Şebekenin ve yükün gereksinimlerine göre doğru ürün seçimi yapmak daha sonradan yaşanabilecek mekanik ve elektriksel arızaların önüne geçer. Üretici kataloglarında da yer alan bu parametreleri maddeler halinde şu şekilde detaylandırabiliriz:

1. Blok kontaktör kutup sayısı

Blok kontaktörler genellikle 3 kutuplu veya 4 kutuplu olarak üretilirler. (Özel tipteki tesisat veya bara tipi kontaktörler haricinde) Yükün faz sayısına göre kontaktör seçilir. Eğer nötr kesmeli bir kontaktör isteniyorsa tercih 4 kutuplu kontaktör olmalıdır. Tek fazlı bir yükü kontaktör ile besleyeceksek uygun akımda ürünü belirledikten sonra kontaktörün daha uzun ömürlü olması için ana kontakların 3 veya 4 fazını da enerji dolaştıracak şekilde besleme yapılmalıdır.

2. Ana kontaklardan geçirilecek güç (kW) ve akım (Ie)

Kullanılacak yükün akımına veya gücüne göre uygun blok kontaktör belirlenmelidir. Eğer yükün akımı kontaktörün taşıyabileceği akımından büyükse kontaktör zamanla aşınacak ve kontakları yapışacaktır. Bu durum da yük için tehlikeli sonuçlar doğuracaktır.

3. Bobin gerilimi

Bobine uygulanan kumanda gerilimidir. Ana kontakların besleme gerilimiyle karıştırılmamalıdır. Ana kontakların beslemesi ile bobin beslemesi birbirinden farklı olabilir. (Örneğin: Ana kontaklar 400 VAC, bobin beslemesi 24 VDC) Bobin enerjilendiğinde oluşan manyetik alan ana kontakların konumunu değiştirir. Bobine gereğinden fazla bir gerilim uygulanırsa bobin yanar; eğer olması gerekenden az bir gerilim uygulanırsa da yeterli enerji sağlanamadığı için ya kontaklar çok kısa sürede sürekli titreşimli bir çek-bırak yapar ya da hiç çekmez.

 4. Uygulama (Kullanım kategorileri)

Yükün karakteristiği blok kontaktör seçiminde oldukça önemlidir. Kontaktörlerin kullanım kategorileri IEC 60947-4-1 standardında verilmiştir. Öncelikle kontaktörün hangi uygulamada kullanılacağı bilinmeli ve bu yükün özelliklerine göre uygun kontaktör belirlenmelidir.

Örneğin motor devreleri kalkış anında demeraj akımı çektiğinden kontaktör, kapama sırasında nominal akımın katları şeklinde oluşan akımları taşımak zorundadır. Bu nedenle asenkron motor anahtarlamasında kullanılacak bir kontaktör AC-3 akım sınıfına göre seçilmelidir. 

Eğer ürün resistif özellikli bir ısıtıcı devresinde kullanılacaksa AC-1 akım sınıfına göre seçilmelidir. Aydınlatma devrelerinde kullanılacaksa AC-5 kullanım sınıfı göz önünde bulundurulmalıdır gibi..

5. Dahili yardımcı kontak sayısı

Kontaktörlerin üzerinde kontaktör ana kontaklarıyla beraber senkronize çalışan dahili yardımcı kontaklar bulunur. Bu kontaklar kontaktörün ana kontaklarının açık ya da kapalı bilgisinin alınmasını sağlar. Bu yardımcı kontaklar 1NA, 1NK, 1NA+1NK...vs.. şeklinde kontaktörler üzerinde dahili olarak bulunabilir. Projenin ihtiyacına göre uygun yardımcı kontaklı kontaktör belirlenmelidir. Ayrıca yardımcı kontaklar harici olarak da kontaktör üzerine takılabilir. Burada da dikkat edilecek husus bir kontaktör üzerine veya yanına maksimum kaç adet yardımcı kontak eklenebileceğidir.

6. Aksesuar seçeneği

Aksesuarlar sadece yardımcı kontak ile sınırlı değildir. İhtiyaca göre mekanik kilit, zaman rölesi, varistör, terminal koruyucu, terminal genişletici, bağlantı baraları..vs.. gibi aksesuarlar da mevcuttur. Ürüne ne kadar fazla aksesuar eklenebilirse kullanıcı bir o kadar fazla opsiyon sahibi olur ve ürünün kabiliyeti o derece arttırılabilir. Kullanılacak aksesuarların seçilen kontaktörle uyumlu olması gerekmektedir.

7. Boyut

Şalt malzemelerin boyutları günden güne kompakt hale getirilmektedir. Bir ürünün boyutu kablo girişinde sıkıntı yaşanmadığı takdirde ne kadar küçük olursa kullanıcı için o kadar iyidir. Ürünün boyutu küçüldükçe kullanılan panonun boyutları küçülecek ve kablo, kablo kanalı gibi sarf malzemenin uzunlukları da azalacaktır. Dolayısıyla maliyet azalacaktır. Ayrıca yukarıda saydığım aksesuarlar ürün üzerine veya yanına eklendiğinde malzemenin boyutlarında mümkün olduğunca artışa sebep olmamalıdır.

8. Montaj

Kontaktörlerin genellikle düşük güçlü olanları Din Rayına montaja müsait olur. Taban sacı montajlı modellerde ise montaj ve kablo bağlantısı sırasında vidalar ürün üzerinde belirtilen tork değerlerine göre sıkılmalıdır. Aksi halde ürünler garanti kapsamından çıkabilir. Ayrıca kontaktörlerin kataloglarında hangi montaj açılarıyla panoya yerleştirileceği bilgileri bulunmaktadır. Eğer 90°C, baş aşağı ya da baş yukarı montaj yapılması gerekiyorsa tasarım sırasında ürünün bu montaj şekillerine uygunluğu kontrol edilmelidir.

9. Blok kontaktör bağlantı tipi

Kontaktörler bağlantı tiplerine göre vidalı ve yaylı olarak üretilebilirler. Kablo girişi sırasında vidalı modelleri tornavida ile sıkmak, yaylı modelleri ise yaylı klemenslerde olduğu gibi sıkmadan montaj yapabilmek mümkün olur. Eğer seri üretim yapılması gerekiyor ve montaj süresi kritik önem taşıyorsa yaylı modeller tercih edilebilir.

10. DC’de kullanım

Normalde ana kontakları AC besleme yapılabilen bir kontaktör belli bir gerilime kadar DC’de de beslenebilir. (kontaktör tipine ve markaya göre değişkenlik gösterebilir) Ana kontaklar DC ile beslenecekse kontaktörün hangi montaj şeklinde, istenen gerilimde, kaç amper DC’yi taşıyabileceği kataloglarından kontrol edilmelidir. Örneğin AF09 kontaktörün bir kontağından DC-1 kullanım kategorisinde 72VDC’de 10A geçirilebilir.

 11. Standartlar ve sertifikalar

Kontaktörlerin hangi standartları sağladığı ve hangi sertifikalara sahip olduğu oldukça önemlidir. Özellikle UL standardına uyumlu bir blok kontaktör farklı teknik özelliklere sahip olabilir. Bir ürün hem IEC hem de UL standartlarına da sahip olabilir. UL’de teknik özellikler ve nominal değerler IEC’ye göre oldukça farklılık gösterebilir. Global ve lokal sertifikalara sahip bir kontaktör serisi de ithalat-ihracat operasyonlarınızda işlerinizi kolaylaştırır.

12. Nominal çalışma gerilimi (Ue), Delinme Gerilimi (Ui), Darbe Gerilimi (Uimp)

Nominal çalışma gerilimi kontaktörün nominalde maksimum kaç voltta beslenebileceğini gösterir. 3 faz uygulamada faz-faz arası gerilimdir. Delinme gerilimi dielektrik tesler ve kaçak mesafesi için referans bir gerilimdir. Darbe gerilimi ise kısa süreli darbelere bozulmadan dayanabilecek maksimum gerilim değerini gösterir. Kontaktör tipine göre bu değerler faklılık gösterebilmektedir. Üretici kataloglarında bu değerler belirtilmiştir.

13. Kısa devre dayanım kapasitesi (Icw)

Belli bir ortam sıcaklığında, kontaklar kapalı ve soğuk durumdayken herhangi bir kısa devre oluşması durumunda kontaktörün kontaklarının kısa devrenin süresine göre maksimum kaç amperi taşıyabileceğini gösteren değerdir.Örneğin 40°C ortam sıcaklığında ABB AF12 kontaktör 1sn. boyunca 300A’e, 10sn. boyunca da 150A’e dayanabilir.

14. Kutuplardaki ısı yayılımı

Nominal çalışmada ana kontakların tek birinden yayılan ısının watt cinsinden değeridir. Soğutma ve havalandırma hesapları yapılırken bu değerlere göz atılması gerekebilir.

15. Elektriksel açma kapama döngüsü

Kontaktör döngüsü kontakların bir kapama ve bir açma işlemi demektir. Kontaktörler üzerinden akım geçtikçe ısınacağından saatte yapacağı açma kapama sayısının belli bir sınırı vardır. Bu değerin üzerindeki açma kapamalar kontaktörün ömrünü kısaltır ve arızalanmasına sebep olur. Örneğin ABB AF16 kontaktör AC-3 uygulamada saatte 1200 çek-bırak yapabilir.

16. Maksimum çalışma ve depolama sıcaklığı

Kontaktörün enerji altında maksimum sıcaklığı ve depolama anındaki maksimum sıcaklığı birbirinden farklıdır. Bu değerlerin göz önünde bulundurulması ve aşılmaması gerekmektedir.

17. Maksimum çalışma yüksekliği

Maksimum çalışma yüksekliğine kadar kontaktörler herhangi bir güç düşümüne uğramadan katalog değerlerini sağlarlar. Bu yüksekliğin üzerindeki uygulamalarda güç düşümü hesapları mutlaka yapılıp uygun kontaktör belirlenmelidir.

18. Elektriksel ve mekanik ömür

Elektriksel ömür yüklü durumda kontaktörün yapabileceği kapama-açma döngüsü sayısıdır. Çalışma akımı, çalışma gerilimi ve kullanım kategorisine göre değişiklik gösterir. Örneğin 25A bir blok kontaktör üzerinden tam 25 değil de 20A geçirilmesi blok kontaktör elektriksel ömrünü uzatacaktır. Enerjisiz halde yapabileceği kapama-açma döngüsü sayısına da mekanik ömür denir.

19. Şok dayanımı ve titreşim dayanımı

Şok dayanımı araçlar, vinçler, gemi içi uygulamalar, plug-in ekipmanlar için belirlenmiş bir değerdir. Belirtilen “g” değerlerini kontaklar konum değiştirmeden taşıyor olmalıdır.

Titreşim dayanımında ise raçlar, botlar ve diğer ulaşım araçları için belirtilen titreşim genliğinde ve frekansta cihazlar çalışır durumda kalmaya devam etmelidir. Özellikle demiryolu gibi uygulamalarda bu değerlerin yüksek olması istenir.

20. Bobin çalışma limitleri

Nominal kontrol besleme geriliminin üst ve alt sınırlarıdır. Bir bobinin tanımlanan sıcaklıkta katalog değerinde verilen gerilim değerinin belli üst ve alt tolerans değerleri vardır. Bu değerler arasında bobin enerjilendirilirse kontaktör mutlaka çekmelidir. Örneğin normalde 100..250 VAC/DC çalışan bir AF blok kontaktör 60°C’de 0.85 x Uc min...1.1 x Uc max toleransa sahiptir. Bu da demek oluyor ki 85V...275V arası bir herhangi bir kumanda gerilimi uygulandığında kontaklar çekecektir.

21. Bobin tüketim değerleri

Bobinler çekme anında ve tutma anında enerji tüketirler. Bu tüketilen enerji ne kadar az olursa enerji tasarrufu yapmak mümkün olabilir. Hatta çekme ve tutma anındaki tüketimleri yeterince düşük olursa PLC outputundan kontaktörü herhangi bir PLC röle kullanmadan direkt çektirmek bile mümkün olabilir. AFZ serisi blok kontaktörler bu tiptedir.

22. Çekme süreleri

Bobin enerjilendikten sonra kontaklar tam kapanana kadar geçen süredir. Bu sürenin mümkün olduğunca kısa olması tercih edilir.

Blok Kontaktörler kendi başlarına koruma yapan elemanlar olmadığı için aşırı akım korumasında kullanılan devre kesici, sigorta gibi elemanların doğru ayarlanmaması da ana kontakların ve bobininin zarar görmesine sebebiyet verecektir. Bir devrede kullanılan tüm ekipmanlar birbiri ile koordineli çalışmalıdır. Bu koordinasyonun doğru yapılabilmesi için kullanıcılar azami dikkat göstermeli ve henüz proje aşamasındayken üretici kataloglarındaki teknik veriler ışığında ürün seçimi yapmalıdır. voltimum

Ozan Gültekin /ABB Alçak Gerilim Ürünleri Kontrol Ürünleri Pazarlama Uzmanı

Silikon elastomerlerin kablo yalıtım ve kılıflanmasında kullanılmasının belirgin özellikleri aşağıda sıralanmıştır:

• Mükemmel dielektrik özellikler,

• Yüksek ısı dayanım (-60 +300 ⁰C) (uygun tipte katkı maddesi ile),

• Yaşlandırma faktörlerine çok iyi dayanım (UV ışınları, ozon, korona etkisi, kimyasal maddeler, nemli ve sıcak hava şartları),

• Yangına mükemmel dayanım ve toksik olmayan gaz ve düşük duman yoğunluğu.

Silikon kauçuk kompaundlar, yangın şartlarında halojen free özellik sergilemesi, düşük duman yoğunluğuna sahip olması ve aleve maruz kaldığında iletken üzerinde yalıtım özelliği olan seramik bir tabakada oluşturulup, yangın şartlarında üzerindeki gerilimi muhafaza ettiği için yangına dayanıklı kablolarda kullanılmaktadır.

Silikon kablolar ekstrüzyon prosesleri sonucu üretilir ve farklı teknolojilerle vulkanize edilir.

1. Sıcak hava tüneli

2. Erimiş tuz banyosu

3. Basınçlı buhar (6~20 bar)

Vulkanizasyonda en çok uygulanan yöntem, sıcak hava tünelidir. Tüneldeki sıcaklık yaklaşık 200~300⁰C dir. Tünel boyu kablo üretim kapasitesini etkiler. 10~20~30~40 m boyunda sıcak hava fırınları kullanılmaktadır.

Basit bir silikon kompaund formülasyonu aşağıdaki gibidir:

1. Baz silikon (Değişik üretici firmalardan temin edilebilir.)

2. Kuvarz (Alternatif dolgu malzemeleri temin edilebilmektedir.)

3. Peroksit (Pişirici olarak da adlandırılır.)

4. Pigment (Boyar madde)

Bu dört ana malzeme karıştırıcı valslerde (hamur silindiri) veya kapalı karıştırıcılarda karıştırılır. Kompaundun özelliğine göre stabilizanlarda takviye edilerek en son ekstrudere verilecek şekilde şerit haline getirilir.

