Hava İzoleli Orta Gerilim Elektrik Panolarında Nem Sorunu ve Alınabilecek Önlemler

Hava izoleli orta gerilim elektrik panoları enerji dağıtım sistemlerinde elektriğin dağıtım, ölçüm, koruma ve kontrolünü sağlar. Havanın kendisi bu panolardaki gerekli izolasyonu malzemesidir. Ancak nem gibi çevresel faktörler izolasyonu etkileyerek panoların verimliliği ve güvenliği üzerinde olumsuz sebeplere neden olabilir. Bu yüzden hava izoleli orta gerilim elektrik panolarında nemle ilgili önlemler alınması gereklidir.

Nem elektrik panolarında çeşitli sorunlara yol açabilir. Bunlar arasında izolasyon kusurları (Resim 1), kısa devreler, arızalar ve hatta yangın riski bulunur. Nemli ortamlarda panoların içerisinde biriken su buharı, izolasyon malzemelerini bozabilir, elektrik bileşenlerine zarar verebilir ve yalıtım performansını azaltabilir. Ayrıca nem korozif etkileri nedeniyle panoların ömrünü kısaltabilir ve bakım maliyetlerini artırabilir.

Yüksek nemli dönemlerde ani sıcaklık değişimlerinin meydana geldiği yerlerde yoğuşma beklenebilir. Yüksek nem aynı zamanda yer seviyesindeki yağmur suyundan veya yer altı uygulamaları için şalt teçhizatına bağlanan kablo kanallarından (Resim 2) kaynaklanabilir.

Hava izoleli orta gerilim elektrik panolarında IEC (Uluslararası Elektroteknik Komisyonu) standartları büyük önem taşır. IEC 62271-1:2017 standardına göre kapalı şalter odasındaki panonun normal servis koşulları aşağıdaki gibi olmalıdır:

1. Ortam sıcaklığı 40ºC’yi aşmamalı, -5ºC’nin altına düşmemelidir. Bir günlük sıcaklık ortalaması 35ºC’yi geçmemelidir.
2. Güneş ışınlarının etkisi olmamalıdır.
3. Rakım 1000m’yi geçmemelidir.
4. Ortam havası toz, duman, korozif/yanıcı gaz, buhar veya tuz gibi kimyasallar ile kirlenmemelidir.
5. Nem Tablo 1’de yazan limitler içerisinde olmalıdır:

Tablo 1 : Bağıl Nem ve Su Buharı limitleri

Hava izoleli orta gerilim elektrik panolarında nemle ilgili alınabilecek önlemler aşağıda sıralanmıştır:

