41 YANGIN VE GÜVENLİK • MAYIS - HAZİRAN / 2025 MAKALE elektriksel ekipmanlar sıralanabilir: • Aktif Doğrultucular ve SMPS’ler • Elektrikli Araç Şarj İstasyonları (10 – 80kHz) • AFE/LHD Sürücüler (4 – 20kHz) • LED Sürücüler (20 – 200kHz) • Aktif Harmonik Filtreler (8 – 20kHz) • Inverter Tabanlı Alternatif Enerji Sistemleri(IBR) • Solar Sistemler (16 – 22kHz) • Rüzgar Türbinleri (2,5 – 10kHz) • Enerji Depolama Sistemleri • UPS Sistemleri (15 – 25kHz) Şekil – 1’de örnek olarak gerilim kaynaklı bir invertör(AFE) ve ilgili standartlara göre yaydıkları bozukluk frekans aralıkları gösterilmiştir. 1.1. Supraharmoniklerin Elektrik Tesislerine Etkileri ve Ortak Mod Akım/Gerilimi Supraharmonikler, transformatörler de dahil olmak üzere bütün elektriksel ekipmanlar üzerinde yaşlanmayı hızlandırabilen ve erken arızaya yol açabilen çeşitli stres faktörlerine neden olur. Birincil mekanizmalardan biri, transformatör ve ekipman yalıtımı üzerindeki dielektrik stresin artmasıdır. Yüksek frekanslı bileşenler ark oluşumuna neden olabilir ve kısmi deşarjların gelişmesine yol açabilir. Belirli koşullar altında, dielektrik alan gücü yalıtımın bozulma gücünü aşarak lokalize deşarjlara yol açabilir. Kısmi deşarjlar supraharmonik bileşenler tarafından oluşturulabilir ve şiddetlendirilebilir. Ayrıca, supraharmonik akımlar nedeniyle artan ısınma hem “yüzey” (Bkz. Şekil 2) hem de “yakınlık etkisi” ne yol açarak transformatör sargıları içinde ve elektriksel ekipmanlar dolayında lokalize sıcak noktalar olarak ortaya çıkabilir. Bu sıcak noktalar yalıtımı bozarak erken arızaya daha fazla katkıda bulunabilir. Bilindiği gibi bir iletkenin direnci iletkenin kesiti ile ters orantılı, boyu ve öz iletkenlik katsayısı ile doğru orantılıdır. Bu durumda frekansın yükselmesi yüzey derinliğini ve dolayısıyla kesit alanını azaltacak ve iletken direncini yükseltecektir. Bu durum sonucunda da iletken ısısı yükselecek ve izolasyon hatalarına daha elverişli bir hale gelecektir. Supraharmoniklerin transformatörler üzerindeki bir başka etkisi ise aşırı çözünmüş gazları oluşturmasıdır. Supraharmonik belirtilerin varlığı, transformatör yalıtım sıvısı içinde aşırı çözünmüş gazların oluşmasına yol açabilir. Söz konusu başlıca gazlar hidrojen, metan, etilen ve asetilendir. Bu gazlar tipik olarak transformatör içindeki termal ve elektriksel arızalar nedeniyle üretilir. Supraharmonikler, termal stresi artırarak ve yağ içindeki elektrik deşarjlarını teşvik ederek bu koşulları daha da kötüleştirir, yağ ve yalıtım malzemelerinin bozulmasını hızlandırır. Bunun dışında özellikle invertörlerin yüksek dv/dt oranı ile anahtarlama yaparak sanal sinüs sinyali üretmeleri ortak mod akımı/gerilimi(CMC/CMV) olarak isimlendirilen bir bozukluğun varlığına neden olur. Darbe genişlik modülasyonu(PWM) tekniği kullanılarak sanal sinüs sinyalinin invertör yardımıyla oluşturulması nedeniyle, sanal sinüs sinyalinin ortalama değeri hiçbir zaman sıfır olamamaktadır. Bu da sistemin nötr noktası ile toprak arasındaki potansiyelin sürekli olarak yer değiştirmesine ve toprak hattında istenmeyen yüksek frekanslı akımların dolaşmasına neden olmaktadır. Bu durum sonucunda da özellikle artık akım koruma cihazlarının(RCD) sebepsiz Şekil 1. AFE ve frekans bozukluk limit aralıkları Şekil 2. Yüzey Etkisi, Yüzey Derinliği ve Frekans Arasındaki İlişki
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=