Kablo üretiminde kullanılan silikon kompaundlar, ulusal ve uluslararası standart kuruluşlarınca standartlaştırılmıştır.

A. Çapraz bağlı elastomerik yalıtım bileşikleri (TS EN 50363-1)

EI2 tipi silikon yalıtım bileşiğinin özellikleri, TS EN 50363-1 çizelge-1 ve çizelge-2 de verilmiştir.

B.Çapraz bağlı elastomerik Kılıf bileşikleri (TS EN 50363-2-1)

EM9 tipi silikon kılıf bileşiğinin özellikleri, TS 

EN 50363-2-1 çizelge-1 ve çizelge-2 verilmiştir.

HFFR YALITIM VE KILIF BİLEŞİKLERİ

Binalarda düşey ve yatay doğrultuda döşenmiş kablolar yanıcı ve zehirleyici gaz üretebilen yapıda olduğunda yangının yayılımını arttırmakta ve yanma esnasında ürettikleri zehirli gazlarla da binadaki can güvenliğini tehlikeye atmaktadırlar.

Geçmişteki meydana gelen birçok yangında kabloların yangın yayılımına sebep olduğu ve insanları zehirlediği görülmüştür.

Bunun sebebi, yangın sırasında kablo yalıtım ve kılıfında kullanılan malzemelerin halojen elementleri ihtiva etmesidir. (clor, flor, brom, iyot)

Halojenler zehirli ve tehlikeli elementler olarak bilinirler. Yangın sırasında metal ve gazlarla yaptıkları bileşikler insanlar ve yapılar üzerinde yıkıcı ve öldürücü etki yaparlar.

Gelişen teknolojiyle birlikte kabloların yalıtım ve kılıf malzemeleri, alevi iletmeyen hatta belirli sürelerde yangına dayanan ve zehirli korozif gaz üretmeyen yapıda üretilmeye başlanmıştır.

Bu tür kablo yalıtım ve kılıf malzemeleri, genel olarak HFFR kısaltmasıyla adlandırılmıştır.

HFFR yalıtım ve kılıf bileşikleri, EVA, PE ve PP polimerlerinin ATH (Alüminyumtrihidroksit) veya MDH (magnezyum hidroksit) ile karışımıyla üretilmektedir.

ATH ve MDH alev geciktirici ve duman bastırıcıdır.

PE, EVA, PP gibi polimer malzemeler halojensizdir. Ancak çok kolay alev alırlar ve PVC kadar olmasalar da duman çıkarırlar.

Halojen free flame reterdant (HFFR) bileşikler güvenlik ihtiyaçlarından dolayı zor alev alabilme ve kendi kendine sönebilmelidir.

Malzemelerin yanma özellikleriyle ilgili karşımıza kısaltılmışı LOI (Limiting Oxygen Index) değeri çıkar. LOI bir malzemenin yanması için ortamda bulunması gereken hava karışımındaki oksijen yüzdesi olarak düşünülebilir. %21 oksijen içeren hava ortamı düşünüldüğünde LOI değeri % 21’in ne kadar üstündeyse, malzemenin yanıcılığı o kadar düşer.

HFFR yalıtım ve kılıf bileşikleri; Termoplastik ve Termoset HFFR bileşikleri olarak ikiye ayrılır.

A. Termoplastik HFFR Yalıtım ve Kılıf Bileşikleri

Termoplastik HFFR bileşikleri, ısıyla kolaylıkla şekillendirilen, soğuduktan sonra tekrar ısıtıldığında yeniden şekillendirilebilir. Geri dönüşümlü bileşiklerdir. Çalışma sıcaklıkları 90⁰ C ye kadar olabilmektedir. Extrüzyonla kablo yalıtım ve kılıflanmasında en çok tercih edilen bileşiklerdir.

Kablo üretiminde kullanılan HFFR bileşikleri ulusal ve uluslararası standart kuruluşlarınca standart haline getirilmiş ve yalıtım ve kılıf malzemelerinde bulunması gereken minimum değerler belirlenmiştir.

1- Haberleşme, sinyal kontrol ve enstrümantasyon kabloları için termoplastik HFFR yalıtım bileşikleri (EN 50290-2-26) 

HFFR yalıtımlı haberleşme, sinyal kontrol ve enstrümantasyon kablosu tasarımı yapılırken damar yalıtımlarında EN 50290-2-26 standardında özellikleri belirlenmiş HFFR yalıtım bileşikleri seçilmelidir.

HFFR yalıtımlı haberleşme, sinyal kontrol ve enstrümantasyon kablolarına örnek verirsek; HBH ; LIHH ; LIHCH ; JE-H(St)H ; RE-2X(St)H… gibi kabloların yalıtımları bu standarda uygun olmalıdır.

2- Haberleşme, sinyal kontrol, enstrümantasyon ve data kabloları için termoplastik HFFR kılıf bileşikleri (EN 50290-2-27)

HFFR kılıflı haberleşme, sinyal kontrol, data ve enstrümantasyon kablosu tasarımı yapılırken kablo kılıflarında EN 50290-2-27 standardında özellikleri belirlenmiş HFFR kılıf bileşikleri seçilmelidir.

HFFR kılıflı haberleşme, sinyal kontrol, data ve enstrümantasyon kablolarına örnek verirsek; HBH ; LIHH ; LIHCH ; JE-H(St)H ; CAT-6 U/UTP LSZH ; RE-2X(St)H… gibi kabloların kılıfları bu standarda uygun olmalıdır.

3- Alçak gerilim enerji ve kontrol kabloları için termoplastik HFFR yalıtım bileşikleri (TS EN 50363-7)

HFFR yalıtımlı alçak gerilim enerji ve kontrol kablosu tasarımı yapılırken kablo yalıtımında, EN 50363-7 standardında özellikleri belirlenmiş HFFR yalıtım bileşikleri seçilmelidir.

4- Alçak gerilim enerji ve kontrol kabloları için termoplastik HFFR kılıf  bileşikleri (TS EN 50363-8)

HFFR kılıflı alçak gerilim enerji  ve kontrol kablosu tasarımı yapılırken kablo kılıflarında, EN 50363-8 standardında özellikleri belirlenmiş HFFR kılıf bileşikleri seçilmelidir.

B. Termoset (Çapraz Bağlı HFFR) Yalıtım ve Kılıf Bileşikleri

Çapraz bağlı HFFR, XLPE yalıtımda ki şartlar oluşturularak üretilir. Aradaki fark, çapraz bağlı HFFR üretimindeki termoplastik HFFR‘nin sioplast yöntemiyle (XPLE de anlatılmıştır.) moleküller arasında çapraz bağlar oluşturulmasıdır.

Çapraz bağ oluşturulan HFFR polimerlerin çalışma sıcaklıkları 125⁰ C ye kadar çıkabilmektedir. Yalıtım ve kılıf malzemesi olarak üretilmektedir.

Çapraz bağlı XLPE den farkı, karışıma katılan ATH veya MDH dolgu malzemesini sayesinde bir yangın esnasında damlama etkisinin nerdeyse olmayışıdır.

Avantajları;

• Yüksek termik dayanıklılık ve uzun ömür,

• Büyük sıcaklık değişimlerinde ve fiziksel ve elektriksel özelliklerin bozulmaması,

• Kimyasal dayanım yüksektir,

• Mekanik dayanım yüksektir,

• Yağlara dayanım yüksektir.

Özellikle zorlu çalışma şartlarında (yağ, asidik ortamlarda) yangın riskli  ortamlarda, zehirli ve korozif gazların istenmediği, kabloların yangına katkısının en az istendiği bölümlerde çapraz bağlı HFFR bileşiklerden üretilen kablolar kullanılmaktadır.

1-Termoset (Çapraz Bağlı HFFR) Yalıtım Bileşikleri için özellikler (TS EN 50363-5)

Çapraz bağlı HFFR yalıtımlı alçak gerilim enerji  ve kontrol kablosu tasarımı yapılırken, kablo yalıtımında, EN 50363-5 standardında özellikleri belirlenmiş çapraz bağlı HFFR yalıtım bileşikleri seçilmelidir.

2-Termoset (Çapraz Bağlı HFFR) Kılıf Bileşikleri için özellikler  (TS EN 50363-6)

Çapraz bağlı HFFR kılıflı alçak gerilim enerji ve kontrol kablosu tasarımı yapılırken, kablo kılıflarında, EN 50363-6 standardında özellikleri belirlenmiş HFFR kılıf bileşikleri seçilmelidir.

Akıllı bir ev, kullanıcılarına maksimum konfor sağlar. Akıllı ev duvarınızdaki anahtarlar ile veya akıllı tablet veya telefonunuz ile kontrol edilebilir. Bu binaya klasik konvansiyonel sistemin sunamadığı yeni imkanlar tanır. Bu sistemden başka yeni çıkan teknolojileri evinize kolaylıkla adapte edebileceğiniz başka bir sistem yoktur. Dolayısıyla evinizi sadece rahat, güvenli ve verimli yapmaz aynı zamanda gelecek teknolojilere açık bir eve sahip olmuş olursunuz.

Akıllı bina teknolojisi günümüzde modern yapıların ayrılmaz bir parçasıdır. Yaşam alanı olarak tanımladığınız ev değişen kişisel ihtiyaçlara da cevap verebilmelidir. Akıllı bina teknolojilerinin avantajı bariz ortadadır. Evinizin dışında olsanız dahi tablet veya telefonunuzdan kameralarınızı, aydınlatmalarınızı, ısıtma ve soğutma sisteminizi kontrol edebilirsiniz. Tüm bu konforla beraber verilerinizi güvende tutmak risklerinizi minimuma indirecektir.

Riskler

Örnek verecek olursak başkalarının özel hayatınıza ve alışkanlıklarınıza müdahale etme riski vardır. Özelinizdeki kapılarınız, pencereleriniz veya internet üzerinden izlediğiniz kameralarınız için ciddi önlemler alırsınız. Özellikle internet üzerinden kameranıza ulaşmaya çalıştığınızda verilerin başkasının kullanımına geçme riskini arttırırsınız. İnternet üzerinden aydınlatmalarınızın açılıp kapanması gibi komutların dahi kötü niyetli insanların eline geçmesi onların sizin hakkınızda günlük yaşam programınız veya alışkanlıklarınız hakkında bilgi sahibi olmalarına sebep olacaktır.

Diğer bir risk ise sisteminizin izniniz dışında kontrolü ve programlanması olabilir. Birisi sisteminizin yönetimini izinsiz ele geçirerek binanızın fonksiyonlarını yeniden programlayarak sabit çalışma sisteminizi sekteye uğratabilir.

ABB güvenliğin arttırılması konusunda ne yapar?

Endüstriyel gelişimler siber suçları yoğunlaştırdı. Çözümlerinde istikrar, güvenlik ve sağlamlığı arttırmak amacı ile ABB resmen ürün geliştirme sürecinin bir parçası olarak siber güvenlik testini kurdu.

Siber güvenlik bir ürünün geliştirme süreci de dahil olmak üzere tasarım, uygulama, yaşam döngüsü olmak üzere tüm aşamalarda önemlidir. Sağlamlık testi bu aşamanın önemli fazlarından biridir. Bu sepebten dolayı ABB bağımsız Cihaz Güvenliği Güvence Merkezi (DSAC) ni kurdu.

Test merkezi port tarama, ağ yoğunluğu, güvenlik açığı ve protokol açığı gibi bir çok konuda testler yapar. Yukarıda sayılan testler ile birikte diğer test araçları da sınıfının en iyisi test platformları üzerinden gerçekleştirilir. Test işlemi işinin uzmanı kişiler tarafından test platformunun üreticileri ile işbirliği içerisinde gerçekleştirilir. ABB test uzmanları testlerini test platformu üreticileri tarafından aldıkları talimatlar ve destekler ile yaparlar.

Ürünler farklı konfigürasyondaki operasyonel performansları üzerinden sürekli teste tabi tutulurlar. Ürünlerin olabildiğince hassas bir şekilde performanslarını diğerlendirebilmek için bu testler herhangi bir koruma olmadan test edilirler. (Güvenlik duvarı gibi) Bağımsız DSAC tarafından elde edilen sonuçlar incelenmek üzere ürün geliştirme departmanına iade edilir. ABB nin ürünleri neden 3.şahıslar tarafından verilen ürün sertifikasyonları içermez? ABB bu konudaki enerjisini hızla değişen çevresel koşullara uyum için harcamaktadır.

Tasarımcı, yüklenici ve sistem entegratörü tarafından dikkate alınması gereken nedir?

Malesef sadece üretici tarafından alınan önlemler yeterli değildir. Tasarımcının, elektrikçinin ve sistem entegratörünün de tasarım, kurulum ve devreye alma esnasında dikkat etmesi gereken bir çok husus bulunmaktadır. Aşağıda maddeler halinde yazılan önlemler KNX/free@home otomasyon sistemlerinin güvenliğini arttırmak için rehber niteliği taşıyor.

Farklı medyalara erişimin önlenmesi

Yetkisiz erişime karşı uygulanacak dikkatli koruma, korunma kavramının temelidir. KNX/free@home sistemine fiziksel erişim sadece yetkili personele sağlanmaldır. Bu kişiler teknik personel, bekçi veya tesisatçı olabilir. Planlama ve kurulum aşamasında kritik noktalar mümkün olabilecek en iyi şekilde izole edilmelidir.

Genel bir kural olarak sensörler ve cihazlar yerlerine geçici olarak bırakılmamalı,yetkisiz kişilerin yerlerinden sökebileceği düşünülerek sabitleme elemanları ile yerlerine kalıcı olarak sabitlenmelidir. Pano cihazları erişimi sadece yetkili personel tarafından mümkün olan kilit altında tutulan elektrik odalarındaki panolar içerisine monte edilmelidir.

Bükümlü kablo çifti

- Sisteme bağlı tüm ekipmanlar kolayca sökülemeyecek şekilde monte edilmelidir.

- Bükümlü kablo çifti bina içerisinde veya bina dışarısında görünür bir şekilde olmamalıdır.

- Eğer varsa modüllerin hırsızlığa karşı koruma aksesuarları kullanılmalıdır.

- Bina dışarısındaki veri hattı riskleri arttırmaktadır. Bu nedenden dolayı dış alanda bulunması gereken tesisat erişimin mümkün olduğunca zor olabilmesi için yer altından yapılmalıdır.

- Dış ortam, otopark, WC ve benzeri erişimin daha kolay olduğu mekanlardaki cihazlar bağımsız bir hatta dahil edilmelidir. Bu hattı ana hatta bağlayan hat birleştiricilerde sisteme girişi engellemek için filtre tablosu mutlaka oluşturulmalıdır.

- KNx sistemi için BAU şifresinin kullanılması da sistemin yeniden programlanabilmesini önlemek için etkin koruma şeklidir.

Bina içerisinde IP kablolama ve BT güvenliği

- Bina otomasyonu ürünleri için mümkünse bağımsız bir LAN veya WLAN ağı kurulmalı ve cihazları (router, modem, switch) kullanılmalıdır.

- IP ağları için kullanılan normal güvenlik mekanizmaları KNX/free@home sisteminde bağımsız olarak kullanılmalıdır. Bunlar;

*Ağ ve bilgisayarlar güvenlik duvarı ve anti virüs programları tarafından korunmalıdır.

