Yazımızın ikinci bölümünde yüksek gerilim sistemlerinde devre yüksüz iken açma kapama işlemlerini gerçekleştiren ayırıcıların çeşitlerini inceleyeceğiz. Ayırıcıların çeşitlerin nelerdir? Nerelerde kullanılır? Cevapları yazımızda.
30.06.2015 tarihli yazı 34889 kez okunmuştur.
1. Bölüme Ulaşmak İçin Tıklayın Yük altında açma kapama yapamayan, ancak enerji akış doğrultusunda sistemin kendisinden sonra gelen kısmını gerilimsiz bırakmaya yarayan cihazlara ayırıcılar denildiğini yazı dizimizin ilk bölümünde belirtmiştik. Bu yazımızda ayırıcılar, monte edildikleri yere ve yapısal özelliklerine göre sınıflandırılacaktır. Monte Edildikleri Yerlere Göre Ayırıcılar
► Dahili Tip Ayırıcılar Dahili tip ayırıcılar bina içerisinde kullanılacakları yerlere göre duvar veya sac hücreler üzerine monte edilir. Ayrıca, mekanik kumanda kolu, hücre dışında yapılır. Hücrelerde enerjili kısımlar tel kafesle emniyet altına alınır. Yeni yapılan tesislerde bu ayırıcılar açıkta kullanılmamaktadır. Ayrıca bu ayırıcılar modüler hücre sistemlerinin içinde kullanılmaktadır.
► Harici Tip Ayırıcılar
Harici tip ayırıcılar, açık hava şartlarında çalışacağı göz önüne alınarak imal edilir. Kumanda mekanizması, ayakta duran bir insanın rahatça açıp kapayacağı şekilde monte edilir.
Şekil 1: Harici Tip Ayırıcılar
Yapı Özelliğine Göre Ayırıcılar Yapı özelliğine göre ayırıcılar; bıçaklı, döner izolatörlü ve yük ayırıcıları olmak üzere üç çeşittir.
► Bıçaklı Ayırıcılar En çok kullanılan ayırıcı çeşididir. Genellikle, orta gerilimde kullanılır. Hareketli kontakları bıçak şekline benzediğinden bu isimle anılır. Bina içine veya dışına monte edilebilir. Açma kapama işlemi yapılırken emniyetli mesafede durmak gerekir. Bıçaklı ayırıcılar; dahili tip, harici tip, toprak ayırıcısı ve sigortalı olmak üzere dört çeşit olarak üretilirler.
► Dahili Tip Bıçaklı Ayırıcılar: Bu tip ayırıcılar bina içerisinde hücrelere yerleştirilir. Kumanda kolu emniyetli mesafede hücre dışına çıkartılır. Dahili ayırıcılar 10, 15, 30, 45 kV geriliminde ve 400A, 630A, 1250A ve 1600A akımlarda kullanılır. Yapıları basit ve standart bileşenlerden oluşur. Şasi, mesnet izolatörleri, hareketli ve sabit kontakları ve kollu hareket mekanizmaları vardır. Ayırıcı bıçakları profillendirilmiş bakırdan üretilmiştir. Standart olarak nikel kaplama olup arzu edilirse gümüş kaplama olarak da imal edilebilir (1250 ve 1600 A ayırıcılarının bıçak ve sabit kontakları gümüş kaplıdır.) Ayırıcılar ilave olarak arzu edilirse alttan veya üstten topraklama şalteri ve durum yardımcı şalteri ile teçhizatlandırılır.
Şekil 2: Dahili Tip Bıçaklı Ayırıcı
Aşağıdaki tablo dahili tip bıçaklı ayırıcının kısa devre dayanıklılığı değerlerini göstermektedir. (DIN 43635)
Şekil 3: Dahili Tip Ayırıcıların Kısa Devre Dayanıklılık Değerleri
Alttan topraklı dahili tip ayırıcılarda adi tipteki gibi aynı gerilim ve akımlarda kullanılır. Tek farkları alttan çıkış uçları topraklanmıştır. Ayırıcı açıldığında toprak bıçağı kapatılarak enerjisiz hattın topraklanması sağlanmıştır.
Şekil 4: Alttan Topraklama Ünitesi
► Harici Tip Bıçaklı Ayırıcılar: Harici tip bıçaklı ayırıcılar bina dışında açıkta kullanılır (Direk üzerinde veya açık hava şalt sahalarında vb.). Bu özelliklerinden dolayı kullanılan malzemeler hava şartları dikkate alınarak ısı, nem ve rüzgâra dayanıklı olarak üretilir. Kumanda kolunun emniyetli mesafede ve ayakta duran bir kişinin açıp kapamasına imkan verecek özellikte olması gerekir.
