Elektrik mühendisliği ders kitapları ve standart kılavuzlar, iki elektrod arasındaki fiziksel bir aralıkta veya köprüde meydana gelen bir elektrik arızasından veya kısa devreden kaynaklı ortaya çıkan durumu ark flaş olayı olarak tanımlamaktadır.
Fakat ark flaşı olayına tanık olan herhangi birine sorduğunuzda; sanki bir yıldırım çarpmasının çok yakınlarında meydana geldiği bir durumu yaşamışlardır. Ark flaştan kaynaklı ses, hareket halindeki bir yük trenine kıyasla 64 kat daha yüksektir.
Ve çalışanın güvenliğini dolar ve sentlerle karşılaştıramazsınız, lakin ortalama bir arc flaşı kazası, çalışanlara yada ailesine ödenecek milyonlarca dolar tazminata, sigorta maliyetlerinde artışa, ekipmanın değiştirilmesine ve üretim kayıplarına neden olabilir.
Bir ark flaşı, kazayla iletkenler arası bir temasın sonucunda, kalitesiz ekipmanların kullanımından, yalıtılmış yüzeyler üzerinde kirlilikten ve aşınmış kablo ya da ekipman ve parçalarından kaynaklı olarak meydana gelebilir.
Bir ark flaş olayı, havayı iyonlaştırarak güneş fotonlarından daha sıcak yani 35,000 dereceye kadar sıcaklıklara neden olabilir. Çalışanın yaralanmasına ve hatta ölümünün yanında, ortaya çıkan bu yüksek ısıdan kaynaklı olarak bakır veya alüminyum iletkenlerin veya çelik ekipman parçalarının sıvılaştırabilir veya buharlaştırabilir. Metal malzemeler, katıdan buhara dönüşerek basınçla patlaması sonucunda kulakları sağır edebilecek ses dalgalarına neden olarak hızla genleşir ve erimiş metaller patlama ile yakın çevreye püskürtülebilir.
Katı metal artıklar ve ekipmanlar gibi diğer gevşemiş nesneler, ölümcül mermiler haline gelebilir ve bu da pahalı ekipman ve tesis hasarlarından da daha kötüsü korkunç bir yaralanmayla ve hatta ölümle sonuçlanabilir.
Buna karşılık, mühendisler ve ekipman üreticileri, bu koşulları ve potansiyel tehlikeleri azaltmak için çeşitli yaklaşımlar ve teknolojiler kullanmaktadır.
Sonuç olarak, tesis yöneticisi, danışman mühendis ve son olarak güç paneli üreticileri, en yeni geliştirilmiş güç dağıtım sistemleri için ark flaş kazalarının etkisini azaltıcı stratejiler geliştirirken karmaşık bir dizi seçenekle karşı karşıya kalırlar.
Tesisteki elektrik mühendisleri, ark arızası olaylarından kaynaklanabilecek potansiyel hasarları azaltmak için çeşitli temel teknikleri kullanmaktadır:
Uzaktan kumanda kontrol sistemlerini kullanımı ile ark flaşı kazası esnasında insan riskini en aza indirerek, çalışanları potansiyel olay yerlerinden uzak tutabilirler.
Bu alanlarda çalışan veya bakım yapan çalışanlara ayrıca kişisel koruyucu ekipmanlar (KKD'ler) de verilmektedir.
Veya tipik olarak, güncelleme veya bakım yaparken tesislerin sistemlerini tamamen kapatmaları da mümkündür.
Güç sistemleri üzerine çalışan mühendisler, ayrıca uygun devre kesicileri seçerek ve koordine ederek mevcut olan enerji miktarını azaltacak dağıtım sistemleri tasarlayabilirler.
Güç Koruma Seçiciliği
Güç ekipmanı üreticileri, sistemlerini ek hafifletme (enerji miktarını azaltma) yaklaşımı ile tasarlarken bir rol oynamaktadır; bu da belirli bir sistem için kullanılan akımın miktarının sınırlandırılması veya arızanın veya kısa devre olayının süresinin kısaltılmasıdır.
Bir arızayı kısaltmak devre kesicileri "seçici" koordinasyonla çalıştırmak üzere ayarlayarak başarılabilir.
Örneğin; arızaya en yakın olan devre kesicinin önce devreye girmesini sağlar veya bir birinci kesicinin arızayı gidermesine zaman tanımak için bir üst seviye devre kesiciyi geciktirir yada duyarsızlaştırır.
Bu, üst seviye devre kesicinin, servis konumunda tüm elektrik gücünü açıp kapamaması açısında kritik bir öneme sahiptir. Ancak, tipik bir 1500 kVA kesici için bu seçici yöntemler, beş katına kadar koordine edilmiş ayırıcılara sahip olabilir, bu da daha uzun gecikmeler yaratır ve bu da ana kesicide ark flaşı riskini arttırır.
Ark flaş olaylarına karşı daha yüksek performans, güvenilirlik ve daha iyi koruma sağlamakla birlikte seçiciliği denetlemek için önceden haberleşme ve izleme kabiliyeti olan "daha akıllı" güç dağıtım sistemleri ve kesiciler artık söz konusu.
Eski sistemlerin geliştirilmesinde veya yenilenmesinde yaygın olarak kullanılan modern yolculuk, elektrik olaylarına daha iyi yanıt verecek iletişim yetenekleri kazandırdı.
Örneğin, bir geliş yönündeki devre kesicide, GE'nin dalga formu tanıma (WFR) sistemi kullanılır ki bu sistemde, bir arızaya yanıt veren bir akım kısıtlayıcı vardır ki; bu devre kesicinin neden olduğu arıza akımını otomatik olarak algılar.
Bu, gereksiz devre kesici arızalarını azaltır ve akıllı seçici koordinasyonu ile ark flaş korumasını sağlar.
Bölgesel seçmeli kenetleme (ZSI) sistemi; kesiciler arasındaki korumayı otomatik olarak koordine etmek için geliş ve gidiş yönündeki akım kesicileriyle iletişim kuran bir diğer akıllı güç koruma yaklaşımdır. Tepki süresi, kısa devre olayı ile toprak arızası gibi farklı olaylar için otomatik olarak değiştirilir. Bu, ark flaşının enerji potansiyelini azaltır ve ana devre kesicinin ark arızalarına daha hızlı tepki vermesini sağlar.
GE'nin Anlık ZSI (I-ZSI) kesicileri, küçük aşırı yüklere veya büyük arızalara yanıtlarını adapte etmek ve koordine etmek için iletişim kurar ve yalnızca ihtiyaç duyulduğunda çalışırlar. Buna ek olarak da, düşük ark flaş enerjisinde, anlık hız sonuçlarında ark akımını temizler.
Akıllı otomatik seçimli güç koruma teknolojisi, ark flaş olaylarını azaltmaya, iş güvenliğini arttırmaya ve bakım ve sistem kesintilerini artırmaya yardımcı olması amacıyla herhangi bir güç dağıtım sisteminin "zekasını" önemli ölçüde artırır.
Ek Referans ve Kaynaklar:
Brian Schmalberger, GE Powers'ın endüstriyel çözümler deparmanında OEM segment pazar lideridir.