*Kablosuz ağ mutlaka WPA2 veya üstü şifreleme sistemi ile korunmalıdır.

*Karmaşık şifreler kullanmak yetkisiz kişilerin sisteme girişini zorlaştıracaktır.

*MAC filtreleme kullanmak güvenliği arttıracaktır.

Güvenli bir şifre oluşturma

-Şifre minimum 8 karakterden oluşmalıdır.

-Şifre noktalama işaretleri, rakam ve büyük/küçük harf içermelidir.

-Sık sık değiştirilmelidir.

Uzaktan erişim ve kontrol

- KNXnet/IP routing ve KNXnet/IP tunelling şifreleme olmadan internet ile kullanımı çok güvenli değildir. Bu nedenle router hiç bir port kullanıma açılmamalıdır. Bu free@home sisteminizin internette yetkisiz kişilerin müdahale etmesine yol açabilir.

- İnternet üzerinden sisteminize erişim aşağıdaki şekilde olmalıdır.

*VPN bağlantı

*Üreticinin sağladığı bulut bağlantısı voltimum

Öncelikle ele aldığımız konu ise tabi ki uzmanlık alanımız olan Kablo sektörüdür. Data, Sinyal, Kontrol ve Enerji iletiminin vazgeçilmezleri olarak kabul edilen ve teknolojinin hemen her aşamasında büyük önem arz eden kabloların, yalıtım ve koruyucu kılıflarında tercih edilen polimerlerdir. İhtiyaçlara ve kabloların kullanım koşullarına göre büyük çeşitlilikler gösterebilmektedir. Sertlik, yumuşaklık, esneklik, soğuk, sıcak, alev dayanımı, korozyon, yağ, asit ve daha pek çok farklı kimyasala ve fiziksel etkilere direnç gibi özellikler, bu polimerlerin izolasyon malzemesi olarak kullanılmalarındaki seçim kriterlerini de belirlemektedir. 

Termoplastikler, termosetler ve elastomerler… 

Günümüzde kablo yalıtımları sadece dielektrik özellik sağlamakla sınırlı kalmayıp bu özelliğinin beraberinde daha pek çok ihtiyacı da karşılayacak şekilde geliştirilmiştir. Tasarım aşamasında, ürünün kullanılacağı ortam koşullarına uygun, en doğru yalıtım ve koruyucu kılıf malzemesinin seçilmesi, hem kablonun ömrünü arttırmakta hem de can ve mal güvenliğini tehlikeye düşüren durumların önüne geçmektedir. 

KABLO YALITIM VE KILIFLAMASINDA KULLANILAN POLİMERLER 

Polimerler ısı ve elektriğe karşı yalıtkan malzemelerdir. İşlenmeleri kolaydır. Kablo yalıtım ve kılıflanmasındaki kullanımının en temel nedeni elektriğe karşı yalıtkan olmasıdır. Bir diğer neden de, kimyasal etki ve korozyona karşı dirençli olmalarıdır. Genel olarak elastiktirler.

Kablo yalıtım ve kılıflanmasında kullanılan polimerler genel olarak üçe ayrılır:

1. Termoplastikler

2. Termosetler

3. Elastomerler

1.Termoplastikler: Isıtıldıkları zaman yumuşar ve akar, soğutulunca sertleşirler, katılaşırlar. Bu olay termoplastikler için tekrar edilebilir bir özelliktir. Bu şekillendirme esnasında hiçbir kimyasal değişime uğramazlar. Örnek olarak: PVC, Polietilen, Polipropilen.

2.Termosetler: Isı işlemleriyle bir defa istenilen şekil altıktan sonra tekrar ısıtılarak şekillendirilemezler. Ayrıca bu malzemeler çözücülere karşı çok dayanıklıdırlar. Çapraz bağlı bir yapıya sahiptirler.

Örnek olarak; XLPE, XLHFFR(çapraz bağlı hffr)

3.Elastomerler: Çekme kuvveti altında çok yüksek oranda uzama gösteren ve kuvvet kaldırıldığında anında ilk boyutlarına dönen, çapraz bağlanmış kauçuğa benzer polimerlere ya da başka bir deyişle, kauçuğa benzer ağ yapılara, elastomer adı verilir.  Kauçuk olarak tanımladığımız elastomerler, polimerlerin seyrek çapraz bağlanması ile oluşan ağ yapısı halidir. Polimerin elastomer olması için; yüksek molekül ağırlığına, zincirler arası düşük kuvvete, gelişigüzel zincir yapısına ve çapraz bağlanabilme özelliğine sahip olması gerekir. Örnek olarak EPDM, SBR gibi kauçuklar ve silikon kauçuk türevleridir.

Polimerlerin tümü normal gerilim ve frekanslarda iyi yalıtkandırlar. Yalıtkanlıkları, ortam ısısı arttıkça azalır. Genel olarak polimerlerin elektriksel direnci (yalıtkanlığı) kimyasal bileşime, dolgu maddelerine, sıcaklığa ve neme bağlı olarak değişir.

Polimerler dielektrik malzemelerdir. Yani yalıtkandır. Her polimerin bir dielektrik sabiti vardır ve 1,9-2 den büyüktür. Sıcaklık ve frekanstan etkilenir. Dielektrik sabiti rakamsal olarak büyüdükçe polimerin yalıtım özellikleri düşmektedir.

Örneğin; 

Polietilen: 2,33 dielektrik sabitine sahiptir ve mükemmel elektriksel yalıtıma sahiptir.

PVC: 4-8 dielektrik sabitine sahiptir. İyi bir yalıtkandır, polietilene göre yalıtımı düşüktür.

Silikon: 3 civarında dielektrik sabitine sahiptir.

Polimer içine katılan katkılar dielektrik sabitinin yükselmesine veya düşmesine sebep olabilir.

Sonuç olarak, üretilecek kablonun özelliklerine göre polimer seçilmelidir. Seçimdeki kriterler başlıca şöyledir:

1.Yalıtım özellikleri (elektriksel),

2.Mekanik zorlanmalara ve darbelere dayanım,

3.Çalışma ortamından etkilenme,

• Çalışma sıcaklığı,

• Kimyasal çözücüler,

• UV dayanım,

• Aleve ve yangına dayanım.

4.Esneklik,

5.Ömür.

KABLO YALITIMINDA KULLANILAN POLİMERLERİN DİELEKTRİK SABİTLERİ (DİELEKTRİK CONSTANT)

• PVC : 4~8 

• PE : 2,33

• FİZİKSEL KÖPÜK PE : 1,6~2,1

• SİLİKON : 3,2~4,7

• PP : 2,23

• XLPE : 2,33

• TERMOPLASTİK HFFR : ~4

• TERMOSET HFFR : ~4

• POLİÜRETAN : ~6

BAŞLICA KABLO YALITIM VE KILIF POLİMERLERİ

• PVC (POLIVINIL CLORÜR)

• ALÇAK YOĞUNLUK POLİETİLEN (LDPE)

• YÜKSEK YOĞUNLUK POLİETİLEN (HDPE)

• ÇAPRAZ BAĞLI POLİETİLEN (XLPE)

• POLİPROPİLEN (PP)

• TERMOPLASTİK POLİÜRETAN (TPU)

• TERMOPLASTİK ELASTOMER (TPE)

• SİLİKON KAUÇUK (SIR)

• HFFR KOMPAUNDLAR (HFFR, LSZH.LS0H)

1. TERMOPLASTİK HFFR

2. TERMOSET HFFR

1. KABLO YALITIM VE KILIFLANMASINDA KULLANILAN PVC BİLEŞİKLERİ

PVC kablo sektöründe genelde granül formunda kullanılmaktadır. Kablo sektöründe kullanılan PVC granüller plastifiye edilmiştir. Granül üretilirken PVC toz içerisine plastikleştirici katılarak, PVC flexible hale getirilir. Bunun başlıca amacı uygulandığı kablonun rahat döşenmesi ve hareket ettirilebilmesidir.

• PVC normal şartlarda bünyesinde % 53- 55 oranında klor (Cl) içerir.

• PVC halojen içerdiğinden (Cl) dolayı yanmaya karşı dayanıklıdır.

• PVC asitler ve bazların etkisine karşı dayanıklıdır. Su, alkol, benzin, PVC ‘ye hiçbir etki göstermez.

PVC ortam şartlarına olan yüksek dayanıklılığı, kolay işlenebilmesi, metal yüzeye yapışma özelliğinin olması ve iyi elektriksel özelliklerinin bulunması nedeni ile kablo üretiminde geniş yer bulmuştur. PVC granül üretimi sırasında PVC’ye çok değişik stabilizatörler, dolgu maddeleri, ajanlar ve plastifiyanlar katılarak kablo için değişik özellikte granül üretmek mümkündür.

KABLO YALITIMI İÇİN TİPİK BİR PVC GRANÜL FORMÜLÜ

• PVC TOZ (K sayısı 64~68 arası)

• DOLGU MADDESİ (Kalsiyum karbonat….)

• PLASTİFİYANLAR

• STABİLİTAZÖRLER

• KAYDIRICILAR

• MUKAVEMET ARTTIRICILAR

• PROSES YARDIMCILARI

• PİGMENTLER

Yukarıdaki maddelerle birlikte alev önleyiciler, duman bastırıcılar, UV dayanımı arttırıcılar, yağa dayanımı arttırıcı maddeler, antirodent ve antitermit katkılar PVC formülasyonlarında kullanılmaktadırlar.

Kablo üretiminde kullanılan PVC bileşikleri, uluslararası ve ulusal standart kuruluşlarınca standart hale getirilmiş ve PVC bileşiklerde bulunması gereken minimum değerler 

belirlenmiştir.

1.1. HABERLEŞME, SİNYAL KONTROL, ENSTRÜMANTASYON ve DATA KABLOLARI İÇİN PVC BİLEŞİKLERİ

A. Kablo Yalıtımı için PVC Bileşikleri (EN 50290-2-21)

PVC yalıtımlı sinyal kontrol kablosu ve enstrümantasyon kablosu tasarımı yapılırken damar larının yalıtımında EN 50290-2-21 standardında özellikleri belirlenmiş PVC yalıtım birleşikleri seçilmelidir.

PVC yalıtımlı sinyal kontrol ve enstrümantasyon kablolarına örnek verirsek; piyasada yaygın olarak kullanılan LIYY ; LIYCY ; J-Y(St)Y ; JE-Y(St)Y ; LIY(St)CY ; RE-Y(St)… gibi kabloların yalıtımları bu standarda uygun olmalıdır.

B. Kablo Kılıflanması için PVC Kılıf Bileşikleri (EN 50290-2-22)

Haberleşme, sinyal kontrol, enstrümantasyon ve data kablosu tasarımı yapılırken PVC kılıf bileşiği seçiminde EN 50290-2-22 standardında verilen özelliklere göre PVC tipi seçilmelidir.

PVC kılıflı haberleşme, sinyal kontrol, enstrümantasyon ve data kablolarına örnek olarak; PDV; CAT-3 U/UTP ; CAT-5 U/UTP; CAT-6 U/UTP;  LIYY; LIYCY; J-Y(St)Y ; JE-Y(St)Y; LIY(St)CY; RE-Y(St)Y… gibi kabloların kılıf bileşikleri bu standarda uygun olmalıdır.

1.2. ALÇAK GERİLİM ENERJİ VE KONTROL KABLOLARI İÇİN PVC BİLEŞİKLERİ

A. Alçak Gerilim Enerji ve Kontrol Kabloları İçin PVC Yalıtım Bileşikleri (EN 50363-3)

Alçak gerilim enerji ve kontrol kabloları tasarımında EN 50363-3 standardında özellikleri belirlenmiş PVC yalıtım bileşikleri kullanılmalıdır.

B. Alçak Gerilim Enerji ve Kontrol Kabloları İçin PVC Kılıf Bileşikleri (EN 50363-4-1)

Alçak gerilim enerji ve kontrol kabloları tasarımında EN 50363-4-1 standardında özellikleri belirlenmiş PVC kılıf bileşikleri kullanılmalıdır. Alçak gerilim ve kontrol kablolarına örnek verecek olursak; ERFLEX 130(YSLY); ERFLEX 130 Y-CY(YSLYCY) ; ERFLEX 120(H05VV-F;NYSLYÖ-J) ; ERFLEX 120 CY(H05VVC4V5-K ; NYSLYCYÖ-J)

1.3. O.6/1KV ve ÜSTÜ ENERJİ KABLOLARINDA KULLANILAN PVC BİLEŞİKLERİ

A. 0.6/1KV  için PVC Yalıtım Bileşiği IEC 60502-1 için PVC/A dır.

En büyük iletken sıcaklığı 70 ⁰C dir.

Test gereksinimleri, IEC 60502-1 standardında belirtilmiştir.

B. 0.6/1KV için PVC Kılıf Bileşiği

IEC 60502-1 için,

ST1 ve ST2 dir.

ST1 çalışma sıcaklığı : 80⁰C

ST2 çalışma sıcaklığı : 90⁰C dir.

Test gereksinimleri IEC 60502-1 çizelge tablo 18’de belirtilmiştir.

Kablo üreticileri kullandıkları PVC granül miktarını esas alarak maliyet hesapları yaparak, granülü kendi bünyelerinde yapıp, yapmamaya karar verirler. Büyük tonajlı çalışan enerji kablosu üreticileri genelde PVC granülü kendi bünyelerinde yapmaktadır.     

 Zayıf akım kablo üreten firmalar, çok çeşitli ve özellikli PVC granül kullandıklarından, bunu genelde PVC granüllerini tedarikçi firmalardan karşılamaktadır. Bu tür granül üreten firmalar, yurt içinden ve yurt dışından olabilmektedir.

Şekil 1 - Filtr elerin varlığı şebekede (harmonikler ve filtre türüne bağlı olarak yüksek frekanslar) daha yüksek frekanslarda dağılım ortaya çıkmasına neden olur. Bu dağılım normalde filtr e uygulanmış cihazlar üzerinde (anahtarlama güç kaynakları, invertörler, vb) elektronik güç devreleri tarafından oluşturulur.

“Sabit” veya “kalıcı” terimini tam olarak sözlük anlamıyla yorumlamamalıyız. Kaçak akım oldukları için, zamanla değişmeyen bir olgu gibi düşünmemeli, bir makinenin devreye girmesi veya çalışma değişimi sırasında birkaç saniye süreyle oluşan geçici akımlar olduğunu düşünmeliyiz. Her ne kadar bu olgu zaman içinde değişse de, şebeke anahtarlamaları veya yıldırım darbeleri (mikrosaniyenin 10 katları mertebesinde süren) gibi hızlı geçici darbe olaylarına kıyasla uzun zaman ölçeğindeki kalıcı bir olguya dönüştürür.

Elektrik filtreleri

Sabit kaçak akımların yaygın sebeplerinden biri pek çok elektrikli cihazın güç kaynağında yer alan EMI-RFI filtrelerdir. Bu filtreler kişisel bilgisayarlar, dekoderler, sürücü içeren ev aletleri (çamaşır makinesi, klimalar, vb.) lambaların güç kaynakları (balastlar), aydınlatma dimmerleri ve bunların yanı sıra genel endüstriyel makinelerdir.