Şekil 5: Harici Tip Ayırıcı (Topraklamalı)
Hava hatlarının bağlı olduğu ayırıcılarda, hattın enerjisi kesildikten sonra hatta bulunan elektrik yükünü (kapasitif) toprağa vermek için bıçaklı ayırıcıya bir de topraklama ayırıcısı ilâve edilir ve ikisi arasına bir kilit tertibatı konur. Böylece esas ayırıcı açılmadan topraklama ayırıcısı kapanmaz.
► Toprak Ayırıcısı: Bu ayırıcılar enerji nakil hatlarının giriş veya çıkışına kurulur. Dahili ve harici tipte olabilirler. Bunun için hattın enerjisi kesildiğinde hat üzerinde kalan elektriği toprağa boşaltması için toprak bıçağı kapatılır. Bu şekilde hatta emniyetli çalışma için ortam hazırlanmış olur. Topraklayıcılar ve kısa devre topraklayıcıları enerjisiz bırakılan tesis bölümlerinin topraklanmasında ve kısa devre yapılmasında kullanılırlar. Topraklayıcılar, kısa devre darbe akımları 12 kV'da 125 kA'e, 17,5 - 24 ve 36 kV'da 80 kA'e kadar olan ayırıcılara doğrudan doğruya monte edilebilirler. Kısa devre topraklayıcıları 12 kV'da 125 kA'e, 17,5 - 24 ve 36 kV'da 125 kA'e kadar kısa devre darbe akımlarında imal edilirler.
Şekil 6: Topraklama Ayırıcısının Tek Hat Şemasında Gösterimi
► Sigortalı Ayırıcılar: Bağlı olduğu devrelerdeki arızaları şebekeye intikal ettirmeyen aşırı akımlarda kontaklarına seri bağlı sigortasını attırmasıyla devreyi açan ayırıcı çeşididir. Atık sigortalara tel sarılmaz, yeni orijinal sigorta ile değiştirilmelidir. Harici ve dahili tipleri vardır. Sigortalı ayırıcılar aşağıdaki yerlerde kullanılırlar:
► Köy sapmalarında,
► Küçük güçlü müşteri sapmalarında,
► Direk tipi trafoların girişlerinde (400 KVA'e kadar),
► Trafo istasyonlarındaki servis trafolarının girişlerinde,
► Gerilim ve ölçü trafolarının girişlerinde,
► OG modüler hücrelerde kullanılırlar.
Şekil 7: Sigortalı Ayırıcılar
► Döner İzolatörlü Ayırıcılar Hareketli kontaklara bağlı izolatörlere kendi ekseni etrafında istenen açılarda dönebilen ayırıcılardır. Dahili ve harici tipleri vardır. En çok harici tipleri kullanılır. Yüksek ve çok yüksek gerilim trafo merkezlerinde kullanılır. 60 - 154 - 200 - 380 ve 800 kV gerilimlerde kullanılan döner izolatör ayırıcılar iki tipte yapılır. Tek döner izolatörlü ve çift döner izolatörlü ayırıcılardır.
► Tek Döner İzolatörlü Ayırıcılar: Bu tip ayırıcıların izolatörlerinden birisi kendi ekseni etrafında dönebilecek şekilde yapılmıştır. Döner izolatörün üzerinde çıkıntılı bir kontak bulunur. Döner izolatörün kendi ekseni etrafında 9000'lik açı ile döndürülerek sabit izolatördeki girintili kontaklara kenetlenir ve ayırıcı da kapatılmış olur.
► Çift Döner İzolatörlü Ayırıcılar: Çift döner izolatörlü ayırıcılarda, ayırıcının iki izolatörü kendi ekseni etrafında 9000 döndürülerek kapatma işlemi yapılır. Daha çok kışın sert geçtiği yerlerde kontaklar üzerine biriken kar ve buzları kırarak bağlanmasını sağlar. Bu sebeple kışı sert geçen yerlerde tercih edilir.
► Yük Ayırıcıları Kontakların pozisyonu gözle görülebilen normal yüklü devreleri açıp kapayan bazı tiplerinde kısa devre kesme özelliği olmayan bir ayırıcı çeşididir. Kesicilerden tasarruf etmek amacıyla kullanılır. Tek bara sistemlerinde tek güç ayırıcısının bulunduğu yerlerde devresine seri bağlı bir yüksek gerilim sigortası bulunur.
Yük ayırıcıları, orta gerilim şalt tesislerinde ayırıcılar ve kesiciler arasındaki büyük boşluğu doldurmak gayesiyle geliştirilen cihazlardır. Yük altında açma ve kapama yapabilmelerine karşılık (tipine bağlı olarak, anma açma gücü 6 - 25 MVA), basit ve ekonomik olduklarından geniş bir kullanım sahasına sahiptirler. Yük ayırıcılarının kullanılabileceği bir yerde yanlış bir seçimle kesici kullanmak, lüzumsuz olarak 3 - 5 kat fazla masraf gerektirir.
