynğının nötr toprklm irenci

5 ŞEKİL 8.1 TN isteme toprk ht evresi iygrmı Şekil 8.1 e görülen evree kontk geçiş irenci, 1 ve irençleri ynın çok küçük, evreeki irencine bğlı H+ +B ireçleri irencine göre çok büyük oluklrınn ht kımı hesbin sonuc ihml eilebilecek kr z etki ettiklerinen ifeleri bsitleştirmek mcıyl şğı verilen toprk ht evresi ess lınrk hesp ypılcktır. 1 3V 4/3 V lçk gerilim sistemlerine fz-nötr gerilimi Şekil 8. Bsitleştirilmiş ht evresi iygrmı + + TN sistemlere ht kımı kıs evre mertebelerine eğere shıptir, bu neenle enerji kynğı iç irençlerine büyük gerilim üşümlerine yol çr.

6 Gerçekte ht kımının kıs evre kımlrı mertebesine ir, bu neenle besleme trfınki empenslrınn olyı % gerilim üşümünün meyn geliği kbul eilir. sistemin fz-nötr nominl gerilimi olmk üzere ht gerilimi Ht kımı için,8 + B noktsınki ht okunm gerilimi., olmsı hline ht gerilimi 3/4 V şebekelere 1 olmsı hline ht gerilimi,8/,8x3/9 V olcktır. Bu ise emniyetli sınır gerilimi kuru ve nemli yerler için L5V ve islk yerler için L5V egerlerine göre yüksek miktrlrır. Korum cihzının gerçekten çlışmsınn emin olmk için kımı korum cihzının çlışm kımı eşik eğerinen büyük olmsı lzımır. Bu şrtın ğıtım evreleri için ht kımlrın ve iletken kesitlerinin hesbı ypılırken thkik eilmesi gerekir. ve Lmx L (korum cihzının koruybileceği mksimum mesfe) nin hesbı şğı mx verilen ifeler yrımıyl ypılbilir.,8.,8.,8.,8. Z. L. L + ρ ρ + ρ. L.(1+ )

7 > olmk üzere olmk üzere Devreyi koruyck korum cihzının çm kım eşik eğeri için bğlntı iletkeninin mksimum uzunluğu L mx,8.. ρ. L.(1+ ) olmlıır Lmx mksimum mesfe fz-nötr gerilimi 3 V 3-fz 3 4 V şebekelere otomtik çm kımı fz iletkeninin kesiti korum iletkeninin kesiti Eğer korunn httın uzunluğu mksimum korum mesfesinen fzl ise o zmn y iletkenin kesiti büyütülür vey h küçük kımlr çlışn kım korum cihzlrı kullnılır. (Volt) Açm süresi Açm süresi Fz-nötr gerilimi (sniye) L5 Volt (sniye) L5 Volt Şekil 9 TN istemlere kesme süresi (EC 6364 Tblo 41 ve 48A) Elektrik tesist projeleri hzırlnırken bğlntı iletkenleri ve korum elemnlrı ; sürekli kım tşım kpsitesi, uzklığ göre gerilim üşümü, ve motorlrki gibi

8 ilk evreye girme esnsın geçici kımlr çekiyors bu kımlr göre gerilim üşümü ve kıs evreye ynımı ile ilğili krıtelere göre seçilirler. Bu krıterlere göre seçilen bğlntı iletkenlerinin şğı verilen iletkeninin irenç eğeri krıterine göre, izolsyon bozulmsı sonucu meyn gelen htlr gerekli korum ypıp ypmığı thkik eilmeliir. Şekil 8. e görülen evree ht kımı,8 + Kirchhof gerilimler knun göre. +, L χ. L L L L χ. L χ ( + ) L χ

9 < olmsı gerektiğinen,8.. + Örnek: Bir 4V, 4 kw 3-fzlı 3 vn motorunu beslemek üzere 35 m uzunluğun 4x6 mm NYY-J kblo çekilecektir. Vn motorunu korumk için ht bşınki ğitim pnosun 16A kım eğerine G-tipi nhtrlı otomtik o sigort konulmuştur. igortnın mnyetik çm kım eşiği 8.n8x1618 A ir. 6 3,8..,8.., 719ohm eğerinen çekilen kblonun kblonun kblo irenci küçük olcktır. kblo 4x6NYY-J kblonun birim kilometreeki irenci 3,6 ohm/km ir 35 metreeki kblo kblo,35x3,61,67 ohm ur. Bu ise olmsı gereken,719 ohm eğerinen çok yüksektir ve toprk htsı hlıne nhtrlı otomtik sigort istenilen süree çm ypmyıp, evree meyn gelen ht kımı,8,8.3 A + 1,67+ 1,67 73 oluğunn igortnın nominl kımı 16A oluğunn, 73/164,6 ve