Bu elektrik filtreleri aktif kabloları ve koruyucu PE kablo arasında yer alan kondansatör içeren devre yapılandırmaları vardır (Şekil 1). Cihazın güç besleme hattına gönderdiği yüksek frekanslı gürültüyü sınırlandırmak amacıyla sistemin toprağına doğru boşaltmak için tasarlanmış düşük geçiş filtreleridir. Kapasitif dağılım rezistanslar ve aşırı gerilim koruma kontröllü bağlantılı bir direnç bileşeni üzerine eklenebilir. Her aygıtın, teknik belgelerinde belirtilen dağılım değerleri (Şekil 2) hem filtrelerin özelliklerine, hem nominal akım değerlerine bağlıdır. Ev aletleri için tipik kaçak akım değerleri aygıt başına 0,5-ile 1,5 mA arasındadır.

 Şekil 2 - Dağılım değerleri tüm cihazların teknik belgelerinde gösterilir.

Kablo kapasiteleri

Bir başka kalıcı kaçak akım elektrik sisteminin kendisinden kaynaklanmakta, Örneğin tesisatı oluşturan kablolar. Aslında, etkin kablolar, özellikle 230V faz-toprak gerilimine sahip iletkenler, PE koruma kablolarına paralel çalışır, toprağa doğru küçük bir kapasitif akım boşalmasına neden olan uzun bir kapasitör oluşturur (Şekil 3). Bir yalıtım borusu içindeki tek damarlı kablolar için kapasite metre başına yaklaşık 150 pF’dır ve bu da yaklaşık 10 μA/m akıma karşılık gelir.

Daha yüksek değerler, 500 pF/m, ekranlı kablo veya koruyucu metalik borular daki kablolarda oluşur. Sistemin tamamı için bir kaç yüz metr e varsayarsak, bu birkaç milliamper toplam bir kapasitif sızıntı olur. Bu tabii ki herhangi bir yüksüz ve tamamen çalışan bir sistemdeki arkaplandaki dağılımdır. Ancak, daha kapsamlı sistemler söz konusu olduğunda, toplam kaçak akıma etkisi daha belirgin olabilir.

Özel bir durum değişken frekans sürücüleri (invertörler-Şekil 4) ile beslenen motorlu cihazlarda oluşur. İnvertör çıkışında şebeke frekansından daha yüksek bir gerilim mevcuttur, yalnızca elektrik filtrelerinden değil aynı zamanda motor kabloları boyunca özellikle ekranlı kablolarda yüksek oranda dağılıma sebebiyet verir. Motor kabloları uzadıkça, kaçak akımlar da büyür.

 Şekil 3 - Paralel uzanan iletkenler dağıtılmış bir kapasitör oluşturur.

 Şekil 4 - İnvertör sisteminde sadece elektrik filtreleri değil, aynı zamanda uzun motor kabloları sebebiyle de yüksek kaçak oranı oluşur.

 Şekil 5 - Çeşitli ekipmanlar için ngörülen kaçak akım değerleri

Şekil 6 - IEC 61140 standar dı tablosu

Farklı kaçak akım anahtarları üzerinde yük dağılımı

Birçok elektrikli alet tek bir kaçak akım koruma anahtarı ile besleniyorsa, kaçak akımların biraraya gelerek1) bir hata olmadığında da tetikleyici bir boyuta ulaşacağı açıktır. Nitekim, artık geçerli kaçak akım anahtarı çevresel bozucular ve toprak hatası ya da toprak kaçağı ayırt edemez. Elektriksel operasyonlar veya atmosferik etkilerden kaynaklanan kalıcı ve darbe tipi kaçak akımlar, kaçak akım anahtarlarını erken açtıran temel sebepler arasında yer alır.

Özellikle IΔn 0.03 A’den daha az veya eşit kaçak akım anahtarları için, istenmeyen açmalara karşı yapılabilecek ilk çözüm yükleri paralel olarak çalışan kaçak akım anahtarları ekleyerek bölmektir. Bu çözüm tek bir kaçak akım anahtarı tarafından korunan makine sayısını veve bunların özelliklerini dikkate almanız ger ekir.

Bu şekilde kaçak akımlar tek bir kaçak akım anahtarında birleşeceğine dağıtılmış olur. Bu yaklaşım yüksek kalıcı dağınıma sahip (kalkış cihazları da dahil), bilgisayarlar, invertörler veya elektronik balastlı lambalar gibi cihazlar söz konusu olduğunda özellikle etkilidir.

Kaçak akım koruma anahtarları için doğru yük dağıtımı ile ilgili pratik bilgiler CEI 23-98 yayında bulunabilir: “Ev ve benzer tesisler için devre kesicilerin doğru kullanımı “ (Bölüm 7.3.1). Uluslararası IEC/ TR 62350 standardı kaynak olarak kullanılarak hazırlanmıştır. Şekil 5’te gösterilen öngörülen kaçak akım değerlerini de içerir.

IEC 61140 tarafından sağlanan başka bir yararlı kaynak, şekil 6’da gösterildiği gibi bir hata yokluğunda kullanıcı ekipmanlarının koruyucu kablolarına ait maksimum akım sınırlarını belirleyen tablodur.

Yukarıda bahsedilen CEI kılavuzuna göre önerilen; farklı ekipmanlar için kaçak akımların aritmetik toplamının, 0.7/0.8 ile çarpılması ve bu kaçak akım anahtarının hassasiyet akımının % 30’unu geçmemesidir.

Toplam kaçak akım bu değerden daha yüksek ise, yükler farklı linyelere bölünmeli ve bunların her biri için kaçak akım koruma anahtarı bağlanmalıdır. Ya da güvenlik gerekliliklerine bağlı kalacak şekilde hassasiyet akımı IΔn arttırılabilir. Örneğin, 10 A anma akımı ile bir fiş üzerinden beslenen bir elektriksel cihaz söz 

konusu olduğunda, 0.03A hassasiyete sahip kaçak akım koruma anahtarına, 2 veya 3’ten fazla cihazın aynı devre üzerinden bağlanmaması tavsiye edilir, böylece kaçak akımlar açmaya neden olmaz.

Şekil 7A -Yatay selektivite örneği

Şekil 7B - Tüm yükler için tek bir kaçak akım koruma anahtarı genellikle önerilmez hatta yasaktır

En iyi çözüm, tabii ki, her bir yük için veya sistemin her bir uç devresi için ayrı bir kaçak akım anahtarı bağlanmasıdır (yatay seçicilik). Bu şekilde kaçak akım koruma anahtarı, devam eden bir hata durumunda bile maksimum hizmet sürekliliği sağlayacak şekilde diğer devreler üzerinde herhangi bir etkisi olmadan ilgili linyeyi devre dışı bırakır (Şekil 7A). Ayrıca ortam veya uygulama türüne göre en uygun koruma düzeyi sağlanabilir (örneğin IΔn 0.01 A hassasiyet gerektiren banyo gibi riskli alanlarda, aksi takdirde aynı kaçak akım koruma anahtarına bağlı tüm diğer yüklerin istenmeyen açmasına neden olacaktır).

Tam tersine, hizmet sürekliliğini sağlayamayan ve bu nedenle önerilmeyen çözüm, sistem girişinde tek bir kaçak akım koruma anahtarı ile tüm yükleri beslemektir (Şekil 7B). Bazı ülkelerde ulusal düzenleyici normlar altında bu bağlantı tipi önerilmez ve hatta yasaktır2).

 Şekil 8 : Maksimum servis sür ekliliği yükleri daha fazla APR veya selektif tip kaçak akımlar altında toplayarak sağlanabilir.

Kaçak akım koruma anahtarının doğru seçimi

Geçici kaçak akımlar için başka bir etkili çözüm, kısa süreli kaçak akımlara duyarsız olan, ABB’nin APR yüksek bağışıklıklı ürün yelpazesidir. Bu ürünler şebeke açmaları veya atmosferik olayların oluşturduğu darbeler gibi bozukluklar nedeniyle oluşabilecek istenmeyen açmalara karşı en iyi çözüm sağlar. Bu ürün tipi kalıcı kaçak akımlar için bile etkilidir. Nitekim, kalıcı kaçak akımlar geçici etkenler ile bağlantılıdır, örneğin ekipman içinde ya da şebeke ile girişim (toprağa doğru aynı kapasitif empedans geçici ve kalıcı kaçak akımlardan sorumludur)

Ayrıca, bu kaçak akım koruma anahtarları için tipik olan filtre frekansı etkisi, yüksek frekans içeren kalıcı kaçak akımlara karşı etkilidir. Hatta S-tipi (Seçici/selektif) kaçak akım anahtarlarının APR kaçak akım anahtarlarına benzer istenmeyen açmalara karşı bağışıklık özellikleri vardır3). Maksimum hizmet sürekliliği, birkaç kaçak akım anahtarı altında yük dağılımı ile elde edilir (APR veya seçici). APR tipi ürünler geçici darbeler ve yüksek frekanslı kaçak akımlara karşı istenmeyen açma olmadan performans gösterdikleri için, bazı sınırlamalar dahilinde aynı kaçak akım anahtarına bağlı yüklerin sayısında artışa izin verir (Şekil 8).

1) Üç fazlı kaçak akım anahtarları söz konusu olduğunda, üç fazlı kaçak akımların toplamından dolayı kısmen bu olgu azalmaktadır

2) IEC 64-8, Bölüm 37’e gör e elektrikli ev aletleri için tesisatın en az iki ayrı kaçak akım anahtarına bölünmesi geeklidir

3) S-tipi KAKR, lΔn 0.03 A’e eşit veya daha düşük olan KAKR alt devr elerine bağlanmadan, yalnız ve ancak sistem standartları ilave koruma ger ektirmiyorsa bağlanabilir. Voltimum / ABB

 Ekipmanların zamanla yorulması sonucu bozulma zamanları

Endüstriyel bakım işletmelerin devamını sağlaması yanı sıra, işletmelere kazandırdıkları ile de işletmelere ciddi yararlar sağlarlar.

• Plansız Duruşları Engeller.

• Yüksek Enerji Kaybını engeller. 

(Enerji Verimliliğini artırır)

• Personel yaralanmalarını azaltır. 

(İş Güvenliğini sağlar)

• Aksama, arıza veya çökme sonucu üretimde oluşabilecek kalite düşüklüğünü engeller.

Endüstriyel Bakım temel olarak 3 kısımda incelenir. Bunlar Plansız Bakım, Koruyucu Bakım ve Kestirimci Bakım’dır. Bugün hala günümüzde Plansız Bakım en yaygın bakım çeşididir. Kestirimci Bakım ise işletmeler için henüz yabancı oldukları bir bakım çeşididir. Şuan için Kestirimci Bakım uygulayan firma oranının %0.04 dolaylarında olduğu tahmin edilmektedir.

Plansız Bakım

Plansız bakım adı üzerinde bozulana kadar çalıştır, “run it till breaks” mantığında olan bakımlardır. Günümüzde toplam bakımların %55’ini oluşturur. Düşük maliyeti ve personel gerektirmemesi bakımından firmalar tarafından tercih edilirler. Ancak birçok sakıncası vardır. Bunlar;

• Onarım sırasında üretim kaybı yaşanır.

• Plansız duruşlardan dolayı donanımın firmaya maliyeti artar.

• Ortaya çıkan arızalar ikincil donanımlara veya diğer cihazlara zarar verebilir.

• İş gücünün verimsiz kullanımına yol açarlar.

Plansız Bakım aslında işletmelerin mecbur kaldıkları bir bakım çeşididir. İşletmeler Plansız Bakım’da bakım sürecinin faydalarını göremezler, sadece anlık zarar ortadan kaldırılır. Plansız bakımın bu kadar yaygın olması işletmelerin, herhangi bir bakım planı öngörüsüne sahip olmadığını gösterir.

 Koruyucu Bakım

Koruyucu bakım,  belli bir zaman aralığı alınarak, oluşabilecek bozulma ve hataları en aza indirmek için yapılan faaliyetleri içerir. Bakım faaliyetleri çeşitlerinde %31 ile ikinci sırada yer alır. Öncülüğünü Amerikan Donanması yapmıştır. Yıllar içinde güvenirliğinin artmasıyla yaygınlığı artmaya başlamıştır.  Çalışmalar koruyucu bakımın plansız bakıma göre %12-%18 arasında daha avantajlı olduğunu göstermiştir.  Ancak koruyucu bakımında birçok sakınca bulunmaktadır. Bunlar;

• İşçi maliyeti yüksektir.

• Bakım esnasında yıkıcı faaliyetler gerçekleşebilir.

• Bakım esnasında donanımlara istenmeyen zararlar verebilme potansiyeli vardır.

• Teknoloji kullanımı sınırlıdır, bu yüzden nesnelliği tartışmaya açıktır.

Koruyucu Bakım yukarıda bahsedilen olumsuzluklardan ötürü işletmeler için zararlı olabilir. Bu yüzden Koruyucu Bakım uygulamaları her ne kadar Plansız Bakıma tercih edilse de Kestirimci Bakım’ın gerisindedir. 

Kestirimci Bakım

Bakım faaliyetlerine başlanması ile sanayi bu konuda önemli tecrübeler kazanmıştır.  İşte bu deneyimlerin değerlendirilmesi ile Kestirimci Bakım ortaya çıkmıştır. Kestirimci bakım, izlenen donanımlardan veri alınarak, bozulma gerçekleşmeden bakımın doğru ve yeterli bir biçimde yapılmasını sağlar. Kestirimci Bakım %12 uygulanma yüzdesi ile Bakım Çeşitliliğinde son sırada yer alır. Oysa Kestirimci Bakım, getirdiği fırsatlarla bir bakım faaliyetinin ötesinde işletmeler için birçok yarar sağlar. Bunlar aşağıdaki gibi sıralanmıştır.

 • Donanımların ömürlerinde ve verimliliğinde artış.

• Kritik elemanlar için düzeltici bakıma olanak sağlar.

• Süreçlerde ve cihazlarda arızalı kalma süresini azaltır.

• İşçilik maliyetini azaltır.

• Koruyucu bakıma göre %8-%12 karlılık sağlar.

• Enerji tasarrufunda artış sağlanır.

• Çalışanların iş yükünün azalması.

Kestirimci Bakımın sakıncalarını ise şu şekilde sıralayabiliriz.

• Teşhis donanımlarının pahalılığı nedeniyle ilk yatırım maliyetinin yüksek olması

• Eğitimli personel gerektirdiği için işçi maliyetlerinde artış

• Kestirimci Bakım yararının yönetimler tarafından kolay anlaşılamaması

Kestirimci Bakım’da uygulanan akış şeması Kestirimci Bakım yöntemlerini anlamak için önemlidir. Öncelikle yapılması gereken işletmenin genel yapısının analiz edilmesidir. Daha sonra Kestirimci Bakımın uygulanacağı makineler ve bu makinelerin üzerindeki belli noktalarda ölçüm noktası olarak tespit edilir. Ardından, elde edilen verilerdeki sınır değerler tespit edilir. Sistemin normal çalışma esnasında sürekli alınan veriler ile sınır değerlerin karşılaştırılması yapılarak tehlikeli bir durum olup olmadığı kontrol edilir. Elde edilen veriler kaydedilip, izlenerek eğilimleri analiz edilir. Eğilimlerde bir ani değişim veya sınır değerlerin aşılması gözlenirse, bakım ve onarım yapılması gerekliliği anlaşılır. Düzenlenecek bir bakım programı ile zamanında gerekli bakım ve onarımlar yapılır.