Yay ile çabuk açılma ve çabuk kapatılmalıdır. Açma ve kapama hızı operatörün hareketinden bağımsız ve toplam açma zamanı takriben 0,1 saniyedir. Kapamada önce ana bıçak kontaklar, daha sonra yardımcı çabuk açma kontakları devreye girer. Açmada ise önce ana bıçak kontaklar ve hemen sonra da çok kısa süre yükü üzerine alan çabuk açma kontak çubukları devreden çıkar. Çabuk açma kontak çubuklarının ucuna yüksek ısıya dayanıklı özel sert metal parça ilave edilmiştir.
Şekil 8: OG Yük Ayırıcısı
Açma sırasında, bu metal uç ile sabit kontak arasında meydana gelen ark, ark söndürme hücrelerinde söndürülür. Ark söndürme süresi takriben 20- 45 milisaniye'dir. Küçük akım değerlerinde söndürme cidar soğutma hadisesi ile olur. Daha büyük akım sahasında ise söndürme, basınç hücresinde doğan ve genişleme hücresine itilen söndürme gazı akımında olur. Her şekilde çeşitli söndürme prensiplerinin mantıklı bir kombinasyonu hakimdir.
Ark hücreleri kuru sistemdir. Herhangi bir söndürme akışkanı veya tazyikli hava kullanılmadığı için tozunu almaktan başka bir bakım gerekmez. Kumanda genellikle eldedir. Ancak istendiğinde elektromotor kumandalı olabilir. Son yıllarda SF6 gazlı ayırıcılar da kullanılmaktadır.
Şekil 9: Dahili Tip Yük Ayırıcısı
Yük ayırıcıları üç tipte yapılırlar;
►Tek şalt yayı vardır. Şalt kilitli değildir, yani otomatik açma yapamaz. Sadece operatörün isteği ile açma veya kapama yapabilir. Otomatik açmanın istenmediği, yük altındaki açma kapamalarda, yük manevralarında, ring şebekelerde, yukarıdaki büyük bir emniyet ve rahatlıkla kullanılır. Bu gibi tesislerde kısa devre veya arıza korumaları genellikle şalt tesisindeki ana kesiciler vasıtasıyla yapılır. Ancak tesisin özelliği nedeniyle yük ayırıcılarının olduğu yerde de kısa devrelere karşı koruma istenirse, şalterin alt veya üstüne sigorta ilave edilir.
► Çabuk - Kapamalı ve Çabuk - Açmalı (Otomatik açmalı) yük ayırıcısı; biri kapama, diğeri açma olmak üzere iki salt yayı vardır. Salt kilitlidir, yani otomatik açtırma yapmak mümkündür. Kapama yalnızca operatörün isteği ile mümkündür. Açma operatörün isteği ile olabileceği gibi, bir röle veya sigorta ihbarı ile otomatik de olabilir. Bir açma bobin ilavesi mümkündür.
Şekil 10: Üç Kutuplu Topraklamalı Çabuk Kapama ve Açmalı Yük Ayırıcısı
►Alttan sigortalı ilaveli yük ayırıcısı; sigortalar mekanik açtırmalı pimli tiplerdir. Sigorta attığında fırlayan pim takriben 80- 100 Newton'luk bir çarpma kuvvetine sahiptir. Böylece bir arıza halinde herhangi bir sigortasının atması neticesinde pim şalterin açtırma mekanizmasını tahrik ederek şalterin otomatik açmasını sağlar. Açma olayı sigortanın atmasından sonra olacağı için, açma anında şalterin üzerinde yalnızca normal yükü bulunacaktır. Bu tip yük ayırıcıları, bir arıza halinde sigortalarının herhangi birisinin atmasını takiben otomatik olarak devreyi açarak tesisin tek veya iki faz üzerinde kalmasını önler. Şaltere bir açtırma magneti ilave edilerek, transformatördeki termometre veya Bucholz rölesinden gelebilecek bir ihbar ile de otomatik açtırma yapmak mümkündür. Montaj şekli genellikle dikeydir. Ancak istenirse yatay ayakta veya tavana da monte edilebilir. Ancak ayarların buna göre yapılabilmesi için sipariş esnasında montaj şekli bildirilmelidir. Yatay montajda kesme gücünün %20 azalacağı düşünülmelidir.
3. Bölüme Ulaşmak İçin Tıklayın Kaynak:
Elektrik Tesislerinde Arızalar Düşük Empedanslı Diferansiyel Bara Koruma ELEKTRIKPORT