10 Şekil 8.3 Açm eğrileri Şekil 8.3 en çm süresi 5 sniye olrk bulunur. Bu süre içine boru httı..1,67.739,5 V gerilim ltın klır. Bu eğer L5 V eğerin çok üstüne ve tehlikeli eğer olup 5 sniye içine boru httın okunn insn için hyti tehlike söz konusuur. Bu neenle y kım eğeri sigortnın mnyetik çm kım eğerine ulşıncy kr kblo kesiti büyütülmesi vey evreye ilve CD yerleştirilerek ek toprk htsın krşı korum sğlnmlıır. En ekonomik çözüm CD (rtık kım korum ) cihzı kullnmktır. TN sistemlere toprk ht kımlrı kıs evre kımlrı mertebesine oluklrınn çoğunlukl sigortlr ve kesiciler kullnılmktır.anck uzun u htlr bu kım eğerleri olukc üşmekte ve eğer korum elemnının çm kım eğeri yüksekse stnrtlt belirtilen süree çm ypılmmktır.

11 Bu neenle uzun htlr CD elemnlrı kullnmk zorunluluğu orty çıkr. Ayrıc TN sistemlere lçk gerilim hvi ht şebekelerine izoltör kirlenmesi vey izoltörün thrip olmsı neeniyle özellikle yğışlı hvlr sıkc, Kblo şebekelerine ise n htlrın bğlntı yerlerine tozlnm vey nemlenme sebebiyle niren orty çıkn bir izolsyon on htsınn olyı şebekee oluşn urumur. Burki ht korunn cihz eğil bğlntı htlrınır. Şekil 8.4 TN- sitemlere ht rızsı Bu urumlr şebekee sğlm fzlr it fz-nötr gerilimleri yükselir ve yrıc nötr e gerilim oluşcğınn vey N iletkenlerine korum mcıyl bğlnn cihzlrın göveleri, cihz ht olmmsın rğmen gerilim ltın klır ve gerilimin 5 V u şmsı hline bu cihzlr okunn insn için hyti tehlike bş gösterir. Tecrübeler göstermiştirki yukr söz konusu eilen htlr meyn gelen kontk irencinin eğeri A7 ohm n şğı eğer lmmıştır. Bu ht urumun fz-nötr geriliminin 5 V n ve nötr e oluşck gerilimin 5 V n yukrı eğer lmmsı için B nötr toprklm irenci şğı verilen ve TT sistemler bölümüne etylı olrk çıklnck

12 B 5 B. A A şrtını gerçekleştirmesi gerekir. B 5 Bir fz-toprk htsı sonucu nötr noktsının toprğ göre lcğı gerilim. B A7ohm B 5. A 7 1,94ohm ohm olmsı gerekir 3 5 B B Bu evreen geçen ht kımı 3 5, A + 1, B A Nötre meyn gelen gerilim B B. 1,94x5,7 49,968 5V ğlm fzlr it fz-nötr gerilimlerinin yükselmesi ise 3 3 ( ) + ( B + ) (.) + (5+ ) 49V olcktır. Tüm bu çıklmlrn nlşılcgı uzere TN sistemlere enerji kynğının (genertor, trnsformtor,vb.)toplm nötr toprklm irencinin eğeri hmm u şmmlıır.

13 . TT istemler Şekil 1 TT istemlere ht kımı ve gerilimi İzolsyon bir ht meyn geliğine ht kımı toprklm irenci trfınn belirlenir. kbul eiliğine ve ve irençleri A ve B ye göre sonucu etkilemeyecek kr küçük oluğunn ihml eiliğine ht evresi iygrmı A toprklm irenci B nötr toprk irenci E1 Toprklm üzerinen geçen E1 E toprk kımı E İnsn üzerinen geçen Toprk kımı Toplm ht kımı Şekil 1.1 Ht evresi iygrmı

14 Ht evresine A toprklm irencine prlel bğlı H insn vücüü irenci hesp sırsin önemli miktr A irenç eğerini eğiştirmeyeceğinen hesplrı bsitleştirmek mcıyl ihml eilecektir. Şekil 1. Bsitleştirilmiş ht evresi iygrmı TT sistemlere ht kımlrı çok yüksek eğerlere olmycğınn etkili gerilim olrk lıncktır. Şekil 1. ye göre ht kımı A + B ht esnsın meyn gelen okunm gerilimi A. A. A + B Htn olyı etkilenen tesis bölümü otomtik olrk evreen çıkrtılır.