 Bağımsız anketlerde yapılan çalışmalarda Kestirimci Bakım uygulayan firmaların işletmelerinde sayısal olarak da birçok yarar gördüğünü ortaya koymuştur. Bunlar;

• Yatırım Geri Dönüş Miktarı: 10 kat

• Bakım Faaliyetlerinde Azalma: %25-%30

• Bozulmalarda Azalış: %35-%45

• Üretimde Artış: %20-%25

Kestirimci Bakım uygulamaları tarihsel süreç içerisinde özellikle kritik öneme sahip ekipmanların izlenilmesi için kullanılmıştır. Nitekim bugün Kestirimci Bakım uygulayan firmaların %81’i Kestirimci Bakım’ı bu amaçla kullanmaktadır. Oysa Kestirimci Bakım, işletmelerin bütününe yayılabilir hem bakım maliyetleri azaltılabilir ve hem de enerji verimliliği artırılabilinir.

Mehmet Cem Ateş | Elektrik Mühendisi / voltimum

Verilerin bu hızla artması sonucunda veri merkezleri ve kablo altyapıları, hizmetin kalitesini bozmadan artan veri hacimleriyle başa çıkabilecek yeterli kapasiteyi sürdürme konusunda baskı altında kalıyor. 

Kablo ve sistem uzmanı Draka, bu ihtiyaca yanıt vermek amacıyla şirketin Universal Cabling (UC) Connect sisteminin bir parçası olarak dünyanın ilk bağımsız kuruluş onaylı Cat 8.2 bakır kablolama sistemini tanıttı. Bu en yeni ürün, Draka’nın müşterilerine UC Connect markası altında hem 40Gbps bakır, hem 40Gbps fiber optik kablolama çözümleri sunmasını sağlayacak. 

Draka’nın bağımsız kuruluş onaylı Cat 8.2 sistemi, veri merkezlerinin veri kapasitesini artırmanın yanı sıra komple bir UC Connect çözümü olarak kurulduğunda 25 yıllık performans garantisiyle de destekleniyor. Üstelik sistem tamamıyla geriye dönük uyumlu olduğu için, bu ürün Draka’ya hem veri merkezi, hem LAN uygulamaları için 90 metrede 10Gbps veri iletebilen, bağımsız kuruluş onaylı bir Cat 7A ve Cat 7 çözümü sunma imkanı veriyor. 

Cat 8. 2 Bakır Kablo Sistemi Hakkında

Cat 8.2 bakır kablo sistemiyle esas olarak veri merkezi uygulamaları hedefleniyor; bu sayede bakır uyumlu switchlerin daha düşük maliyetinden yararlanma imkanı vererek veri merkezi geliştiricilerine ve operatörlerine fiber optik sistemler yerine etkin maliyetli bir alternatif sunulacak. Yeni sistem her türlü veri merkezi mimarisinde (end-of-row veya top-of-rack) bakır kablolarla çalışmaya alışkın kablo tesisatçılarının söz konusu olduğu uygulamalarda özellikle yararlı olacak. 

Standardizasyon kuruluşları, hem 25GBase-T, hem 40GBase-T için kablolama standartlarını hazırlarken uygulamaların büyük ölçüde sunucuları ikili büküm kablo yerine switchlere bağlamanın tercih edildiği veri merkezlerinde olacağını kabul etti. Tüm switchten sunucuya bağlantıların yüzde 88’i genelde 30 metreden kısa olduğu için, her üç standardizasyon kuruluşu (TIA, ISO ve IEEE) maksimum 30 metre link uzunluğuna izin verileceğini uygun gördü ki bu uzunluk diğer kablo tiplerinin bağlantı uzunluklarından çok daha kısa. 

25GBase-T ve 40GBase-T bakır kablolar için daha kısa bağlantı uzunluğu gerekiyor, zira 30 metrenin üstüne çıkıldığında performans zayıflama sonucu kabul edilemeyecek seviyelere düşüyor. Öyle ki standartlarda 30 metrelik maksimum uzunluk; 26 metre uzunluk ve her iki uçta 2 metre uzunluğunda ara bağlantı kablosu olmak üzere kablonun üç bölümünden oluşacak şekilde tanımlanıyor. 

Maksimum kablo link uzunluğu genel anlamda tüm 25GBase-T and 40GBase-T standartlarında benzer olsa da, Cat 8 sistemlerinin daha alt sistemlerle uyumluluğu ile ilgili standartlar arasında belirgin farklar var. Örneğin Kuzey Amerika’daki standardizasyon kuruluşu TIA, kuralı bozarak Cat 8 için sistemin Cat7A veya Cat7 sistemleriyle alt sistemlerle uyumlu olmasını gerektirmeyen ama bir yandan da Cat 6A ve Cat 6 sistemleriyle ve daha düşük özelliklerdeki sistemlerle geriye dönük uyumlu olmasını sağlayan bir tanımlama yaptı. 

Aynı şekilde; Cat 8.1 için tesisatın Cat 7A veya Cat 7 tesisatla uyumlu olmasını gerektirmeyen ama bir yandan da Cat 6A ve daha düşük özellikli sistemlerle geriye dönük uyumlu olmasını gerektiren bir tanımlama yapan ISO standardı bu açıdan TIA’nın tanımına benziyor. Buna karşın Cat 8.2 kablo tesisatıyla ilgili ISO standardı, tesisatın Cat 7A, Cat 7, Cat 6A ve daha düşük özellikli tüm ürünlerle geriye dönük uyumlu olmasını gerektiren bir koşul içeriyor. Draka’nın yeni sistemi ISO Cat 8.2 standardıyla yani tüm sistem kategorileriyle tamamıyla uyumlu. Ayrıca bağımsız kuruluş onayına da sahip. 

Draka’nın Cat 8.2 kablosu, hem tesisat, hem ara bağlantı kablosu versiyonlarıyla sunuluyor. Tesisat kablosunun dış çapı 8.5mm, kurulu halde bükülme yarıçapı ise 68mm; diğer yandan daha esnek olan ara bağlantı kablosunun dış çapı 6.0 iken kurulu halde bükülme yarıçapı daha kısa ve sadece 48mm dir.

Her iki kablo seçeneğinde de alüminyumla kaplanmış plastik folyo ile ekranlanmış dörtlü büküm kablo çiftleri bulunuyor; kablo daha sonra kalay kaplı bakır örgü ekranla sarılıyor ve düşük duman yoğunluklu halojensiz kılıfla kaplanıyor. Güçlü konstrüksiyon böylelikle 2GHz’e kadar  iyi bir  veri iletme performansı sağlar. Bu, Cat 6A kabloların bant genişliğinden dört kat daha fazla olup ve ayrıca yabancı çapraz karışma gürültüsü (alien cross-talk) açısından çok daha yüksek gerekliliklere sahiptir.

Draka, Cat 8.2 kablonun yanı sıra bağımsız kuruluş onaylı bir 40GBase-T konektörü de tanıttı. Bakır veri kablolama tesisatlarının büyük çoğunluğunda RJ45 konektörler kullanılır. Bununla birlikte 40GBase-T veri hacimlerini kaldırabilecek kabiliyete sahip herhangi bir bağımsız kuruluş onaylı RJ45 konektör bulunmuyor. Draka, entegratörlerin ve geliştiricilerin yeni Cat 8.2 sisteminden yararlanabilmesi için zırhlı dörtgen tasarımlı, dört bölmeli bir konektör geliştirdi (bir Tera Konektör benzeri). 

Draka’nın yeni dört bölmeli konektörü, test laboratuvarı GHMT’den bağımsız kuruluş onaya da sahiptir. 4GHz’ lik bant genişliğine kadar test edildi. Bunun yararı da 4 bölmeli konektörün kurulduğunda kablodaki her çiftin 2GHz bant genişliği sağlamasına olanak vermesidir. Konektörün ekran zayıflaması da 88dB’den daha iyi (koaksiyel konektörlerle aynı sınıfta), ki bu değer çoğu RJ45 konektörün maksimum 50dB’lik değerinden çok daha iyi. 

Teorik olarak Cat 8.2 sistemi ve konektörü, veri merkezlerinin 25GBase-T and 40GBase-T sistemlerinden hemen yararlanmasına olanak vermeli. Ancak pratikte, tanıtılan ürün kendi alanında o kadar ileri ki 40GBase-T sistemini işletebilecek bir switch ve sunucu henüz mevcut değil. Sunucuların da uygun RJ45 konektörler geliştirilene kadar - ki bu da iki yıl alabilir - 40GBase-T sistemini işletmesi olası görünmüyor. 

Draka, veri merkezi geliştiricilerine ve entegratörlere şimdiden bir Cat 8.2 sistemi kurarak veri merkezlerini geleceğe hazırlama imkanı vermek amacıyla bir ucunda 4 bölmeli konektör, diğer ucunda RJ45 konektör bulunan bir hibrit ara bağlantı kablosu da tanıttı. Bu kablo, 4 bölmeli ara panelle mevcut RJ45 sunucu bağlantısı arasında bir ara bağlantı kurulmasını sağlayacak. 

Bu kablo, veri merkezi operatörlerinin 40GBase-T sunucular ve RJ45 konektörler piyasaya sürülene kadar 10GBase-T sistemini mevcut sunucular ve switchlerle Cat 8.2 sisteminde çalıştırmasını sağlayacak. Daha sonra zamanı geldiğinde operatörün tek yapması gereken, sistemin 10GBase-T’den 40GBase-T’ye güncellenmesi için ara bağlantıların yerine yeni 40GBase-T ile uyumlu RJ45 konektör içeren bir model takmak olacak. 

1.1 Enstrümantasyon Kablolarının Tanımlanması

Her kablo tipinde olduğu gibi bu kabloların da tanımlanması için çeşitli sembollerden ve harflendirmelerden yararlanılır. Bu isimlendirmeler Çizelge 1.1, Çizelge 1.2 ve Çizelge 1.3’teki gibidir.

Çizelge 1.1 Enstrümantasyon kablolarında kullanılan izole/kılıf materyalleri kısaltma isimlendirmeleri

Çizelge 1.2 Enstrümantasyon kablolarında kullanılan zırh materyalleri kısaltma isimlendirmeleri

ENSTRÜMANTASYON KABLOSUKOD KISALTMALARI 

Çizelge 1.3 Enstrümantasyon kablolarında kullanılan ekranlama materyalleri kısaltma isimlendirmeleri

* Enstrümantasyon kablolarında kullanılan temel standartlar ise Çizelge 1.4’teki gibidir. 

Çizelge 1.4 Enstrümantasyon kablolarında kullanılan standartlar

* Bu kablolarda yapılan testler ve standartları Çizelge 1.5’teki gibidir.

Çizelge 1.5 Enstrümantasyon kabloları genel test standartları

1.2.Enstrümantasyon Kablosu Yapısı

Aşağıda enstrümantasyon kablolarının genel yapı özellikleri maddeler halinde verilmiştir.

1.2.1 İletken

Enstrümantasyon kablolarının iletkenleri, iletken standartlarına uygun (Çizelge 1.4’te verilmiştir) çıplak veya kalaylı bakırlardan oluşur. Bu bakırlar solid (mono, tek tel) veya bükülü bakırlardan oluşabilir. Bu kablolarda bakırların seçim kriteri sahip olduğu direnç değerleridir. Dirence uygun kesit bilgisi ve kablonun boyut hesaplamalarında önemlidir.

1.2.2 İzole (Yalıtkan)

Gelişen malzeme teknolojisi ile beraber izole malzemeleri çeşitlilik göstermektedir. Temel olarak enstrümantasyon kablolarında şu plastikler kullanılır;

• PVC (Polyvinyl chloride)

• PE (Polyethylene)

• XLPE (Cross-linked Polyethylene)

• PP (Polypropylene)

• HFFR (Halogen free flame retardant compound)

• Silikon

• EPR (Ethylene propylene rubber)

Kablolarda bakılması gereken kritik değerlerden birisi işletme sıcaklığı verileridir. Çalışan bir kabloda iletkenden geçen akıma karşı bakır üzerinde sıcaklık oluşur. Bu sıcaklık doğrudan izole malzemesine etki eder. Bu noktada izole malzemesinin ilgili gerilim değerlerinde yalıtkanlık özelliğini kaybetmemesi gerekir. Farklı plastikler ile farklı sıcaklık dayanımları karşılanabilir. Örneğin PVC ile maksimum 70ºC’ye dayanım sağlanırken XLPE ile maksimum 90ºC’ye, PE ile maksimum 80ºC’ye, HFFR ile maksimum 70ºC’ye kadar dayanım sağlanabilir. Tabi bu dayanımlar mühendislik çalışmaları sonucu artırılabilmektedir. Örneğin 70ºC’ye dayanan PVC özel katkılar ile sıcaklık dayanımı 90ºC’ye yükseltilebilmektedir.

Yalıtkan malzemelerde izolasyon direnci değerlendirilmesi gereken bir diğer özelliktir. İzolasyon direnci, yalıtkanın elektrik akımına karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanabilir. İzolasyon direnci meger ölçü aletleri vasıtasıyla ölçülür. Kataloglarda bu direnç değeri beyan edilmektedir.

1.2.3 Ekranlama Elemanları

Doğal veya elektrikli cihaz kaynaklı girişimlerin önlenmesinde ekran yapısı kullanılır. İletilen sinyalin, doğal veya doğal olmayan sinyaller tarafından bozulmasının engellenmesine ekranlama denir. Ekranlama, kabloyu elektromagnetik olarak bu tür etkilere karşı izole edilmesini sağlar. Literatürde farklı ekranlama yapılarından bahsedilir. Bunlardan bazıları;

• ALPES folyo ve toprak telinin beraber kullanılması,

• Çıplak bakır veya kalaylı bakır tellerden örgü,

• Galvanizli çelik tel örgüdür.

Bu ekranlama yapıları tek başına veya çeşitli kombinasyonlarla kullanılabilir. Enstrumantasyon kablolarında sıklıkla ikilenmiş damarlar ALPES folyo ve toprak telinin beraber kullanılması ile ekranlanır. Genel kablo yapısı da ALPES folyo ve toprak telinin beraber kullanılması ile ekranlanır.

1.2.4 Ara Kılıf

Ara kılıf koruyucu bir katmandır. Kabloda zırh veya metalik ekran var ise önceki katmanların metalik malzemeden dolayı ezilmemesi için ara kılıf kullanılır. Ara kılıf materyali çeşitli geliştirmelerle fiziksel ve yangına karşı dayanıklılığı artırılır. Bunun yanında müşteri özel isteklerine göre (örneğin yağa dayanım özelliği) artırılabilir.

