Yüksek voltajlı elektrik devrelerinin çalışması sırasında, genellikle düzenleyici belgeler tarafından bir fazlar devresi olarak tanımlanan bir olgudur. Güç kaynağı sistemlerinin normal çalışmasından bu sapma, sonuçları öngörülemeyen besleme hatlarının arızaları ile ilişkilidir. Olası hasarın özellikle tehlikeli doğası, bu fenomenin ne olduğu, hangi sorunlara yol açtığı ve bunlardan nasıl kaçınılacağı ile ilgili bir dizi sorunun ele alınmasını gerekli kılmaktadır.
Kapak kavramı ve nedenleri
Çok fazlı devrelerdeki elektriğin fazlar arası devresi, yalıtılmış iletkenlerin hasarlı bir koruyucu kaplama ile istenmeyen bağlantısıdır.
Bazı durumlarda, kendisini tek fazlı bir toprak arızası veya çalışan bir elektrikli ekipman durumunda gösterir.
Elektrik şebekesinin bu durumu, sistemin normal çalışma modunun ihlalidir ve acil durum olarak kabul edilir. Bu durumda, iki iletkenin kapanma noktalarında veya toprakla temas noktalarında, akım önemli ölçüde artar. Maksimum değeri bazen birkaç bin ampere ulaşır. Kontrolsüz elektrik akışları yıkıcı sonuçlara yol açabilir.
Yüksek voltajlı elektrik şebekelerindeki acil durumların nedenleri:
- Kablo hatlarının çalışması için kuralların ihlali nedeniyle faz iletkenlerinin her birinin koruyucu yalıtımında hasar.
- Bir hava kablosunun iletkenlerinden birinin ve kısa devresinin başka bir kabloya veya toprağa yanlışlıkla kırılması.
- Kabloyu hasarlı yalıtım ile mevcut elektrik tesisatının gövdesine kısa devre yapmak.
Kısa devre durumlarının her biri, elektrikli ekipmanların çalıştırılması ile ilgili kuralların ağır bir şekilde ihlal edilmesinin bir sonucudur ve düzenleyici belgelerin gereksinimlerine uygun olarak ayrıntılı bir şekilde araştırılması gerekir.
Arıza türleri
Güç kaynağı türüne göre, tüm kısa devreler tek fazlı veya üç fazlı devrelerde meydana gelen hasarlara ve sayılarına göre tek ve çift hatalara bölünür. En basit durum, nötr veya toprağa sadece tek bir faz kapamanın mümkün olduğu tek fazlı hatlardır. Üç fazlı kısa devre çok sayıda seçeneğe sahiptir, çünkü kablodaki tel sayısı 3'e çıkar. Aşağıdaki hasar seçenekleri mümkündür:
- Birbiri arasındaki iki yüksek gerilim kablosunun kısa devresi.
- Bir kablonun nötr veya şasiye kısa devresi (tek fazlı kısa devreler).
- İki iletkenin aynı anda zemin yüzeyiyle teması.
İki fazdan toprağa kısa devre de dahil olmak üzere bu vakaların her birinde, dikkate alınan arıza, akımların yayılması ve acil durum potansiyellerinin dağılımı ile karakterize edilen özel bir şekilde ortaya çıkar. Bu faktörlere ek olarak, mevcut işlem dokunma gerilimi gibi bir gösterge ile açıklanmaktadır. Belirtilen parametre, çıplak tel ile iki temas noktası arasında insan vücuduna uygulanan voltajı temsil eder.
Aynı tür tehlikeli etkiler, çıplak tel ile temas eden, yere kapalı vücut parçaları arasında ortaya çıkan potansiyel farkı içerir. Tek fazlı kısa devrelerde, özellikle ilgi konusu, faz kapatıldığında dokunma voltajının hangi büyüklüğe ulaştığı sorusudur. PUE hükümlerine göre, bu gösterge temas bölgeleri arasındaki mesafeye bağlıdır ve arttıkça artar.
Bazı durumlarda, toprağa yayılan akıma karşı direnç çok yüksek olduğunda, temas voltajı bir kişi için tehlikeli bir değere ulaşır.
KZ'nin Sonuçları
Üç fazlı bir devrenin (hem de tek fazlı) fazlar arası kapanmasının tehlikeli belirtileri, mevcut hattaki son derece büyük değerlerin akışı ile ilişkili sonuçları içerir. Doğal olarak aşağıdaki acil durumların nedeni haline gelirler:
- Faz iletkenlerinin yalıtımının erimesi ve güçlü ısınması nedeniyle yangın oluşumu.
- Hasarlı bir hatta bağlı güç ekipmanının arızası.
- Acil bir devreye yanlışlıkla yakalanan bir kişiye elektrik çarpması.