1. Yer Seçimi: Panoların kurulum yeri, nem seviyesi açısından dikkatlice seçilmelidir. Nemli bölgelerde, panoların kurulacağı yerlerin kuru ve iyi havalandırılan alanlar olması tercih edilir. Ayrıca, panoların nemden etkilenmeyeceği bir ortamda konumlandırılması önemlidir. Yoğuşma, binanın veya konutun özel tasarımı, uygun kaplama ile önlenebilir
2. Nem Kontrolü: Panoların içerisindeki nem seviyesinin kontrol altında tutulması için uygun önlemler alınmalıdır. Nem alma sistemlerinin, IEC standartlarına uygun olması ve düzenli bakımlarının yapılması önemlidir. Bunun için ısıtıcı, higrostat ve termostat gibi ek önlemlerle birlikte doğru pano tasarımı gereklidir.
   1. Isıtıcı: Isıtıcılar, panonun içerisinde gerektiğinde otomatik olarak devreye girerek ortamı sıcak tutarak nemin yoğuşmasını önler. Çoğunlukla panonun alt veya yan bölgelerine yerleştirilen ısıtıcılar, genellikle dirençli tip ısıtıcılar veya fanlı ısıtıcılar olabilir. Tasarım sırasında pano büyüklüğüne ve iç ortamın ısınma ihtiyacına göre uygun güç ve boyutta ısıtıcılar seçilip panonun içerisinde homojen bir ısı dağılımı sağlanmalıdır.
   1. Higrostat: Higrostatlar, panonun içerisindeki nem seviyesini izleyen ve kontrol eden cihazlardır. Nem seviyesi belirlenen bir eşik değeri aştığında higrostat, ısıtıcıyı devreye sokarak nemin kontrol altında tutulmasını sağlar. Higrostatlar, nemin düşük olduğu durumlarda ısıtıcıyı kapatır ve böylece enerji tasarrufu sağlar. İdeal olarak, higrostatlar nem seviyesini hassas bir şekilde izlemeli ve ayarlanabilir eşik değerleri ile esneklik sağlamalıdır.
   1. Termostat: Termostatlar, panonun içerisindeki sıcaklığı kontrol eden cihazlardır. Panonun iç ortamı gereğinden fazla ısındığında termostat, ısıtıcıyı kapatır ve sıcaklığı kontrol altında tutar. Termostatlar, panonun içerisindeki sıcaklık dalgalanmalarını dengelemek için kullanılır ve aşırı ısınmayı önler. Ayarlanabilir sıcaklık aralıkları ve hassasiyet, termostatların doğru şekilde çalışmasını sağlar.
3. İzolasyon Malzemesi: Elektrik panolarının içerisinde kullanılan izolasyon malzemeleri, nemin neden olduğu sorunlara karşı dirençli olmalıdır. Nem, izolasyon malzemelerinin özelliklerini bozabilir ve panoların güvenliğini tehlikeye atabilir. Bu nedenle, panoların yapımında nem direnci yüksek izolasyon malzemelerinin kullanılması önemlidir. IEC standartlarına uygun izolasyon malzemeleri seçilmelidir.
4. Periyodik Bakım: Elektrik panoları düzenli olarak bakım ve kontrollere tabi tutulmalıdır. Panoların içerisinde biriken nemin kontrol edilmesi, nem alma sistemlerinin düzenli temizlenmesi ve sızdırmazlık kontrolünün yapılması önemlidir. Ayrıca, izolasyon malzemeleri ve diğer bileşenlerin durumu periyodik olarak gözden geçirilmelidir. Bu şekilde, nemle ilgili sorunların tespit edilmesi ve çözülmesi sağlanır.

Pano tasarımında bu bileşenlerin etkili bir şekilde çalışabilmesi için aşağıdaki noktalar da göz önünde bulundurulmalıdır:

Isıtıcılar, higrostatlar ve termostatlar doğru şekilde monte edilmeli ve panonun içerisinde homojen bir dağılım sağlamak için stratejik bir şekilde yerleştirilmelidir.

Bileşenlerin güç gereksinimleri ve çalışma voltajları panonun elektriksel özelliklerine uygun olmalıdır.

Higrostatlar ve termostatlar güvenilir ve hassas olmalıdır. IEC standartlarına uygun olmalı ve güvenlik gerekliliklerini karşılamalıdır.

Pano tasarımı sırasında, nem ve sıcaklık kontrolü için kullanılan bileşenlerin koruma sınıfı ve IP derecesi gibi teknik özellikler dikkate alınmalıdır.

Sonuç olarak hava izoleli orta gerilim elektrik panolarında nemle ilgili önlemler, panoların güvenliği, performansı ve ömrü açısından kritik öneme sahiptir. IEC standartları, panoların nemle ilgili sorunlarla başa çıkabilmesini sağlamak amacıyla rehberlik sunar. Ancak, her proje ve kurulum özel durumları içerebilir, bu nedenle ilgili yetkili mühendis ve uzmanlarla iş birliği yapılması önemlidir.

Kaynakça:

1. International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 62271-200: High-voltage switchgear and controlgear – Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV.

• International Electrotechnical Commission. (2017). IEC 62271-1: High-voltage switchgear and controlgear – Part 1: Common specifications for alternating current switchgear and controlgear

.

• Krishnan, S., & Rajesh, V. (2018). Analysis of moisture ingress in medium voltage switchgear. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 98, 527-533.

• Ren, Z., & Chen, D. (2016). Research on humidity characteristics and prevention measures of medium voltage switchgear cabinet. In 2016 International Conference on High Voltage Engineering and Power Systems (ICHVEPS) (pp. 1-5). IEEE.

• Van Dijk, G. (2014). The importance of climate control in electrical enclosures. Rittal Whitepaper.

• Wietfeldt, N., & Kannenberg, C. (2017). Moisture and humidity control in enclosures. Rittal Whitepaper.

• Tony Byrne, Humidity Effects in Substations, 2013, EA Technology

Gürkan SAVAŞTÜRK

Siemens Akıllı Altyapı Elektrifikasyon ve Otomasyon – Makina Mühendisi

e-mail: gurkan.savasturk@siemens.com

Editör

See author's posts