1.2.5 Metalik zırh veya metalik ekran

Kablolarda zırhın temel görevi, içinden akım geçen damarları fiziksel etkenlere karşı koruyarak sinyal iletiminin devamını sağlamaktır.

Sıva altında, toprak altında, duvar arkasında kullanılan kablolar haşereler ve kemirgenler için bir hedeftir. Zırh katmanı haşere ve kemirgenlerden gelecek zararı önler. Bir farenin ısırarak ulaşabileceği iletkenin kısa devre yapmasını veya olası çıkabilecek yangınların önünü keser. Buna ek olarak herhangi bir patlama anında kablo bütünlüğünü zırh korur. Farklı zırhlama elemanları mevcut olmakla beraber enstrumantasyon kablolarında galvanizli çelik tel sargı (SWA), galvanizli çelik tel örgü (SWB) veya çelik bant zırlama (STA) uygulamaları mevcuttur.

1.2.6 Dış kılıf

Kablonun çevresel etkilere maruz kalan ve kozmetik açıdan kabloyu gösteren kısım dış kılıftır. Dış kılıf materyali çeşitli etkenlere karşı kabloyu korur. Bunlardan bazıları;

• Yangına dayanım,

• Alev iletmeme,

• Yağa dayanım,

• Yüksek sıcaklıklara dayanım,

• Yağa, benzine, solvent ve türevlerine dayanım,

• Alifatik ve aromatik hidrokarbonlara dayanım,

• Bükülme, burkulma dayanımı,

• Kemirgen ve haşerelere dayanımdır.

Kablolarda bakılması gereken kritik değerlerden birisi işletme sıcaklığı verileridir. Çalışan bir kabloda iletkenden geçen akıma karşı Bu maddeler genelde enstrumantasyon kablosundan istenen özelliklerdir. Dış kılıfın bu dayanım özellikleri teker teker kullanılabileceği gibi bir arada da üretilip kullanılabilir. Farklı kablo tiplerinden beklenen bu maddelerden farklı kılıf dayanımları da mevcuttur.

1.3 Kablo Konstrüksiyonu

Enstrümantasyon kabloları temel olarak EN 50288-7, PAS 5308 part 1&2, BS 5308 part 1&2 standartlarına göre alçak gerilim hatlarında çalışmaya uygun olarak üretilirler. Bu standartlar genellikle Avrupa’da tercih edilir. Her devletin kendine ait standartları ve kabulleri vardır. Temel olarak Türkiye’de de EN 50288-7 standardı ışığında TS EN 50288-7 kullanılmaktadır. Bu standartların dışında müşteriler tarafından istenen ek özellikler kablo dizaynında etkili olur. Projenin planına göre müşteri ile kablo üreticisi anlaşarak malzeme et kalınlıkları, malzeme özellikleri, bakır yapısı, dış kılıf rengi vb. gibi özelliklerde değişiklik yapabilir.

1.4 Kablo Katalogları ve Üretici Firma

Kablo ihtiyacı doğduğu zaman öncelikle projelendirme ve istenilen özellikler uygulayıcı tarafından belirlenmelidir. Daha sonra üretici firmalar ile temasa geçilmelidir. Eğer uygulayıcı istediği özellikleri doğru bir şekilde tarif ederse üretici firma onun için kablo tiplerinden uygun olanları önerebilir. Doğru iletişim için uygulayıcı tarafından oluşturulan şartnameler veya uzman kişiler tarafından doldurulan formlar kullanılır. Üretici firmaların kendine ait katalogları bulunur. İlgili kataloglara firmaların web sitelerinden rahatlıkla ulaşılabilmektedir. Bu kataloglarda kablolara ait özellikler ve kablo görselleri verilir. İncelenmesi gereken ilk özellik kablo yapı özellikleridir. Kablo isimleri yapısına göre çeşitlenerek farklılık gösterir. İstenilen yapıya karar verildikten sonra kablonun geçtiği testlere ve elektriksel değerlerine bakılır. Eğer kablonun geçmesi gerektiği testlere ek olarak uygulayıcının istediği başka testler varsa bu bilgiler üretici firma ile paylaşılmalıdır. Bir üreticinin Ar-Ge departmanına sahip olması onun sektöre yeni fikirler sunan bir firma olduğuna işaret eder. Ar-Ge departmanına sahip bir firma ile çalışmak uygulayıcı tarafından kabloya yapılmak istenen ek testlerin veya ek uygulama ve dizayn geliştirmelerinin önünü açar. Ar-Ge departmanına sahip bir üretici ile çalışılırsa uygulayıcının kendine özel istediği kablo dizaynları oluşturmak mümkündür.

1.5 Enstrümantasyon Kablosu Seçimi

Kabloların doğru yerde doğru görev için kullanılması, iletilen sinyal bütünlüğü ve maliyetler için önem arz eder. Data iletişimi için veri aktarmanın ihtiyaç olduğu bir bölümde data kablolarının yerine maliyeti daha az olacak şekilde kontrol kablosu seçilip kullanılması o bölgede doğru seçimin yapılmadığı anlamına gelir. Dolayısı ile istenen verim alınamayan kablo kusurlu bulunacak tekrar aynı tipte kabloyu farklı üreticilerden almak için masraf yapılacaktır. Fakat bu yanlış seçilen kablo da sorunu çözmeyecek maliyetleri önceden planlanan projelerde sapmalara neden olacaktır. Enstrümantasyon kabloları alçak gerilim uygulamalarında kullanılan kablolardır. Hem analog hem de dijital sinyal iletimi için kullanılabilirler. Bu kablolar ile 1 kV’ye kadar iletim yapılmaktadır. Üretim tesislerinde panolarda, cihazlar arası haberleşmelerde, kritik proses kontrollerinde, fiziksel koşulların zorlu olduğu bölgelerde (dondurucu soğuklar, benzinin gölet şeklinde birikme ihtimalinin olduğu bölgeler vs.) tercih edilirler. Bu kablolar genellikle üretim tesislerinde kullanılırlar. Dolayısıyla tesislerin yapımında bir kablo projesi ile yapılandırılırlar. Bu projelerde elektrikli cihazların konumu kabloların yerleştirilmesi açısından önem arz eder. Patlama ihtimalinin fazla olduğu bölgelerde özellikle zırhlı dizaynlar tercih edilmelidir. Kritik proses işlenen ve alarm sistemlerinin bulunduğu bölgelerde ekranlı dizaynlar tercih edilmelidir. Bu kabloların incelenmesi gereken ana özellikleri aşağıda belirtildiği gibidir ve bu özellikler projelerin ihtiyaçlarına göre değişiklik gösterir;

• Kablonun L/R oranı (μH/Ω) 

• İletken direnci (Ω/km) 

• Çalışma gerilimi (V)

• Kapasite değeri (nF/km) 

• Kapasite dengesizliği (pf/m) 

• Kablonun işletme sıcaklığı (0C)

Bahsedilen bu özellikler kabloların test standartlarında anlatılır. Standartlarda verilen test metotlarına uygun cihazlarla kalite laboratuvarlarında kablo test edilir. Eğer kablonun test sonuçları standardın bahsettiğine uygunsa ilgili kablonun geçtiği standartlar kataloglarda ve datasheet ile beyan edilir.

1.6 İyi Bir Enstrümantasyon Kablosu

Enstrümantasyon kablosu alçak gerilim uygulamalarında analog veya dijital sinyal göndermek için iyi bir seçimdir. Bu kabloların üretimi için üretici firmanın belirli bir tecrübeye sahip olması gerekir. Kaliteli üretimi ilke edinmiş bir firmadan alınan kablolar uzun ömürlüdür. Kısaca maddeler halinde iyi bir enstrümantasyon kablosunun olması gereken özelliklerini sıralayalım.

• Kablo yapısını oluşturan hammaddelerin kaliteli olması gerekir. Kaliteli hammadde ancak belirli bir fiyat politikası olan firmalar tarafından kullanılır. Özellikle son yıllarda Çin malı kablo ve rekabetin artması sonucunda saflık dereceleri çok düşük bakırlarla, testlerden geçemeyen ama kataloglarda testi geçtiği beyan edilen kablolarla sıklıkla karşılaşmaktayız.

• Bu kabloların bir çoğunda ALPES ve PES bant gibi ekranlamada, nemi önlemek için kullanılan bant uygulamalarına rastlanır. Bu bantların muntazam bir şekilde uygulanması kabloda bütünlüğü sağlamada kritik öneme sahiptir. İyi atılmış bir bant dış kılıfta kozmetik açıdan göze hoş görünen bir görünüm oluşturur.

• Uygulayıcının isteklerine üreticinin doğru cevap verebilmesi önemlidir. Bu durum üreticinin tecrübesini ve farklı malzeme türlerini bir araya getirebilme yeteneğini gösterir.

• Uygulayıcı kablodan beklediği özellikleri belirlemelidir. Sıva altında kullanılacak bir kablo için UV dayanım özelliği istemek sadece uygulayıcının maliyetlerini artırır. Uygulayıcının kablo hakkında tecrübesi yok ise ihtiyaçlarını kablo üzerinde uzmanlaşmış satış personelleri ile paylaşmalıdır.

• Standartlara uygun bir kablo oldukça önemlidir. Üreticinin hangi standartlara uygun kablo ürettiği sorulmalıdır. Kablosunda standart veren bir firma kablosunun ilgili standarda uygunluğunu beyan eder.

• Kabloyu güvenilir kılmanın bir başka yolu kalite raporlarıdır. Üretimi yapılmış enstrümantasyon kablosuna ait test edilmiş ve değerlendirilmiş kalite raporları bulunmalıdır. Bu üretici firmanın bir kalite departmanına sahip olmasını gerektirir.

Doğru ışık her şeydir mottosuyla LED dönüşümünün öncüsü olan Philips, 2020 yılında her 10 evin neredeyse 8’inde olacak LED lambaların nasıl seçileceğine ilişkin şu adımları izlemeyi öneriyor: 

1.Duy tipini seçin

Lambalar farklı duy tiplerine sahiptir ve hepsi aynı armatüre uymaz. Kırılan veya eskiyen ampulün değiştirmesi istenildiğinde, mutlaka uygun olan duy tipi tercih edilmelidir. Lamba kutusu ambalajı üzerinde duy tipi mutlaka belirtilir. Bu sayede hızlı ve kolayca ihtiyaç duyulan ürün seçilebilir.  

2.Lamba şeklinizi belirleyin

Lambanın şekli, kullanılacak avize tipine bağlı olarak değişir. Örneğin, belli bir objeyi vurgulamak veya geniş bir alan içindeki bölgeye dikkat çekmek için spot tipi LED lambalar tercih edilebilir. Bu kapsamda oturma odası için spot LED lambaları kullanılabilir. Ancak mutfak, çocuk odası gibi her yöne ışık veren bir aydınlatma ihtiyacı varsa, standart şekle sahip LED lambalar idealdir. Bunların yanı sıra, mum tipi veya mini golf tipi gibi küçük avizelere uyumlu lambalar da sıklıkla tercih edilen LED lambalardır. Mesela evin dekorasyonunu tamamlayan şeffaf filaman LED lambalar sayesinde ışıklar hem açıkken hem de kapalı iken sıcak bir atmosfer yakalanabilir. 

3.Parlaklığı seçin.

Geçmişte lamba kutusunun üzerinde yazan vat değerine (W)  bakarak seçim yapılırdı, ancak bu kural artık geçerli değil... LED lambaların yaygınlaşmasından sonra “lümen değeri” kavramı önemli hale geldi. Lümen değeri bir lambanın parlaklığını gösterir, vat değeri (W) ise o lambanın harcadığı güç miktarıdır. Birçok kişi lambanın üzerinde yazan yüksek watt değerinin daha parlak ışık vereceğini düşünür; ancak bu durum her zaman doğru değildir. Örneğin 60 watt’lık bir şeffaf lamba 20 watt’lık bir şeffaf lambaya göre daha parlaktır; fakat 15 watt’lık LED lambadan daha az parlaklığa sahiptir. LED lamba seçimi yapılırken enerji tüketim değeri olan vat değerine (W) değil, ışık akısı olan lümen değerine bakılmalıdır. Seçilen lambanın lümen değeri ne kadar yüksekse, LED lamba daha parlak ışık verir. 

4.İstediğiniz renge karar verin.

Lambalar için renk sıcaklığı Kelvin (K); cinsinden ölçülür. Düşük değerli sıcaklık renkleri (örneğin 2700K) sıcak ve sarı aydınlatma ortamı sağlarken, yüksek değerli sıcaklık renkleri (örneğini 6500K) soğuk ve beyaz renkli aydınlatma ortamı yaratır. Genelde konut, otel, restaurant uygulamalarında 2700K ve 3000K gibi sarı renkler kullanıcı konforu ve rahatlaması gibi amaçlarla tercih edilirken; ofis, okul, otopark, endüstri gibi uygulamalar için 4000K ve 6500K gibi beyaz renkler konsantrasyon sağlaması ve çalışmayı tetiklemesi açısından tercih edilir. 

5.Renk kalitesinin öneminin farkında mısınız?

Işık kaynağının renk görünümü üzerindeki etkisini açıklamak için renksel geriverim indeksi (CRI) kullanılır. Açık havadaki doğal ışığın CRI değeri 100’dür ve diğer ışık kaynaklarının karşılaştırılmasında standart olarak kullanılır. Philips LED lambaların CRI değeri her zaman 80’in üstündedir. Güneş ışığının değerine yakın olan bu lambalar renkleri gerçekçi ve doğal biçimde yansıtır. LED lamba seçimi yaparken CRI değerinin 80 ve üzerinde olduğundan emin olun.

6.Ayarlanabilir parlaklığa ihtiyacınız var mı?

Işığın parlaklığının ayarlanması demek, istenilen her an, evde arzu edilen atmosferin yaratılması demek…Parlak beyaz veya loş sarı… Kutu ambalajının üzerinde parlaklığı ayarlanabilir (dimmable) ibaresi bulunan LED lambaların parlaklığı ile oynanabilir. Örneğin Philips WarmGlow ürün ailesine sahip tüm LED lambalar sayesinde sadece ışığın parlaklığını değil, aynı zamanda ışık rengini de ayarlamak mümkün... 2700 K sarı renk sıcaklığı, 2200 K “gün batımı” renk sıcaklığına kadar kısılarak sımsıcak ortamlar sağlanabilir.