Bu bölgede hareket ederken, kaçak akımın bir kişinin bacakları arasındaki toprağa yayılması nedeniyle oluşan "adım gerilimi" dikkate alınmalıdır. Bu gösterge, yere düşen bir kablo etrafında hareket ederken ayakları arasında sayılır. Özellikle 6,3-10 kW'lık yüksek gerilim havai hatlarında meydana gelen kazalar sırasında da tehlikeli değerlere ulaşabilir. Bu nedenle, PUE'lerin bu bölgelerde karakteristik bir kaz ayağı adımı ile hareket etmeleri söylenir: ayak ayağa yakından bağlanır.
220/380 Volt güç hatlarında tek fazlı ve iki fazlı arızalara karşı güvenilir koruma için ana koşul, 1000 Volta kadar test voltajlarına dayanabilen yüksek kaliteli yalıtımdır. PUE'ye göre direncinin değeri, fazların her biri için en az 0,5 megaohm olmalıdır. Yangınları ve ekipmanın bozulmasını önlemek için, güç devrelerine kısa devre oluştuğunda anında hat kapatma sağlayan özel koruyucu cihazlar kurulur. Bu cihazlar şunları içerir:
- Doğrusal otomatik sigortalar.
- Akım kesiciler ve yüksek gerilim röleleri.
- Otomatik devre kesiciler ve diğerleri.
Onların yardımı ile, bazen kişiden bağımsız nedenlerle ortaya çıkan faz kapanmalarının yıkıcı sonuçlarını önlemek mümkündür.
Uygun önlemlerin zamanında benimsenmesi sayesinde, malzeme kaynaklarının bütünlüğünü korumak ve personeli ekipmandan elektrik çarpmasına karşı korumak mümkündür.
Yüksek gerilim hattının fazlar arası devresi: koruma yöntemleri
Çalışma voltajı 1000 volttan fazla olan besleme devrelerinde, otomatik kontaktörlerin kullanılmasına izin verilmez, çünkü güç kontaklarını açtıklarında yüksek güçlü bir ark oluşur. Bu durumda, hatları değiştirmek için yağ, vakum veya gaz anahtarları kullanılır.
Röle devreleri yüksek gerilim şebekelerini korumak için de kullanılır. Basit yürütmede farklılık gösterirler ve Faraday indüksiyon yasasına göre çalışan cihazları dönüştürürler - elektrik alanının yönlendirilmesi. Yüksek gerilim hatlarının aşırı gerilime karşı korunmasını sağlayan röle ekipmanı bir akım trafosuna dayanır. Yardımı ile acil durum hattındaki akım miktarını kontrol etmek ve sınır değere ulaştığında, güçlü bir elektromıknatısın sargısına giren bir sinyal üretmek mümkündür. Bu koruyucu cihaz, çalıştıktan sonra, tüm besleme devresini güç kaynağı kaynağından ayırır.
Anahtarlama ekipmanının kullanılabilirliğine bakılmaksızın, fazlar arası ve üç fazlı arızalara karşı korunmanın ana yolu, yüksek kaliteli yalıtımlı kablo ürünlerini kullanmaktır. Bu koşul altında, herhangi bir yüksek voltaj hattı, izin verilen normdan çok daha yüksek olan kısa devre akımlarına dayanabilir.
Önleyici tedbirler
Kısa devreleri önlemenin en etkili ve güvenilir yolu, aşağıdaki teknik ve organizasyonel sorunların çözümünde profesyonel bir yaklaşımdır:
- Büyük aşırı akımlara dayanabilecek uygun bir güç kablosu seçmek.
- Elektrik şebekelerinin yanı sıra bunlara bağlı makine ve cihazların kurulum ve kullanım kurallarına sıkı bir şekilde uyulması.
- Güç kaynağı sisteminin işletmeye alınırken kabul sertifikalarının varlığı.
- Acil bir durumda hattın anında kapanmasını garanti eden modern tipte koruyucu ekipman kullanımı.
Mevcut standartların gereklerine sıkı sıkıya bağlı olarak yapılan önleyici tedbirlere özellikle dikkat edilmektedir. Elektrik şebekelerinin bakımına ilişkin hükümlere göre, önleme, belirli bir birimin başkanı tarafından onaylanmış önceden hazırlanmış bir plana göre gerçekleştirilir. Uygulaması sırasında, aşağıdaki önleyici bakım türlerini ayırt etmek gerekir:
- Görsel denetimler.
- Rutin ve önleyici bakım.
- Elektrikli ekipmanın kabulü ve çalışması sırasında test edilmesi.
Elektrik kablolarının toprağa kısaltılması, yangına ve daha sonra yangına yol açabilecek çok tehlikeli bir fenomendir. Buna ek olarak, yüksek voltajla tesise hizmet eden insanları yenme olasılığı ile doludur. Bütün bunlar sonuçta, kritik modların yokluğunda ağların normal çalışmasını sağlayan özel koruma önlemleri almaya zorlar.