15 TT sitemlere toprk ht kımlrı şırı kım ve şırı yük elemnlrının nominl kımlrı ve y çm kımlrın göre çok küçük oluğunn bu sistemlere mutlk CD cihzlrı kullnılmlıır. Aksi hle şğı çıklnck oln olylr bş gösterir. TT sistemlere toprk htsın mruz klmiş evree ht kımı nötr enerjı kyngının nötrüne gerilim meyn gelmesine neen olur. Bu gerilim rızsız fz nötr gerilimlerinin yükselmesine yol çr. Gerilim yükselme ifeleri gerilimler üçkeni kullnılrk bulunbilir. bilir. Gerilimler üçkeni ;Alçk gerilim sistemlerine rektnslrın etkisinin ihml eilecek kr üşük ve şğı yukrı eğişmeyeceği göz önüne lınrk çizilmiştir Şekil 1.3 Gerilimler üçkeni

16 ' ' ' ' ', ' T Htlı fzın fz-nötr gerilimi ğlm fzlr it fz-nötr gerilimlerinin sistemeki bir fz-toprk htsı sonucu lcğı eğer. Bir fz-toprk htsı sonucu nötr noktsının toprğ göre lcğı gerilim. B OO in3 OT '' O O TO '' OO OT 1. OO '' T T T O O ' '' O O O OO + OO B + T OO üçkenine pisgor bğıntısın göre ( TO ) ( OO ) + ( TO ) + ( + B ) 3 (. ) ( B ) ( ) + ( B + ) Bir fz-toprk htsı hline sğlm fzlrın fz-nötr geriliminin lcğı eğer. Örnek: Yukrki şekil 1. e Bohm ve E4 ohm olsun. Bir fz-toprk htsı hline evreen geçen kım 36, 7A + 4 Bu kımın nötr toprklm irencinen olyı meyn getireceği nötr gerilimi B B V 5V

17 ğlm fzlrki gerilimin ulşcğı eğer 3 ( ) + (73.4+ ) 64V olcktır. Şrtnmelere göre gerilim eğerlerinin 5 V şmmsı istenir. Aynı zmn meyn gelen okunm gerilimi ise A. 4.36,7 147V olcktır ve bu eğer izinverilen 5 V un üstüne olcğın evreyi erhl kesebilecek CD cihzının kullnılmsı gerekliliğini gösterir. Toprklm bğlntısının mksimum irenci Şekil 11 CD cihzının hsssiyeti ve sınır gerilim eğeri ne göre cihz gövesinin toprklm bğlntısının irençleri yukrıki üst sınırlrı şmmlıır. Korum cihzının TT sistemlere çm ypmmsı urmun fz-nötr gerilimlerinin izinverilen eğerinin üstüne eğer lmsını önlemek içink için A ile B irençleri rsın frklrın şgı çıklnck ifeye ye göre irenç eğerlerinin gerçekleştirilmesi gerekir. Şekil 1. göz önüne lınrk

18 Ht kımı, + A. B B B A B B B B B L. ht esnsın meyn gelen nötr gerilimi Şrtnmelere göre L 5V kbul eilmekteir. 5. şrtı sğlnmlıır. B A 5.3 T istemler Norml işletmee şebeke şebekeye it kçk empenslr üzerinen toprklnmışlrır. 3-fzlı 3 1 km uzunluğunki kblonun toprk kçk empnsı stnr olrk 5 Hz için Bir fz toprk htsı olmsı urumun Nötrün ylıtılmsı urumun rız kımı

19 3/4 Volt şebekee 1 km uzunluk için.7 eğer ise Bu gerilim eğeri tehlikeli olmyıp tesis işletmeye evm eebilir. Eğer nötr ğıtılmışs toprğ bğlı olrk nötr kymsı ve ilve kım (Şekil 1) Şekil 1: T sisteme bir fz meyn gelen ht kımı Nötrün empens üzerinen toprklmsı urumun bir fz toprk htsın

20 İlgili ht gerilimi hlen üşük olup tehlikeli olmuğınn işletmeye evm eilebilir. Bu sisteme risksiz olrk işletmenin evmı büyük bir vntjır nck ikinci bir ht oluşmn önce htnın n vrlığı tnınmlı ve htyı cilen giermek için ht tkip eilmeliir. Bunu sğlmk için nötr hil olmk üzere tüm ktif iletkenleri gözlemleyen izolsyon gözlemleme cihzı vsıtsıyl ht bilgileri sğlnmlı ht yerini tnımlyn bir sistemle ht yeri tesbit eilmeliir. İkinci bir izolsyon htsı hline sistemin vrnışı. İkinci bir ht orty çıktığın henüz birinci ht gierilmemişse bur üç ihtimlin göz önüne lınmsı lzımır.. İkici bir ht ynı htlı iletkene orty çıkmışs herhngi bir şey olmz tesis işletmeye evm eebilir. Ht frklı ikinci iletkene orty çıkmışs; eğer cihz göveleri ynı iletkenleri üzerinen birbirleriyle bğlnmışs iki fz kıs evre meyn gelir.elektrik şok tehlikesi ynen TN sistemlere oluğu gibi gerçekleşir. Eğer iki htn biri nötr üzerine ise ht kımı ve gerilimi TN sistemekine göre iki kt h zır. Bu sisteme rız çtırm sistemleri şğı belirtilen ifeleri verilen şrtlr uygun olmlıır