7.Kalite belgelerini kontrol edin

Son olarak doğru LED lambayı seçerken önemli bir konu ise kalite belgeleridir. Türkiye’de Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından 1 Temmuz 2015 tarihinden itibaren 2 yeni tebliğ yürürlüğe girdi. Bu tebliğler sayesinde bir lambanın kaliteli üretim kriterleri belirlendi ve enerji etiketleri tüm lambalar için değişti. Yeni tebliğ sayesinde, enerji etiketindeki verimsiz F ve G enerji sınıfları kaldırılarak, 2 adet yeni enerji sınıfı A+ ve A++ eklendi. Sonuçta en yüksek enerji verimliliği sınıfı A++ oldu.

irmi birinci yüzyıl insanının sahip olduğu teknolojik gelişimler, bize daha konforlu bir geleceğin kapılarını açmaktadır. Evlerimizde kullandığımız elektronik cihazların sayısının artması, ailelerde birden fazla araba kullanılmaya başlanması ve daha birçok durum bu gelişime örnek olarak gösterilebilir. Bu gelişim, aynı zamanda geleceğini düşünen insanların, yaklaşmakta olan tehditlere karşı etkin ve kalıcı çözümler üretmesini de zorunlu kılmalıdır. Bu çözümlerin başında, alternatif yenilenebilir enerji gelmektedir. Yenilenebilir enerjiler, yakıt gereksinimlerini doğadan karşılayan, koşullu ama pratik olarak sınırsız enerji kaynaklarıdır. Yakıt olarak doğayı kullanma çeşitleri değişken olsa da, temelde bütün enerjilerin kaynağının güneş olduğu unutulmamalıdır. Yenilenebilir enerji teknolojileri her geçen gün gelişmekte ve bu kaynaklardan enerji daha verimli bir şekilde üretilmeye başlanmaktadır.

Türkiye Yenilenebilir Enerjide Nerede?

Türkiye yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeli yönünden, fosil kaynaklara göre, daha avantajlı durumdadır. Özellikle hidrolik, rüzgar, güneş, biyokütle ve jeotermal enerjilerin potansiyeli oldukça yüksektir. Bu enerji kaynaklarının potansiyelini belirlemek ve üretim değerlerini yükseltmek icin, son yıllarda yoğun bir çalışma yapılmaktadır. Tüm dünyada olduğu gibi, ülkemizde de yenilenebilir enerjiler enerji politikamız içinde her geçen gün daha fazla önem kazanmaktadır. Aşağıdaki tablolarda, Türkiye’nin yenilenebilir enerji faaliyetlerini ve 2019 yılına kadarki hedeflerini görebiliriz.

Not: Güneş enerji güç değeri değişimi için Baz Yıl 2015 alınmıştır. Kaynak : T.C. Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı

Yukarıdaki tablolarda görüldüğü üzere, Güneş Enerjisi son yıllarda yükselen trendi ile yenilenebilir enerji kaynakları arasında önemli pozisyona sahiptir.Bir Güneş Enerjisi Sisteminde Hangi Kablolar Bulunmaktadır?  

Yanda görüldüğü üzere, Güneş Enerji Santrali 3 (üç) tip kablo bulunmaktadır.Bunlar;

DC Kablolar

AC kablolar

Kontrol ve haberleşme kablolarıdır.

Bir güneş enerjiisi santralinde, dış etkilere en çok maruz kalan kablolar, DC tarafındaki solar (PV – Fotovoltaik) kablolardır. Peki, bir solar (PV) kablodan hangi şartlara uygun olması beklenir?

• 25 sene ömür                                                                               

• AC:1kV, DC:1,5kV

• Yanmaya karşı direnç

o EN 50618, Tablo-2’ye gore

o EN 60332-1-2 standardına göre Tek Kablolu Alev Testi

o EN 61034-2 standardına göre Düşük Duman Yoğunluğu (Işık geçirgenliği >%70)

• EN 50525-1, Annex-B standardına göre Halojenden Arındırılmışlık

• İşletme sıcaklığı (90 ºC) 

• Soğuğa dayanıklılık  -40ºC

• UV ve ozona dayanıklılık

• Doğaya karşı dayanıklılık

• Basınca karşı dayanıklılık

• Asitlere karşı dayanıklılık

• Esneklik

• Kolayca ayırt edilme ve renk solmaması

• Çevre dostu olması

Solar Kablo Standartlarında Güncel Durum Sistemde kullanılan kabloların tanımlı olduğu standartlar açısından konuyu incelediğimizde, ortaya ilginç bir durum çıkmaktadır. AC, Kontrol ve Haberleşme kabloları başka sistemlerde de kullanılan kablolar olduğundan, dünyada büyük ölçüde bu kablolara ait standartlar oluşmuş olmakla birlikte; sistemin en zor şartlarına maruz kalan solar (PV) kablolar için uluslararası standartlar –güneş enerjisi sistemlerinin dünyada diğer enerji sistemlere göre çok daha genç olmasından dolayı– henüz yeni yeni ortaya çıkmaya başlamıştır.

Bu konunun öncülüğünü Almanya yapmakta olup, uluslararası standartların temelini oluşturan “DKE AK” ve TÜV  çalışma gruplarının oluşturduğu teknik dokümanlar, ilk olarak Almanya’da kullanılmaya başlanmış ve sonrasında, yeni oluşturulan EN normunun  temellerini teşkil etmişlerdir.

Konunun Almanya ve Avrupa’daki gelişimini, kısaca yaşanan tecrübelerle aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

Avrupa’da, Ağustos 2007 senesine kadar güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan solar (PV) kablosu için bir kablo test dokümanı veya standart olmadığından, harmonize standartlarda yer alan 450/750 V PVC kablolar kullanılmaktaydı.

Bu tür kabloların OZON, UV, yüksek sıcaklık Max. 120°C gibi şartlara karsı yüksek dayanıklılığı olmadığından dolayı, DKE-Deutsche Kommission Elektrotechnik (Alman Elektrik Komisyonu) standart çalışma gruplarında, fotovoltaik kablolar için AK 411.2.3 ismiyle bir standart çalışma grubu oluşturuldu. Solar (PV) kabloları tanımlayan ve AK 411.2.3 çalışma gurubunun oluşturmuş olduğu teknik döküman, daha sonra TÜV tarafından oluşturulan 2PfG 1169 numaralı dökümanın temelini oluşturmuş ve TÜV’ün 2PfG 1169 numaralı dökümanı yayımlaması sonrasında, gerek Almanya’da gerekse ülkemizde solar (PV) kablolar bu dökümana uygun olarak talep edilmeye başlanmıştır. Ayrıca solar (PV) kabloların TÜV 2PfG 1169/2007.08 dökümanında tanımlı testlere uygun olması da, başka bir kriter olarak önümüze çıkmıştır.

Fakat TÜV 2PfG 1169/2007.08 dokümanının bir standart niteliği taşımamasından dolayı, solar kablolar için VDE tarafından -AK 411.2.3 çalışma grubunun ve son etapta, UK 411.2 ulusal çalışma grubunun onayı ile-  01.10.2011 tarihinde, VDE-AR-E 2283-4 dokümanı yürürlüğe girmiştir. VDE-AR-E 2283-4 dökümanı, ayni zamanda CENELEC  TC20 uluslararası çalışma grubuna bir EN standardı çalışması başlatılması için sunulmuştur.

Nihayetinde, Avrupa çapında dört yıldır süren bir standart çalışması sonucu, 27.10.2015 tarihinde EN 50618 Standardı yürürlüğe geçecektir.

Almanya, 27.10.2015 tarihinden itibaren EN 50618 standardından önce yürürlükte olan VDE-AR-E 2283-4 ve TÜV 2PfG 116/07.2008 dokümanlarını yürürlükten kaldıracaktır. Bununla birlikte, Avrupa genelinde 27.10.2017 tarihine kadar bir geçiş süreci belirlenmiştir. En geç bu tarihe kadar Avrupa içinde bütün “ülkelere özel standartlar” yürürlükten kaldırılmış olacaktır.

EN 50618 standardı İngiltere’de Ocak 2015 , Fransa ‘da Mart 2015 , İspanya’da Mart 2015, Türkiye ‘de Şubat 2015 tarihinde yayınlanarak yürürlüğe  sokulmuştur.

Malzeme Seçiminin Önemi

Avrupa’da öncelikle 2006 senesinde, İspanya’da MW’lara ulaşan fotovoltaik tesisler, daha sonra  İtalya, Almanya ve diğer Avrupa ülkelerinde kurulan tesisler ve bu tesislerin kurulması sonrası işletme sırasında yaşanan tecrübeler, sistemde tercih edilen malzemelerin sistemden elde edilecek kazanç üzerinde, çok büyük etkisinin olduğunu göstermiştir.

Kaliteli malzeme kullanılan tesislerde, amortisman  (ROI) zamanının çok kısaldığını ve sistemden elde edilen geri dönüşün ve verimliliğin çok yüksek olduğunu, bununla birlikte kalitesiz malzeme kullanılan tesislerde de, diğerlerinin aksine amortisman zamanlarının uzadığını, kalitesizlik maliyetlerinin çok yüksek olduğunu ve bu durumun ciddi maddi kayıplara sebebiyet verdiğini görüyoruz. Ancak, bu sistemlerde kullanılan kalitesiz malzemeler, zamanı tam olarak belli olmamakla birlikte, 3. veya 4. seneden itibaren problem yaşatmaya başlamakta ve sistemin tam olarak para kazanmaya başlayacağı zamanlarda, sistemin verimini düşürerek elde edilecek kazancı engellemekte ve buna ek olarak, ayrıca ek masraflar (değişim, zaman kayıpları, işçilik,...vs) çıkartmaktadır.

Bir güneş enerjisi sistemine yatırım yapan bir yatırımcının, bugünkü maliyetlere göre, amortisman süresi yaklaşık 6-7 senedir; yani 1 MW bir sistem için, yaklaşık 1M€ yatırım yapan bir  yatırımcı, 6-7 sene sonra sistemin tüm gelirini almaya başlamaktadır. Dolayısıyla, öncelikle sistemin en az 6-7 sene hiç problem çıkartmadan çalışması, sonrasında da yatırımcının maksimum geliri elde edebilmesi için maksimum ömüre sahip olması beklenmektedir; bu, sisteme yatırım yapan her yatırımcının ana beklentisidir. TÜV, EN test doküman ve standartlarında kablo için 25 sene ömür talep edilmektedir; ancak atlanmaması gereken önemli bir husus, bu ömrün garanti ile karıştırılmaması gerektiğidir. Dolayısıyla, seçilen ürünlerde ürün kalitesi bu nedenle bir kat daha önem kazanmakta ve buna ek olarak, ürünün tedarik edilmiş olduğu üreticinin de bu konuda tecrübeli, ürününün arkasında duran, uzun vadede destek verecek güvenilir bir teknik ve finansal altyapıya sahip olması, diğer bir önemli husus olarak önümüze çıkmaktadır.  

Bir güneş enerjisi sistemi içinde, kablonun toplam sistem maliyeti içindeki oranı %2’den daha düşüktür. Sistemin toplam maliyetinin çok küçük bir parçası olmasına rağmen, sistem performansı açısından ana işlevi gören ürünlerden birisi olan kablonun tercihinde, maalesef gerekli özen gösterilmemektedir.

Kalitesiz kablo seçimi sonucunda, sistem veriminde ciddi kayıplar oluşabilmekte; üretilen enerji, tam kapasite ile sisteme taşınamamakta; dış ortamlardan olumsuz etkilenen kabloların zaman zaman değişmesi gerekmekte ve tüm bunlar, elde edilebilecek kazancın önüne engel olarak çıkmakta; ayrıca daha önce öngörülmemiş işçilik ve ek malzeme maliyetleri de ortaya çıkarmaktadır. Güneş enerjisi sistemleri ile uğraşan kişiler, bir süre sonra kablodan kaynaklı bir problemden dolayı doğabilecek olan panel arkasındaki kablo değişim maliyetlerini ve bunun zorluğunun ne anlama geldiğini, çok daha net tahmin edeceklerdir.

Solar sistemlerin tarihine baktığımızda, aslında, bu sistemlerin çok genç sistemler olduğunu söyleyebiliriz. Bu sistemlere ait test dökümanlarının, yukarıda da belirttiğimiz gibi, 2008 senesinden itibaren yürürlükte olduğunu ve bir solar sistemden 25 sene ömür beklentisi olduğunu göz önünde bulundurduğumuzda, aslında şu anda ömrünü doldurmuş bir sistemin

olmadığı, çok net bir şekilde görünmektedir; bu yüzden, bu sistemlerde kullanılacak ürünleri üreten tedarikçilerin seçiminde, firmanın konu ile ilgili uzun süre tecrübesinin olması ve ürünlerinin sadece laboratuvarlarda değil, gerçek kullanımda da test edilmiş olması çok önemlidir.

Malzeme laboratuvar testlerinde ne kadar da iyi sonuçlar alınsa da, çok farklı ortam şartlarından dolayı, ürünlerin sahada tamamen farklı performans verdiğini Avrupa’da son üç senedir görmekteyiz. Nihayetinde bu sektöre kablo üreten bazı şirketlerin, Almanya dahil olmak üzere, birçok ülkede –yaşanan olumsuzluklardan dolayı- tamamen sektörü bıraktığı ve bu ürünleri sistemlerinde kullanan yatırımcıların da, bir süre sonra karşılarında muhatap bulamadıkları gözlemlenmiştir; aslında, en ucuz kablo ve diğer malzemeleri tecrübesiz üreticilerden kullanan şirketlerin, Avrupa’da iflas etmesinin bir diğer sebebi de budur.   

İlhan Öztürk / İlker Aksoy - Kaynakça: voltimum/T.C. Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı - Kaynakça: Bloomberg New Energy Finance, Michael Liebreich

Bölgesel Güç Kesintileri, ağırlıklı olarak enerji iletim şebekesinde yaşanan problemler sebebiyle tüketicileri etkilemektedir. Santrallerde (hidroelektrik, doğalgaz, termik, rüzgar, jeotermal vs) üretilen elektrik enerjisinin son tüketiciye mümkün olan en az kayıpla ulaştırılabilmesi için yükseltici trafolar ile yüksek gerilim seviyesine çıkarılmaktadır. Yüksek gerilim seviyesinde bulunan trafo merkezleri (TM, istasyon), iletim hatları ve yer altı kabloları ile güç transformatörleri bir ülkenin ulusal iletim şebekesini oluşturur.

Dünyada yaşanmış en büyük güç kesintilerinin iletim şebekelerinde yaşanan problemler sebebiyle gerçekleştiği  bilinmektedir. İletim sistemi, doğrudan orta gerilim seviyesindeki dağıtım sistemlerini beslemesi nedeniyle, yaşanan kesintiler şehir şebekesinin sıradan kullanıcılarının yanı sıra, endüstriyel tesisleri, şirketleri veya hastaneleri de etkilemekte; hava, kara ulaşımı, internet erişimi, içme suyu dağılımı, eğitim veya ısınma gibi modern hayatın temel ihtiyaçlarını bir süre aksatabilmekte ve ülke ekonomilerine ciddi zararlar verebilmektedir.

Bölgesel Enerji Kesintilerinin Tarihçesi

Bölgesel Enerji Kesintileri, bugüne dek Asya, Avrupa ve Amerika’da birçok ülkenin farklı zamanlarda yaşadığı ortak bir sorundur. Tarihte yaşanmış en büyük güç kesintilerine örnek olarak; 2012 yılında Hindistan’da yaşanan ve 620 milyon kişinin etkilendiği kesinti [1] ; yine Hindistan’da 2001 yılında 230 milyon kişiyi enerjisiz bırakan enerji kesintisi [2]; 2003 yılında İtalya, İsviçre, Hırvatistan, Avusturya ve Slovenya’yı aynı anda etkileyen ve 55 milyon kişinin enerjisiz kaldığı “2003 İtalya Kesintisi”[3]; ve aynı yıl Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri’nde 55 milyon kişinin enerjisiz kaldığı “Kuzeydoğu Kesintisi” gösterilebilir [4]. Örneklerde de görüldüğü gibi, büyük enerji kesintileri ülkelerin gelişmişlik düzeyinden veya ekonomik seviyelerinden bağımsız olarak oluşan ve her ülkede belirli bir bölgeyi ve hatta birkaç ülkeyi bir arada etkileyebilen enternasyonal bir sorundur.

Bölgesel Enerji Kesintilerinin Sebepleri

Bölgesel Enerji Kesintileri’nin çoğu zaman birbiriyle ilişkili olan farklı sebepleri olabilmektedir. Bu sebeplerden biri veya aynı anda birkaç tanesi bölgesel veya ulusal bir kesintiye sebep olabilmektedir. Aşağıda neden olabilen temel sebepler sıralanmaktadır:

• Enerji talebindeki sürekli artış

Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) verilerine göre 2040 yılına kadar dünya enerji talebinde yüzde 37’lik bir artış yaşanması beklenmektedir [5]. Bu artış ülkesel bazda incelendiğinde, hem ilave üretim santrallerinin yapılmasını; hem de bu santrallerin planlı ve büyük tüketici gruplarına mümkün olduğunca yakın tesis edilmesini zorunlu kılmaktadır. Bunun sebebi, uzun hatlarda oluşma olasılığı daha yüksek olan arıza riskini azaltmak, gerilim ve frekans senkronizasyonunu korumak ve adalaşma durumlarında üretim tüketim dengesini sağlamaktır.

• Yüksek gerilim şebekesinde meydana gelen arızalar ve aşırı yüklenmeler

Üretilen enerji, yükseltici trafolar ile yüksek gerilim (110-170 kV) veya çok yüksek gerilim (220-400 kV) seviyesine çıkarıldıktan sonra farklı karakteristikte ve mesafede enerji iletim hatları ile indirici trafo merkezlerine taşınmaktadır.

İletim hatlarına fiziksel temas (damper, ağaç dalı, poşet, uçurtma vb) veya yıldırım düşmesi hatlarda en sık yaşanan arıza sebeplerindendir ve tamamen engellenmesi havai hatlarda mümkün olamamaktadır. Yüksek gerilim yer altı kablolarında ise bu ihtimaller bulunmamakla birlikte yatırım maliyeti daha yüksektir. Arıza sebebi olarak doğalgaz çalışması vb nedenlerle kablonun delinmesine bağlı kısa devre oluşumu söz konusu olabilmektedir.

Yüksek gerilim güç transformatörlerinde (indirici veya yükseltici trafolar) yaşlanmaya bağlı izolasyon zayıflaması veya açık şaltta bulunan trafolarda hayvan temasının neden olduğu kısa devre oluşumu söz konusu olabilmektedir.

Arızanın yaşandığı elektriksel ekipman (havai hat, yer altı kablosu, güç transformatörü vb) koruma röleleri tarafından ilgili kesicileri açtırarak arızanın temizlenmesi sağlanabilmektedir. Ancak bu sırada devre dışı kalan elektriksel eleman, enerji taşıma vazifesini yerine getiremez ve beslediği tüketiciler eş zamanlı olarak farklı kaynaklardan da beslenmiyorsa bu tüketiciler enerjisiz kalır. Benzer şekilde, elektriksel ekipmanın, uzun süreli nominal seviyesinde belirtilen değerler üzerinde yüklendiği (termal dayanımının aşıldığı) durumlarda, koruma röleleri yine ekipmanın aşırı ısınmasını ve hasar görmesini önlemek amacıyla, kesicilere açma komutu göndererek ilgili elemanı sistemden ayırır. 

• N-1 ve N-2 koşullarının arıza/bakım gibi durumlarda sağlanamaması

Gerek arıza, bakım gerekse aşırı yüklenme sebebiyle olsun, devreden çıkan iletim hatlarının beslediği yükleri eş zamanlı olarak besleyen diğer hatların, arızalı hat sistemden ayrıldıktan sonra dahi, payına düşen ilave yükü nominal çalışma koşullarını aşmayacak şekilde paylaşıp taşıyabilmeleri gerekmektedir (N-1 koşulu). Daha kötü bir senaryo olarak, devreden çıkan elemanlar birden fazla da olabilir (Kritik bir hattın bakımı sırasında başka kritik bir hatta arıza oluşması sonucu iki hattın da sistemden ayrılması durumunda sistemin çökmeden devam edebilmesi,  N-2 koşulu). Bir elektriksel sistemde N-x koşulu ne kadar çok sağlanıyorsa bölgesel çökmelere karşı o sistem o kadar dayanıklı demektir.

Unutulmaması gereken önemli bir nokta olarak, bir yüksek gerilim hattı devreden çıktıktan sonra, çıkış öncesi taşıdığı yükünün sistemde kalan yardımcı/yedek hat(lar) tarafından karşılanması esnasında, bu yardımcı/yedek durumundaki hat(lar) da kendi termal dayanımı üzerinde yüklenirse, o(nlar) da aşırı ısınıp hasarlanmadan önce koruma röleleri tarafından sistemden ayrılmaktadır. Bu şekilde sistemden ayrılan hatlar ve hat başına taşınması gereken yük zincirleme olarak artarak bölgesel çökmelere sebep olabilmektedir. Bu çöküşler saatlerce veya gün boyu sürebilir ve kontrol edilmesi zordur.

Günümüzde N-1 ve N-2 analizleri çeşitli model-leme ve simulasyon yazılımları kullanılarak gerçekleştirilebilmektedir (Ör: SIEMENS PSS SINCAL).

• Doğru Adalaşamama

İletim hatlarında meydana gelen arıza durumlarında, eğer bir yedekleme sağlanamıyorsa elektriksel sistemde adalaşmalar meydana gelmesi mümkündür. Yani tüm sistem, kendi üretim ve tüketimine sahip ve birbiri ile enerji transferi olmayan farklı bölgelere ayrılabilir.  N-1 ve N-2 koşulları incelenirken, potansiyel adaların da arıza sonrası kendini idame ettirme durumu incelenmelidir. Adalaşma sonrası çöküşün devam edip etmemesinde en kritik nokta, her bir adadaki üretim tüketim dengesi ve frekans değeri olmaktadır. Bir adada tüketimin üretimden oldukça fazla olması durumunda frekans düşmekte ve santrallerin çalışma aralığının dışına çıkmaktadır. Bu noktada, kaynak durumundaki santrallerde generatörün, frekans çalışma aralığının altına inmesi nedeniyle, kendi koruma röleleri tarafından sistemden ayrılmasıyla üretim tüketim dengesi tüketimin lehine daha da bozulabilmektedir. Tam tersi durumda, üretimin tüketime göre oldukça baskın olduğu bir adalaşma senaryosunda ise frekans yükselmekte ve generatör çalışma frekans aralığının üst eşiği aşılmaktadır. Bu durumda, santrallerde bulunan generatör koruma röleleri kesicilerini açtırıp, kısa bir zaman içinde adadaki üretimi sonlandırabilir. Sonuç olarak, ideal adalaşma için üretim santrallerinin tüketimin yoğun olduğu lokasyonlara yapılması, kimi zaman pratikte zor olsa da, uzun dönemli bir planlama ile gerçekleştirilebilir.

• Hatalı röle parametreleri ve hatalı ölçü trafosu boyutlandırmaları

Bölgesel enerji çöküşlerine sebep olan en önemli sebeplerden bir diğeri hatalı röle parametreleridir. Yüksek gerilim havai hatlarda ve yeraltı kablolarında ana koruma elemanı olarak mesafe koruma veya kablo diferansiyel koruma röleleri kulanılır.

Bu koruma elemanlarının çalışma prensipleri aşağıda kısaca açıklanmaktadır:

Mesafe koruma rölesi, akım ve gerilim bilgisini kullanarak empedans hesabı yapan ve arızanın yerini tespit edebilen bir röledir. Bu rölelerde, korunmak istenen hattın empedans bilgileri ve metrajı röleye yüklenir. Böylece röle arıza esnasında ölçtüğü akım ve gerilim bilgisine bağlı olarak arızanın lokasyonunu tespit eder. Eğer arıza korunan hat üzerinde gerçekleşmişse ani olarak kesici açma komutu (trip) oluşturur ve haberleşme altyapısı varsa hattın karşısındaki diğer mesafe koruma rölesine de açma komutu gönderir.

Mesafe koruma rölelerinde iki röle arasındaki haberleşmeye dayalı çeşitli müsade, blokaj filozofileri oluşturulabilir fakat hepsinde asıl amaçlanan, arızanın korunan hattın üzerinde oluşması durumunda ani olarak arızayı temizlemektir. Bunun için Z1 (Zone 1) ve Z1B (Hızlandırılmış Z1B) isimli empedans parametreleri koruma rölelerine yüklenmelidir. Rölenin yazılımı ile yüklenen bu değerlerde bir hesaplama hatası yapılırsa,  örneğin girilmesi gereken empedans bilgisi yüksek girilirse, buna ilave olarak haberleşme problemi veya gecikmesi yaşanırsa (iki kötü koşulun bir arada oluşması rastlanmayan bir durum değildir), mesafe koruma rölesi aşırı bir fonksiyon göstererek kendi hattından ilerideki başka hatlara ait arızaları da ani olarak temizleyebilmektedir. Bu durumda arızası bulunmayan bir iletim hattı gereksiz yere sistemden ayrılmaktadır. Normalde mesafe koruma rölelerinin, kendi hattında olmayan, fakat komşu hatlarda meydana gelen arızaları yedeklemek için geciktirilmiş zamanlı yedek koruma empedans parametreleri bulunmaktadır (Zone 2, Zone 3 vs). 

Tam tersi durumda empedans bilgileri olması gerektiğinden oldukça düşük seviyede röleye aktarılmışsa, bu durumda röle kendi hattı üzerindeki arızaları komşu hattaymış gibi değerlendirerek beklemeye geçmekte ve bekleme süresi sonunda gerideki trafo merkezlerinde bulunan diğer koruma röleleri ile beraber yedek koruma (Zone 2) fonksiyonunu çalıştırmaktadır. Bu durumda da gerideki trafo merkezlerinde gereksiz açmalar (sistemden ayrılmalar) yaşanabilmektedir.

Mesafe koruma rölesinde ayrıca yük ve hat açılarının yanlış girilmesi, paralel hatlarda karşılıklı akuple etkisi’ne (mutual coupling effect), veya simulasyon yapmadan tespit edilmesi zor olan ilave kısa devre katkılarına dikkat edilmemesi, doğru belirlendiği düşünülen röle parametrelerinin istenmeyen sonuçlara sebep olması ile sonuçlanabilmektedir. [7]

Kablo diferansiyel koruma rölesi ise, ağırlıklı olarak yüksek gerilim yeraltı kablolarının ana koruma elemanı olarak kullanılan, fakat havai hatlarda da ana veya artçı koruma elemanı olarak kullanılabilen bir röledir. Yedek fonksiyonları hariç, diferansiyel koruma fonksiyonu yalnızca akım temelli olarak, Kirchhoff kanununa göre çalışmaktadır. Kablonun başı ve sonundaki kablo diferansiyel röleler haberleşirken, giren ve çıkan akımların toplamının sıfır olmaması durumu teorikte kablo üzerinde bir arıza olduğu anlamına gelir ve ani olarak temizlenmesi gerekir. Bu koruma rölesi akım temelli çalıştığı için akım trafolarının seçiminden (boyutlandırılmasından) direkt olarak etkilenir ve teknik anlamda yetersiz akım trafosu seçiminin olması durumunda, kendi koruma bölgesinin dışına çıkarak komşu hatlardaki arızalarda gereksiz açma komutu üretebilmektedir.

Akım trafosu boyutlandırılırken (seçilirken) genelde yapılan en büyük hata, kablonun taşıyabileceği akımın üzerinde bir primer değer seçip diğer özellikleri dikkate almamaktır. Kablo diferansiyel rölenin dış arızalarda (komşu hatlardaki arızalarda) gereksiz açma üretmemesi için, kablonun hem başında hem de sonundaki akım trafolarının benzer doyma karakteristiği göstermesi önem arz etmektedir. Bir taraftaki akım trafoları, diğer taraftaki akım trafosu grubundan fazla veya önce doyuma ulaşırsa aradaki fark da bir diferansiyel akım olarak algılanıp kesiciyi açtırabilmektedir. Halbuki akım trafolarının seçiminde dikkat edilen primer (nominal) değer, bir akım trafosunun ne derece doyacağını belirleyen birçok faktörden yalnızca biridir.  Diğer faktörler ise kısa devre akımının büyüklüğü, sistemdeki R/X’e bağlı olarak ortaya çıkan dc bileşen katsayısı, rölenin geçici durumlarda doymayı algılayabilmesi için öngörülen Ktd faktörü, akım trafosunun gücü, doğruluk katsayısı ve kablo ile akım trafosu arasındaki sekonder kablonun kesit ve metrajıdır.    

Sonuçlar ve Özet

Bölgesel enerji kesintilerinin önüne geçmek için, arıza oluşumlarının engellenmesi durumu (çevresel faktörlerle ilişkili olduğu için) pratikte mümkün değildir. Arızaların oluşumu engellenenemese bile, sonuçları minimize edilebilir. Bunun için öncelikle sistem modelinin simulasyon üzerinde oluşturulması; gerekli analizlerin (N-1, N-2, adalaşma senaryoları) yapıldıktan sonra ortaya çıkacak sonuçlara göre planlı bir şekilde sistemdeki zayıf noktaların güçlendirilmesi ve yatırımların  belirlenmesi (masterplan), röle ayar değerlerinin ve ölçü trafoları boyutlandırma hesaplarının yine simulasyonlar üzerinde kontrol edilmesi önem taşımaktadır.

SIEMENS Güç Teknolojileri Bölümü ( EM-DG PTI ) , Akıllı Şebekeler çatısı altında, şebeke danışmanlığı, dinamik analiz, şebeke entegrasyonu, koruma-koordinasyon gibi güç sistemleri analizi konularında hizmet vermektedir. Güç sistemlerinin modellenmesi, planlanması ve analizleri için kullanılan  PSS® ailesi  yazılım araçlarını sağlar. Aynı zamanda bölüm, Siemens Power Academy TD çatısı altında iletim-dağıtım, yazılımsal modelleme ve koruma konularında profesyonel eğitimler sunmaktadır.

Hasan Göksun VİRLAN / goksun.virlan@siemens.com

[1]   http://www.ndtv.com/india-news/blackout-for-19-states-more-than-600-million-indians-494955

[2]   https://www.wsws.org/en/articles/2001/01/ind-j09.html

[3]  http://www.theguardian.com/world/2003/sep/30/italy.johnhooper

[4]   http://www.cbc.ca/archives/entry/2003-the-great-north-america-blackout

[5]   https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/WEO_2014_ES_English_WEB.pdf

[6]   https://siemens-mdb.nureg.de/

[7]   Numerical Distance Protection - Gerhard Ziegler / voltimum