21 Nötrüne bir fzlı yükler bğlnmyn 3-fz, 3-htlı T sistem (Nötrü ğıtılmmış sistem) Şekil 13. Nötrünen ğıtım ypılmmış yni sistemin nötr httın bir fzlı yükler bğlnmmış 3-fz 3 3-htlı 3 T sisteme steme -fz ht urumu Şekil 14 Yukrki ht urumun it irenç ve empens Diygrmı

22 vey Z + Z + Z + Z ve Z Z + Z + Z + Z 1 1 vey eğer. vey Z Z Z Z. ise ) vey ( vey Z Z + Z ) olmküzere ve ( vey Z Z lınır.. vey ifeleri ele eilir.. Z 3. ve 3. Z ve oluğu göz önüne lınrk F oluğu göz önüne lınrk 3.. vey ele eilir. Herbir cihz it bğlntı iletkenleri ynı uzunlukt ve kesitte eğilse 3. vey ( ) vey Z ( Z 1 + Z Z + Z )

23 ifeleri kullnılmlıır Z Z + Z + Z + Z 1 1. Ayrıc korum iletkeni üzerinen evresini tmmlyn iki fz htsı oluğunn evreen geçen ht kımlrı kıs evre mertebesine olmsı sebebiyle Trnsformtorlere iç irenç ve rektnsınn olyı iç gerilim üşümleri meyn gelir. % civrlrın oluşbilecek bu gerilim üşümünü göz önüne lmk için y trnsformtor empenslrını hesb ktrk ht kımlrını hesplmk vey hesplrı kolylştırmk için yukrki ifeleri ve,8. 3. vey.,8. 3. vey. Z,8. 3. Z,8. 3 olcktır..,8. 3. ( ) ,8. 3., ( Z + Z + Z + Z ) 1 1 Z,8. 3.

24 Nötrüne bir fzlı yükler bğlnbilen 3-fzlı, 4-htlı T sistem ( Nötrü ğıtılmış sistem) Şekil 15 Nötrünen ğıtım ypıln yni sistemin nötrüne bir fzlı cihzlr bğlnn 3-fz,4-htlı T sisteme ynı fz bğlı bir fzlı iki cihzin ikisine bir izolsyon htsı sonun oluşn urum

25 Şekil 16 Yukrıki ht urmun it irenç ve empens iygrmı Bu ht şekline etkili oln gerilim fz-nötr gerilimiir. Ht evresi fz iletkenleri nötr ietkenleri ve korum iletkenlerinen i meyn gelir. Bu ht T sistemin nötrünün bir fzlı yüklerin şebekeye bğlntısının ypılbiliği nötr httın ynı fz bğlı iki cihz izolsyon htsı oluğun görülen ht tipiir. Nötrü ğıtılmış şebekee frklı fzlr bğlnn bir b fzlı iki cihz izolsyon htsı sonucu orty çıkn ht fz-fz yni iki fz htsı olcktır. vey N irenç yerine N empenslrl hesp ypılırs ele Z1+ Z1+ ZN1+ Z + Z + Z eilir N vey N1 N yzbiliriz Z Z + Z + Z + Z + Z + Z 1 1 N1 N

26 N1 N eğer. vey vey Z Z... Z Z. 1 1 N1 ZN Z ise ise ( + + ) vey Z.( Z + Z + ) olur ve N1 N ( + + 1) vey Z Z + Z + ) lınrk N ( N vey. ifeleri ele eilir. Z ve ve ve göz önüne lınrk F göz önüne lınrk vey.. Z vey N irenç yerine empsnslrl N hesp ypılırs ele Z1+ Z1+ ZN1+ Z + Z + Z eilir. N Bu tip rızlr ht kımı kıs evre kımı mertebesine oluğunn yukr nltıln sebebleren olyı, N N empenslr kullnılırs, Z1+ Z1+ ZN1+ Z + Z + Z N geçerli olur,8. irenç yerine Z,8. ifesi

27 Şekil 14 T sistemlere Mksimum kesme süresi (EC 6364 tblo 41B ve 48A)